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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Baugruppe mit zumindest einem elektronischen Gerät. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Inbetriebnahme einer Baugruppe.
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Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Baugruppen, welche zumindest ein elektronisches Gerät aufweisen. Derartige Baugruppen sind in unterschiedlichen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Die Baugruppe kann beispielsweise eine Windkraftanlage oder eine Photovoltaikanlage sein. Die Baugruppe kann auch eine Gebäudeinstallation oder ein Teil einer solchen sein, mit der in einem Gebäude die Beleuchtung, die Klimatisierung oder dergleichen gesteuert werden kann. Die Baugruppe kann auch ein Elektrofahrzeug sein. Eine solche Baugruppe kann auch eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug sein. In diesem Fall kann das zumindest eine elektronische Gerät beispielsweise ein Umrichter sein.
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Bei der Entwicklung von Baugruppen bzw. bei der Produktentwicklung, besonders im Bereich erneuerbarer Energien, kommen der intelligenten Steuerung von Umrichtern eine immer größere Bedeutung zu. Bisher haben sich jedoch noch keine modularen „Plattformen“ wie im industriellen Maschinen- und Anlagenbau etabliert, um flexibel und zeitnah Produkte in diesem Bereich zu entwickeln. Etablierte Plattformen aus dem industriellen Maschinen- und Anlagenbau sind jedoch meist nicht flexibel genug, um kosteneffektiv Anwendungen außerhalb ihrer Domäne abzudecken. Meist werden daher für spezifische Anwendungen, wie z. B. das Laden von Elektrofahrzeugen oder für Photovoltaik-Anwendungen, Umrichter-Steuerung immer von Grund auf neu entwickelt.
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Ein erstes Problem ist daher darin zu sehen, dass es keine flexible, modulare Funktions-Architektur bzw. -Plattform für die Produktentwicklungen außerhalb von Spezialdomänen gibt. Zudem sind die Anforderungen an die Umrichter-Steuerung bzw. -Regelung der verschiedenen Anwendungen sehr unterschiedlich. Beispiele hierfür sind die Traktionskontrolle bzw. Anfahrtssteuerungen für Elektromobilität oder die Positions- und/oder Windnachführungs-Regelung bei Windkraftanlagen. Dies ist ein weitere Grund dafür, dass typischerweise Umrichter-Steuerungen dediziert für eine Anwendung bzw. ein Produkt entworfen und dort eingesetzt werden. Ein zweites Problem ist darin zu sehen, dass alle spezielle Funktionalitäten und sogar Grundfunktionalität typischerweise von jedem Anwender von Grund auf neu entwickelt, gewartet und getestet werden müssen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine Inbetriebnahme einer Baugruppe der eingangs genannten Art einfacher und schneller erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein System mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zur Inbetriebnahme einer Baugruppe mit zumindest einem elektronischen Gerät. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer Mehrzahl von Applikationen auf einer baugruppenexternen Servereinrichtung, das Auswählen zumindest einer der Applikationen für die Baugruppe aus der Mehrzahl von Applikationen mittels einer baugruppenexternen Inbetriebnahmeeinrichtung, das Kompilieren eines Basissystems und der zumindest einen ausgewählten Applikation zu einem Gesamtprogramm mittels der Inbetriebnahmeeinrichtung, das Übertragen des Gesamtprogramms von der Inbetriebnahmeeinrichtung zu einer Recheneinrichtung der Baugruppe und das Ausführen des Gesamtprogramms auf der Recheneinrichtung der Baugruppe.
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Mit dem Verfahren kann eine erstmalige Inbetriebnahme einer Baugruppe ermöglicht werden. Zudem kann das Verfahren genutzt werden, wenn die Baugruppe modifiziert wird, d. h. beispielsweise elektronische Geräte der Baugruppe ausgetauscht werden. Die Baugruppe kann mehrere elektronische Geräte aufweisen. Die Baugruppe kann eine Anlage oder eine Maschine sein. Die Baugruppe kann beispielsweise eine Gebäudeinstallation sein. Die Baugruppe kann eine Windkraftanlage oder eine Photovoltaikanlage sein. Die Baugruppe kann auch eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug sein. Das zumindest eine elektronische Gerät kann zum Steuern und/oder Regeln des Betriebs der Baugruppe dienen. Das zumindest eine elektronische Geräte kann insbesondere ein Umrichter sein.
