DE102019107119A1 - Techniques for commissioning a machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (600) zur Inbetriebnahme einer Maschine über eine App (700) eines mobilen Kommunikationsgeräts (107), wobei die Maschine eine Mehrzahl von Komponenten (104, 105) und eine speicherprogrammierbare Steuerung, SPS (101), zur Steuerung der Komponenten (104, 105) basierend auf entsprechenden Steuerparametern umfasst, wobei auf jeder Komponente (104, 105) eine sichtbare Identifikation, ID (112, 113), der Komponente (104, 105) aufgebracht ist, und wobei die Steuerparameter der SPS (101) über ein ladbares programmierbares Anwenderprogramm (110) konfigurierbar sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Scannen (601) der sichtbaren IDs (112, 113) der Komponenten (104, 105) der Maschine durch die App (700) des mobilen Kommunikationsgeräts (107); Verknüpfen (602) der sichtbaren IDs (112, 113) der Komponenten (104, 105) mit zugehörigen Steuerausgängen (102) der SPS (101) zur Steuerung der jeweiligen Komponenten (104, 105); Aufzeichnen (603) eines Bewegungsablaufs (304) einer Komponente (105) der Maschine; Verknüpfen (604) des aufgezeichneten Bewegungsablaufs (304) mit dem zugehörigen Steuerausgang (102) der SPS (101) basierend auf der sichtbaren ID (113) der Komponente (105); und Anpassen (605) der Steuerparameter der SPS (101) basierend auf dem aufgezeichneten Bewegungsablauf (304) der Komponente (105) und dem zugehörigen Steuerausgang (102) der SPS (101).The invention relates to a method (600) for starting up a machine via an app (700) of a mobile communication device (107), the machine having a plurality of components (104, 105) and a programmable logic controller, PLC (101), for controlling the Components (104, 105) based on corresponding control parameters, each component (104, 105) having a visible identification, ID (112, 113), of the component (104, 105) applied, and the control parameters of the PLC (101 ) can be configured via a loadable, programmable user program (110), the method comprising the following steps: scanning (601) the visible IDs (112, 113) of the components (104, 105) of the machine by the app (700) of the mobile communication device (107); Linking (602) the visible IDs (112, 113) of the components (104, 105) with associated control outputs (102) of the PLC (101) for controlling the respective components (104, 105); Recording (603) a movement sequence (304) of a component (105) of the machine; Linking (604) the recorded movement sequence (304) with the associated control output (102) of the PLC (101) based on the visible ID (113) of the component (105); and adapting (605) the control parameters of the PLC (101) based on the recorded movement sequence (304) of the component (105) and the associated control output (102) of the PLC (101).
Description
Die Erfindung betrifft Techniken zur Inbetriebnahme einer Maschine über eine App eines mobilen Kommunikationsgeräts. Insbesondere betrifft die Erfindung Techniken zum Parametrierabgleich und zeitlichen Synchronisierung eines Bewegungsablaufes bei der Inbetriebnahme der Maschine.The invention relates to techniques for starting up a machine via an app of a mobile communication device. In particular, the invention relates to techniques for parameter adjustment and time synchronization of a movement sequence when the machine is started up.
In der Industrie wird eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zur Steuerung oder Regelung einer Maschine oder Anlage eingesetzt. Diese wird zuvor auf digitaler Basis programmiert.In industry, a programmable logic controller (PLC) is used to control or regulate a machine or system. This is programmed in advance on a digital basis.
Die Steuerung besitzt Eingänge, Ausgänge, ein Betriebssystem (Firmware) und eine Schnittstelle, über die das Anwenderprogramm geladen werden kann. Das Anwenderprogramm legt fest, wie die Ausgänge in Abhängigkeit von den Eingängen geschaltet werden.The controller has inputs, outputs, an operating system (firmware) and an interface via which the user program can be loaded. The user program defines how the outputs are switched depending on the inputs.
Die Beschaltung der Ein- und Ausgänge erfolgt über Sensoren und Aktoren. Die Programmierung des Anwenderprogramms wird über einen externen PC oder direkt auf der Steuerung, z.B. mit Hilfe eines Displays durchgeführt.The inputs and outputs are wired using sensors and actuators. The user program is programmed via an external PC or directly on the control, e.g. carried out with the help of a display.
Nach der Programmierung und dem Aufspielen des Anwenderprogramms auf die Steuerung erfolgt ein Funktionstest in der Anlage bzw. Maschine. Dies wird vom Inbetriebnehmer durchgeführt, d.h. es wird vor Ort getestet, ob das Anwenderprogramm in Verbindung mit der Hardware in der Anlage zusammenspielt. Sollte eine Korrektur nötig sein, so wird das Anwenderprogramm geändert, wieder in die Steuerung geladen, und in der Anlage erneut getestet.After programming and uploading the user program to the control, a function test is carried out in the system or machine. This is done by the commissioning engineer, i.e. It is tested on site whether the user program interacts with the hardware in the system. If a correction is necessary, the user program is changed, reloaded into the controller and tested again in the system.
