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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren oder einem Informationssystem nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
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Moderne Antriebsanlagen oder Antriebsmodule, beispielsweise in Industrieanlagen, werden oftmals durch die Verwendung von Eingabeoberflächen in der Form von Browsern angesteuert. Hierbei kann ein Nutzer dieser Antriebsanlagen bzw. Antriebsmodule, beispielsweise einer Werkzeugmaschine oder anderen elektromechanischen Systemen, über diese Eingabeoberfläche Steuerparameter für die Antriebsanlage eingeben, die dann über eine Datenleitung zu Motoren, Modulen oder Aggregaten dieser Antriebsanlage bzw. dieses Antriebsmoduls weitergeleitet werden und die Motoren, Module oder Aggregate entsprechend ansteuern, sodass sich beispielsweise eine Komponente dieser Antriebsanlage bzw. Antriebsmoduls bewegt oder in Drehung versetzt wird oder verfahren wird. Problematisch ist jedoch, dass zuverlässig sichergestellt werden sollte, dass die über die Eingabeoberfläche vom Nutzer eingegebenen Steuerparameter auch unverfälscht zur Antriebsanlage bzw. dem Antriebsmodul oder einer entsprechenden Komponente der Antriebsanlage weitergeleitet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren, weiterhin ein Informationssystem, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zum Testen einer Eingabeoberfläche zur Eingabe von Steuerparametern für ein Antriebsmodul, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- - Ausgeben der Steuerparameter von einem Steuerparametergenerator an eine Benutzereingabeschnittstelle der Eingabeoberfläche, wobei der Steuerparametergenerator und die Benutzereingabeschnittstelle auf einer gemeinsamen Testeinheit implementiert sind;
- - Empfangen der Steuerparameter durch das Antriebsmodul, wobei die Steuerparameter aus der Testeinheit in das von der Testeinheit getrennt angeordnete Antriebsmodul übertragen werden;
- - Einlesen der für den Betrieb des Antriebsmoduls verwendeten Steuerparameter in eine Einleseschnittstelle; und
- - Vergleichen der im Schritt des Einlesens eingelesenen Steuerparameter mit den im Schritt des Ausgebens ausgegebenen Steuerparametern, um die Eingabeoberfläche zur Eingabe der Steuerparameter zu testen.
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Unter einer Eingabeoberfläche kann ein Programm verstanden werden, welches auf einem Rechner ausgeführt wird und über eine Anzeigeeinheit eine Maske ausgibt, in welcher von einem Nutzer des Antriebsmoduls Steuerparameter für dieses Antriebsmodul eingegeben werden können. Die Eingabeoberfläche kann hierbei auf einer beliebigen Anzeigeeinheit ausgegeben werden und braucht nicht in unmittelbarer Nähe oder benachbart zum oder angrenzend an das Antriebsmodul platziert sein. Auch kann die Eingabeoberfläche als Maske von einer Speichereinheit oder einer Rechnereinheit des Antriebsmodul abgerufen und auf der Anzeigeeinheit in der Testeinheit dargestellt oder ausgegeben werden. Unter einer Benutzereingabeschnittstelle kann eine Schnittstelle verstanden werden, die von der Eingabeoberfläche gegebene Steuerparameter empfängt, einliest und an das Antriebsmodul weiterleitet. Unter einem Antriebsmodul kann eine mechatronische Einheit verstanden werden, die eine Komponente wie beispielsweise einen Fräskopf oder einen Bohrkopf in Drehung versetzt und/oder entlang einer gewünschten Bewegungstrajektorie in einer 2-dimensionalen Ebene oder einem 3-dimensionalen Raum entlangfährt. Unter einem Steuerparameter kann ein Wert verstanden werden, der eine gewünschte Bewegung oder Rotation der entsprechenden Komponente des Antriebsmoduls repräsentiert. Unter einem Steuerparametergenerator kann eine Funktionsgruppe verstanden werden, die für einen Test der Eingabeoberfläche benötigte oder gewünschte Steuerparameter automatisch generiert. Unter einer Einleseschnittstelle kann beispielsweise eine Schnittstelle verstanden werden, die in der Steuereinheit gespeicherte Steuerparameter empfängt bzw. einliest und an eine Vergleichseinheit zum Durchführen des Vergleichens weiterleitet. Unter einer Testeinheit kann eine Baugruppe verstanden werden, welche die Benutzereingabeschnittstelle und den Steuerparameter als integrale Einheit umfasst, sodass mit dieser Testeinheit automatisch Steuerparameter erzeugt und über die Benutzereingabeschnittstelle an das Antriebsmodul ausgegeben werden können. Die Testeinheit und das Antriebsmodul sind hierbei voneinander getrennt angeordnet, was derart zu verstehen ist, dass beispielsweise die Testeinheit und das Antriebsmodul in separaten Gehäusen verbaut sind und/oder durch einen Monteur sehr einfach voneinander getrennt werden können. Dabei kann jedoch die Übertragung der Steuerparameter von der Testeinheit an das Antriebsmodul durch ein standardisiertes Datenübertragungsverfahren wie beispielsweise eine Internet-Datenleitung vorgenommen werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz bietet den Vorteil, eine Funktionsfähigkeit der Eingabeoberfläche zur Eingabe von Steuerparametern für das Antriebsmodul automatisch und sehr einfach durch eine Vielzahl von leicht zu generierenden Steuerparametern überprüfen zu können. Speziell kann durch die Verwendung des Steuerparametergenerators, der die Steuerparameter über die Benutzereingabeschnittstelle auf der Testeinheit an das Antriebsmodul zur Steuerung dieses Antriebsmodul übersendet, eine große Vielzahl von unterschiedlichen Steuerparametern erzeugt und sehr einfach an das Antriebsmodul übertragen werden. Durch das nachfolgende Einlesen der tatsächlich verwendeten Steuerparameter in dem Antriebsmodul über die Einleseschnittstelle und ein Vergleichen dieser eingelesenen Steuerparameter mit den an das Antriebsmodul ausgegebenen Steuerparameter kann somit zuverlässig festgestellt werden, ob die Übergabe der vom Steuerparametergenerator erzeugten Steuerparameter an das Antriebsmodul korrekt funktioniert hat. Hierdurch kann sehr einfach überprüft werden, ob eine sehr benutzerfreundliche Eingabeoberfläche auch die an sie gestellten Anforderungen erfüllen kann.