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Auf einer Servereinrichtung, welche separat zu der Baugruppe angeordnet ist, werden eine Mehrzahl von Applikationen bereitgestellt. Diese Applikationen, die auch als Apps bezeichnet werden können, können echtzeitfähig bzw. realzeitfähig sein. Mit den Applikationen können Funktionen, welche die Baugruppe und/oder die elektronischen Geräte betreffen, ermöglicht werden. Eine oder mehrere dieser Applikationen können mittels einer Inbetriebnahmeeinrichtung ausgewählt werden. Die Inbetriebnahmeeinrichtung, die auch als Inbetriebsetzungswerkzeug oder als App-Installationstool bezeichnet werden kann, kann eine Recheneinrichtung sein. Beispielsweise kann die Inbetriebnahmeeinrichtung durch einen nicht echtzeitfähigen Rechner, beispielsweise einen tragbaren Computer, ein Tablet oder ein Smartphone gebildet sein. Die Inbetriebnahmeeinrichtung ist über eine entsprechende Datenverbindung – drahtlos oder drahtgebunden – mit der Servereinrichtung verbunden. Über diese Datenverbindung kann die zumindest eine ausgewählte Applikation von der Servereinrichtung an die Inbetriebnahmeeinrichtung übertragen werden. Die Inbetriebnahmeeinrichtung kann nun die zumindest eine Applikation mit einem Basissystem zusammenführen bzw. kompilieren. Insbesondere kann die Inbetriebnahmeeinrichtung das Basissystem und die zumindest eine Applikation zu einem Gesamtprogramm zusammenführen und auf eine Zielplattform der Baugruppe übertragen. Durch Gesamtprogramm kann die zumindest eine Applikation auf der Zielplattform der Baugruppe ausgeführt werden. Dies ermöglicht zunächst das Bereitstellen von Applikationen, insbesondere Realzeit-Applikationen, die plattformunabhängig bzw. baugruppenunabhängig bereitgestellt werden können. Mit Hilfe der Inbetriebnahmeeinrichtung und dem Basissystem kann dann ein Gesamtprogramm bereitgestellt werden, durch dessen Ausführen auf einer Recheneinrichtung der Baugruppe die Applikation auf der Baugruppe ausgeführt werden kann.
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Bevorzugt wird durch das Ausführen des Gesamtprogramms das zumindest eine elektronische Gerät gesteuert und/oder geregelt. Durch das Ausführen des Gesamtprogramms auf der Recheneinrichtung der Baugruppe kann die zumindest eine ausgewählte Applikation auf der Plattform der Baugruppe ausgeführt werden. Mittels der Applikation bzw. dem Gesamtprogramm können Grundeinstellungen des zumindest einen elektronischen Geräts durchgeführt werden. Weiterhin kann der Betrieb des elektronischen Geräts gesteuert und/oder geregelt werden.
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In einer Ausführungsform wird durch das Ausführen des Gesamtprogramms ein Betrieb des zumindest einen elektronischen Geräts überwacht. Bei dem Überwachen des Betriebs des zumindest einen elektronischen Geräts können entsprechende Messwerte erfasst werden. Weiterhin ist es denkbar, dass elektrische Ströme oder elektrische Spannungen, welche den Betrieb der Baugruppe charakterisieren, erfasst werden. Dabei kann die Baugruppe beispielsweise eine entsprechende Schutz- und Messeinrichtung aufweisen.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn beim Überwachen des zumindest einen elektronischen Geräts Daten erfasst werden, die erfassten Daten von der Baugruppe an die Inbetriebnahmeeinrichtung übertragen werden und mittels der Inbetriebnahmeeinrichtung ausgegeben werden. Die Daten, die den Betrieb des zumindest einen elektronischen Geräts beschreiben, können auf der Inbetriebnahmeeinrichtung beispielsweise optisch wiedergegeben werden. Somit kann ein Bedieners bzw. ein Inbetriebnehmer der Baugruppe mit der Inbetriebnahmeeinrichtung zudem der Betrieb der Baugruppe und/oder des zumindest einen elektronischen Geräts überwachen.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird mittels der Inbetriebnahmeeinrichtung eine Bedieneingabe eines Bedieners erfasst und das Auswählen der zumindest einen Applikation und/oder das Kompilieren des Basissystems und der zumindest einen ausgewählten Applikation wird in Abhängigkeit von der erfassten Bedieneingabe durchgeführt. Über die Bedieneingabe kann der Bediener auswählen, welche der Applikationen von der Servereinrichtung auf die Inbetriebnahmeeinrichtung übertragen werden sollen. Zudem kann der Bediener durch die Bedieneingabe bei dem Kompilieren des Gesamtprogramms entsprechende Einstellungen durchführen, die die Ausführung des Gesamtprogramms auf der Zielplattform der Baugruppe beeinflusst. Somit kann das Gesamtprogramm einfach erstellt werden.