Dieses Vorgehen ist sehr zeitaufwendig, kostenintensiv und nicht mehr zeitgemäß.This procedure is very time-consuming, costly and no longer up-to-date.
Die Erfindung hat es zur Aufgabe, eine Lösung für eine einfachere Art zur Inbetriebnahme einer Maschine zu finden, insbesondere eine Lösung zu finden, bei der kein zeitintensives Nachparametrieren der Bewegungsabläufe eines Aktors im Anwenderprogramm mehr erforderlich ist.The object of the invention is to find a solution for a simpler way of starting up a machine, in particular to find a solution in which time-consuming subsequent parameterization of the motion sequences of an actuator in the user program is no longer necessary.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.This object is achieved by the objects with the features according to the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the description and the drawings.
Die Erfindung basiert auf der Idee, den Parametrierabgleich eines Bewegungsablaufes einer Maschine zu verbessern. Dieses geschieht mit einer Erweiterung der App zur Steuerung der PLC-Logik, d.h. des Anwenderprogramms der SPS.The invention is based on the idea of improving the parameterization comparison of a movement sequence of a machine. This is done with an extension of the app to control the PLC logic, i.e. of the user program of the PLC.
Ein einmalig erzeugter QR-Code wird bei Inbetriebnahme der Maschine einmalig vergeben und auf die Komponenten sichtbar angebracht. Dieser Code wird den entsprechenden Komponenten und den digitalen Ausgängen eindeutig zugeordnet und im Speicher der Steuerung hinterlegt.A QR code generated once is issued once when the machine is commissioned and visibly attached to the components. This code is clearly assigned to the corresponding components and the digital outputs and stored in the controller's memory.
Mit Hilfe eines Handys bzw. Tablets oder Smartphones über eine App kann eine Überprüfung der Funktionen bei der Inbetriebnahme, z.B. die Wegstrecke eines PneumatikZylinders oder die Drehbewegung eines Motors (Getriebemotors) vor Ort erfolgen.With the help of a mobile phone or tablet or smartphone via an app, the functions can be checked during commissioning, e.g. the distance of a pneumatic cylinder or the rotary movement of a motor (gear motor) take place on site.
Über die App können Parameter, wie z.B. Zeitabläufe, Schwellen sowie die Ein-/Ausgangskanäle verändert oder gesteuert werden.Parameters such as Time sequences, thresholds and the input / output channels can be changed or controlled.
Durch das Scannen des Aktors wird (1) eine eindeutige ID des Aktors ermittelt; (2) und erfolgt dann damit die Verknüpfung mit dem jeweiligen Ausgang der PLC-Logik. Zusätzlich erfolgt eine optische Aufnahme eines Bewegungsablaufs, z.B. bei einer Kolbenstange eines Pneumatik-/Hydraulikzylinders, bei der die Bewegung und die zeitliche Synchronisation mit dem digitalen Signal aus der PLC verknüpft wird.By scanning the actuator (1) a unique ID of the actuator is determined; (2) and it is then linked to the respective output of the PLC logic. In addition, a movement sequence is optically recorded, e.g. for a piston rod of a pneumatic / hydraulic cylinder, in which the movement and the time synchronization are linked with the digital signal from the PLC.
Hierbei wird die Verzögerung und/oder die Linearität des Bewegungsablaufes ermittelt.The delay and / or the linearity of the motion sequence is determined here.
Eine elektrische Erfassung der Wegstrecke mit Hilfe eines Drehgebers oder Längensensors ist hier nicht mehr erforderlich.An electrical detection of the distance with the help of a rotary encoder or length sensor is no longer necessary here.
