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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sendesteuersystem zum Senden von Messdaten einer Maschine an einen Wirt (Host).
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Stand der Technik
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Konventioneller Weise sind Systeme des IoT (Internet of Things, Internet der Dinge), die auf verschiedene Maschinen abzielen, wie etwa Werkzeugmaschinen und Industriemaschinen, konstruiert worden. Im Falle des Inkorporierens von Maschinen in ein Netzwerk und Senden verschiedener Daten an einen Management-Server, da das Kommunikations-Verkehrsvolumen mit dem Ansteigen bei der Anzahl von verbundenen Maschinen ansteigt, wird das übertragbare Datenvolumen aufgrund von Restriktionen in der Kommunikationsbandbreite im Kommunikationsnetzwerk beschränkt.
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Patentdokument 1 schlägt ein System vor, das einem Wirts-Computer nur dem Zustand von Lastausrüstung, für die es eine Änderung gegeben hat, unter Bezugnahme auf den Zustand der Lastausrüstung zu festen Perioden mitteilt.
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Patentdokument 2 beschreibt eine Datensammelvorrichtung und ein Datensammelprogramm zum Sammeln gemessener Daten für eine Werkzeugmaschine.
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer H08-070489
- Patentdokument 2: DE 10 2018 202 087 A1
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Jedoch werden bei einem System, mit dem eine Mehrzahl von Maschinen verbunden ist, jeweils verschiedene Typen von Messdaten aus jeder Maschine gesammelt. Daher, bei einer Technik, die im Falle, bei dem es eine Zustandsänderung gegeben hat, diesen Zustand in einem Batch aus jeder Maschine mitteilt, wie im Patentdokument 1, sind beispielsweise oft Messdaten oder Kombinationen mit niedriger Wichtigkeit in den Sendedaten enthalten und es hat das Problem bei der Verwendungseffizienz des Kommunikationsnetzwerks gegeben.
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Die vorliegende Erfindung hat als Aufgabe, ein Sendesteuersystem bereitzustellen, das effizient die Kommunikationsbandbreite beim Senden der Messdaten von Maschinen einsetzen kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein Sendesteuersystem (z. B. das später beschriebene Sendesteuersystem 1) gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine Numeriksteuereinheit (z.B. die später beschriebene Numeriksteuereinheit 101), die das Arbeiten von Maschinen (z. B. der später beschriebenen Maschine 2) steuert und Betriebsinformation erfasst; eine Verhaltenserfassungseinheit (z. B. die später beschriebene AD-Umwandlungseinheit 102), die mittels eines Sensors (beispielsweise dem später beschriebenen Sensor 23) , der an der Maschine vorgesehen ist, gemessene Verhaltensinformation erfasst; eine Prioritätsbestimmungseinheit (z. B. die später beschriebene Prioritätsbestimmungseinheit 201), welche die Sendepriorität in Übereinstimmung mit einer Bedingung bestimmt, die vorab eingestellt ist, basierend auf Typen und Kombinationen der Betriebsinformation und der Verhaltensinformation; und eine Bandbreitensteuereinheit (z.B. die spätere beschriebene Bandbreitensteuereinheit 202), welche die Zuweisung von Kommunikationsbandbreite zum Senden der Betriebsinformation und der Verhaltensinformation steuert, basierend auf einer Verwendungsbedingung von Kommunikationsbandbreite und der Priorität.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann in einem Sendesteuersystem, wie in dem ersten Aspekt beschrieben, die Prioritätsbestimmungseinheit die Priorität basierend auf einer Abtastperiode der Betriebsinformation und der Verhaltensinformation bestimmen.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Sendesteuersystem wie im ersten oder zweiten Aspekt beschrieben weiter eine Speichereinheit (z. B. die später beschriebene Speichereinheit 104) enthalten, die einen Verlauf der Betriebsinformation und der Verhaltensinformation speichert, wobei die Prioritätsbestimmungseinheit die Priorität anhand einer Variationssituation der Betriebsinformation und der Verhaltensinformation im Verlauf justiert.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Sendesteuersystem wie in einem der ersten bis dritten Aspekte beschrieben, weiter eine Zeitweilig-Rückhalteeinheit (z. B. die später beschriebene Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103) enthalten, welche zeitweilig die Betriebsinformation oder die Verhaltensinformation rückhält, der Kommunikationsbandbreite nicht jeder der Maschinen zugewiesen wurde.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, effizient Kommunikationsbandbreite beim Senden von Messdaten von Maschinen einzusetzen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration eines Sendesteuersystems gemäß einer Ausführungsform zeigt; und
- 2 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz einer Sendesteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend wird ein Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration eines Sendesteuersystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Das Sendesteuersystem 1 ist eine Vorrichtungsgruppe zum Senden verschiedener Typen von aus zumindest einer Maschine 2 gesammelten Messdaten, die einen Mechanismus aufweist, der durch einen Elektromotor 22 angetrieben wird, an einen mit einem Netzwerk verbundenen Verwaltungsserver 3.