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Gemäß einer günstigen Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes können im Schritt des Ausgebens die Steuerparameter über eine TCP/IP-Protokoll-basierte Datenverbindung an das Antriebsmodul übertragen werden und/oder im Schritt des Ausgebens ein Webbrowser als Benutzereingabeschnittstelle verwendet werden. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil der Verwendung einer hoch-standardisierten und weit verbreiteten Datenübertragung von der Eingabeschnittstelle zum Antriebsmodul. Dabei können auch bereits verfügbare Eingabeoberflächen in der Form von Webbrowsern sehr effizient und für den Nutzer komfortabel eingesetzt werden.
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Besonders günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Empfangens ein Ansteuern einer Drehbewegung einer Komponente des Antriebsmoduls und/oder ein Ansteuern einer Bewegung der Komponente in zumindest einer von drei möglichen Raumrichtungen durch die Steuerparameter erfolgt. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, eine besonders benutzerfreundliche Eingabe von Steuerparameter für das Antriebsmodul über die Eingabeschnittstelle mit einfachen Hilfsmitteln auf ihre technische Funktionsfähigkeit überprüfen zu können.
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Um sehr schnell eine Vielzahl von Steuerparametern für einen Test der Eingabeschnittstelle zu erhalten und diese Steuerparameter auch mit geringem Aufwand an das Antriebsmodul übertragen zu können, können gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes im Schritt des Ausgebens die Steuerparameter automatisch generiert werden.
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Denkbar ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Einlesens die von dem Antriebmodul eingelesenen Steuerparameter unter Verwendung der gleichen Eingabeoberfläche eingelesen werden wie die Eingabeoberfläche zur Ausgabe der Steuerparameter im Schritt des Ausgebens. Beispielsweise kann für eine solche Eingabeoberfläche ein einziger Web-Browser verwendet werden, beispielsweise Microsoft Edge, Firefox oder Google Chrome. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, eine Übertragung der Daten der Steuerparameter über eine einzige Eingabeoberfläche vornehmen zu können, sodass der Aufwand von Anpassungen an unterschiedliche Typen von Eingabeoberflächen möglichst gering gehalten werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich können gemäß einer weiteren Ausführungsform im Schritt des Einlesens die von dem Antriebmodul eingelesenen Steuerparameter unter Verwendung einer weiteren Eingabeoberfläche eingelesen werden wie die Eingabeoberfläche zur Ausgabe der Steuerparameter im Schritt des Ausgebens, insbesondere wobei die Eingabeoberfläche und die weitere Eingabeoberfläche voneinander unabhängig sind. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, durch die Verwendung von unterschiedlichen Eingabeoberflächen Fehler bei der Datenübertragung einer der Eingabeoberflächen an das Antriebsmodul oder vom Antriebsmodul an die Testeinheit leichter identifizieren zu können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann im Schritt des Ausgebens ein virtuelles Antriebsmodul auf einem von der Testeinheit unterschiedlichen Cloud-Rechner angesteuert werden und/oder ferner ein virtuelles Antriebsmodul auf einem in der Testeinheit angeordneten Rechner angesteuert werden. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, durch die Verwendung eines virtuellen Antriebsmoduls einen schnelleren Durchlauf des Tests der Übertragung von Steuerparametern vornehmen zu können, da eine Zeit für das In-Bewegungbringen der realen oder physikalischen Komponente des Antriebsmoduls vermieden werden kann. Es kann somit hauptsächlich die Übertragung der Daten der Steuerparameter an das (virtuelle) Antriebsmodul und zur Einleseschnittstelle zurück überwacht oder auf Funktionsfähigkeiten überprüft werden.