Dieses Verfahren ist z.B. anwendbar bei elektrisch ansteuerbaren Ventilen oder an einem Umrichter, der über einen analogen Eingang angesteuert wird.This method is e.g. applicable to electrically controllable valves or to an inverter that is controlled via an analog input.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die oben dargestellte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Maschine über eine App eines mobilen Kommunikationsgeräts, wobei die Maschine eine Mehrzahl von Komponenten und eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zur Steuerung der Komponenten basierend auf entsprechenden Steuerparametern umfasst, wobei auf jeder Komponente eine sichtbare Identifikation (ID) der Komponente aufgebracht ist, und wobei die Steuerparameter der SPS über ein ladbares programmierbares Anwenderprogramm konfigurierbar sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Scannen der sichtbaren IDs der Komponenten der Maschine durch die App des mobilen Kommunikationsgeräts; Verknüpfen der sichtbaren IDs der Komponenten mit zugehörigen Steuerausgängen der SPS zur Steuerung der jeweiligen Komponenten; Aufzeichnen eines Bewegungsablaufs einer Komponente der Maschine; Verknüpfen des aufgezeichneten Bewegungsablaufs mit dem zugehörigen Steuerausgang der SPS basierend auf der sichtbaren ID der Komponente; und Anpassen der Steuerparameter der SPS basierend auf dem aufgezeichneten Bewegungsablauf der Komponente und dem zugehörigen Steuerausgang der SPS.According to a first aspect, the object presented above is achieved by a method for commissioning a machine via an app of a mobile communication device, the machine comprising a plurality of components and a programmable logic controller (PLC) for controlling the components based on corresponding control parameters, wherein on a visible identification (ID) of the component is applied to each component, and wherein the control parameters of the PLC can be configured via a loadable, programmable user program, the method comprising the following steps: scanning the visible IDs of the components of the machine by the app of the mobile communication device; Linking the visible IDs of the components with the associated control outputs of the PLC for controlling the respective components; Recording a movement sequence of a component of the machine; Link the recorded Movement sequence with the associated control output of the PLC based on the visible ID of the component; and adjusting the control parameters of the PLC based on the recorded motion sequence of the component and the associated control output of the PLC.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Parametrierabgleich des Bewegungsablaufes der Maschine verbessert werden kann. Durch die oben beschriebene Erweiterung der App zur Steuerung der PLC-Logik, d.h. des Anwenderprogramms der SPS, kann der Parametrierabgleich einfacher und zuverlässiger und schneller ausgeführt werden. Eine elektrische Erfassung der Wegstrecke mit Hilfe eines Drehgebers oder Längensensors ist hier nicht mehr erforderlich. Das Verfahren ermittelt die Verzögerung und/oder die Linearität des Bewegungsablaufes und sorgt für eine optimierte Einstellung der Parameter des Anwenderprogramms der SPS.This has the technical advantage that the parameter comparison of the movement sequence of the machine can be improved. The extension of the app described above for controlling the PLC logic, i.e. of the user program of the PLC, the parameter adjustment can be carried out more easily, reliably and quickly. An electrical detection of the distance with the help of a rotary encoder or length sensor is no longer necessary here. The process determines the delay and / or the linearity of the motion sequence and ensures that the parameters of the PLC user program are optimally set.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst die auf jeder Komponente aufgebrachte sichtbare ID einen entsprechenden QR Code.In an advantageous embodiment of the method, the visible ID applied to each component comprises a corresponding QR code.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass das Verfahren schnell und sicher ausgeführt werden kann, denn QR Codes sind eindeutige Code, die einfach anhand einer Kamera oder einer entsprechenden Optik gescannt werden können. Ferner sind QR Codes gut sichtbar und haben gute Rauschunterdrückungseigenschaften, so dass ein QR Code auch noch über weite Entfernungen sicher gescannt werden kann.This has the technical advantage that the process can be carried out quickly and safely, because QR codes are unique codes that can be easily scanned using a camera or appropriate optics. Furthermore, QR codes are clearly visible and have good noise suppression properties, so that a QR code can be scanned safely even over long distances.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren das Ansteuern einer Kamera des mobilen Kommunikationsgeräts durch die App zum Scannen der sichtbaren IDs der Komponenten der Maschine.In an advantageous embodiment of the method, the method comprises controlling a camera of the mobile communication device by the app in order to scan the visible IDs of the components of the machine.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass das Verhalten bzw. der Bewegungsablauf der Komponenten der Maschine über die Kamera aufgezeichnet werden kann und damit ein Zustand der Maschine entsprechend der Ansteuerung des Anwenderprogramms festgehalten werden kann. Dieser Zustand gibt Aufschluss, ob die Maschine sich so verhält wie gewünscht.This has the technical advantage that the behavior or the sequence of movements of the components of the machine can be recorded via the camera and thus a state of the machine can be recorded in accordance with the control of the user program. This state provides information on whether the machine is behaving as desired.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist die sichtbare ID der entsprechenden Komponente eindeutig zugeordnet und in einem Speicher der SPS hinterlegt.In an advantageous embodiment of the method, the visible ID of the corresponding component is clearly assigned and stored in a memory of the PLC.