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Das Sendesteuersystem 1 beinhaltet eine Maschinensteuervorrichtung 10 und eine Sendesteuervorrichtung 20. Die Maschinensteuervorrichtung 10 enthält eine Numeriksteuereinheit 101, eine Analog-Digital-(A/D)-Umwandlungseinheit 102 (Verhaltenserfassungseinheit), eine Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103 und eine Speichereinheit 104. Die Sendesteuervorrichtung 20 enthält eine Prioritätsbestimmungseinheit 201 und eine Bandbreitensteuereinheit 202.
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Die Numeriksteuereinheit 101 steuert den Betrieb der Maschine 2 durch Ausgeben eines Befehlswerts für Geschwindigkeit, Position etc. an eine Antriebseinheit 21. Die Antriebseinheit 21 treibt den Elektromotor 22 durch Zuführen von elektrischem Strom daran an, basierend auf diesem Befehlswert. Zusätzlich erfasst die Numeriksteuereinheit 101 Betriebsinformation einschließlich des Befehlswerts und Rückkopplung aus dem Elektromotor 22 und liefert sie an die Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103.
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Die A/D-Umwandlungseinheit 102 erfasst Verhaltensinformation, die durch verschiedene an der Maschine 2 vorgesehene Sensoren 23 gemessen werden und liefert sie an die Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103. Beispielsweise sind verschiedene Typen von Messdaten für jeden Mechanismus der Maschine 2, wie etwa die Temperatur, das Drehmoment und der elektrische Strom in der Verhaltensinformation enthalten.
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Die Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103 hält die aus der Numeriksteuereinheit 101 bereitgestellte Betriebsinformation und die aus der A/D-Umwandlungseinheit 102 bereitgestellte Verhaltensinformation und sendet sie an das Kommunikationsnetzwerk in Übereinstimmung mit der Steuerung der Sendesteuervorrichtung 20. Die Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103 hält zeitweilig die Betriebsinformation oder Verhaltensinformation, welcher Kommunikationsbandbreite nicht durch die Sendesteuervorrichtung 20 in jeder der Maschinen 2 zugewiesen wurde, bis die Übertragung ermöglicht wird.
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Die Speichereinheit 104 speichert Verlaufsdaten der erfassten Betriebsinformation und Verhaltensinformation. Die Verlaufsdaten werden der Sendesteuervorrichtung 20 bereitgestellt und die Priorität von zu sendenden Daten wird bestimmt.
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Die Prioritätsbestimmungseinheit 201 bestimmt die Priorität zum Senden in Übereinstimmung mit vorab eingestellten Bedingungen, basierend auf den Typen und Kombinationen von Betriebsinformation und Verhaltensinformation und teilt sie der Bandbreitensteuereinheit 202 mit. Als die Bedingungen können beispielsweise die Messdaten eines Mechanismus, der vorzugweise zu überwachen ist, vorab basierend auf dem Typ von Maschine, Betriebsmuster etc. eingestellt werden.