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Auch können entsprechend einer anderen Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes im Schritt des Einlesens die eingelesenen Steuerparameter von einer auf der Testeinheit arbeitenden Einleseschnittstelle eingelesen werden oder die eingelesenen Steuerparameter von einer auf einem mobilen Empfangsgerät arbeitenden Einleseschnittstelle eingelesen werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, in das mobile Empfangsgerät wie beispielsweise einem Handy/Smartphone, die auf das Antriebsmodul übertragenen Steuerparameter einzulesen, so dass einerseits eine Überprüfung dieser im Antriebsmodul verwendeten Steuerparameter sehr einfach möglich ist und andererseits durch die Verwendung des mobilen Empfangsgeräts eine weitere Instanz zur Erkennung von möglichen Fehlern der Datenübertragung zwischengeschaltet oder verwendet werden kann, wodurch sich die Testsicherheit der Funktionsfähigkeit der Eingabeschnittstelle weiter erhöhen lässt.
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Besonders günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Vergleichens eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn die eingelesenen Steuerparameter nicht mit den im Schritt des Ausgebens ausgegebenen Steuerparametern übereinstimmen. Speziell kann beispielsweise in einer solchen Ausführungsform lediglich eine Fehlermeldung ausgegeben, jedoch nicht der weitere Testlauf abgebrochen werden. Auf diese Weise lässt sich auch bei einer großen Menge von für den Test-Durchlauf verwendeten Steuerparametern eine Vielzahl von Fehlermöglichkeiten überprüfen und somit die Funktionsfähigkeit der Eingabeoberfläche möglichst präzise verifizieren.
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Besonders günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der im Schritt des Ausgebens die Steuerparameter an die Benutzereingabeschnittstelle der Eingabeoberfläche automatisch ausgegeben werden, wobei die Benutzereingabeschnittstelle ferner ausgebildet ist, um manuell eingegebene Steuerparameter einzulesen, insbesondere wobei die Benutzereingabeschnittstelle eine Webbrowser-Schnittstelle zu einem Nutzereingabe-Terminal umfasst. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, eine Benutzereingabeschnittstelle zur Übertragung der automatisch generierten Steuerparameter an das Antriebsmodul zu verwenden, wobei diese gleiche Benutzereingabeschnittstelle beispielsweise später auch für die manuelle Eingabe der Steuerparameter verwendet wird. Hierdurch lässt sich diese im späteren praktischen Einsatz auch durch die Verwendung der Steuerparameter aus dem Steuerparametergenerator überprüfen. Dies trägt zur nochmaligen Erhöhung der Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Eingabeschnittstelle bei.
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Besonders schnell und umfassend lässt sich eine Eingabeschnittstelle gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes überprüfen, bei der die Schritte des Ausgebens, des Empfangens, des Einlesens und des Vergleichens wiederholt ausgeführt werden, insbesondere wobei für wiederholt ausgeführte Schritte unterschiedliche Steuerparameter verwendet werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, die Eingabeschnittstelle mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Steuerparameter überprüfen zu können, um hierdurch die korrekte Funktionsfähigkeit dieser Eingabeoberfläche mit einer möglichst breiten Palette von Testwerten zu untersuchen oder zu verifizieren.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Informationssystem, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Informationssystems kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Hierzu kann das Informationssystem zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Unter einem Informationssystem kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Informationssystem kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Testobjekts bzw. Testsystems, auf dem ein Ausführungsbeispiel eines hier vorgestellten Verfahrens zum Testen aufsetzt;
- 2 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines mechatronischen Systems, welches für ein besonders effizientes Testen einer Ansteuerung bzw. einer Eingabe von Steuerparametern zumindest eines Antriebsmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes eingerichtet ist; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Testen einer Eingabeoberfläche zur Eingabe von Steuerparametern für eine Antriebeinheit.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt zur Erläuterung des hier vorgestellten Ansatzes ein Blockdiagramm eines beispielhaften Testobjekts bzw. Testsystems, nämlich ein reales, mechatronisches System 3, auf dem ein Verfahren zum Testen aufsetzt. Gleichzeitig zu dem realen, mechatronischen System 3 kann auf einer Datenverarbeitungsanlage 2 ein Testmodell verkörpert sein, welches alle, einige oder lediglich für einen spezifischen Testlauf relevante Eigenschaften des mechatronischen Systems 3 repräsentiert. Das mechatronische System 3 des gezeigten Ausführungsbeispiels der 1 kann ein industrielles Automatisierungssystem sein. Es hat neben der Datenverarbeitungsanlage 2 eine Steuerung 32, die über eine Ethernet-Kommunikationsverbindung 41 an die Datenverarbeitungsanlage 2 angeschlossen ist und mit dieser bidirektional kommunizieren kann.
