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Die Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur zentralen Kontrolle einer Maschine mit einer Hauptmaschinenkomponente und einem Implement sowie zur zentralen Kontrolle des Implements von der Hauptmaschinenkomponente aus. Hauptmaschinenkomponente und Implement stammen vor allem aus dem Bereich landwirtschaftlicher, forstwirtschaftlicher oder kommunaler Gespanne.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Agrar- und Forstmaschinen sowie kommunale Gespanne miteinander kommunizieren, vgl. etwa
EP 3 783 842 A1 . Z.B. können zwischen Zugmaschinen / Schleppern einerseits und Anbaugeräten andererseits auf diese Weise Daten und Befehle übertragen werden. Unterdessen wurde diese Kommunikation bei derartigen Maschinen standardisiert. Denn die Maschinen, die miteinander kommunizieren sollen, also insbesondere Hauptmaschinenkomponente und Implement, oder die Maschinen, über die eine Mensch-Maschine-Kommunikation ablaufen soll, stammen nicht immer vom gleichen Hersteller. Zudem werden beispielsweise auch immer wieder neue Maschinen, etwa in Form von Anbaugeräten bzw. Implementen, entwickelt, deren neue Funktionen aber von einer bereits vorhandenen Hauptmaschinenkomponente (Zugmaschine, Schlepper) aus kontrolliert werden sollen, auch wenn die übrigen Maschinen (z.B. Hauptmaschinenkomponenten), über welche die Kommunikation stattfinden soll, zum Zeitpunkt der Entwicklung dieser neuen Funktionen bzw. Implemente bereits auf dem Markt bzw. in dem entsprechenden Betrieb schon im Einsatz waren.
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Trotz dieses Versuchs, diese Kommunikation zu standardisieren, ist dennoch angesichts einer Vielzahl an Anwendungen und einer Vielzahl verschiedener, miteinander zusammenwirkender Maschinen unterschiedlicher Hersteller ein hoher Programmieraufwand notwendig, um eine solche Kommunikation zu realisieren und neue Geräte in bestehende Systeme zu implementieren. Unter der Bezeichnung „ISO-Designer“ wird zu diesem Zweck von der Jetter AG, Ludwigsburg ein Programmierwerkzeug bereitgestellt, mit dem für ein gezielt vorgegebenes Implement, hier einen speziellen Anhänger bzw. Anbau eines Gespanns, sich mit dem ISO-11783-Standard konforme Visualisierungen erzeugen lassen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine vereinfachte System-Implementierung unter Beibehaltung der Protokoll-Kompatibilität, insbesondere der ISO-11783-Kompatibilität zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird, ausgehend von einem Computerprogrammprodukt der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt dient zur zentralen Kontrolle einer Maschine mit einer Hauptmaschinenkomponente und einem Implement. Insbesondere stellt die Erfindung auf Anwendungsgebiete im Rahmen landwirtschaftlicher, forstwirtschaftlicher oder kommunaler Gespanne ab. Als Hauptmaschinenkomponenten kommen vor allem Zugfahrzeuge in Betracht, die mit einem Anbaugerät als Implement gekoppelt werden und mit diesem kommunizieren sollen. Bei einer solchen typischen Anwendung befindet sich ein Benutzer zum Beispiel im Bereich der Hauptmaschinenkomponente, etwa in einem Zugfahrzeug, und steuert von diesem aus ein oder mehrere Implemente, z.B. wenigstens ein Anbaugerät. Zudem werden Benutzer, Hauptmaschinenkomponente und Implement untereinander über die Kommunikation mit Daten versorgt.
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Das Computerprogrammprodukt verwendet erfindungsgemäß ein Netzwerk als Bus, insbesondere einen CAN-Bus, zur Kommunikation bzw. zum Datenaustausch zwischen den einzelnen Netzwerkkomponenten, z.B. CAN 2.0b. Die Datenübertragung erfolgt über Datenprotokolle. Mit einem Bus-Netzwerk werden die Daten mit einem ersten Protokoll übertragen; es kann hier typischerweise ein CAN-Layer-2-Protokoll verwendet werden. Das Netzwerk lässt sich dabei grundsätzlich in wenigstens zwei Abschnitte unterteilen, wobei:
- - der Hauptmaschinenkomponente ein Hauptmaschinenkomponenten-Netzwerkabschnitt und
- - dem Implement ein Implement-Netzwerkabschnitt jeweils zugeordnet ist.