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Weiterhin bestimmt die Prioritätsbestimmungseinheit 201 die Priorität, basierend auf der Abtastperiode der Betriebsinformation und der Verhaltensinformation. Beispielsweise werden die Echtzeitdaten, wie etwa elektrischer Strom und Position immer mehr priorisiert als Daten, für welche Änderungen langsam sind, wie etwa die Betriebszeit und Temperatur der Maschine 2.
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Zusätzlich justiert die Prioritätsbestimmungseinheit 201 dynamisch die Priorität anhand der Variationssituation von Betriebsinformation und Verhaltensinformation in den aus der Maschinensteuervorrichtung 10 erfassten Verlaufsdaten. Beispielsweise, wie oben erwähnt, in dem Fall, dass eine Variation (Menge oder Periode) bei der Temperatur, die normalerweise niedrige Priorität hat, groß ist, bewertet die Prioritätsbestimmungseinheit 201 die Temperatur als nichtnormal und stellt die Priorität für das Senden als hoch ein.
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Die Bandbreitensteuereinheit 202 steuert die Zuweisung von Kommunikationsbandbreite zum Senden der Betriebsinformation und Verhaltensinformation, basierend auf der Verwendungsbedingung der Kommunikationsbandbreite und Priorität. Die Bandbreitensteuereinheit 202 kann die Paketgeschwindigkeit von Messdaten zum Übertragen an das Kommunikationsnetzwerk oder die Verarbeitungsfrequenz ändern. Die Bandbreitensteuereinheit 202 bestimmt die Übertragungssequenz von Messdaten, während die Verfügbarkeit von Kommunikationsbandbreite überwacht wird, und sendet sie an den Verwaltungsserver 3, nacheinander ab den Messdaten mit höherer Priorität.
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2 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungssequenz der Sendesteuervorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die vorliegende Verarbeitung wird wiederholt konsekutiv ausgeführt, während das Sammeln von Messdaten durchgeführt wird.
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Im Schritt S1 erfasst die Prioritätsbestimmungseinheit 201 Klassifikation der Messdaten, die aus der Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103 rückgehalten werden. Die Prioritätsbestimmungseinheit 201 erfasst weiter Verlaufsdaten aus der Speichereinheit 104.
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Im Schritt S2 kollatiert die Prioritätsbestimmungseinheit 201 die Klassifikation von im Schritt S1 erfassten Messdaten, Betriebsmuster der Maschine 2, basierend auf den Verlaufsdaten, Mechanismus-Konfiguration, die getrennt gesendet oder gespeichert wird und dergleichen, mit den Bedingungen, die vorab eingestellt sind, und bestimmt dann die Priorität jedes Satzes von Messdaten.
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Im Schritt S3 überwacht die Bandbreitensteuereinheit 202 die Verwendungsbedingung des Kommunikationsnetzwerks und entscheidet, ob es übermäßig viel der Kommunikationsbandbreite gibt oder nicht. Im Falle, dass diese Entscheidung Ja ist, rückt die Verarbeitung zu Schritt S4 fort und im Falle, dass die Entscheidung Nein ist, endet die Verarbeitung.
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Im Schritt S4, da es einen Überschuss bei der Kommunikationsbandbreite gibt, weist die Bandbreitensteuereinheit 202 Kommunikationsbandbreite in der Reihenfolge ab den Messdaten mit der höchsten Priorität, bestimmt in Schritt S2, zu und sendet aus der Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103 an den Verwaltungsserver 3.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt das Sendesteuersystem 1 die Sendepriorität der entsprechenden Sätze von Messdaten in Übereinstimmung mit der vorab eingestellten Bedingung, basierend auf den Typen und der Kombination von Betriebsinformation und Verhaltungsinformation, welche aus der Vielzahl von Maschinen 2 gesammelt wird, und steuert dann die Zuweisung von Bandbreite. Daher kann das Sendesteuersystem 1, da es möglich ist, die in den jeweiligen Maschinen 2 priorisierten Messdaten angemessen zu bestimmen, anhand des Mechanismus und des Betriebsmusters der Maschine 2, die Kommunikationsbandbreite beim Senden der Messdaten von Maschinen effizient einsetzen und kann stabil die zu überwachenden Messdaten senden.