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass jede Komponente der Maschine eindeutig identifizierbar ist. Die App kann diese Identifizierung jederzeit abfragen, indem sie den Speicher der SPS danach abfragt. D.h. die Zuordnung von sichtbaren IDs und digitalen Steuersignalen zur Ansteuerung der entsprechenden Komponenten ist im Speicher abgelegt und einfach auslesbar.This has the technical advantage that every component of the machine can be clearly identified. The app can query this identification at any time by querying the PLC memory for it. I.e. the assignment of visible IDs and digital control signals for controlling the corresponding components is stored in the memory and can be easily read out.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Verknüpfen des aufgezeichneten Bewegungsablaufs zeitlich synchronisiert mit dem zugehörigen Steuerausgang der SPS.In an advantageous embodiment of the method, the recorded movement sequence is linked in a time-synchronized manner with the associated control output of the PLC.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass anhand des aufgezeichneten Bewegungsablaufs eindeutig auf den zugehörigen Steuerausgang der SPS geschlossen werden kann, welcher diesen Bewegungsablauf verursacht bzw. ansteuert.This has the technical advantage that based on the recorded movement sequence, conclusions can be drawn unambiguously about the associated control output of the PLC, which causes or controls this movement sequence.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren das Verknüpfen eines Weges des aufgezeichneten Bewegungsablaufs mit einem Amplitudenverlauf des zugehörigen Steuerausgangs der SPS zu einer entsprechenden Zeit.In an advantageous embodiment of the method, the method comprises the linking of a path of the recorded movement sequence with an amplitude curve of the associated control output of the PLC at a corresponding time.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass eine zeitliche Eindeutigkeit oder Synchronizität gegeben ist zwischen dem Amplitudenverlauf des Steuerausgangs und dem Bewegungsablauf der entsprechenden Komponente, welche durch das Steuersignal angesteuert wird. So lässt sich der Steuerausgang effizient und eindeutig basierend auf dem aufgezeichneten Bewegungsablauf anpassen, um einen optimierten Bewegungsablauf anzusteuern.This has the technical advantage that a temporal uniqueness or synchronicity is given between the amplitude curve of the control output and the movement sequence of the corresponding component which is controlled by the control signal. In this way, the control output can be adapted efficiently and clearly based on the recorded movement sequence in order to control an optimized movement sequence.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren die Schritte: Bestimmen einer Verzögerung und/oder einer Linearität des aufgezeichneten Bewegungsablaufs; und Anpassen der Steuerparameter der SPS basierend auf einer Abweichung der Verzögerung zu einer vorgegebenen Verzögerung und/oder einer Abweichung der Linearität zu einer vorgegebenen Linearität.In an advantageous embodiment of the method, the method comprises the steps: determining a delay and / or a linearity of the recorded movement sequence; and adapting the control parameters of the PLC based on a deviation of the delay from a predetermined delay and / or a deviation of the linearity from a predetermined linearity.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass sich der Bewegungsablauf so optimieren lässt, dass eine vorgegebene Verzögerung bzw. Linearität erreicht wird.This has the technical advantage that the sequence of movements can be optimized in such a way that a specified delay or linearity is achieved.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren die Schritte: Aufzeichnen eines optimierten Bewegungsablaufs einer Komponente der Maschine basierend auf den angepassten Steuerparametern der SPS; zeitsynchrones Darstellen von zumindest zwei der folgenden Diagramme auf dem mobilen Kommunikationsgerät: Zeit-Weg Diagramm einer Komponente der Maschine, zeitlicher Amplitudenverlauf des der Komponente zugehörigen Steuerausgangs der SPS, Grafische Darstellung des aufgezeichneten Bewegungsablaufs, Kameradarstellung des aufgezeichneten Bewegungsablaufs.In an advantageous embodiment of the method, the method comprises the following steps: recording an optimized movement sequence of a component of the machine based on the adjusted control parameters of the PLC; Time-synchronous display of at least two of the following diagrams on the mobile communication device: time-path diagram of a component of the machine, temporal amplitude curve of the control output of the PLC belonging to the component, graphic display of the recorded movement, camera display of the recorded movement.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass verschiedene Aspekte und Beleuchtungen des Bewegungsablaufs in umfassender Weise dargestellt werden, so dass der Nutzer einen umfassenden Eindruck der Bewegung der Maschinenkomponenten sowie der zugehörigen Steuersignale erhält und in die Lage versetzt wird, auf einfache Weise eine entsprechende Optimierung des Bewegungsablaufs vorzunehmen.This achieves the technical advantage that various aspects and illuminations of the movement sequence are represented in a comprehensive manner, so that the user receives a comprehensive impression of the movement of the machine components and the associated control signals and is able to easily optimize the movement accordingly To make the sequence of movements