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Die Datenübertragung kann drahtgebunden, aber auch drahtlos erfolgen. Es ist auch denkbar, Daten an ein mobiles Endgerät zu übertragen.
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Beide Netzwerkabschnitte können über eine Recheneinheit als Schnittstelle verbunden sein. Je nach Ausführungsform kann die Recheneinheit als Gateway ausgebildet sein. Das Gateway kann als kompaktes Bindeglied zwischen Hauptmaschinenkomponente (z.B. Zugmaschine, Traktor) und Implement (z.B. Anhänger) vorteilhaft eingesetzt werden und so auch die für die Visualisierung und Protokoll-Interpretation relevanten Pakete beinhalten. Somit wird ein flexibler Einsatz und ein gutes Zusammenarbeiten der jeweiligen Controller der Hauptmaschinenkomponente und des Implements ermöglicht. Denkbar ist es aber auch, die Recheneinheit in einen Controller unmittelbar zu implementierten, insbesondere die Implement-Kontrolleinheit, sodass das Implement optimal als Einheit an eine beliebige, bereits vorhandenen Hauptmaschinenkomponente angekoppelt und von dieser aus bedient werden kann.
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Der Hauptmaschinenkomponenten-Netzwerkabschnitt umfasst ein virtuelles Terminal (VT) als Display, worüber vorzugsweise die zur Ein- bzw. Ausgabe von Daten bzw. Befehlen erfolgen kann. Das virtuelle Terminal kann bei einer Ausführungsvariante zu Daten-Ein- bzw. Ausgabe auch eine Ein- bzw. Ausgabevorrichtung aufweisen.
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Ferner ist regelmäßig beim Implement eine Implement-Kontrolleinheit zur Kontrolle vorgesehen, d.h. um die Funktionen des Implements zu kontrollieren.
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Die Recheneinheit, insbesondere das Gateway, verfügt über eine IOP-Datei (Implement Object Pool). Oftmals wird hier jedoch für die Datenübertragung eine Interpretation des Protokolls in ein erweitertes Protokoll verlangt, damit zum ISO 11783-konforme Protokolle verwendet werden können. Beim Protokoll handelt es sich z.B. um ein CAN-Bus-Protokoll, beim erweiterten Protokoll um ein unter dem Handelsnamen „ISOBUS“ geführtes erweitertes Protokoll. Der ISO 11783-konforme Protokollstandard wird auch mit dem Handelsnamen „ISOBUS“ bezeichnet. Die IOP-Datei umfasst mindestens eine Datenbank. Die Datenbank wiederum stellt wenigstens eine Auswahl an wenigstens zwei Datenmasken zur graphischen Anordnung wenigstens eines Befehlknopfes und wenigstens einer Funktion zum Input bzw. Output von Daten ermöglicht.
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Der IOP stellt alle einzelnen Visualisierungsobjekte in ihrer Gesamtheit dar. Ausgeführt ist der IOP nach dem Standard ISO 11783. Somit bedient der IOP einen Standard und verhält sich konform.
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Die Recheneinheit bzw. das Gateway erhält CAN Layer 2 Befehle von der SPS und übersetzt sie in ISO 11783 konforme Befehle. Das virtuelle Terminal VT erhält diese Befehle und verändert den (ISO 11783 konformen) IOP (also die Visualisierung) gemäß den Befehlen.
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Zudem verfügt die Recheneinheit über eine Bibliothek mit einer Auswahl an wenigstens zwei Bus-Kommunikationsbefehlen für das jeweilige Implement und/oder für ein Gerät des Implements und/oder der Hauptmaschinenkomponente und/oder für ein sonstiges externes Gerät.