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Da das Sendesteuersystem 1 die Priorität basierend auf der Abtastperiode der entsprechenden Messdaten bestimmt, werden vorzugsweise die Messdaten, die aufgrund großer Variation in einer kurzen Zeit bei hoher Geschwindigkeit abgetastet werden, wie etwa elektrischer Strom oder Position, gesendet. Daher kann das Sendesteuersystem 1 Messdaten, die zu überwachen sind, stabil in einer pünktlichen Weise senden.
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Weiterhin speichert das Sendesteuersystem 1 die Verlaufsdaten von Betriebsinformation und Verhaltensinformation und justiert die Priorität anhand der Variationssituation dieser Verlaufsdaten; daher ist es möglich, vorzugsweise Messdaten zu senden, die sich von üblichen unterscheiden, und ist es möglich, hinzugefügte Wertinformation, die bei der präventiven Wartung nützlich ist, angemessen zu senden.
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Zusätzlich kann das Sendesteuersystem 1 aufgrund dem, dass es die Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103 entsprechend jeder der Maschinen 2 enthält, den Verlust von Messdaten, für welche die Übertragung aufgrund eines Nicht-Überschusses bei der Kommunikationsbandbreite verhindert wurde, verhindern.
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Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben erklärt worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt. Zusätzlich sind die in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Effekte lediglich das Auflisten der durch die vorliegende Erfindung erzeugten bevorzugtesten Effekte und sind die Effekte gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf jene in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen zu beschränken.
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Die Konfigurationen der Vorrichtungen, welche durch das Sendesteuersystem 1 in der vorliegenden Ausführungsform enthalten sind, sind Beispiele und die entsprechenden Funktionseinheiten können je nachdem integriert oder dezentralisiert werden. Beispielsweise kann die Sendesteuervorrichtung 20 die Zeitweilig-Rückhalteeinheit 103 und die Speichereinheit 104 enthalten. Die Vereinfachung der Kommunikationssteuerung zwischen der Vielzahl von Maschinensteuervorrichtungen 10 und der Sendesteuervorrichtungen 20 kann dadurch erwartet werden. Zusätzlich kann die Informations-Verarbeitungsvorrichtung, in der eine Vielzahl von Maschinensteuervorrichtungen 10 und Sendesteuervorrichtungen 20 integriert sind, bereitgestellt werden.
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Die Numeriksteuereinheit 101 der vorliegenden Ausführungsform ist nicht auf CNC (Computer-Numeriksteuerung) beschränkt und kann PLC (programmierbare Logiksteuerung) oder dergleichen sein.
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Das Sendesteuerverfahren gemäß dem Sendesteuersystem 1 wird durch Software realisiert. Im Fall, bei dem es durch Software realisiert wird, werden die diese Software bildenden Programme in einem Computer installiert. In dieser Situation können diese Programme auf einem entnehmbaren Medium aufgezeichnet und an den Anwender verteilt werden oder können verteilt werden, indem sie über Netzwerke auf den Computer des Anwenders heruntergeladen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sendesteuersystem
- 2
- Maschine
- 3
- Verwaltungsserver
- 10
- Maschinensteuervorrichtung
- 20
- Sendesteuervorrichtung
- 21
- Antriebseinheit
- 22
- Elektromotor
- 23
- Sensor
- 101
- Numeriksteuereinheit
- 102
- A/D-Umwandlungseinheit
- 103
- Zeitweilig-Rückhalteeinheit
- 104
- Speichereinheit
- 201
- Prioritätsbestimmungseinheit
- 202
- Bandbreitensteuereinheit