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Bevorzugt wird die zumindest eine ausgewählte Applikation von der Servereinrichtung über eine vorbestimmte Schnittstelle der Inbetriebnahmeeinrichtung an die Inbetriebnahmeeinrichtung übertragen. Beispielsweise kann die Inbetriebnahmeeinrichtung eine einheitliche Software-Schnittstelle zur Einbindung der Applikationen aufweisen. Somit kann eine zuverlässige Übertragung der Applikationen auf die Inbetriebnahmeeinrichtung ermöglicht werden.
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In einer Ausführungsform wird die zumindest eine ausgewählte Applikation mittels der Inbetriebnahmeeinrichtung in Bezug auf vorbestimmte Echtzeitanforderungen für die Baugruppe überprüft. Mit Hilfe des Basissystems kann die zumindest eine Applikation verifiziert werden. Hierbei können die Echtzeitanforderungen, die beispielsweise Zykluszeiten oder Prioritäten betreffen, überprüft werden. Dies kann insbesondere vor dem Kompilieren des Gesamtprogramms erfolgen. Damit kann überprüft werden, ob das Gesamtsystem auf der Plattform der Baugruppe zuverlässig ausgeführt werden kann.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Basissystem einen Realzeitkern aufweist, welcher bei dem Kompilieren des Basissystems in Abhängigkeit von dem zumindest einen elektronischen Gerät konfiguriert wird. Der Realzeitkern kann insbesondere geeignet sein, die Echtzeitanforderungen bei der Steuerung und/oder Regelung des zumindest einen elektronischen Geräts zu erfüllen.
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In einer Ausgestaltung umfasst das Basissystem zumindest einen Treiber für das zumindest eine elektronische Gerät. Das Basissystem kann auch entsprechende Treiber für Schnittstellen, insbesondere Daten-Schnittstellen, der Baugruppe aufweisen. Die durch die Treiber realisierte Hardware-Anbindung wird dann durch das Basissystem über standardisierte Software-Schnittstellen den verschiedenen Applikation zugänglich gemacht. Auf diese Weise können die elektronischen Geräte der Baugruppe beispielsweise durch das Ausführen des Gesamtprogramms gesteuert und/oder geregelt werden.
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Ein erfindungsgemäßes System zur Inbetriebnahme einer Baugruppe, wobei die Baugruppe zumindest ein elektronisches Gerät aufweist, umfasst eine Servereinrichtung und eine Inbetriebnahmeeinrichtung, wobei das System zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße System.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Inbetriebnahme einer Baugruppe;
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2 ein System gemäß 1 in einer weiteren Ausführungsform; und
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3 ein System gemäß 1 in einer weiteren Ausführungsform, wobei die Baugruppe als Ladesäule für ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein System 1 zur Inbetriebnahme einer Baugruppe 2. Die Baugruppe 2 umfasst zumindest ein elektronisches Gerät 3. Die Baugruppe 2 kann eine Gebäudeinstallation, eine Windkraftanlage, eine Photovoltaikanlage, eine Ladestation für Elektrofahrzeug, eine Motorsteuerung, eine Umrichtersteuerung oder dergleichen sein.
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Das System 1 umfasst eine Servereinrichtung 4, welche durch eine entsprechende Recheneinrichtung bzw. einen Server gebildet sein kann. Die Servereinrichtung 4 kann auch als (virtueller) Marktplatz bzw. Marketplace bezeichnet werden. Auf der Servereinrichtung 4 ist zumindest eine Applikation 5 gespeichert. Die Applikation 5 kann beispielsweise einen entsprechenden Binärcode umfassen, der universell und/oder spezifisch für verschiedene Zielsysteme bzw. Baugruppen 2 ist. Die zumindest eine Applikation 5 kann echtzeitfähig bzw. realzeitfähig sein. Die zumindest eine Applikation 5 kann auch als Realzeit-App bezeichnet werden. Auf der Servereinrichtung 4 wird die zumindest eine Applikation 5 angeboten und kann heruntergeladen werden.