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens stellen die Steuerausgänge der SPS digitale Ausgangssignale, insbesondere PWM Signale zur Steuerung der jeweiligen Komponenten der Maschine bereit.In an advantageous embodiment of the method, the control outputs of the PLC provide digital output signals, in particular PWM signals for controlling the respective components of the machine.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Nutzer die digitalen Ausgangssignale, welche den aufgezeichneten Bewegungsablauf ansteuern, im Blick hat und sie entsprechend optimieren kann.This has the technical advantage that the user has an overview of the digital output signals that control the recorded movement and can optimize them accordingly.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt: Verifizieren eines Ausgangsspannungsbereichs der digitalen Ausgangssignale der SPS gegenüber einem Eingangsspannungsbereich eines Steuereingangs der zugehörigen Komponenten der Maschine basierend auf herstellerspezifischen technischen Daten der Maschine.In an advantageous embodiment of the method, the method comprises the step of verifying an output voltage range of the digital output signals of the PLC against an input voltage range of a control input of the associated components of the machine based on manufacturer-specific technical data of the machine.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Nutzer auf einfache Weise testen kann, ob die Steuerausgänge den entsprechenden Komponenten zugeordnet sind, welche durch sie angesteuert werden sollen. D.h., ein Fehler in der Beschaltung der SPS kann effizient erkannt und korrigiert werden.This has the technical advantage that the user can easily test whether the control outputs are assigned to the corresponding components that are to be controlled by them. This means that an error in the wiring of the PLC can be efficiently recognized and corrected.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst eine Komponente der Maschine einen Zylinder mit einer Kolbenstange zur Verschiebung eines Stückguts, und der zugehörige Steuerausgang der SPS stellt ein pulsweitenmoduliertes Steuersignal zur Ansteuerung eines mit dem Zylinder verbundenen Ventils bereit.In an advantageous embodiment of the method, a component of the machine comprises a cylinder with a piston rod for moving piece goods, and the associated control output of the PLC provides a pulse-width-modulated control signal for controlling a valve connected to the cylinder.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass das Verfahren anwendbar ist bei elektrisch ansteuerbaren Ventilen zur Aussortierung von Stückgut im Produktionsprozess oder auch an einem Umrichter, der über einen analogen Eingang angesteuert wird.This has the technical advantage that the method can be used with electrically controllable valves for sorting out piece goods in the production process or also with a converter that is controlled via an analog input.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt: Bestimmen eines Verschleißgrades einer Komponente der Maschine basierend auf einem Vergleich einer Mehrzahl von aufgezeichneten Bewegungsabläufen der Komponente zu verschiedenen Zeiten.In an advantageous embodiment of the method, the method includes the step: determining a degree of wear of a component of the machine based on a comparison of a plurality of recorded movement sequences of the component at different times.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass mit dem Verfahren auf einfache Weise ein Zustand der Maschine und ein Verschleiß ihrer Komponenten überprüft werden kann. This has the technical advantage that the method can be used to check the state of the machine and the wear on its components in a simple manner.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die oben dargestellte Aufgabe gelöst durch eine App eines mobilen Kommunikationsgeräts zur Inbetriebnahme einer Maschine, wobei die Maschine eine Mehrzahl von Komponenten und eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zur Steuerung der Komponenten basierend auf entsprechenden Steuerparametern umfasst, wobei auf jeder Komponente eine sichtbare Identifikation (ID) der Komponente aufgebracht ist, und wobei die Steuerparameter der SPS über ein ladbares programmierbares Anwenderprogramm konfigurierbar sind, wobei die App folgendes umfasst: eine Logik zum Scannen der sichtbaren IDs der Komponenten der Maschine; eine Logik zum Verknüpfen der sichtbaren IDs der Komponenten mit zugehörigen Steuerausgängen der SPS zur Steuerung der jeweiligen Komponenten; eine Logik zum Aufzeichnen eines Bewegungsablaufs einer Komponente der Maschine; eine Logik zum Verknüpfen des aufgezeichneten Bewegungsablaufs mit dem zugehörigen Steuerausgang der SPS basierend auf der sichtbaren ID der Komponente; und eine Logik zum Anpassen der Steuerparameter der SPS basierend auf dem aufgezeichneten Bewegungsablauf der Komponente und dem zugehörigen Steuerausgang der SPS.According to a second aspect, the object presented above is achieved by an app of a mobile communication device for commissioning a machine, the machine comprising a plurality of components and a programmable logic controller (PLC) for controlling the components based on corresponding control parameters, with one on each component visible identification (ID) of the component is applied, and wherein the control parameters of the PLC can be configured via a loadable, programmable user program, the app comprising: a logic for scanning the visible IDs of the components of the machine; a logic for linking the visible IDs of the components with the associated control outputs of the PLC for controlling the respective components; a logic for recording a movement sequence of a component of the machine; a logic for linking the recorded movement sequence with the associated control output of the PLC based on the visible ID of the component; and a logic for adapting the control parameters of the PLC based on the recorded movement sequence of the component and the associated control output of the PLC.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Parametrierabgleich des Bewegungsablaufes der Maschine verbessert werden kann. Durch die oben beschriebene Erweiterung der App zur Steuerung der PLC-Logik, d.h. des Anwenderprogramms der SPS, kann der Parametrierabgleich einfacher und zuverlässiger und schneller ausgeführt werden. Eine elektrische Erfassung der Wegstrecke mit Hilfe eines Drehgebers oder Längensensors ist hier nicht mehr erforderlich. Die App ermittelt die Verzögerung und/oder die Linearität des Bewegungsablaufes und sorgt für eine optimierte Einstellung der Parameter des Anwenderprogramms der SPS.This has the technical advantage that the parameter comparison of the movement sequence of the machine can be improved. The extension of the app described above for controlling the PLC logic, i.e. of the user program of the PLC, the parameter adjustment can be carried out more easily, reliably and quickly. An electrical detection of the distance with the help of a rotary encoder or length sensor is no longer necessary here. The app determines the delay and / or the linearity of the motion sequence and ensures that the parameters of the PLC user program are optimized.