DE102017124780A1

DE102017124780A1 - Messsystem

Info

Publication number: DE102017124780A1
Application number: DE102017124780.7A
Authority: DE
Inventors: Noriaki Hatanaka
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2018-05-03
Also published as: JP6386513B2; CN108008688A; US20180120789A1; US10809672B2; JP2018073195A

Abstract

Ein Messsystem weist eine Steuervorrichtung, die eine Steuerzielvorrichtung in Echtzeit steuert und Steuerdaten an ein Endgerät überträgt, und eine Messeinrichtung, die Daten, die einen physischen Status der Steuerzielvorrichtung angeben, erfasst und die Daten als Messdaten an das Endgerät überträgt, auf. Die Steuervorrichtung weist eine Steuereinheit und eine Sequenzsteuereinheit auf, wobei die Steuereinheit ein Zeitsignal an die Messeinrichtung überträgt. Die Steuervorrichtung überträgt die Steuerdaten, die einen Teil von Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät. Die Messeinrichtung überträgt die Messdaten, die einen Teil von Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät. Das Endgerät kompensiert eine Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten basierend auf den Teilen von Zeitinformationen.

Description

STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messsystem und insbesondere eine Technik zum Ausführen von Verzögerungszeitkompensation zwischen Teilen von Zeitreihendaten.
Beschreibung der verwandten Technik
1 ist ein Blockdiagramm, das die Auslegung eines Messystems des Stands der Technik zeigt. Ein Messsystem 100 weist eine Steuervorrichtung 110, ein Endgerät 120, eine Steuerzielvorrichtung 130, eine Messeinrichtung 140 und eine Signalausgabevorrichtung 150 auf. Eine numerische Steuerung ist ein typisches Beispiel für die Steuervorrichtung 110. Bei der Steuerzielvorrichtung 130 handelt es sich um eine Vorrichtung, die von der Steuervorrichtung 110 zu steuern ist, zum Beispiel um eine Werkzeugmaschine.
Die Steuervorrichtung 110 steuert die Steuerzielvorrichtung 130 in Echtzeit. Die Steuervorrichtung 110 überträgt (a) Steuerdaten, die Daten, die bei der Echtzeitsteuerung verwendet werden, aufweisen, an das Endgerät 120. Ein Teil der Zeitinformationen ist in (a) den Steuerdaten eingebettet. Die Steuervorrichtung 110 gibt ein Signal, das mit (a) den Steuerdaten synchronisiert ist, an die Signalausgabevorrichtung 150 über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) in der Steuervorrichtung 110 aus. Die Signalausgabevorrichtung 150 gibt das Signal als (a) ein Zeitsignal an die Messeinrichtung 140 aus.
Die Messeinrichtung 140 erhält Sensordaten (zum Beispiel Daten, die Temperatur, Strom, Vibration oder dergleichen angeben) von der Steuerzielvorrichtung 130. Die Messeinrichtung 140 überträgt (b) Messdaten an das Endgerät 120. Ein Teil der Zeitinformationen, der auf (c) dem Zeitsignal basiert, ist in den (b) Messdaten eingebettet.
Das Endgerät 120 empfängt (a) die Steuerdaten und (b) die Messdaten. Bezüglich jeder der (a) Steuerdaten und (b) der Messdaten besteht eine Differenz, das heißt, eine Verzögerung zwischen einem Zeitpunkt von Datenauftreten und einem Empfangszeitpunkt an dem Endgerät 120. Eine Verzögerung für (a) die Steuerdaten und eine Verzögerung für (b) die Messdaten sind einander nicht gleich und ein Empfangszeitpunkt (b) der Messdaten ist im Allgemeinen später als ein Empfangszeitpunkt von (a) den Steuerdaten. Aus diesem Grund vergleicht das Endgerät 120 die Teile der Zeitinformationen, die in (a) den Steuerdaten und (b) den Messdaten eingebettet sind, miteinander und führt Verzögerungskompensation durch. Mithilfe der Verzögerungskompensation kann das Endgerät 120 (a) die Steuerdaten und (b) die Messdaten als einen Satz von Teilen von Zeitreihendaten verarbeiten.
2A zeigt ein Beispiel für die Wellenform von Daten, die von der Steuervorrichtung 110 zum Steuern der Steuerzielvorrichtung 130 in Echtzeit verwendet werden. 2B zeigt ein Beispiel für die Wellenform (a) der Steuerdaten von der Steuervorrichtung 110, die von dem Endgerät 120 empfangen werden. Ein gestrichelter Abschnitt der Wellenform zeigt einen Teil von Daten, die von dem Endgerät 120 nicht erfolgreich empfangen wurden, an. Das heißt, die Echtzeitsteuerung, die die Daten von dem Endgerät 120 verwendet, ist zum Zeitpunkt T abgeschlossen, doch der Abschnitt (gestrichelter Abschnitt) (a) der Steuerdaten wurde noch nicht von der Steuervorrichtung 120 empfangen. Grund dafür ist, dass für ta eine Verzögerung auftritt, die der Zeit, die zur Datenübertragung und Empfangsverarbeitung in der Steuervorrichtung 110 und dem Endgerät 120 benötigt wird, entspricht. Da die Teile der Zeitinformationen in (a) den Steuerdaten eingebettet sind, kann das Endgerät 120 jedoch (a) die Steuerdaten unabhängig von der Verzögerungszeit ta verarbeiten.