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Im Einzelnen zeigt das mechatronische System 3 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 1 eine Ausprägung eines beispielsweise industriellen Automatisierungssystems. Das mechatronische System 3 hat neben den oben genannten Bestandteilen noch Antriebsregler 34, 35, 36, die über einen industriellen Feldbus, beispielsweise eine Sercos-Kommunikationsverbindung 42 untereinander und/oder mit der Steuerung 32 kommunizieren. Der hier vorgestellte Ansatz ist generell gänzlich unabhängig von dem Protokoll des industriellen Feldbusses. Er kann mit sämtlichen, verfügbaren Protokollen von industriellen Feldbus-Systemen verwendet werden. Beispielhaft ist an jeden Antriebsregler 34, 35, 36 jeweils über eine 3-Phasen-Leitung 68 ein Elektromotor 37, 38, 39 angeschlossen. Jeder Antriebsregler 34, 35, 36 regelt den zugeordneten Elektromotor 37, 38, 39 und versorgt diesen mit elektrischer Leistung. Schematisch ist noch für jeden Elektromotor 37, 38, 39 seine Antriebsachse 55 eingezeichnet sowie jeweils ein Wellenzapfen 56, an dem die Antriebsachsen der Applikation angeschlossen werden können. Jeder Elektromotor 37, 38, 39 hat einen hier exemplarisch eingezeichneten Drehsinn 30. Der Drehsinn 30 ist in der Regel bei einem Elektromotor 37, 38, 39 (z. B. bei einem Synchronmotor, einem Asynchronmotor oder einem Reluktanzmotor) nicht fest vorgegeben und kann umgekehrt werden. Des Weiteren hat das mechatronische System 3 - hier lediglich exemplarisch für einen Elektromotor 37 gezeigt - einen Drehgeber 40 (dies entspricht einem Sensor), der eine Momentandrehzahl des Elektromotors 37 in einen auswertbaren Spannungswert wandelt und an den zugeordneten Antriebsregler 34 übergibt. Dieser auswertbare Spannungswert kann im Antriebsregler 34 zur Regelung verwendet werden und/oder ebenfalls an die Steuerung 32 über den Feldbus 42 kommuniziert werden.
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Ein Testschritt (aber nicht zwingend alle Testschritte) testet dabei eine Funktionalität der Steuerung 32 und/oder eines Antriebsreglers 34, 35, 36 und/oder eines Aktuators 37, 38, 39 und/oder des Sensors 40 und/oder eines der Kommunikationsmittel 41,42 und/oder des gesamten, in der 1 gezeigten Verbundes. In diesem Zusammenhang ist das gesamte mechatronische System 3 potenziell mit allen seinen Komponenten, Strukturen und Vernetzungen Gegenstand des erfindungsgemäßen Testverfahrens. Insbesondere kann auch die Datenverarbeitungsanlage 2, Komponenten der Datenverarbeitungsanlage 2 oder Instanzen von Anwendungen, die auf der Datenverarbeitungsanlage 2 laufen, inklusive solcher Instanzen, die eine Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Testen selbst zum Gegenstand haben, mittels des hier vorgestellten Ansatzes getestet werden.
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Alternativ kann ein mechatronisches System 51 im engeren Sinne durch den hier vorgestellten Ansatz getestet werden, welches im Wesentlichen lediglich aus der Steuerung 32 und den angeschlossenen, weiteren Komponenten des Automatisierungssystems besteht. Andererseits kann auch das mechatronische System 51 im engeren Sinne als Modell lediglich virtuell in der Datenverarbeitungsanlage 2 abgebildet oder modelliert sein. Dann kann auch in diesem Sinne die Datenverarbeitungsanlage 2 die Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Testen durchführen, wobei Gegenstand einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens zum Testen dann beispielsweise eine Instanz einer Software sein kann, die eine Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Testen ausführt oder einer Software, die sich lediglich auf eine Oberfläche zur Programmierung, zur Inbetriebnahme oder zum Betrieb eines mechatronischen Systems 3 bezieht.
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In 1 ist weiterhin gezeigt, dass eine Anwendungsinstanz 50 auf der Datenverarbeitungsanlage 2 (dies kann beispielsweise ein Computer, ein PC oder ein Industrie-PC sein) abläuft und auf ein Speichermittel 52 bidirektional zugreift, in dem Daten beispielsweise zum Testmodell oder Ergebnisdaten einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Testen abgelegt sind. Schematisch gezeigt sind außerdem Testfall-Varianten 54, die ebenfalls auf der Datenverarbeitungsanlage 2 abgelegt sind bzw. ablaufen. Es kann sich dabei um Instanzen einer, durch eine beispielhaft hier vorgestellte Software, zu testende, andere Software handeln, beispielsweise eine Oberfläche zur Bedienung, zur Inbetriebnahme, zur Wartung, zur Programmierung oder zur Administration von Systemen, beispielsweise von mechatronischen Systemen 3. Die Testfall-Varianten 54 können verschiedene Anwendungen sein; es kann sich dabei aber auch um verschiedene Versionsstände ein- und derselben Software handeln.