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der App umfasst die App eine Logik zum Bereitstellen des Anwenderprogramms basierend auf einer Übertragung von der SPS auf die App oder basierend auf einem Laden von einer Cloud in die App.In an advantageous embodiment of the app, the app comprises a logic for providing the user program based on a transfer from the PLC to the app or based on loading from a cloud into the app.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass das Anwenderprogramm auf einfache Art und Weise der App zur Verfügung gestellt werden kann. Die App kann das Anwenderprogramm entsprechend anpassen und über eine Schnittstelle in die SPS laden. Alternativ kann die App über die Schnittstelle zur SPS das Anwenderprogramm entsprechend einstellen und damit veranlassen, dass die entsprechenden Steuersignale zur Steuerung der Maschinenkomponenten durch das Anwenderprogramm erzeugt werden.This has the technical advantage that the user program can be made available to the app in a simple manner. The app can adapt the user program accordingly and load it into the PLC via an interface. Alternatively, the app can set the user program accordingly via the interface to the PLC and thus cause the corresponding control signals to control the Machine components are generated by the user program.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die oben dargestellte Aufgabe gelöst durch ein mobiles Kommunikationsgerät zur Inbetriebnahme einer Maschine, wobei die Maschine eine Mehrzahl von Komponenten und eine speicherprogrammierbare Steuerung, SPS, zur Steuerung der Komponenten basierend auf entsprechenden Steuerparametern umfasst, wobei auf jeder Komponente eine sichtbare Identifikation, ID, der Komponente aufgebracht ist, und wobei die Steuerparameter der SPS über ein ladbares programmierbares Anwenderprogramm konfigurierbar sind, wobei das mobile Kommunikationsgerät einen Prozessor und eine Kamera umfasst, wobei auf dem Prozessor eine App läuft, die ausgebildet ist, die sichtbaren IDs der Komponenten der Maschine zu scannen; die sichtbaren IDs der Komponenten der Maschine mit zugehörigen Steuerausgängen der SPS zur Steuerung der jeweiligen Komponenten zu verknüpfen; die Kamera anzusteuern, einen Bewegungsablauf einer Komponente der Maschine aufzuzeichnen; den aufgezeichneten Bewegungsablauf mit dem zugehörigen Steuerausgang der SPS basierend auf der sichtbaren ID der Komponente zu verknüpfen; und die Steuerparameter der SPS basierend auf dem aufgezeichneten Bewegungsablauf der Komponente und dem zugehörigen Steuerausgang der SPS anzupassen.According to a third aspect, the above-described object is achieved by a mobile communication device for commissioning a machine, the machine comprising a plurality of components and a programmable logic controller, PLC, for controlling the components based on corresponding control parameters, with a visible identification on each component , ID, the component is applied, and wherein the control parameters of the PLC can be configured via a loadable, programmable user program, the mobile communication device comprising a processor and a camera, with an app running on the processor that is configured to display the visible IDs of the components the machine to scan; to link the visible IDs of the components of the machine with the associated control outputs of the PLC for controlling the respective components; to control the camera to record a movement of a component of the machine; link the recorded movement sequence with the associated control output of the PLC based on the visible ID of the component; and adjust the control parameters of the PLC based on the recorded movement sequence of the component and the associated control output of the PLC.
Damit wird der technische Vorteil erreicht, dass der Parametrierabgleich des Bewegungsablaufes der Maschine verbessert werden kann. Durch die oben beschriebene Erweiterung der App zur Steuerung der PLC-Logik, d.h. des Anwenderprogramms der SPS, kann der Parametrierabgleich einfacher und zuverlässiger und schneller ausgeführt werden. Eine elektrische Erfassung der Wegstrecke mit Hilfe eines Drehgebers oder Längensensors ist hier nicht mehr erforderlich. Das mobile Kommunikationsgerät ermittelt - über die App - die Verzögerung und/oder die Linearität des Bewegungsablaufes und sorgt für eine optimierte Einstellung der Parameter des Anwenderprogramms der SPS.This has the technical advantage that the parameter comparison of the movement sequence of the machine can be improved. The extension of the app described above for controlling the PLC logic, i.e. of the user program of the PLC, the parameter adjustment can be carried out more easily, reliably and quickly. An electrical detection of the distance with the help of a rotary encoder or length sensor is no longer necessary here. The mobile communication device determines - via the app - the delay and / or the linearity of the motion sequence and ensures that the parameters of the PLC user program are optimally set.
Gemäß einem vierten Aspekt wird die oben dargestellte Aufgabe gelöst durch ein computerlesbares nicht-flüchtiges Medium, auf dem Computerinstruktionen gespeichert sind, welche bei Ausführung auf einem Computer den Computer dazu veranlassen, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.According to a fourth aspect, the above-described object is achieved by a computer-readable non-volatile medium on which computer instructions are stored which, when executed on a computer, cause the computer to carry out the method according to the first aspect.