Währenddessen tritt eine Verzögerung auf, wenn (c) das Zeitsignal, das von der Steuervorrichtung 110 und der Signalausgabevorrichtung 150 ausgegeben wird, an der Messeinrichtung 140 ankommt. Der Mechanismus zur Erzeugung einer Verzögerung in (c) dem Zeitsignal wird mit Bezug auf 3 beschrieben. Bei (1) beginnt die Steuervorrichtung 110 den Vorgang und sendet ein Signal, das mit (a) den Steuerdaten synchronisiert ist, aus. Bei (2) bzw. (2)' leitet die SPS das Signal durch Sequenzsteuerung weiter. Das heißt, die SPS sendet das Signal über ein Feldnetz an die Signalausgabevorrichtung 150 aus. Da die SPS Verarbeitung zu vorbestimmten Steuerintervallen ausführt, tritt zwischen (1) und (2) bzw. (2)' eine Verzögerung auf. Anschließend sendet die Signalausgabevorrichtung 150 (c) das Zeitsignal aus. Bei (3) bzw. (3)' kommt das Zeitsignal an der Messeinrichtung 140 an. Eine Übertragungsverzögerung tritt aufgrund analoger Signalausgabe auf. Deshalb kommt das Zeitsignal, das von der Steuervorrichtung 110 ausgesendet wird, mit einer Verzögerungszeit tc bzw. tc' an der Messeinrichtung 140 an.
Es ist anzumerken, dass eine Verzögerung zwischen dem Aussenden des Signals von der Steuervorrichtung 110 bei (1) und dem Aussenden des Signals von der SPS bei (2) bzw. (2)' nicht festgelegt ist. Wie oben beschrieben, führt die SPS Verarbeitung zu den vorbestimmten Steuerintervallen aus. Eine Verzögerungszeit kann somit relativ kurz, wie bei (2), oder relativ lang, wie bei (2)', sein. Wenn tc eine Verzögerungszeit in einem Fall ist, bei dem eine Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Signals von der Steuervorrichtung 110 und der Sequenzsteuerung von der SPS am kleinsten ist, und tc' eine Verzögerungszeit in einem Fall ist, bei dem die Zeitdifferenz am größten ist, dann kann tc' auf die folgende Weise mit Verwendung eines Steuerintervalls t1 für die SPS dargestellt werden: $tc' = tc + t1$
Wie oben beschrieben kommt (c) das Zeitsignal an der Messeinrichtung 140 mit einer Verzögerungszeit im Bereich von tc bis tc' an. Die Messeinrichtung 140 erzeugt (b) die Messdaten unter Verwendung der Sensordaten, die von der Steuerzielvorrichtung 130 erhalten werden, und dem Teil der Zeitinformationen, der basierend auf (c) dem Zeitsignal erzeugt wird. Die Messeinrichtung 140 überträgt (b) die Messdaten an das Endgerät 120. Bei dem Übertragungsvorgang tritt eine Verzögerung von tb auf, die der Zeit, die zur Datenübertragung und Empfangsverarbeitung in der Steuervorrichtung 140 und dem Endgerät 120 benötigt wird, entspricht.
4A bis 5C zeigen zwei Beispiele aus einer Kombination von (b) den Messdaten, die von der Messeinrichtung 140 übertragen werden, und (b) den Messdaten, die von dem Endgerät 120 empfangen werden. 4A bis 4C zeigen einen Fall, bei dem (c) das Zeitsignal die Verzögerungszeit tc aufweist, während 5A bis 5C einen Fall zeigen, bei dem (c) das Zeitsignal die Verzögerungszeit tc' aufweist. 4A und 5A sind jeweils Diagramme, die einen Echtzeitvergleich zwischen (c) dem Zeitsignal, das mit der Verzögerungszeit tc bzw. tc' an der Messeinrichtung 140 ankommt, und der Sensordaten, die von der Messeinrichtung 140 erhalten werden, zeigen. 4B und 5B sind Diagramme, die einen Vergleich in (b) den Messdaten, die von der Messeinrichtung 140 übertragen werden, unter Verwendung des Teils von Zeitinformationen, der in (b) den Messdaten eingebettet ist, zeigen. 4C und 5C sind Diagramme, die einen Vergleich in (b) den Messdaten, die von dem Endgerät 120 empfange werden, unter Verwendung des Teils von Zeitinformationen, der in (b) den Messdaten eingebettet ist, zeigen. In 4C und 5C ist ein Teil der Daten, die nicht erfolgreich von dem Endgerät 120 empfangen wurden, jeweils durch eine gestrichelte Linie angegeben.