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Die Erfindung vereinfacht somit die Implementierung einer Kontrollvorrichtung eines Implements in zweifacher Hinsicht:
- - Zum einen kann das virtuelle Terminal bei der Datenübertragung mit dem ISO 11783-konformen Protokoll, das auch unter dem Handelsnamen „ISOBUS“ bereitgestellt wird, arbeiten, und
- - zum anderen können auch zusätzliche Implemente einfacher in die Steuerung integriert werden. Typischerweise kann der Anwender selbst über ein Programmiertool wie CODESYS über die IOP-Datei eine Kontrollumgebung konfigurieren. Es müssen keine separaten Datenleitungen von der Hauptmaschinenkomponente zum Implement verlegt werden und der Anwender muss keine Programmierung der Implement-Steuerung und deren grafische Visualisierung von Grund auf vornehmen.
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Der IOP wird von der Implement-Kontrolleinheit, der IECU, bzw., besonders bevorzugt von einem Gateway bereitgestellt. Der IOP umfasst eine eigene Bedienoberfläche, die z.B. spezifisch für das entsprechende Implement bzw. Anbaugerät entworfen werden kann, verfügt zudem aber auch bereits über die Adressierungen (Identifier ID), mit denen die Daten und Befehle weitergeleitet bzw. zugeordnet werden. Der IOP wird bei erfolgreicher Verbindung zwischen Hauptmaschinenkomponente und Implement auf das virtuelle Terminal geladen. Die IOP-Bedienoberfläche kann sodann, räumlich gesehen, im Bereich der Hauptmaschinenkomponente bedient werden. Auch können über den IOP Daten des Implements angezeigt werden. Wenigstens zwei, insbesondere vier dieser Netzwerkkomponenten können über den (CAN-)Bus miteinander verbunden werden, insbesondere die Hauptkontrolleinheit TECU, das virtuelle Terminal VT, die Hilfseingabevorrichtung AUX und die Implement-Kontrolleinheit IECU. Die Hauptkontrolleinheit und das virtuelle Terminal können grundsätzlich auch in einer Baueinheit zusammengefasst sein, ebenso die Implement-Kontrolleinheit und der IOP. Im Allgemeinen können diese Netzwerkkomponenten aber über den Bus miteinander verbunden sein.
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Die erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt zeichnet sich nunmehr dadurch aus, dass die Recheneinheit, z.B. das Gateway, wenigstens eine Datenbank aufweist, welche eine Auswahl an wenigstens zwei Datenmasken zur graphischen Anordnung wenigstens eines Befehlknopfes und wenigstens einer Funktion zum Input und/oder Output von Daten bereitstellt. In der Recheneinheit, z.B. im Gateway, ist zusätzlich wenigstens eine Bibliothek mit einer Auswahl an wenigstens zwei Bus-Kommunikationsbefehlen für das jeweilige Implement und/oder für ein Gerät des Implements und/oder der Hauptmaschinenkomponente und/oder für ein sonstiges externes Gerät gespeichert.
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In der Bibliothek sind ein Kommunikationsprotokoll und Kommunikationsdaten bereits hinterlegt, um virtuelle Verbindungen zwischen wenigstens zwei der Netzwerkkomponenten herzustellen und die Kommunikation zwischen wenigstens zwei der Netzwerkkomponenten durchzuführen. Auf diese Kommunikationsbibliothek kann vom Programmierer sofort zugegriffen werden, wenn dieser die Bedienoberfläche für den IOP erstellt bzw. konfiguriert, ohne diese Kommunikationsdaten neu anlegen und programmieren zu müssen. Das IOP setzt dann auch die Interpretation vom zweiten (erweiterten) zum ersten Protokoll, also z.B. vom „ISOBUS“-Protokoll zu einem CAN-Layer-2-Protokoll um.