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Über einen Austauschkanal 53 kann vorgesehen sein, dass die Anwendungsinstanz 50 auch ohne Zwischenschaltung zumindest einer der Testfall-Varianten 54 direkt über den Kommunikationskanal 41 mit der Steuerung 32 bidirektional kommunizieren kann. Dies kann beispielsweise zum Austausch von Daten zwischen der Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Testen bzw. der die Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Testen verkörpernden Anwendungsinstanz 50 und der Steuerung 32 dienen.
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Die Steuerung 32 hat eine physikalische Steuerungsadresse 29, die im Sinne des hier vorgestellten Ansatzes eine Eigenschaft des mechatronischen Systems 3 darstellt. In Bezug auf eine Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Testen kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 32 über die Steuerungsadresse 29 durch die Anwendungsinstanz 54 zu Testzwecken angesprochen wird. Beispielsweise kann eine Firmware in die Steuerung 32 geladen werden und das Ergebnis des Ladevorgangs im Sinne eines Testschrittes bewertet werden. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
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2 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines mechatronischen Systems 3, welches für ein besonders effizientes Testen einer Ansteuerung bzw. einer Eingabe von Steuerparametern zumindest eines Antriebsmoduls 200 des mechatronischen Systems 3 ausgelegt ist, wobei ein Antriebsmodul synonym als einer der als Elektromotoren wirkenden Aktuatoren 37, 38, 39 verstanden werden kann. Zunächst wird in einem als TestStudio arbeitenden Steuerparametergenerator 205 ein Satz von Steuerparametern 207 generiert, die beispielsweise Steuerparametern 207 von einer oder mehreren der Testfall-Varianten 54 aus 1 entsprechen und die je zumindest einen Steuerparameter zur Ansteuerung eines der Elektromotoren des Antriebsmoduls 200 enthalten und eine Bewegung einer Komponente 210 des Antriebsmoduls 200 in eine von mehreren Achsen 215 oder Kinematiken 220 ansteuern oder über eine E/A-Schnittstelle 225 ansteuern. Hierbei werden die vom Steuerparametergenerator 205 generierten Steuerparametern 207 zunächst von dem Steuerparametergenerator 205 über eine Benutzereingabeschnittstelle 227 einer Eingabeoberfläche 230 eingelesen und an eine Steuereinheit 235 zur Steuerung des Antriebsmoduls 200 übertragen. Die Steuereinheit 235 zur Steuerung des Antriebsmoduls 200 kann beispielsweise den Steuerung 32 aus 1 die entsprechende Aktuatoren des Antriebsmoduls 200 antreiben, um die Komponente 210 des Antriebsmoduls 200 in eine lineare Bewegung und/oder in eine Drehbewegung zu versetzen. Die Eingabeoberfläche 230 ist in diesem Fall als ein Webbrowser, beispielsweise Google Chrome, ausgestaltet und kann direkt auf einem Rechner einer Testeinheit 240 (die in diesem Ausführungsbeispiel als PC ausgestaltet ist) betrieben und über ein Display dieser Testeinheit 240 grafisch ausgegeben werden, um beispielsweise einem Nutzer des Antriebsmoduls ebenfalls eine manuelle Eingabe von Steuerparametern 207 zu ermöglichen. In dem hier vorliegenden Fall werden jedoch automatisch generierte Steuerparameter 207 aus Gründen der Schnelligkeit, Fehlerfreiheit und eines möglichst großen Testumfangs gewählt, die über die Eingabeschnittstelle 227 der Eingabeoberfläche 230 von dem Steuerparametergenerator 205 eingelesen werden.
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Um nun auch testen oder prüfen zu können, ob die korrekten Steuerparameter 207, also die vom Steuerparametergenerator 205 generierten Steuerparameter 207, in die Steuereinheit 235 des Antriebsmoduls 200 geladen wurden, werden gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes nun beispielsweise durch eine Einlese-Schnittstelle 242 der Eingabeoberfläche 230 die Steuerparameter 207' wieder aus der Steuereinheit 235 bzw. dem Antriebsmodul 200 ausgelesen und an eine Vergleichseinheit 245 übertragen, die beispielsweise im Steuerparametergenerator 205 angeordnet ist. In dieser Vergleichseinheit 245 erfolgt dann ein Vergleichen der aus der Steuereinheit 235 von der Eingabeoberfläche 230 eingelesenen Steuerparameter 207' mit den vom Steuerparametergenerator 205 ausgegebenen Steuerparametern 207, um die Eingabeoberfläche 230 zur Eingabe der Steuerparameter 207 zu testen. Ein solcher Test kann beispielsweise dann ein positives Ergebnis liefern, wenn die aus der Steuereinheit 235 eingelesenen Steuerparameter 207' gleich den vom Steuerparametergenerator 205 generierten Steuerparametern 207 sind oder zumindest innerhalb eines Toleranzbereichs liegen. Auf diese Weise kann dann geprüft werden, ob die Datenübergabe von der Eingabeoberfläche 230 an die Steuereinheit 235 (und zurück) korrekt funktioniert, sodass auch darauf zu schließen ist, dass bei einer manuellen Eingabe von Steuerparametern 207 über die Eingabeoberfläche 230 bzw. die Benutzereingabeschnittstelle 227 diese manuell eingegebenen Steuerparameter 207 ebenfalls korrekt an die Steuereinheit 235 übertragen werden.