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Ferner umfasst das System 1 eine Inbetriebnahmeeinrichtung 6. Die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 ist über eine Datenverbindung 7 mit der Servereinrichtung 4 verbunden. Die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 kann beispielsweise ein tragbarer Computer, ein Smartphone oder ein Tablet sein. Die Applikation 5 und ein Basissystem 8 werden an einen Compiler 9 der Inbetriebnahmeeinrichtung 6 übertragen. Der Compiler 9 kann das Basissystem 8 und die von der Servereinrichtung 4 an den Compiler 9 übertragene Applikation 5 zu einem Gesamtprogramm 10 zusammenführen. Bei dem Zusammenführen bzw. Kompilieren können die Applikation 5 und das Basissystem 8 parametriert werden und zu dem ausführbaren Gesamtprogramm 10 zusammengefügt werden. Das Gesamtprogramm 10 wird dabei spezifisch für die Baugruppe 2 zusammengefügt. Insbesondere kann das Gesamtprogramm 10 als Binärcode bereitgestellt werden. Das Gesamtprogramm 10 wird an eine Recheneinrichtung 11 der Baugruppe 2 übertragen. Dort kann das Gesamtprogramm 10 zum Ablauf gebracht werden. Somit kann das elektronische Gerät 3 gesteuert und/oder geregelt werden.
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2 zeigt das System 1 gemäß 1 in einer weiteren Ausführungsform. Hierbei sind auf der Servereinrichtung 4 eine Mehrzahl von Applikationen 5 gespeichert. Diese Applikationen 5 können für unterschiedliche Funktionen verwendet werden. Solche Funktionen können sein: Schutzfunktionen, das Parameter Management zur Parametrierung von Algorithmik, z. B. für die Regelung, das Aufzeichnen und Speichern von Zeitverläufen (Tracing), das Maximum Power Point(MPP)-Tracking für Photovoltaikanlagen, die Implementierung von speziellen Grid-Codes, z. B. über Netzstatistiken wie P/f-Kennlinien, anwendungsspezifische Regelungsaufgaben, wie z. B. Momentenregelung bei Windkraftanlagen, Ablaufsteuerungen, wie z.B. eine Implementierung von IEC 15118 für Elektromobilität, Traktions- bzw. Anfahrtsteuerungen für Elektromobilität, Pitch-/Yaw-Regelung für Windkraftanlagen und/oder Optimierungsalgorithmen, z. B. für das optimale Laden von stationären Batterien.
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Dabei kann jede der Applikationen 5 folgende Eigenschaften selbst festlegen: Welche Signale oder Daten gelesen und geschrieben werden, welche Events als Trigger verwendet werden bzw. welche Events ausgelöst werden können, mit welcher Priorität die Applikation 5 laufen muss, welche Initialisierung vor Ausführung der Applikation 5 durchzuführen ist, wie oft bzw. mit welcher minimalen Frequenz die Applikation 5 ausgeführt werden muss, welche anderen Applikationen 5 ebenfalls laufen müssen und welche Signale oder Daten von diesen benötigt werden (Abhängigkeitsmanagement) und/oder welche anderen Applikationen 5 nicht laufen dürfen (Konfliktmanagement).
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Um die Realzeit-Applikationen 5 in einer angemessenen Form auszuführen, d. h. unter Einhaltung der durch die Eigenschaften definierten Anforderungen, wie Zykluszeit und Priorität, bedarf es eines Basissystems 8 mit den folgenden Eigenschaften: Das Basissystem 8 weist einen Realzeitkern 12 auf, der zur Ausführung von Regelungsaufgaben geeignet ist. Der Realzeitkern 12 weist typische Realzeitfunktionalitäten, wie Scheduling, Semaphoren und Interrupt Management, auf. Der Realzeitkern 12 kann ein QNX, ein RTEMS, ein Siemens NRKPro, ein Siemens ADONIS oder dergleichen sein. Zudem umfasst das Basissystem 8 eine vorbestimmte Schnittstelle 13 bzw. eine einheitliche Software-Schnittstelle (API – Application Programming Interface) zur Einbindung der Applikationen 5.