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Die Datenbank kann auch wiederum Objekte umfassen, die vom Benutzer bzw. Programmierer verwendet werden können, wenn eine Bedienoberfläche für den IOP erstellt werden soll, verändert bzw. konfiguriert wird, um eine Oberfläche bzw. ein Display anzulegen, über welches Daten des Implements angezeigt werden und/oder Befehle, insbesondere an das Implement gesendet werden können. Diese Objekte umfassen Sammelobjekte, in denen andere Objekte positioniert oder gruppiert werden können. Eingaben von Daten und Befehlen können über Eingabeobjekte vorgenommen werden, während die Anzeige von Daten oder dergleichen über Ausgabeobjekte erfolgen kann.
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Die Durchführung der Kommunikation, welche das Kommunikationssystem über den (CAN-)Bus ausführt, ist bereits über die Bibliothek vorkonfiguriert. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt erspart somit in vorteilhafter Weise, dass der Benutzer / Programmierer erst festlegen muss, welche Kommunikationsprotokolle die Regeln beim Datenaustausch bestimmen und auch auf Kommunikationsdaten zurückgreifen kann, insbesondere IDs, Adressen usw. Hierdurch kann eine Einbindung bzw. Implementierung eines bislang noch nicht verwendeten Implements, z.B. eines neuen Anbaugeräts, in das bestehende System schnell und ohne Schwierigkeiten erfolgen, weil die für die Kommunikation wesentlichen Protokolle und Daten schon vorhanden sind.
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Individuell gestaltet werden kann stattdessen allerdings das Mensch-Maschine-Interface, welches wenigstens eine DisplayVorrichtung zur wechselbaren Anordnung der Objekte, die schon in der Datenbank zur Verfügung stehen, aufweist. Das Mensch-Maschine-Interface kann beispielsweise das virtuelle Terminal bzw. dessen Bedienoberfläche mit dem IOP bzw. die Bedienoberfläche des IOP sein. Je nach Implement und je nach Wunsch des Benutzers / Programmierers kann also gestaltet werden, an welcher Stelle des Displays welche Information ausgeben wird, an welcher Stelle welche Eingaben (Daten, Befehle) vorgenommen werden und welche Objekte in einzelnen Fenstern zusammengefasst bzw. gruppiert werden sollen. Gem. der Erfindung ist der IOP vorprogrammiert und vorkonfiguriert. Insoweit wird der IOP nicht mehr geändert bzw. ist unveränderlich. Die resultierende Bedienoberfläche des IOP wird aber individuell hinsichtlich des entsprechenden Implements und dessen Funktionen gestaltet.
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Die Ein- / Ausgabe benötigt die notwendige Adressierung, damit die Befehle oder Daten korrekt über den Bus an das entsprechende Ziel weitergeleitet und übergeben werden können. Daher sieht das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt es vor, ein Mensch-Maschine-Interface bzw. eine Displayvorrichtung bereitzustellen, bei der lediglich noch die graphische Bedienoberfläche konfiguriert werden muss und die Steuerung bzw. Regelung des zu kontrollierenden Implements einschließlich aller Zugriffe auf technische Komponenten, Sensoren und dergleichen der Implement-Kontrolleinheit über das Mensch-Maschine-Interface dem Bediener zugänglich gemacht werden. Der Maschinenhersteller als Bediener stellt selbst noch die endgültige Verknüpfung zu den Funktionen der Maschine, etwa des Implements, her, weil diese je nach Implement auch verschieden sein können. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt stellt hierfür alle technischen Maßnahmen in der Recheneinheit, vorzugsweise im Gateway, zusammengefasst bereit, sodass die vom Bediener / Programmierer verlangte Arbeit nur noch in der Anordnung bzw. Gruppierung der vorgesehenen Ein-/Ausgabefelder besteht.
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Somit werden gemäß der Erfindung die Voraussetzungen für eine einfache und rasche System-Implementierung geschaffen. Der Schwerpunkt kann auf die ISO-11783-Kompatibilität gesetzt werden, denn das Hauptbedürfnis besteht darin, neue Geräte an bewährte, bestehende Geräte anzukoppeln und in die bestehenden Systeme zu integrieren. Erfindungsgemäß kann die wesentliche Arbeit darauf beschränkt werden, wie das Mensch-Maschine-Interface gestaltet werden soll.