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Speziell kann für die Übertragung der Steuerparameter 207 bzw. 207' von der Eingabeoberfläche 230 zu der Steuereinheit 235 oder aus der Steuereinheit zur Eingabeoberfläche 230 zurück ein Datenübertragungsprotokoll verwendet werden, wie es auch zur Übertragung von Daten aus dem Internet verwendet wird. Hierzu eignet sich besonders das TCP/IP-Protokoll.
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Um sicherzustellen, dass nun nicht ein Fehler in der Eingabeoberfläche 230 dazu führt, dass die Steuerparameter 207 fehlerhaft an die Steuereinheit 235 übertragen werden und die dann fehlerhaften Steuerparameter 207' von der Eingabeoberfläche 230 wieder ausgelesen und als korrekte Daten an die Vergleichseinheit 245 übersandt werden, kann vorteilhaft eine weitere Eingabeoberfläche 250 mit einer weiteren Einlese-Schnittstelle 255 verwendet werden, die sich von der Eingabeoberfläche 230 bzw. der Benutzereingabeschnittstelle 227 oder der Einlese-Schnittstelle 242 unterscheidet. Beispielsweise kann hierfür ein zweiter Webbrowser verwendet werden, beispielsweise Mozilla Firefox, sodass hierdurch eine alternative Programmierung dieser weiteren Eingabeoberfläche 250 bzw. der weiteren Einlese-Schnittstelle 255 ausgenutzt werden kann und eine Verbesserung dahin gehend möglich ist, die tatsächlich in der Steuereinheit 235 abgespeicherten Steuerparameter 207 zu erfassen. Von dieser weiteren Eingabeoberfläche 250 können dann die von der Steuereinheit 235 eingelesenen Steuerparameter 207' beispielsweise auf einer Anzeigeeinheit dargestellt werden und/oder ebenfalls in die Vergleichseinheit 245 gesandt werden, um in dieser Vergleichseinheit 245 den Vergleich zwischen den generierten Steuerparametern 207 und den eingelesenen Steuerparametern 207' vornehmen zu können.
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Ferner ist es möglich, in einem mobilen Empfangsgerät 260, welches beispielsweise als Mobiltelefon ausgestaltet ist, in einer entsprechenden App 262 als Einlese-Schnittstelle die in der Steuereinheit 235 gespeicherten Steuerparameter 207' auszulesen und einem Nutzer des mobilen Empfangsgeräts 260 anzuzeigen. Auf diese Weise können sehr einfach beispielsweise auch bei einer Prüfung des Antriebsmoduls 200 vor Ort durch einen Servicetechniker entsprechenden Steuerparameter 207' effizient ein- oder ausgelesen werden.
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Denkbar ist beispielsweise auch, dass nicht nur eine reale Steuerung des Antriebsmoduls 200 durch die Steuereinheit 235 möglich ist, sondern dass auch eine virtuelle Steuereinheit 265 vorgesehen sein kann, die die Funktion der (realen) Steuereinheit 235 simuliert. Diese virtuelle Steuereinheit 265 kann dann ebenfalls von der Eingabeoberfläche 230 mit entsprechenden Steuerparametern 207 geladen werden, wobei diese in der virtuellen Steuereinheit 265 gespeicherten Steuerparameter dann auch wieder über die entsprechende Einlese-Schnittstelle 227, beispielsweise der Eingabeoberfläche 230 als gespeicherte Steuerparameter 207' ausgelesen und an die Vergleichseinheit 245 übersandt werden können. Diese virtuelle Steuereinheit 265 kann hierbei ebenfalls auf der Testeinheit 240 angeordnet sein. Denkbar ist ferner auch, dass die Steuerparameter 207' aus der virtuellen Steuereinheit 265 über ein entsprechendes Steuerprogramm 267, beispielsweise die Software IndraWorks als Steuersoftware von Antriebsmodulen 200 ausgelesen und an die Vergleichseinheit 245 übersandt werden.
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Schließlich kann auch gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eine virtuelle Steuerungseinheit 265 vorgesehen sein, die beispielsweise auf einem externen Rechnernetzwerk 270 wie beispielsweise einen Cloud-Dienst verordnet ist, sodass ebenfalls eine entsprechende Übertragung der Steuerparameter 207 von der Eingabeoberfläche 230 an dieses externe Rechnernetzwerk 270 erforderlich ist, damit eine solche virtuelle Steuerungseinheit 265 eine entsprechende Ansteuerung eines Antriebsmoduls 200 simulieren oder modellieren kann. Die in der virtuellen Steuerungseinheit 265 auf dem externen Rechnernetzwerk 270 gespeicherten Steuerparameter 207' können dann ebenfalls wieder über die Eingabeoberfläche 230 an die Vergleichseinheit 245 zurückgesandt oder ausgelesen werden.
