DE19649469A1 - Programming method for programmable controller of machines, robots etc - Google Patents

Programming method for programmable controller of machines, robots etc

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Abstract

The programming method uses successive activation of the actuators of the controlled machine with time delayed resetting, with registration of the corresponding condition variations of the corresponding sensors, for determining the logic relationships between the sensors and the actuators. A programmable processor may be used for successive actuation of the actuators and registration of the sensor responses, with the actuators and sensors represented by respective display symbols on a monitor screen.

Description

Bekannt sind speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), in welchen durch die Verknüpfung von Ausgängen - im Allgemeinen zu Aktuatoren - und Eingängen - i.A. von Sensoren - mit Hilfe von Programmen Maschinen, Anlagen, Roboter u.v.a. gesteuert werden kann. Auch durch andere Rechentechnik - PC, Laptop, . . . - , welche über Eingabe- und Ausgabekarten verfügen, können solche Automatisierungsaufgaben gelöst werden. Nachteilig ist der hohe Programmieraufwand, welcher durch fehlerhafte Ablaufbeschreibungen (Taktdiagramme, Ablaufdiagramme, Weg-Zeit-Diagramme) und fehlerhaftes Programmieren (Syntax, logische Fehler) noch zeitintensiver wird.Programmable logic controllers (PLCs) are known in which the Linking of outputs - generally to actuators - and inputs - generally from Sensors - with the help of programs machines, systems, robots and many more. controlled can be. Also by other computing technology - PC, laptop,. . . - which about Such input tasks can be solved by input and output cards will. A disadvantage is the high programming effort, which is due to faulty Process descriptions (timing diagrams, flow diagrams, path-time diagrams) and incorrect programming (syntax, logical errors) becomes even more time-consuming.

Bekannt sind auch die Darstellungsverfahren zur physischen Verknüpfung von Ein- und Ausgängen der SPS: Pneumatikpläne, Stromlaufpläne, Belegungspläne usw. Von Nachteil ist auch hier, daß der sowieso schon hohe Zeitaufwand durch fehlerhafte Beschreibung und Darstellung noch zeitintensiver wird.The display methods for physically linking input and input are also known Outputs of the PLC: pneumatic plans, circuit diagrams, occupancy plans, etc. From The disadvantage here is that the already high expenditure of time due to faulty ones Description and representation becomes even more time-consuming.

Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen zum Übertragen gebündelter Informationen (Bus-Systeme), diese Systeme arbeiten mit relativen Adressen; sie lösen jedoch nicht die Notwendigkeit der programmtechnischen Verknüpfung der Aktuatoren und Sensoren zu einem funktionierenden Maschinenprogramm.Methods and devices for transmitting bundled information are known (Bus systems), these systems work with relative addresses; however, they do not solve the need for programmatically linking the actuators and sensors to a working machine program.

Bekannt sind des weiteren Visualisierungsprogramme, in welchen den programmierten Ein- und Ausgängen auf einem Ausgabegerät (Bildschirm) Symbole zugeordnen, welche bei der schrittweisen Abarbeitung des Programms (Simulation) die Änderung ihres Zustandes anzeigen. Nachteilig ist der Aufwand zur bildhaften Darstellung der Aktuatoren und Sensoren und deren Verknüpfung mit dem Programm. Außerdem erfolgt nur eine Prüfung des Programms, aber keine Fehlerkorrektur. Auch kann sich die reale Maschinen in ihrem Verhalten von der Simulation unterscheiden. Fehler in der Anschlußbelegung der simulierten wie der realen Maschine werden nicht erkannt.Also known are visualization programs in which the programmed Assign inputs and outputs on an output device (screen) which symbols changing the program step by step (simulation) Show condition. A disadvantage is the effort for the pictorial representation of Actuators and sensors and their connection to the program. Also done only a check of the program, but no error correction. Even the real one Differentiate machines in their behavior from simulation. Error in the Pin assignment of the simulated as well as the real machine are not recognized.

Bekannt sind ebenso Visualisierungssysteme, in welchen die Ein- und Ausgänge der SPS oder des Rechners (im weiteren kurz SPS) durch grafische Symbole auf einem Ausgabegerät (Bildschirm) dargestellt werden können. Durch Benennung der Aktuatoren und die logische Verknüpfung der Sensoren und programminterner Einheiten (Register, Zeitglieder, . . .) kann ein Steuerungsprogramm erstellt werden. Auch hier kann sich die reale Maschine in ihrem Verhalten von der Simulation unterscheiden. Fehler in der Anschlußbelegung der realen Maschine werden nicht sofort erkannt.Visualization systems are also known, in which the inputs and outputs of the PLC or the computer (hereinafter referred to as PLC) by graphic symbols on one Output device (screen) can be displayed. By naming the actuators and the logical connection of the sensors and internal program units (registers, Timers,. . .) a control program can be created. Here, too differentiate real machine in its behavior from simulation. Error in the The pin assignment of the real machine is not recognized immediately.