In jedem Fall erzeugt die Messeinrichtung 140 (b) die Messdaten durch Anfügen des Teils der Zeitinformationen basierend auf (c) dem Zeitsignal an die Sensordaten. Da jedoch (c) das Zeitsignal in der Verzögerungszeit variieren kann (wie aus dem Vergleich zwischen 4A und 5A ersichtlich ist), ergibt sich ebenfalls eine Variation in dem Teil der Zeitinformationen, der in (b) den Messdaten eingebettet ist (wie aus dem Vergleich zwischen 4B und 5B und zwischen 4C und 5C ersichtlich ist).
Die Verzögerung von tb ist hierin eine Verzögerung, die nach dem Einbetten des Teils von Zeitinformationen in (b) den Messdaten auftritt, und es wird erwartet, dass das Endgerät 120 in der Lage ist, die Verzögerung von tb unter Verwendung des Teils der Zeitinformationen zu kompensieren. Das heißt, falls (c) das Zeitsignal eine Verzögerung von tc aufweist und die Verzögerung festgelegt ist, kann das Endgerät 120 (b) die Messdaten unter Verwendung einer Zeit (t+tc) korrigieren. Da jedoch die Breite (tc'-tc) der Variation in der Verzögerung in (c) dem Zeitsignal in dem Stand der Technik nicht festgelegt ist, können die Messdaten nicht exakt kompensiert werden. Dies beeinträchtigt die Verarbeitung (a) der Steuerdaten und (b) der Messdaten als einen Satz von Teilen von Zeitreihendaten. 6 zeigt einen Vergleich zwischen (a) den Steuerdaten und (b) den Messdaten, falls (c) das Zeitsignal eine Verzögerung von tc aufweist. 6B zeigt einen Vergleich zwischen (a) den Steuerdaten und (b) den Messdaten, falls (c) das Zeitsignal eine Verzögerung von tc' aufweist. Wie oben beschrieben besteht eine Differenz in der entsprechenden Beziehung zwischen (a) den Steuerdaten und (b) den Messdaten zwischen dem Fall, bei dem (c) das Zeitsignal eine Verzögerung von tc aufweist, und dem Fall, bei dem (c) das Zeitsignal eine Verzögerung von tc' aufweist.
Beispiele einer Technik des Stands der Technik, die mit den oben beschriebenen Problemen in Zusammenhang steht, umfassen das japanische Patent Nr. 5427107 . Das japanische Patent Nr. 5427107 beschreibt ein Überwachungsverfahren zum Beurteilen der Beziehung zwischen einer Vielzahl von Teilen von Zeitreihen-Sensordatenausgaben von einer Vielzahl von Messeinrichtungen, die physikalische Größen einer Überwachungszielvorrichtung messen, wenn eine Anomalität in der Beziehung bestimmt wird, wodurch bestimmt wird, dass die Überwachungszielvorrichtung eine Anomalität aufweist.
Das Verfahren, das im japanischen Patent Nr. 5427107 beschrieben ist, basiert auf der Annahme, dass eine Vielzahl von Teilen von Zeitreihen-Sensordaten als ein Satz verarbeitet wird, und es wird kein Verfahren zum Ausführen von Verzögerungskompensation an den Teilen von Zeitreihendaten offengelegt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Messsystem bereitzustellen, das in der Lage ist, Verzögerungszeitkompensation zwischen Teilen von Zeitreihendaten auszuführen.
Bei einem Messsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Messsystem, das Folgendes aufweist: eine Steuervorrichtung, die eine Steuerzielvorrichtung in Echtzeit steuert und Steuerdaten an ein Endgerät überträgt; und eine Messeinrichtung, die Daten erhält, die einen physischen Status der Steuerzielvorrichtung angeben, und die Daten als Messdaten an das Endgerät überträgt, wobei die Steuervorrichtung eine Steuereinheit und eine Sequenzsteuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit ein Zeitsignal an die Messeinrichtung überträgt, die Steuervorrichtung die Steuerdaten, die einen Teil der Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät überträgt, die Messeinrichtung die Messdaten, die einen Teil von Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal and das Endgerät überträgt, und das Endgerät eine Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten basierend auf dem Teil von Zeitinformationen kompensiert.
Bei dem Messsystem nach einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei der Sequenzsteuereinheit um eine SPS.