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Um auch hier eine besondere Absicherung der Übertragung von aus der entsprechenden Steuerungseinheit 235 bzw. aus virtuellen Steuerungseinheiten 265 ausgelesenen Steuerparameter 207' in die Vergleichseinheit 245 zu ermöglichen, kann diese Übertragung ebenfalls über die weitere Eingabeoberfläche 250 mit der entsprechenden Einlese-Schnittstelle 255 und/oder das entsprechende Steuerprogramm 267 vorgenommen werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise auch Fehler in der Programmierung der Eingabeoberfläche 230 aufdecken, die zu einer falschen Übermittlung der Steuerparameter 207 in die Steuereinheit 235 und/oder die virtuelle Steuereinheit 265 führen würden.
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Zusammenfassend ist zu dem hier vorgestellten Ansatz anzumerken, dass durch die automatische Generierung von Steuerparametern webbasierte Testfälle erzeugt und möglichst zuverlässig und aussagekräftig getestet werden solle, wobei die Testung weitgehend ohne Testunterbrechung im Fehlerfall, und mit möglichst deterministischem Verhalten erfolgen soll. Die Ergebnisse sollen übersichtlich aufbereitet werden und während eines Testdurchlaufs soll automatisiert aufgeräumt werden.
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Hierbei können im Zuge der Einbindung von Web-Anwendungen als Konfigurationstools, die Steuerungsfunktionen abgebildet werden (z. B. Parameter eines Antriebs im Browser-Client setzen), es sollten aber auch webbasierte Funktionalitäten getestet werden. Daher werden die Testfälle und Testschritte zukünftig zumindest teilweise webbasiert sein, d. h. auch durch Weblinks verkörpert. Die Testumgebung (TestStudio) wird daher als Steuerparametergenerator 205 auf eine Automatisierung von webbasierten Testfällen erweitert.
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Die wesentlichen Prämissen, bleiben gültig und werden auf die Automatisierung von webbasierten Testfällen erweitert. Dies beinhaltet insbesondere die folgenden Aspekte:
- 1. Zum Testen der korrekten Funktionalität werden hier beispielsweise zumindest zwei alternative Kommunikationsmittel / Kommunikationspfade verwendet. Es wird beispielsweise ein Steuerungsparameter 207, wie etwa ein Grenzdrehmoment für eine Applikation, über einen Webclient als Eingabeoberfläche 230, etwa Mozilla Firefox oder Google Chrome, unter Verwendung der entsprechenden URL der angesprochenen Steuerungseinheit 235 gesetzt. Zum Testen und zur Validierung der Funktionalität wird beispielsweise ein anderer Webclient als weitere Eingabeoberfläche 250, etwa Internet Explorer, verwendet um den entsprechenden Parameter 207' zu Testzwecken abzurufen und den gesetzten mit dem abgerufenen Parameter dann in einer Vergleichseinheit 245 zu vergleichen.
- 2. Die Vermeidung der Testunterbrechung und das Aufräumen von modalen Aktionsbedingungen wird bei webbasierten Testfällen beispielsweise wie folgt gehandhabt:
- a) Testunterbrechung vermeiden: Bei browserbasierter Bedienung wird einerseits die Link-Hierarchie beachtet (also z. B.: Bei Fehler einer Kind-URL wird auf Eltern-URL rückverzweigt und deren weitere Unter-URLs ausgeführt), andererseits relative Bezüge verwendet (also bei Fehler z. B.: Vor- / Zurücktaste ansprechen, gegebenenfalls mit / ohne Senden von Formulardaten und Bedienen des modalen Dialogfensters „Formulardaten erneut senden?“). Möglicherweise sind im webbasierten Testmodell aber auch absolute Bezüge hinterlegt in Form von Link-URLs.
- b) Aufräumen durch Refresh / Reload: Bei zeitabhängigen Fehlern / Abstürzen (z. B.: Laden einer Firmware; danach Refresh nach bestimmten Versuchsintervallen und Registrierung, ob ein erfolgreicher Reload erfolgt ist); zusätzlich modale Aktionsbedingungen, wie etwa Dialogfenster, insbesondere eines Browsers, bedienen. Des Weiteren kann der Anwender im Testmodell definieren, welche (z. B. Setup-) Website erwartet wird (immer Adresszeile prüfen).
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Insbesondere werden bei den Steuereinheiten wie der Steuereinheit 235 oder den virtuellen Steuereinheiten 265 (auch als ctrIX Core in einer neuen Steuerungsgeneration bezeichnet) neben realen Geräten auch virtuelle Geräte (z. B. simuliert auf dem PC oder in der Cloud) verwendet. Die Benutzeroberfläche als Eingabeoberfläche 230 bzw. 250 für diese neuen Geräte, welche mit webbasierten Technologien entwickelt wird, soll zukünftig auch automatisiert getestet werden (Analogie zur Bedienoberfläche eines NAS).