Gemäß einem fünften Aspekt wird die oben dargestellte Aufgabe gelöst durch ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder Prozessor läuft.According to a fifth aspect, the object presented above is achieved by a computer program with a program code for carrying out the method according to the first aspect when the computer program runs on a computer or processor.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung desAufbaus 100 der Applikation beim Scan der ID gemäß einer Ausführungsform; -
2 eine schematische Darstellung desAufbaus 200 der Applikation beim Scan des Bewegungsvorgangs gemäß einer Ausführungsform; -
3a ein Spannungs-Zeit Diagramm eines beispielhaften digitalen Ausgangssignals303 einer SPS101 in Form eines nicht-optimierten PWM-Signals gemäß einer Ausführungsform; -
3b ein Weg-Zeit Diagramm eines nicht-optimierten beispielhaften Bewegungsablaufs304 einer Kolbenstange 106 gemäß einer Ausführungsform; -
3c eine schematische Darstellung einer beispielhaften mechanischen Anordnung gemäß einer Ausführungsform; -
4a ein Spannungs-Zeit Diagramm eines beispielhaften optimierten digitalen Ausgangssignals403 der SPS in Form eines optimierten PWM-Signals gemäß einer Ausführungsform; -
4b ein Weg-Zeit Diagramm eines optimierten beispielhaften Bewegungsablaufs404 einer Kolbenstange 106 gemäß einer Ausführungsform; -
4c eine schematische Darstellung einer beispielhaften mechanischen Anordnung gemäß einer Ausführungsform; -
5 eine beispielhafte Darstellung501 ,502 ,503 ,504 auf einem Display eines mobilen Kommunikationsgeräts107 gemäß einer Ausführungsform; -
6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens600 zur Inbetriebnahme einer Maschine gemäß der Offenbarung; -
7 eine schematische Darstellung einerApp 700 eines mobilen Kommunikationsgeräts107 zur Inbetriebnahme einer Maschine gemäß der Offenbarung; und -
8 eine schematische Darstellung eines mobilen Kommunikationsgeräts107 zur Inbetriebnahme einer Maschine gemäß der Offenbarung.
-
1 a schematic representation of thestructure 100 the application when scanning the ID according to one embodiment; -
2 a schematic representation of thestructure 200 the application when scanning the movement process according to one embodiment; -
3a a voltage-time diagram of an exemplary digital output signal303 a PLC101 in the form of a non-optimized PWM signal according to one embodiment; -
3b a distance-time diagram of a non-optimized exemplary movement sequence304 apiston rod 106 according to one embodiment; -
3c a schematic representation of an exemplary mechanical arrangement according to an embodiment; -
4a a voltage-time diagram of an exemplary optimizeddigital output signal 403 the PLC in the form of an optimized PWM signal according to one embodiment; -
4b a distance-time diagram of an optimized exemplary movement sequence404 apiston rod 106 according to one embodiment; -
4c a schematic representation of an exemplary mechanical arrangement according to an embodiment; -
5 anexemplary representation 501 ,502 ,503 ,504 on a display of amobile communication device 107 according to one embodiment; -
6th a schematic representation of aprocess 600 for commissioning a machine according to the disclosure; -
7th a schematic representation of anapp 700 of amobile communication device 107 for commissioning a machine according to the disclosure; and -
8th a schematic representation of amobile communication device 107 for commissioning a machine according to the disclosure.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hier im beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which there is shown, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be carried out. It goes without saying that other embodiments can also be used and structural or logical changes can be made. without departing from the concept of the present invention. The following detailed description is therefore not to be taken in a limiting sense. It is also understood that the features of the various exemplary embodiments described here can be combined with one another, unless specifically stated otherwise.
Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen.The aspects and embodiments are described with reference to the drawings, wherein like reference characters generally refer to like elements.
Es werden Vorrichtungen beschrieben, und es werden Verfahren beschrieben. Es versteht sich, dass Grundeigenschaften der Vorrichtungen auch für die Verfahren gelten und umgekehrt. Deshalb wird der Kürze halber gegebenenfalls auf eine doppelte Beschreibung solcher Eigenschaften verzichtet.Devices are described and methods are described. It goes without saying that the basic properties of the devices also apply to the method and vice versa. Therefore, for the sake of brevity, a duplicate description of such properties may be dispensed with.
Die im folgenden beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren nutzen QR-Codes zur Markierung und Identifikation von Maschinenkomponenten. Der QR-Code („Quick Response“ bzw. schnelle Antwort) ist ein zweidimensionaler Code, der aufgrund seiner automatischen Fehlerkorrektur sehr robust und weit verbreitet ist. Der QR-Code besteht aus einer quadratischen Matrix aus üblicherweise schwarzen und weißen Quadraten, die die kodierten Daten binär darstellen. Eine spezielle Markierung in drei der vier Ecken des Quadrats gibt die Orientierung vor. Die Daten im QR-Code sind durch einen fehlerkorrigierenden Code geschützt. Dadurch wird der Verlust von etwa bis zu 30 % des Codes toleriert, d. h., er kann auch dann noch dekodiert werden.The devices and methods described below use QR codes to mark and identify machine components. The QR code ("Quick Response") is a two-dimensional code that is very robust and widely used due to its automatic error correction. The QR code consists of a square matrix of usually black and white squares that represent the coded data in binary. A special marking in three of the four corners of the square indicates the orientation. The data in the QR code are protected by an error-correcting code. This tolerates the loss of up to about 30% of the code, i.e. i.e. it can still be decoded then.