Bei einem Messsystem gemäß einer anderen Ausführungsform handelt es sich um ein Messsystem, das Folgendes aufweist: eine Steuervorrichtung, die eine Steuerzielvorrichtung in Echtzeit steuert und Steuerdaten an ein Endgerät überträgt; und eine Messeinrichtung, die Daten erhält, die einen physischen Status der Steuerzielvorrichtung angeben, und die Daten als Messdaten an das Endgerät überträgt, wobei die Messeinrichtung ein Zeitsignal an die Steuervorrichtung überträgt, wobei die Steuervorrichtung die Steuerdaten, die einen Teil der Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät überträgt, die Messeinrichtung die Messdaten, die einen Teil von Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät überträgt, und das Endgerät eine Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten basierend auf dem Teil von Zeitinformationen kompensiert.
Bei dem Messsystem nach einer anderen Ausführungsform wird das Zeitsignal unter Verwendung einer Signaleingangsschaltung in die Steuervorrichtung für eine präzise Messung, die für High-Speed-Skip und dergleichen verwendet wird, eingegeben.
Bei einem Messsystem gemäß einer anderen Ausführungsform handelt es sich um ein Messsystem, das Folgendes aufweist: eine Steuervorrichtung, die eine Steuerzielvorrichtung in Echtzeit steuert und Steuerdaten an ein Endgerät überträgt; und eine Messeinrichtung, die Daten erhält, die einen physischen Status der Steuerzielvorrichtung angeben, und die Daten als Messdaten an das Endgerät überträgt, wobei das Endgerät eine Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten basierend auf einer Eigenschaftsgröße, die aus den Messdaten extrahiert wird, kompensiert.
Bei dem Messsystem nach einer anderen Ausführungsform kompensiert das Endgerät die Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten unter Verwendung eines Zeitpunktes, zu dem eine Differenz oder ein Messwert von Stromdaten einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, als einen Basispunkt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Messsystem bereitzustellen, das in der Lage ist, Verzögerungszeitkompensation zwischen Teilen von Zeitreihendaten auszuführen.
Figurenliste
Die obenstehenden und andere Aufgaben und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen davon mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:

1 ein Blockdiagramm, das die Auslegung eines Messystems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt, ist;
2A ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Verzögerung in Steuerdaten ist;
2B ein Diagramm zur Veranschaulichung der Verzögerung in den Steuerdaten ist;
3 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Verzögerung in einem Zeitsignal aufgrund von Sequenzsteuerung ist;
4A ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Auswirkung einer Verzögerung in dem Zeitsignal auf die Messdaten ist;
4B ein Diagramm zur Veranschaulichung der Auswirkung der Verzögerung in dem Zeitsignal auf die Messdaten ist;
4C ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Auswirkung der Verzögerung in dem Zeitsignal auf die Messdaten ist;
5A ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Auswirkung einer Verzögerung in dem Zeitsignal auf die Messdaten ist;
5B ein Diagramm zur Veranschaulichung der Auswirkung der Verzögerung in dem Zeitsignal auf die Messdaten ist;
5C ein Diagramm zur Veranschaulichung einer Auswirkung der Verzögerung in dem Zeitsignal auf die Messdaten ist;
6A ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Problems, das die Verzögerungskompensation zwischen den Steuerdaten und den Messdaten betrifft, ist;
6B ein Diagramm zur Veranschaulichung des Problems, das die Verzögerungskompensation zwischen den Steuerdaten und den Messdaten betrifft, ist;
7 ein Diagramm, das einen Vorgang des Ausgebens eines Zeitsignals gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt, ist;
8 ein Diagramm, das ein Verzögerungskompensationsverfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht, ist;
9 ein Blockdiagramm, das die Auslegung eines Messystems gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, ist;
10 ein Blockdiagramm, das die Auslegung eines Messystems gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt, ist;
11A ein Diagramm, das ein Verzögerungskompensationsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht, ist;
11B ein Diagramm, das ein Verzögerungskompensationsverfahren gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht, ist; und
12 ein Blockdiagramm, das die Auslegung einer Steuervorrichtung zeigt, ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
1 ist ein Blockdiagramm, das die Auslegung eines Messystems 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Messsystem 100 weist eine Steuervorrichtung 110, ein Endgerät 120, eine Steuerzielvorrichtung 130, eine Messeinrichtung 140 und eine Signalausgabevorrichtung 150 auf. Die Rollen der Komponenten sind fast die gleichen, wie in der oben beschriebenen Technik des Stands der Technik. Ein Unterschied zu der Technik des Stands der Technik liegt in der integralen Auslegung der Steuervorrichtung 110.