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Als ein konkreteres Beispiel kann der folgende Ablauf für die Vorgehensweise beispielhaft erläutert werden:
- Grenzdrehmoment setzen als Steuerparameter 207, über einen „zweiten Kommunikationsweg“ wird bei TestStudio dieser gesetzte Parameter 207' von der Steuereinheit 235 bzw. 265 ausgelesen, um ein richtiges Schreiben / Lesen / Umsetzen bei der Übertragung der Steuerparameter 207 zu gewährleisten (vergleichbar zu „ParameterEditorCheck“); bei webbasierten Testfällen sind die alternativen Verarbeitungswege etwa:
- 1. Firefox;
- 2. Internet-Explorer;
- 3. Chrome; etc.
- Diese alternativen Möglichkeiten stellt TestStudio als Steuerparametergenerator 205 zur Verfügung.
- Der Ablauf kann dabei etwa wie folgt sein:
- 1. Läuft der Browser als Eingabeoberfläche 230
- 2. Ist die Default Page im Browser geladen
- 3. Neue Website laden
- 4. In Steuerung einloggen; Anmelden mit Adresse / User / Passwort
- 5. Switchen auf bestimmten Link mit gesuchtem Element
- 6. Automatisierungsbaum: Jedes Icon bedienen; dabei unterschiedliche Kommunikationsmittel / -pfade benutzen
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Diese Schritte werden durch TestStudio automatisiert; dabei wird aber nicht nur die Bedienung automatisiert, sondern auch Kriterien geprüft, ob die Bedienung erfolgreich war.
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Die hier vorgeschlagene Vorgehensweise kann anhand eines Beispiels aus dem Online-Einkauf näher erläutert werden. Beispielsweise kann ein Online-Warenkorb in einem Online-Shop im Webbrowser Firefox auf dem PC gefüllt und über eine Anwendung auf einem mobilen Smartphone geprüft werden, ob der Inhalt des am PC erscheinenden Online-Warenkorbs auch dem Inhalt des Online-Warenkorbs auf dem mobilen Smartphone entspricht. Analog kann im vorliegenden Beispiel zur Automatisierung eine Diagnose-Funktion mittels App Steuerparameter 207` auf einer Steuerungseinheit 235 bzw. 265 verifizieren oder mit App angelegte Steuerparameter 207 zur Steuerung von Achsen als Komponenten 210 des Antriebsmoduls 200 über eine Eingabeoberfläche 230 bzw. 250 auf dem PC bzw. der Testeinheit gelöscht werden.
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Zu einer Vermeidung der Testunterbrechung kann ausgeführt werden, dass eine Laufunterbrechung durch hierarchisch richtige Verlinkung vermieden werden kann; bei IndraWorks als Steuerprogramm kann dies strikter umgesetzt werden, als bei Browser Vor- / Zurücktaste. Im Browser fehlt der absolute Bezug, verglichen mit IndraWorks als Steuerprogramm. Daher kann eine Vorbedingung prüfen, ob ein Anwender im Testmodell definieren kann, welche Setup-Website erwartet wird (immer Adresszeile prüfen). Eine browserbasierte Bedienung ist der kleinste gemeinsame Nenner; die Browser Landing Page nach Login. Beispielsweise werden bei einem Fehlschlagen Kind-Elemente nicht ausgeführt; schlimmstenfalls Rückkehr auf die Landing Page, bestenfalls Fortsetzung mit der URL des Eltern-Knotens.
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Ferner kann ein Aufräumen bei der Generierung der Steuerparameter erfolgen. Beispielsweise kann ein modales Dialogfenster geöffnet werden in Analogie zu einem NAS. Nach einer Aktualisierung der Firmware kann eine automatische Abmeldung erfolgen. Dann macht TestStudio als Steuerparametergenerator automatisch einen Refresh, um einen definierten Zustand zu erreichen und aufzuräumen; vorher OK / Cancel Button finden; Refresh mit / ohne Formulardaten.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 300 zum Testen einer Eingabeoberfläche zur Eingabe von Steuerparametern für eine Antriebeinheit. Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 310 des Ausgebens der Steuerparameter von einem Steuerparametergenerator an eine Benutzereingabeschnittstelle der Eingabeoberfläche, wobei der Steuerparametergenerator und die Benutzereingabeschnittstelle auf einer gemeinsamen Testeinheit implementiert sind. Ferner umfasst das Verfahren 300 einen Schritt 320 des Empfangens der Steuerparameter durch das Antriebsmodul, wobei die Steuerparameter aus der Testeinheit in das von der Testeinheit getrennt angeordnete Antriebsmodul übertragen werden. Auch umfasst das Verfahren 300 einen Schritt 330 des Einlesens der für den Betrieb des Antriebsmoduls verwendeten Steuerparameter in eine Einlese-Schnittstelle und einen Schritt 340 des Vergleichens der im Schritt des Einlesens eingelesenen Steuerparameter mit den im Schritt des Ausgebens ausgegebenen Steuerparametern, um die Eingabeoberfläche zur Eingabe der Steuerparameter zu testen.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