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Der IOP mit der Bedienoberfläche wird in das virtuelle Terminal geladen werden. Die spezifische Bedienoberfläche des entsprechenden Implements ist dann vom Display der Hauptmaschinenkomponente aus einsehbar und bedienbar. Beispielsweise kann der Benutzer, der ein Zugfahrzeug bedient, problemlos auf das Implement zugreifen, dieses also steuern und Befehle an die Implement-Kontrolleinheit senden, ohne das Zugfahrzeug verlassen zu müssen. Einer solchen Ausführungsform steht nicht entgegen, dass auch grundsätzlich am Implement ein eigenes Display für den IOP, gegebenenfalls zusätzlich, vorhanden sein kann. Vorteilhafterweise ist jedoch der IOP in das virtuelle Terminal ladbar bzw. im virtuellen Terminal oder über das virtuelle Terminal ausführbar. Denkbar ist, dass der gesamte IOP in das virtuelle Terminal geladen wird.
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Denkbar ist aber auch, dass, ähnlich einer Client-Software nur Teile des IOP, die zur Bedienung und Anzeige notwendig sind, in das virtuelle Terminal geladen werden. In der Regel wird aber immer der gesamte vorhandene IOP übertragen. Auf dem virtuellen Terminal kann die Konfigurierung durch das verbundene Steuergerät erfolgen. Eine Vorauswahl, mit einem selektiven Hochladen wird in der Regel nicht vorgenommen. Ferner kann bei einer Ausführungsform das Mensch-Maschine-Interface auch in das virtuelle Terminal integriert sein. Lediglich die Anwendung mit ihrer Bedienoberfläche wird noch vom Bediener / Programmierer erstellt, während die technischen Verbindungen bereits angelegt sind.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Hauptmaschinenkomponente zur Kontrolle ihrer Funktionen eine Hauptkontrolleinheit zugeordnet. Entsprechend kann das virtuelle Terminal mit der Hauptkontrolleinheit verbunden sein. So kann die Kontrolle über möglichst viele Maschinenkomponenten zentral vom Benutzer durchgeführt werden.
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Die Oberfläche und auch die zur Ansteuerung verwendete Kommunikation kann über eine Programmiersprache bzw. eine integrierte Entwicklungsumgebung entworfen werden, wie sie für speicherprogrammierbare Steuerungen verwendet wird, z.B. über die unter dem Handelsnamen „CODESYS“ bekannte Software. Die Oberfläche selbst kann zum Beispiel eine Data Mask (DM) als zentralen Visualisierungsbereich der Bedienoberfläche enthalten. Diese Data Mask kann alle weiteren Objekte außer anderen Masken oder Softkeys enthalten. Für die Softkeys kann eine eigene Softkey Mask verwendet werden, also ein gegenüber der Data Mask separater Bereich, in dem ausschließlich Softkeys (SK) angeordnet sind. Bei Softkeys handelt es sich um Eingabeobjekte, die als virtuelle Schaltfläche (ähnlich wie eine Schaftknopf / Button) wirken, jedoch in der Softkey Mask angeordnet sind. Zudem können sogenannte Alarmmasken (AM) bereitgestellt werden, die in ihrer Funktions- bzw. Aufbauweise einer Data Mask ähnlich sind. Eine Data Mask kann zusätzlich noch in Unterbereiche unterteilt werden, in denen mehrere Objekte zusammen gruppiert werden. Diese Unterbereiche werden als Container bezeichnet. Sie können gegebenenfalls online ein- und ausgeblendet werden.