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Ferner umfasst das Basissystem 8 eine kryptographische Einrichtung 14 die es, z. B. über MD-5 Hashes, ermöglicht, die Applikationen 5 bzw. Anwendungen zu verifizieren bzw. zu authentifizieren und zu protokollieren, wann welche Applikationen 5 aktiv sind bzw. waren. Darüber hinaus umfasst das Basissystem 8 eine Hardware-Abstraktionsebene 15 (HAL – Hardware Abstraction Layer) die es ermöglicht, auf verschieden Hardware-Plattformen über standardisierte Software-Schnittstellen zuzugreifen. Schließlich umfasst das Basissystem 8 eine Mehrzahl von Treibern 16 für die elektronischen Geräte 3 bzw. Gerätetreibern, die es ermöglichen, die Hardware anzusprechen. Die elektronischen Geräte 3 können z. B. Ethernet-Hardware, Hardware zur Generierung von Pulsmustern in Umrichtern oder Messeinrichtungen sein. Die Treiber 16 sind den elektronischen Geräten 3 der Baugruppe 2 zugeordnet.
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Da das Basissystem 8 jede der Applikationen 5 über die entsprechende kryptographische Einrichtung 14 authentifiziert, können z.B. Garantie- oder Fehlerfälle flexibel abgehandelt werden. Z.B. kann in den Garantie-Bedingen verankert werden, dass nur für bestimmte, vom Hersteller verifizierte Applikationen 5 Garantie besteht. Sind bei Eintreten eines Garantie- oder Fehlerfalls andere bzw. fremde Applikationen aktiv (durch die kryptographische Einrichtung 14 protokolliert), tritt der Garantiefall nicht in Kraft.
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Der Unterschied zu anderen Basis- oder Betriebssystemen, die eine Ausführung von Applikationen erlauben, z. B. auf Smartphones, ist wie folgt: Das Basissystem 8 des erfindungsgemäßen Systems 1 ist notwendigerweise ein Realzeitsystem und ist daher auf die Einhaltung von garantierten Antwortzeiten sowie der Bereitstellung von Realzeitmerkmalen, wie Scheduling, Präzisions-Timer oder dergleichen optimiert. Smartphone-Betriebssysteme weisen keinerlei solche Merkmale auf. Vorliegend können die Applikationen 5 bzw. die Realzeit-Apps und das Basissystem 8 außerhalb der Zielplattform zu einem ausführbaren Binärcode-Image bzw. Gesamtprogramm 10 zusammengeführt werden, welches dann nachfolgend ausgeführt wird. Dies erhöht die Ausführungssicherheit und vereinfacht die Konfiguration und Parametrierung, z. B. das Festlegen der Ausführungsreihenfolge der Applikationen 5.
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Eine Übertragung von Applikationen 5 auf die Baugruppen 2 zur Laufzeit und die Ausführung der übertragenen Applikationen 5 auf dem dortigen Basissystem 8 soll ebenfalls möglich sein, stellt aber nicht die bevorzugte Ausführung dar.
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Die Entwicklung des Basissystems 8 könnte z. B. in der Form einer halb-offenen Entwicklung mit Open-Source Bestandteilen (Software-Schnittstellen bzw. APIs, Treiber, HAL, etc.) und proprietären Bestandteilen (Realzeitkern 12, kryptographische Einrichtung 14, etc.) gestaltet werden. Das Basissystem 8 ist zudem einfach auf verschiedene Architekturen anpassbar (x86, ARM, MIPS, etc.).