Wie in 12 gezeigt ist, weist die Steuervorrichtung 110 eine Steuereinheit 111 und eine Sequenzsteuereinheit 112 auf. Bei der Steuervorrichtung 110 gemäß dem Stand der Technik, weist die Steuereinheit 111 typischerweise mindestens eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit, CPU) auf, wobei die CPU gemäß einem vorbestimmten Programm arbeitet, wodurch Vorgänge, wie die Erzeugung von Daten, die zur Steuerung der Steuerzielvorrichtung 130 in Echtzeit verwendet werden, die Erzeugung von (a) Steuerdaten, die an das Endgerät 120 übertragen werden sollen, und die Erzeugung eines Signals, das an die Signalausgabevorrichtung 150 ausgegeben werden soll, ausgeführt werden. Eine Sequenzsteuereinheit 112 weist typischerweise mindestens eine CPU auf, wobei die CPU gemäß einem vorbestimmten Programm in vorbestimmten Steuerintervallen arbeitet, wodurch Vorgänge, wie Echtzeitsteuerung der Steuerzielvorrichtung 130 und Übertragung (a) der Steuerdaten und des Signals, das ausgegeben werden soll, an die Signalausgabevorrichtung 150, ausgeführt werden. Insbesondere schreibt die Sequenzsteuereinheit 112 Daten, die an einen E/A-Chip übertragen werden sollen, und der E/A-Chip sendet die Daten, die übertragen werden sollen, an ein vorbestimmtes Übertragungsziel aus. Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ist ein typisches Beispiel für die Sequenzsteuereinheit 112. Die Sequenzsteuereinheit 112 wird im Folgenden hier als die SPS 112, die ein repräsentatives Beispiel dafür ist, bezeichnet.
Wie oben beschrieben, erzeugt die Steuereinheit 111 in der Steuervorrichtung 110 gemäß dem Stand der Technik ein Signal, das mit (a) den Steuerdaten synchronisiert ist. Danach gibt die SPS 112 das Signal an die Signalausgabevorrichtung 150 aus. Die SPS 112 führt Sequenzsteuerung nur zu vorbestimmten Intervallen aus. Das heißt, die Steuereinheit 111 ist nicht mit der SPS 112 synchron und die Zeit von der Erzeugung eines Signals durch die Steuereinheit 112 zum Aussenden (c) eines Zeitsignals durch die SPS 112 ist nicht festgelegt. Dabei handelt es sich um einen Hauptfaktor bei der Variation einer Verzögerungszeit für (c) das Zeitsignal (vgl. 3).
Die Steuervorrichtung 110 gemäß der ersten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 111 ein Signal, das mit (a) den Steuerdaten synchronisiert ist, an die Signalausgabevorrichtung 150 nicht über die SPS 112 ausgibt.
7 zeigt den Mechanismus zum Erzeugung einer Verzögerung von tc in (c) einem Zeitsignal gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei (1) gibt die Steuereinheit 111 ein Signal, das mit (a) den Steuerdaten synchronisiert ist, an die Signalausgabevorrichtung 150 nicht über die SPS 112 aus. Das heißt, eine CPU der Steuereinheit 111 schreibt ein Signal direkt in einen E/A-Chip, und der E/A-Chip sendet das Signal an die Signalausgabevorrichtung 150 aus. Bei (3) gibt die Signalausgabevorrichtung 150 dann das Signal als (c) das Zeitsignal an die Messeinrichtung 140 aus. Das Signal kommt an der Messeinrichtung 140 mit der festgelegten Verzögerung von tc aufgrund eines Übertragungspfads und dergleichen an. Die vorliegende Ausführungsform weist keinen Datenübertragungsvorgang ((2) bzw. (2)' in 3) durch die SPS 112 wie im Stand der Technik auf.
Die Erzeugung und Ausgabe (c) des Zeitsignals durch die Signalausgabevorrichtung 150 sind hier üblicherweise analoge Signalvorgänge, und die Ausgabe (c) des Zeitsignals von der Signalausgabevorrichtung 150 ist synchron mit der Signalausgabe von der Steuereinheit 111. Auch wenn ein Feldnetz oder ein beliebiger anderer Übertragungspfad einen gewissen Grad an Verzögerung verursacht, ist die Verzögerung hinreichend geringer als eine Verzögerung aufgrund der SPS 112 gemäß dem Stand der Technik, und Abweichungen in der Verzögerung sind hinreichend gering.
Somit kann die Verzögerung von tc in (c) dem Zeitsignal in der vorliegenden Ausführungsform derart bestimmt werden, dass sie sich einem festgelegten Wert annähert. Falls die Verzögerung von tc in (c) dem Zeitsignal festgelegt ist, kann das Endgerät 120 (b) Messdaten unter Verwendung einer Zeit (t+tc) korrigieren. Dies gestattet die Verarbeitung (a) der Steuerdaten und (b) der Messdaten als einen Satz von Teilen von Zeitreihendaten.