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Als Eingabeobjekte dienen u.a. virtuelle Schaltflächen wie Softkeys, die aber ausschließlich in einer Softkey Mask angeordnet werden. Solche virtuellen Schaltflächen können auch in einer Data Mask angeordnet sein; diese werden dann als Button (BT) bezeichnet. In der Data Mask können ein Input Boolean statisch an- oder abgewählt werden, wie in einer Art „Checkliste“. Eine Zahleneingabe in der Data Mask erfolgt über eine Input Number, eine Texteingabe über ein Input String. Ferner können Bedienelemente der Hauptmaschinenkomponente auch verwendet werden, um diese zur Steuerung des Implements zu verwenden. Ein Bedienhebel eines Zugfahrzeugs kann zur Steuerung einer Bewegung an einem Anbaugeräte genutzt werden. Hierfür sind als Eingabeobjekte sogenannte Auxiliary Control Functions (AUX) vorgesehen.
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Darüber hinaus können Ausgabeobjekte zur Erstellung der Bedienoberfläche des IOP zur Verfügung gestellt werden, mit denen auf dem Display Daten für den Benutzer ausgegeben werden, etwa Zahlenwerte oder Textausgaben (Output Numbers, Output Strings). Ferner kommen auch geometrische Formen oder Bilder (Picture graphic objects) in Betracht. Zudem können Balkendiagramme (linear bargraphs, arched bargraphs) oder analoge Zeiger (Output meters) in Betracht. Ein Object Pointer (OP) kann alle genannten Objekte (außer Masken) zur Laufzeit ein- oder Ausblenden. Das referenzierte Objekt kann online geändert werden.
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Somit können die technischen Funktionen eines Implements bei einer solchen Weiterbildung mit umfangreichen Objekten überwacht und gesteuert werden, wobei lediglich die Bedienoberfläche noch angepasst werden muss. Alle Verknüpfungen für eine virtuelle Adressierung (Zuordnung von Werten, Variablen und Inhalten von Ein- und Ausgabeobjekten, Weiterleitung von Daten des virtuellen Terminals oder IOPs), Schnittstellen und sonstige Funktionen für die Kommunikation sind vorgespeichert und in der Bibliothek vorhanden.
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Generelle Vorteile der Erfindung können darin bestehen, dass nicht nur die Verbindung der Maschinenkomponenten untereinander und vor allem deren Neuanbindung verbessert werden, es kann auch die Dokumentation der Daten verbessert werden. So sind die Maschinenabläufe besser kontrollierbar und überwachbar.
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Der sog. „Plug & Play“-Gedanke wird umgesetzt, da die Implementierung eines neuen Anbaugeräts wesentlich vereinfacht wird, ohne dass tiefere Kenntnisse der Firmware notwendig sind. Damit können auch für den Implement-Hersteller Zeit und Kosten eingespart werden.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer Kontrollvorrichtung gem. der Erfindung mit den Netzwerkkomponenten und CAN-Bus,
- 2: eine schematische Darstellung eines Workflows für eine universell konfigurierbare Visualisierung gem. der Erfindung im Zusammenhang mit der IOP-Bedienoberfläche, sowie
- 3: eine schematische Darstellung einer Bedienoberfläche für eine IOP-Anwendung.
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1 zeigt am Beispiel eines landwirtschaftlichen Gespanns (Maschine) 1 mit Zugfahrzeug 2 als Hauptmaschinenkomponente und Anbaugerät 3 als Implement ein Ausführungsbeispiel eines Computerprogrammprodukts 4, welches:
- - die Hardwarekomponenten für das gesamte Netzwerk 6 aus Hauptmaschinenkomponenten-Netzwerkabschnitt 6a
- - einschließlich der Hauptkontrolleinheit TECU und
- - Implement-Netzwerkabschnitt 6b
- - einschließlich der Implement-Kontrolleinheit IECU,
- - das virtuelle Terminal VT sowie
- - die Verbindung der Abschnitte über das Gateway,
- - einschließlich der Software-Komponenten, wie z.B. das im Gateway hinterlegte IOP mit Datenbank und Bibliothek aufweist.