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Die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 hat die Aufgabe, die durch die Applikationen 5 festgelegten Eigenschaften auszuwerten und das Basissystem 8 so zu konfigurieren, dass diese eingehalten werden. Beispielsweise muss eine Applikation 5 zur Messdaten-Aufbereitung (Filter, etc.) vor einer Applikation 5 laufen, die aufbereitete Messdaten verwendet (Regler, etc.). Des Weiteren erlaubt die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 beispielsweise über eine entsprechende Benutzeroberfläche (GUI – Graphical User Interface) Benutzereingaben bzw. Interaktionen und visualisiert Konflikte zwischen den Eigenschaften der Applikationen 5. Durch Benutzereingaben kann beispielsweise folgendes ausgewählt bzw. bestimmt werden: Auswahl der Applikationen 5, Festlegung der Gesamt-Ausführfrequenz und individuellen Ausführfrequenzen der Applikationen 5, Festlegung der Ausführsequenz, Definition der Zielplattform, Mapping von physikalischen Ein- und Ausgängen zu Software Ein- und Ausgängen von Applikationen 5, Visualisierung und/oder Mitschreiben von Signalen oder Daten im Betrieb der Baugruppe 2 (z. B. gesammelt durch eine sogenannte „Tracing-App“) und/oder Setzen bzw. Schreiben von Signalen bzw. Daten im Betrieb. Mit Ausnahme der Auswahl von Applikationen weist ein Smartphone standardmäßig keine dieser Eigenschaften auf.
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Das System 1 beschreibt die Kernfunktionalität einer flexiblen, modularen Funktions-Architektur für die Produktentwicklungen. Inhärent gibt es keine Einschränkung auf eine bestimme Ziel-Anwendung bzw. Domäne, d. h. jegliche Anwendungen z. B. außerhalb etablierter/spezialisierter Plattformen könnten mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems 1 realisiert werden. Weitere Vorteile des Systems 1 sind: Entwickelte Funktionalität sowie erarbeitetes Know-How können in der Form der Applikationen 5 einfach über einen zentralen (virtuellen) Marktplatz vertrieben/vermarktet werden, Lösungs-Entwickler müssen nicht mehr alles selbst entwickeln, Basis- und/oder Spezialfunktionalität kann einfach über herunterladbare Applikationen 5 zugekauft werden. Dadurch wird es möglich, auch komplexere Gesamtsysteme mit reduziertem Aufwand zeit- und kostenoptimal zu entwickeln. Zudem können z. B. Hersteller von Umrichtern durch die Verwendung von bestimmten Applikationen 5, wie z. B. einer Regelung zur Einspeisung ins Elektrizitätsnetz, zu Lösungsentwicklern werden. Ferner kann ein Betrag prozentual zum Verkaufspreis der Applikation 5 an den Betreiber der Servereinrichtung 4 bzw. des Marktplatzes abgeführt werden. Außerdem wird durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Systems 1 durch Fremdunternehmen, statt typischerweise einer Eigenentwicklung, der Marktanteil der Plattform erhöht. Somit profitieren beide Seiten. Der Bereitsteller des Systems 1 kann potentiell seinen Marktanteil für (Steuerungs-)Plattformen vervielfachen. Zudem kann der Betreiber des virtuellen Marktplatzes durch die Wahl von geeigneten Nutzungsbedingungen bzw. Nutzungsentgelte die Qualität sowie die Verbreitung von Applikationen 5 steuern. Des Weiteren können Lösungs-Entwickler selbst zu Realzeit-App-Entwicklern werden und es bleibt ihnen frei, diese auf dem (virtuellen) Marktplatz anzubieten. Beispielsweise kann ein Hersteller Spezial-Anwendungs-Know-How (z. B. Motorsteuerung) in Form von fest installierten Applikationen 5 mit seinen Produkten ausliefern, diese Applikationen 5 aber nicht zum freien Verkauf auf den (virtuellen) Marktplatz stellen.
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3 zeigt ein System 1, welches zur Inbetriebnahme bzw. Inbetriebsetzung einer Ladesäule für Elektrofahrzeuge als Baugruppe 2 dient. Die Baugruppe 2 umfasst die Recheneinrichtung 11, die über einen CAN-Bus 22 mit einem Umrichter 17 verbunden ist. Ferner ist die Recheneinrichtung 11 über eine Datenleitung 23, beispielsweise eine Ethernet-Verbindung, mit einer Adapter-Box 18 verbunden. Die Adapter-Box 18 ist über eine weitere Datenleitung 24 (z. B. IEC 15118 CAN/Powerline) mit dem Fahrzeug 19 verbunden, das als Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Ferner ist die Adapter-Box 18 mit einem Schütz 21 und eine Schutz- und Messeinrichtung 20 verbunden. Die Batterie des Fahrzeugs 19 kann über eine Versorgungsleitung 25 mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 ist vorliegend auf einem Tablet installiert, das über WLAN oder DSL mit dem Internet verbunden ist. Als erstes wählt der Inbetriebnehmer die Ziel-Architektur (z. B. ARM Cortex-A9) sowie die Zielhardware (z. B. Beagle-Bone) in der Benutzeroberfläche aus. Die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 leitet aus diesen Informationen ab, welche Treiber 16 zum Betrieb des Systems 1 notwendig sind, welche Kompilierungsumgebung verwendet werden muss, wie der Realzeitkern 12 konfiguriert werden muss und welche Version der Applikation 5 von der Servereinrichtung 4 heruntergeladen werden muss.