Bei dem Messsystem 100 des Stands der Technik ist es üblich, ein Signal über die SPS 112 zur Verbesserung der Anpassungsfähigkeit auszugeben. Dies beruht darauf, dass falls ein Signal über die SPS 112 ausgegeben wird, ein Benutzer verschiedene Funktionen unter Verwendung des Ausgangssignals anpassen kann. Der vorliegende Erfinder hat jedoch festgestellt, dass die SPS 112 einen Teil der Zeitinformationen in (b) den Messdaten beeinträchtigt. Dies stellt ein Problem in der Technik des Stands der Technik dar und kein Dokument des Stands der Technik weist eine Beschreibung oder einen Vorschlag zu dem Problem auf. Der vorliegende Erfinder hat ein Design entwickelt, bei dem die Steuereinheit 111 ein Signal direkt und zumindest in einem Zeitsignalerzeugungsvorgang nicht über die SPS 112 ausgibt. Dies gestattet das Erzielen des technischen Effekts, Änderungssensitivität zu Lasten der Anpassungsfähigkeit zu verbessern.
<Zweite Ausführungsform>
9 ist ein Blockdiagramm, das die Auslegung eines Messystems 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Messsystem 100 weist eine Steuervorrichtung 110, ein Endgerät 120, eine Steuerzielvorrichtung 130 und eine Messeinrichtung 140 auf. Ein Hauptunterschied zu der ersten Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die Signalausgabevorrichtung 150, die (c) ein Zeitsignal ausgibt, nicht vorgesehen ist. Bei der zweiten Ausführungsform gibt die Messeinrichtung 140 (b) ein Zeitsignal aus.
Die Messeinrichtung 140 erzeugt (d) das Zeitsignal und gibt (d) das Zeitsignal an die Steuervorrichtung 110 aus. Zu Beispielen für die Steuervorrichtung 110 gehört eines, das einen Eingabekreis aufweist (insbesondere einen Signaleingabekreis zur präzisen Messung, der von einer Funktion verwendet wird, die als High-Speed-Skip oder dergleichen bezeichnet wird), der einen Mechanismus aufweist, der in der Lage ist, die Zeit für ein Eingabesignal, zum Beispiel für den Zweck ein Werkzeug genau zu messen, genau zu messen. Da ein allgemeiner Eingabekreis ein Eingabesignal zu festgelegten Intervallen empfängt, ist die Genauigkeit der Identifizierung eines Zeitpunkts von Signaleingabe abhängig von den Beschränkungen der Steuerintervalle. Der Signaleingabekreis zur genauen Messung weist jedoch eine Zeitschaltuhr zum Messen einer verstrichenen Zeit während des Steuerintervalls auf und kann einen Zeitpunkt der Signaleingabe in einer kleineren Einheit als das Steuerintervall identifizieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein solcher Signaleingabekreis für genaue Messung zur Eingabe (d) des Zeitsignals verwendet. Durch diese Verwendung kann die Steuervorrichtung 110 Verzögerungen und Abweichungen zum Zeitpunkt der Aufnahme (d) des Zeitsignals hinreichend reduzieren.
Die Messeinrichtung 140 erhält auch Sensordaten (zum Beispiel Daten, die Temperatur, Strom, Vibration oder dergleichen angeben) von der Steuerzielvorrichtung 130. Die Messeinrichtung 140 erzeugt (b) Messdaten, in denen ein Teil der Zeitinformationen basierend auf (d) dem Zeitsignal eingebettet ist, und überträgt (b) die Messdaten an das Endgerät 120.
Die Steuervorrichtung 110 steuert die Steuerzielvorrichtung 130 in Echtzeit. Die Steuervorrichtung 110 erzeugt (a) Steuerdaten, in denen ein Teil der Zeitinformationen basierend auf (d) dem Zeitsignal eingebettet ist, und überträgt (a) die Steuerdaten an das Endgerät 120.
Das Endgerät 120 empfängt (a) die Steuerdaten und (b) die Messdaten. Die Teile der Zeitinformationen basierend auf (d) dem Zeitsignal sind in (a) den Steuerdaten und (b) den Messdaten von Anfang an eingebettet. Das Endgerät 120 vergleicht die Teile der Zeitinformationen, die in (a) den Steuerdaten und (b) den Messdaten eingebettet sind, miteinander und führt Verzögerungskompensation durch.
8 zeigt (a) die Steuerdaten und (b) die Messdaten, die in der zweiten Ausführungsform von dem Endgerät 120 empfangen werden. Ein gestrichelter Abschnitt in 8 zeigt einen Teil von Daten, der von dem Endgerät 120 nicht erfolgreich empfangen wurden, an. td sei eine Verzögerungszeit zwischen der Übertragung (d) des Zeitsignals durch die Messeinrichtung 140 und der Ankunft an der Steuervorrichtung 110. Das Endgerät 120 kann (a) die Steuerdaten und (b) die Messdaten als einen Satz von Teilen von Zeitreihendaten durch Korrigieren (b) der Messdaten unter Verwendung einer Zeit (t+td) verarbeiten.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Messeinrichtung 140 (d) das Zeitsignal, das unter Verwendung des High-Speed-Eingabekreises in die Steuervorrichtung 110 gesendet wird. Durch diese Auslegung können Verzögerungen und Abweichungen bei dem Ankommen (d) des Zeitsignals an der Steuervorrichtung 110 reduziert werden. Das heißt, die Verzögerungszeit td für (d) des Zeitsignals kann zum Zeitpunkt des Ankommens an der Steuervorrichtung 110 festgelegt beibehalten werden. Dies gestattet das Korrigieren einer Vielzahl von Teilen von Zeitreihenddaten.