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Das Zugfahrzeug 2 (Traktor) ist mit einer Hauptkontrolleinheit TECU ausgestattet, über welche die Hauptmaschinenkomponente 2 und alle ihre technischen Funktionen gesteuert werden können. Die Bedienung wird vom Fahrer des Zugfahrzeugs 2 durchgeführt. Hierzu ist ein virtuelles Terminal VT vorgesehen (auch als Universal-Terminal bezeichnet). Das virtuelle Terminal VT steht dem Fahrer als Display mit einer Bedienoberfläche (zur Ein- und Ausgabe) zur Verfügung. Die Datenübertragung erfolgt innerhalb des Zugfahrzeugs 2 über den Hauptmaschinenkomponenten-Netzwerkabschnitt 6a, an die Hauptkontrolleinheit TECU und u.a. das virtuelle Terminal VT angeschlossen sind. Entsprechend verfügt das Anbaugerät 3 über eine Implement-Kontrolleinheit IECU, über welche die technischen Funktionen des Anbaugeräts gesteuert werden können, z.B. eine Kippfunktion zum Verkippen der Ladefläche des Anbaugerätes 3.
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Eine solche Funktion des Anbaugeräts 3 kann auch über eine Auxiliary Control Function AUX gesteuert werden. Z.B. wird ein Bedienhebel des Zugfahrzeugs 2 zur Steuerung einer Bewegung am Anbaugerät 3 genutzt. Die Verbindung der einzelnen Komponenten erfolgt über das Netzwerk, hier den CAN-Bus 6. Die Komponenten VT, AUX, TECU, IECU sind somit Netzwerkkomponenten. Der Bus wird über die mechanische Anbindung vom Zugfahrzeug 2 zum Anbaugerät 3 geführt.
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2 zeigt den Workflow 10, der mit der erfindungsgemäßen Kontrollvorrichtung vereinfacht und abgekürzt werden kann, um ein neues Implement 3 mit der bestehenden Kontrollvorrichtung 4 zu verknüpfen und diese in das bestehende Kommunikationssystem 5 zu integrieren.
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Grundsätzlich umfasst der Workflow folgende Schritte:
- - Erstellung eins Konzepts
- - IOP-Entwurf
- - Programmierung der virtuellen Verbindungen
- - Programmierung der Kommunikation
- - Programmierung der Anwendung
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Wie in 2 gezeigt, sind folgende Schritte bei einer Kontrollvorrichtung gem. der Erfindung bereits erledigt:
- - IOP-Entwurf 11
- - Programmierung der virtuellen Verbindungen 12
- - Programmierung der Kommunikation 13
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Diese sind in dem gestrichelten Bereich 14 zusammengefasst. Über eine Programmierumgebung 15 wurde zum einen der IOP, der an sich nicht mehr verändert werden kann, bereits erstellt. In 2 ist dieser (Grund-)IOP mit Platzhaltern für die spätere Bedienoberfläche 18 auf dem Display schematisch dargestellt. Die Bedienoberfläche 18 wird individuell für das Anbaugerät 3 zu einem späteren Zeitpunkt erstellt. Vorprogrammiert sind auch die Identifier ID der Objekte innerhalb des IOP, also z.B.: die Adressierungen:
- - an die ein Wert, der über eine Input Number eingegeben wird, weitergleitet wird,
- - an die ein Boolean-Wert (0 oder 1) oder eine Button- bzw. Softkey-Aktivierung weitergegeben wird, usw.
und somit zum Beispiel Auskunft darüber gibt, welche Vorrichtung am Anbaugerät 3 in welcher Weise bedient wird (Ladefläche, Verkippung, Grad der Verkippung).
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Vorprogrammiert sind somit ferner die virtuellen Verbindungen 12. Der IOP ist auf dem Gateway 16 abgelegt und wird bei Verbindung auf das virtuelle Terminal übertragen und dort über die Steuerung 19 konfiguriert, um das Mensch-Maschine-Interface zu realisieren. Der Grund-IOP (dargestellt mit Platzhaltern) ist nicht mehr veränderbar. Angepasst wird nur noch die Bedienoberfläche 18.