Die im folgenden beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren nutzen speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) zur Steuerung von Maschinen und Anlagen. Eine SPS hat im einfachsten Fall Eingänge, Ausgänge, ein Betriebssystem (die Firmware) und eine Schnittstelle, über die das Anwenderprogramm geladen werden kann. Das Anwenderprogramm legt fest, wie die Ausgänge in Abhängigkeit von den Eingängen geschaltet werden sollen. Das Betriebssystem stellt sicher, dass dem Anwenderprogramm immer der aktuelle Zustand der Geber zur Verfügung steht. Anhand dieser Informationen kann das Anwenderprogramm die Ausgänge so schalten, dass die Maschine oder die Anlage in der gewünschten Weise funktioniert. Die Anbindung der SPS an die Maschine bzw. Anlage erfolgt mit Sensoren und Aktoren. Hinzu kommen Statusanzeigen. Die Sensoren sind an die Eingänge der SPS geschaltet und vermitteln der SPS das Geschehen in der Maschine oder Anlage. Beispiele für Sensoren sind z. B. Taster, Lichtschranken, Endschalter, Inkrementalgeber oder Temperaturfühler, Füllstands-Sensoren etc. Die Aktoren sind an den Ausgängen der SPS angeschlossen und bieten die Möglichkeit, die Maschine oder Anlage zu steuern. Beispiele für Aktoren sind Schütze zum Einschalten von Elektromotoren, elektrische Ventile für Hydraulik oder Druckluft, aber auch Module für Antriebssteuerungen wie z.B. Motion Control, Drehzahlsteuerung mit kontrollierter Beschleunigung oder Verzögerung, Schrittmotorsteuerungen.The devices and methods described below use programmable logic controllers (PLC) to control machines and systems. In the simplest case, a PLC has inputs, outputs, an operating system (the firmware) and an interface via which the user program can be loaded. The user program determines how the outputs are to be switched depending on the inputs. The operating system ensures that the current encoder status is always available to the user program. Using this information, the user program can switch the outputs in such a way that the machine or system functions in the desired manner. The PLC is connected to the machine or system using sensors and actuators. There are also status displays. The sensors are connected to the inputs of the PLC and tell the PLC what is happening in the machine or system. Examples of sensors are e.g. B. buttons, light barriers, limit switches, incremental encoders or temperature sensors, level sensors etc. The actuators are connected to the outputs of the PLC and offer the possibility of controlling the machine or system. Examples of actuators are contactors for switching on electric motors, electric valves for hydraulics or compressed air, but also modules for drive controls such as Motion control, speed control with controlled acceleration or deceleration, stepper motor controls.
Im folgenden Anwendungsszenario wird ein Stückgut
Damit der Anwender nicht durch stetiges Ändern des Anwenderprogrammes
Die App kann das Anwenderprogramm
In dem oben beschriebenen Anwendungsszenario soll eine Stückgut
Im Einzelnen ist der Vorgang wie folgt:
- Das Anwenderprogramm
P1 ,110 der Steuerung S1,101 wird z.B. per Bluetooth von der Steuerung101 auf die App auf dem mobilen KommunikationsgerätD1 ,107 , z.B. Handy, Smartphone oder Tablet, übertragen, oder wenn zuvor in einer CloudC1 ,108 abgespeichert, von dort aus in die App des Smartphones bzw.Tablet 107 geladen. Anschließend werden alle QR-Codes 111 ,112 ,113 eingescannt.
- The user program
P1 ,110 the controller S1,101 is eg via Bluetooth from the control101 on the app on the mobile communication deviceD1 ,107 , e.g. mobile phone, smartphone or tablet, or if previously in a cloudC1 ,108 from there into the app of the smartphone ortablet 107 loaded. Then allQR codes 111 ,112 ,113 scanned.
Hier wird vorab eine erste technische Integrationsprüfung durchgeführt, z.B. ob der Eingangsspannungsbereich des Ventils
Nach dem Starten des Anwenderprogramms
Es erfolgt die Analyse des Fahrweges
Der Vorteil besteht darin, dass bei der Inbetriebnahme oder im laufenden Betrieb durch den Anwender direkt vor Ort Daten bzw. Werte erfasst, geprüft oder nachjustiert werden können.The advantage is that the user can record, check or readjust data or values directly on site during commissioning or during operation.
Wenn das Bewegungsprofil aufgenommen ist, kann auch eine Rückprojektion auf eine grafische Darstellung entsprechend
Die gespeicherten Daten aus der Steuerung
Ebenso kann vor Ort eine Verschleißprüfung des Ventils
Die Kolbenstange
Die Zeitachsen in den
Das optimierte PWM-Signal
Die Kolbenstange
Wie schon bei
Die Zeitachsen in den
Der optimierte Bewegungsablauf kann durch den Betreiber der Maschine mit Hilfe der App an seinem Smartphone bzw. mobilen Kommunikationsgerät
Das Verfahren
In einer präferierten Ausführungsform umfasst die auf jeder Komponente
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
In einer Ausführungsform ist die sichtbare ID
Das Verknüpfen
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
In einer Ausführungsform stellen die Steuerausgänge
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
In einer Ausführungsform des Verfahrens
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
Die Maschine wird dabei über die App
Die App
In einer Ausführungsform umfasst die App
Die Maschine wird dabei über eine App
Das mobile Kommunikationsgerät
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