<Dritte Ausführungsform>
10 ist ein Blockdiagramm, das die Auslegung eines Messystems 100 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Messsystem 100 weist eine Steuervorrichtung 110, ein Endgerät 120, eine Steuerzielvorrichtung 130 und eine Messeinrichtung 140 auf. Ein Hauptunterschied zu der ersten Ausführungsform ist dadurch gegeben, dass die Signalausgabevorrichtung 150, die (c) das Zeitsignal ausgibt, nicht vorgesehen ist. Bei der dritten Ausführungsform werden Sensordaten, die von der Steuerzielvorrichtung 130 ausgegeben werden, wie zum Beispiel Stromdaten, als ein Zeitsignal verwendet.
Die Steuervorrichtung 110 steuert die Steuerzielvorrichtung 130 in Echtzeit. Die Steuervorrichtung 110 erzeugt (a) Steuerdaten und überträgt (a) die Steuerdaten an das Endgerät 120.
Die Messeinrichtung 140 erhält Sensordaten (zum Beispiel Daten, die Temperatur, Strom oder Vibration angeben) von der Steuerzielvorrichtung 130 und erzeugt (b) Messdaten und überträgt (b) die Messdaten an das Endgerät 120.
Das Endgerät 120 empfängt (a) die Steuerdaten und (b) die Messdaten. Das Endgerät 120 wählt einen Teil von Sensordaten, der das Ergebnis der Echtzeitsteuerung mit einer hinreichend geringen Verzögerung und Verzögerungsabweichung widerspiegelt, aus den Sensordaten, die in (b) den Messdaten enthalten sind, aus und extrahiert ein Merkmal aus dem Teil der Sensordaten. Beispiele für einen Teil der Sensordaten, die eine solche Eigenschaft aufweisen, umfassen Stromdaten. Das Endgerät 120 kann ein Merkmal aus Stromdaten Ix extrahieren, zum Beispiel mit dem folgenden Verfahren:

(i) Erfassen eines Überschusses einer Differenz von I über einem vorbestimmten Schwellenwert; und
(ii) Erfassen eines Überschusses eines Messwertes von Ix über einem vorbestimmten Schwellenwert.

Die Differenz bzw. der Messwert der Stromdaten Ix überschreitet den Schwellenwert oft zu Beginn der Echtzeitsteuerung. Aus diesem Grund korrigiert das Endgerät 120 (a) die Steuerdaten und (b) die Messdaten derart, dass ein Zeitpunkt der Erfassung des oben beschriebenen Merkmals der Stromdaten in (b) den Messdaten mit einem Zeitpunkt des Beginns der Ausführung eines Befehls in (a) den Steuerdaten übereinstimmt.
Es folgt eine Beschreibung mit Bezug auf die 11A und 11B. Das obere Diagramm in 11A zeigt (a) die Steuerdaten, die von dem Endgerät 120 empfangen werden, das mittleren Diagramm zeigt (b) die Messdaten, die von dem Endgerät 120 empfangen werden, und das untere Diagramm zeigt eine Eigenschaftsgröße, die von (b) den Messdaten extrahiert wurde. Angenommen eine Eigenschaftsgröße über einem Schwellenwert wird in dem unteren Diagramm in 11A erkannt. Zu diesem Zeitpunkt korrigiert das Endgerät 120 einen Zeitsprung zwischen (a) den Steuerdaten und (b) den Messdaten, derart dass ein Zeitpunkt der Erzeugung der Eigenschaftsgröße mit einer steigenden Kante (a) der Steuerdaten, wie in 11B gezeigt, übereinstimmt. Dies gestattet die Verarbeitung (a) der Steuerdaten und (b) der Messdaten als einen Satz von Teilen von Zeitreihendaten.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Zeitsprung zwischen (a) den Steuerdaten und (b) den Messdaten unter Verwendung der Eigenschaftsgröße, die aus (b) den Messdaten extrahiert wurde, als ein Basispunkt korrigiert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Eigenschaftsgröße aus den Sensordaten, deren Verzögerung hinter (a) den Steuerdaten und Fluktuation gering ist, extrahiert. Dies gestattet eine genaue Verzögerungskompensation ohne die Notwendigkeit einer Auslegung zum Erzeugen eines Zeitsignals.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass angemessene Änderungen an den Ausführungsformen vorgenommen werden können ohne von dem Schutzumfang abzuweichen. Bezüglich der vorliegenden Erfindung kann eine beliebige Komponente in einer Ausführungsform modifiziert oder innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung weggelassen werden.