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Über die SPS-Programmier- / Entwicklungsumgebung 17 wird die Bedienoberfläche 18 des IOP mit den entsprechenden Objekten bestückt, wie dies auch in 3 gezeigt ist. Die SPS-Programmierumgebung 17 spricht die IECU (Maschinensteuerung) an und übernimmt die Konfiguration der Funktionsblöcke. Die Maschinensteuerung IECU steuert dann die jeweilige, angesprochene Vorrichtung am Anbaugerät 3, öffnet z.B. dort ein Ventil:
- In der Praxis wird, sobald das virtuelle Terminal VT verbunden ist, der IOP an das virtuelle Terminal VT übertragen, damit Prozessdaten abgebildet und Eingaben eingelesen werden können. Der Fahrer sieht nur noch die Bedienoberfläche 18 und
kommuniziert über den Bus 16 mit der Steuerung 19, welche die eigentliche Funktion am Anbaugerät 3 ausführt.
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Auch bei einem neuen Anbaugerät 3 wird somit die Idee einer Plug-&-Play-Implementierung ermöglicht; individuell konfiguriert wird nur noch die Bedienoberfläche 18.
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Ein Beispiel für eine Seite einer solchen Bedienoberfläche 18 ist in 3 dargestellt. Für jedes Anbaugerät kann eine solche Seite 20 z.B. konfiguriert und ausgewählt werden. Zentrales Element ist eine Data Mask DM, an den Seiten befindet sich jeweils rechts und links der Data Mask DM ein Streifen mit Softkeys SK, über die schnell und unmittelbar z.B. Befehle eingegeben oder Einstellungen geändert werden können. Diese beiden Streifen bilden die Softkey Mask SM. Innerhalb der Data Mask DM sind einzelne Container C positioniert, in denen jeweils Eingabe- / Ausgabeobjekte angeordnet sind, wie Button BT oder Ausgabeobjekte wie Output Numbers ON oder ein Arched Bargraph AB sowie ein analoger Zeiger OM.
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Allen Ausführungsbeispielen und Weiterbildungen der Erfindung ist somit gemeinsam, dass sich der Workflow zur Erstellung der Kontrollvorrichtung gem. der Erfindung auf eine generelle Konzeptuierung und die Programmierung der Bedienoberfläche beschränkt, technische Maßnahmen wie virtuelle Verbindungen und die Kommunikation (Kommunikationsdaten und -protokolle) sind als über eine Datenbank bzw. Bibliothek bereits angelegt und verfügbar. Es können also nicht nur vereinfacht neue Implemente eingebunden werden, sondern im Bereich des virtuellen Terminal kann die Datenübertragung auch über ein z.B. ISO 11783-konformes Protokoll erfolgen, welches dann über das IOP in ein zweites, erweitertes Protokoll (etwa CAN-Layer-2) umgesetzt wird.
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Bezugszeichenliste:
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- 1
- Maschine / Gespann
- 2
- Hauptmaschinenkomponente (Zugfahrzeug)
- 3
- Implement (Anbaugerät)
- 4
- Computerprogrammprodukt
- 6
- CAN-Bus
- 6a
- Hauptmaschinenkomponenten-Netzwerkabschnitt
- 6b
- Implement-Netzwerkabschnitt
- 10
- Workflow
- 11
- IOP-Entwurf
- 12
- Programmierung der virtuellen Verbindungen
- 13
- Programmierung der Kommunikation
- 14
- vorkonfigurierte Schritte
- 15
- Programmierumgebung
- 16
- Gateway
- 17
- Programmierumgebung SPS
- 18
- Bedienoberfläche (konfiguriert)
- 19
- Steuerung
- 20
- Seite aus der Bedienoberfläche (für einzelnes Anbaugerät)
- AB
- arched bargraph
- AUX
- Hilfseingabevorrichtung
- BT
- Button
- C
- Container
- DM
- Data Mask
- IOP
- Implement Object Pool
- IECU
- Implement-Kontrolleinheit
- OM
- analoger Zeiger (output meter)
- ON
- Output Number
- TECU
- Hauptkontrolleinheit
- SK
- Softkey
- SM
- Softkey Mask
- VT
- Virtuelles Terminal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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