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Auf dem Tablet wird nun vom Inbetriebnehmer auf der Servereinrichtung 4 bzw. auf dem (virtuellen) Marktplatz eine Ausprägung (Laden nach ISO 15118) einer Applikation 5 „Ladeablaufsteuerung“ ausgewählt und heruntergeladen. Die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 löst die aus den hinterlegten Meta-Daten der Applikation 5 „Ladeablaufsteuerung“ die bestehenden Abhängigkeiten auf. Das heißt, die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 weist darauf hin, dass außerdem mindestens Ausprägungen der Applikationen 5 „Schutzfunktionen“ und „Parameter-Management“ zum Betrieb notwendig sind. Der Inbetriebnehmer wählt jeweils Ausprägung dieser Applikationen 5 aus.
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Die Applikation 5 „Ladeablaufsteuerung“ wird nachfolgend über die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 konfiguriert. Z. B. wird ausgewählt, welcher Typ Baugruppe 2 und/oder welche elektronischen Geräte 3 verwendet werden. Beispielsweise kann ausgewählt werden, welcher Ladesäulentyp (z. B. Siemens DC-Ladesäule), welcher Umrichter 17 (z. B. Sinamics 200kW Umrichter mit interner Strom- und Spannungsregelung) und welche Adapter-Box 18 (zur Kommunikation mit dem Fahrzeug 19 und einer der Mess-/Schutzeinrichtung 20) zum Einsatz kommt. Der Inbetriebnehmer lädt nun zusätzlich die Applikation 5 „Tracing“ aus dem (virtuellen) Marktplatz herunter und definiert in einer Eingabemaske die mitzuschreibenden Signale, sowie die Ausführfrequenz der Applikationen 5. Des Weiteren definiert er, welche physikalischen Ein- und Ausgänge auf die Ein- und Ausgänge der Applikation 5 erfasst werden.
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Anschließend initiiert der Inbetriebnehmer eine Überprüfung des Projektes durch die Inbetriebnahmeeinrichtung 6. Die Prüfung hat z. B. zur Aufgabe, die durch den Inbetriebnehmer spezifizierte Ausführungsreihenfolge mit den durch die Applikationen 5 festgelegten Ausführungs-Abhängigkeiten abzugleichen. Des Weiteren wird z. B. verifiziert, ob Speicher, Realzeit und Hardware-Eigenschaften (z. B. verfügbare Bus-Systeme) des Zielsystems ausreichend sind, um das Gesamtprogramm 10 auszuführen.
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Falls die Überprüfung erfolgreich war, überträgt der Inbetriebnehmer das binär vorliegende Gesamtprogramm 10 über Ethernet in den Flash-Speicher der Baugruppe 2 bzw. die Recheneinrichtung 11. Bei Abschluss des Übertragungsvorganges startet das die Recheneinrichtung 11 die Ausführung des Gesamtprogramms 10, startet die Kommunikation mit der Adapter-Box 18 (Schaltzustände, Fehler, Messungen, Kommunikation mit dem Fahrzeug 19, etc.) sowie dem Umrichter 17 (Strom- und/oder Spannungssollwerte sowie Strom- und/oder Spannungsmessung) und verweilt in einem Stand-by-Zustand. Über die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 startet der Inbetriebnehmer die Ladeablaufsteuerung, indem er einen entsprechenden Parameter, z. B. RUN=1, setzt. Auch andere Parameter, z. B. Grenzen für maximale Ladeströme, können im Betrieb verändert werden. Die ausgewählten Signale werden über das „Tracing“ Modul mitgeschrieben und können über die Inbetriebnahmeeinrichtung 6 im Betrieb der Baugruppe 2 analysiert und/oder visualisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEC 15118 [0030]
- IEC 15118 [0040]
- ISO 15118 [0042]