Zum Beispiel werden in der dritten Ausführungsform Stromdaten als Sensordaten verwendet, aus denen eine Eigenschaftsgröße extrahiert werden soll. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es können beliebige Sensordaten verwendet werden, solange die Sensordaten eine geringe Verzögerung hinter (a) den Steuerdaten und Fluktuation aufweisen. Eine Eigenschaftsgröße ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt und es kann eine beliebige Eigenschaftsgröße, die mit (a) den Steuerdaten korreliert, verwendet werden.
Falls bei der dritten Ausführungsform eine Eigenschaftsgröße zu einem unbeabsichtigten Zeitpunkt extrahiert wird, kann ein Signal, das einen Betriebszustand angibt, von der Steuervorrichtung 110 an die Messeinrichtung 140 ausgegeben werden. Das Endgerät 120 kann eine Eigenschaftsgröße zum Beispiel nur dann extrahieren, wenn basierend auf dem oben beschriebenen Signal bestimmt werden kann, dass sich die Steuervorrichtung 110 in einem gewissen Betriebszustand (zum Beispiel im Mess-Modus) befindet.
Alternativ dazu können das Verfahren, das Sensordaten gemäß der dritten Ausführungsform verwendet, und das Verfahren, das ein Zeitsignal gemäß der Technik des Stands der Technik, der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform verwendet, in Kombination verwendet werden. Gemäß der dritten Ausführungsform kann eine Verzögerung, die von der Technik des Stands der Technik, der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform nicht kompensiert werden kann, kompensiert werden. Unterdessen kann, selbst falls eine fehlerhafte Erfassung einer Eigenschaftsgröße oder dergleichen in der dritten Ausführungsform auftritt, Kompensation mittels des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden. Dies gestattet eine genauere Verzögerungskompensation.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Arten durch angemessene Änderungen an den Ausführungsformen ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5427107 [0013, 0014]

Claims

Messsystem, das Folgendes aufweist: eine Steuervorrichtung, die eine Steuerzielvorrichtung in Echtzeit steuert und Steuerdaten an ein Endgerät überträgt; und eine Messeinrichtung, die Daten, die einen physischen Status der Steuerzielvorrichtung angeben, erhält und die Daten als Messdaten an das Endgerät überträgt, wobei die Steuervorrichtung eine Steuereinheit und eine Sequenzsteuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit ein Zeitsignal an die Messeinheit überträgt, die Steuervorrichtung die Steuerdaten, die einen Teil von Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät überträgt, die Messeinrichtung die Messdaten, die einen Teil von Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät überträgt, und das Endgerät eine Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten basierend auf den Teilen von Zeitinformationen kompensiert.
Messsystem nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Sequenzsteuereinheit um eine SPS handelt.
Messsystem, das Folgendes aufweist: eine Steuervorrichtung, die eine Steuerzielvorrichtung in Echtzeit steuert und Steuerdaten an ein Endgerät überträgt; und eine Messeinrichtung, die Daten, die einen physischen Status der Steuerzielvorrichtung angeben, erhält und die Daten als Messdaten an das Endgerät überträgt, wobei die Messeinrichtung ein Zeitsignal an die Steuervorrichtung überträgt, die Steuervorrichtung die Steuerdaten, die einen Teil von Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät überträgt, die Messeinrichtung die Messdaten, die einen Teil von Zeitinformationen aufweisen, basierend auf dem Zeitsignal an das Endgerät überträgt, und das Endgerät eine Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten basierend auf den Teilen von Zeitinformationen kompensiert.
Messsystem nach Anspruch 3, wobei das Zeitsignal unter Verwendung eines Signaleingabekreises zur genauen Messung in die Steuervorrichtung eingegeben wird.
Messsystem, das Folgendes aufweist: eine Steuervorrichtung, die eine Steuerzielvorrichtung in Echtzeit steuert und Steuerdaten an ein Endgerät überträgt; und eine Messeinrichtung, die Daten, die einen physischen Status der Steuerzielvorrichtung angeben, erhält und die Daten als Messdaten an das Endgerät überträgt, wobei das Endgerät eine Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten basierend auf einer Eigenschaftsgröße, die von den Messdaten extrahiert wird, kompensiert.
Messsystem nach Anspruch 5, wobei das Endgerät die Verzögerung zwischen den Steuerdaten und den Messdaten unter Verwendung eines Zeitpunktes, zu dem eine Differenz oder ein Messwert von Stromdaten einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, als einen Basispunkt kompensiert.