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Programmerstellung von Steuerungen, im weiteren kurz PES-Vorrichtung und PES-Verfahren, wie sie vor allem im Maschinenbau, in der Verfahrens- und Transporttechnik, aber auch in allen anderen Bereichen der Automatisierungstechnik Anwendung finden kann. Programmierkenntnisse sind nicht notwendig, sehr wohl jedoch die Kenntnis logischer Verknüpfungen.A device and a method for program creation are proposed Controls, hereinafter briefly the PES device and PES method, as they are above all in mechanical engineering, in process and transport technology, but also in all others Areas of automation technology can find application. Programming skills are not necessary, but knowledge of logical connections is very well.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind eine Vorrichtung und ein Verfahren entsprechend den gekennzeichneten Teilen der Patentansprüche ausgebildet.To achieve this object, a device and a method are according to the characterized parts of the claims.

Eine Besonderheit der erfinderischen Vorrichtung besteht u. a. darin, daß eine automatische Erkennung der Verknüpfungen zwischen Aktuatoren und Sensoren erfolgt und daß - mit Hilfe eines Ablaufschemas (vorhanden als Gedanken, mündlich, schriftlich, grafisch, tabellarisch, . . .) - die Eingabe der Verfahrensschritte durch Bewegung der Aktuatoren von Hand und deren Registrierung durch die PES-Vorrichtung erfolgt. Besonders gut ist die Vorrichtung und das Verfahren geeignet für
A special feature of the device according to the invention is, among other things, that the links between actuators and sensors are automatically recognized and that - with the aid of a flowchart (available as an idea, verbally, in writing, graphically, in tabular form,...) - by entering the process steps Movement of the actuators by hand and their registration by the PES device. The device and the method are particularly suitable for

  • - Ablaufsteuerungen- Sequence controls
  • - Aktuatoren mit zwei Endzuständen (Fluidzylinder) und mit jeweils zwei Endlagensensoren.- Actuators with two final states (fluid cylinders) and two each End position sensors.

Eine Besonderheit des erfinderischen Verfahrens besteht in der Umsetzung des an der realen Maschine durchgeführten technischen Ablaufes in eine Programmstruktur, welche in eine Steuerung eingelesen und anschließend genutzt werden kann.A special feature of the inventive method is the implementation of the real machine implemented technical sequence in a program structure, which can be read into a controller and then used.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Developments of the invention are the subject of the dependent claims.  

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Anwendungsbeispiel beschrieben.The invention is described below using an application example.

Die Vorrichtung zur Programmerstellung von Steuerungen, kurz PES-Vorrichtung, besteht aus einem Rechner (PC, Laptop, SPS, . . .) mit Ein- und Ausgangskarten für die Sensoren und Aktuatoren der zu programmierenden Maschine, der Möglichkeit zur Programmabarbeitung incl. Einlesen der Software und Auslesen des Programmergebnisses und von Ein- und Ausgabegeräten zur Kommunikation des Menschen mit dem Rechner. Die PES-Vorrichtung registriert die Änderung des Zustandes der Sensoren durch die Aktivierung und Rücksetzung der Aktuatoren.The device for program creation of controls, short PES device, consists of a computer (PC, laptop, PLC, ...) with input and output cards for the Sensors and actuators of the machine to be programmed, the possibility of Program execution including reading in the software and reading out the Program result and of input and output devices for communication of the People with the calculator. The PES device registers the change in State of the sensors by activating and resetting the actuators.

Das Verfahren zur Programmerstellung von Steuerungen, kurz PES-Verfahren, kann in folgende Teilschritte aufgeteilt werden:
The procedure for program creation of controls, or PES procedure for short, can be divided into the following substeps:

  • - Nach dem Anschluß der Aktuatoren und Sensoren an die Aus- und Eingänge der PES- Vorrichtung und dem Anschluß der Aktuatoren und eventuell auch der Sensoren an Energieversorgungen werden in diesem Verfahrensschritt nacheinander die Ausgänge der PES-Vorrichtung aktiviert (oder auch invertiert) und anschließend wieder deaktiviert (in den Ausgangszustand zurückversetzt). Dabei werden in diesem Verfahrensschritt die Änderung der Zustände an den Eingängen der PES-Vorrichtung, ausgelöst durch die Sensoren, welche die Aktivierung und Deaktivierung von Aktuatoren anzeigen, in der PES-Vorrichtung registriert. Dieser Verfahrensschritt beinhaltet auch die Zuordnung der Abhängigkeiten der Sensoren zu den Aktuatoren. Gleichzeitig können die Aktuatoren und Sensoren mit Namen (Adressen) und bei Bedarf mit einer grafischen Darstellung (Symbolen) am Bildschirm der PES-Vorrichtung versehen werden.- After connecting the actuators and sensors to the outputs and inputs of the PES Device and the connection of the actuators and possibly also the sensors In this process step, energy supplies become the outputs one after the other the PES device activated (or inverted) and then deactivated again (returned to the initial state). In this step, the Change in the states at the inputs of the PES device, triggered by the Sensors that indicate the activation and deactivation of actuators in the PES device registered. This process step also includes the assignment of Dependencies of the sensors on the actuators. At the same time, the actuators and sensors with names (addresses) and, if necessary, with a graphic representation (Symbols) on the screen of the PES device.
  • - Aktuatorbewegungen, welche keine oder indifferente Eingangszustände auslösen, können bei Bedarf im nächsten Verfahrensschritt per Hand-Eingabegerät definiert und zugeordnet werden. Der Nichtanschluß von Ausgängen (überzählige Anschlüsse der FES-Vorrichtung bzw. der zu programmierenden Steuerung) kann bestätigt werden.Actuator movements which trigger no or indifferent input states, can be defined in the next process step using a handheld input device and be assigned. The non-connection of outputs (surplus connections of the FES device or the controller to be programmed) can be confirmed.
  • - Im nächsten Verfahrensschritt werden die Aktuatoren in der Reihenfolge des Ablaufschemas betätigt. Dies kann - nach der eventuell notwendigen Trennung der Aktuatoren von der Energieversorgung - von Hand oder aber durch manuelles Umschalten der den Aktuatoren vorgeschalteten Befehlswandlern (z. B. Fluidventile) erfolgen. Dabei erkennt die Vorrichtung die Aktuatorbewegung durch die Änderung des Zustandes der zugehörigen Sensoren. Oder dies geschieht durch das Umschalten der Ausgänge über ein Eingabegerät (Tastatur, Maus,. . .) der Vorrichtung. Ein gemischte Betätigung ist natürlich auch denkbar. Im gleichen Verfahrensschritt werden vor oder nach der Abarbeitung eines Bearbeitungsschrittes logische, zeitliche und andere Verknüpfungen eingebracht.- In the next step, the actuators are in the order of Sequence diagrams activated. This can - after the necessary separation of the Actuators from the energy supply - by hand or by manual Switching the command converters upstream of the actuators (e.g. fluid valves) respectively. The device recognizes the actuator movement by changing the State of the associated sensors. Or this happens by switching the Outputs via an input device (keyboard, mouse, ...) of the device. A mixed one Actuation is of course also conceivable. In the same process step, before or after processing a processing step logical, temporal and other Links introduced.
  • - Im folgenden Verfahrensschritt erfolgt die Umsetzung der Zuordnungen Aktuatoren- Sensoren und der Bearbeitungsschritte in ein Steuerungsprogramm, welches die spezifischen Eigenschaften der eingesetzten Steuerung berücksichtigt (Translationsprogramm, Kompilierung).- In the following process step, the assignments of actuators are implemented. Sensors and the processing steps in a control program, which the specific properties of the control used (Translation program, compilation).
  • - Im letzten Bearbeitungsschritt werden die erforderlichen Dokumentationen erstellt und ausgegeben, dies sind z. B. Ablaufdiagramme, Weg-Zeit-Diagramme, Pneumatikpläne, Belegungspläne, . . .- In the last processing step, the required documentation is created and spent, these are e.g. B. Flow diagrams, path-time diagrams, pneumatic plans, Occupancy plans,. . .
  • Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above using an exemplary embodiment. It it goes without saying that changes and modifications are possible without this the inventive idea on which the invention is based is abandoned.

Claims (14)

1. Verfahren zur Programmerstellung von Steuerungen, kurz PES-Verfahren genannt, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander die Aktuatoren der zu steuernden Maschine aktiviert und zeitlich verzögert rückgesetzt werden, daß dabei der Änderungszustand der ansprechenden Sensoren registriert wird und daß logische Verknüpfungen der Sensoren zu den Aktuatoren erkannt werden.1. A method for program creation of controls, called PES for short, characterized in that the actuators of the machine to be controlled are activated one after the other and reset with a time delay, that the change state of the responsive sensors is registered and that logical links of the sensors to the actuators be recognized. 2. Vorrichtung zur Programmerstellung von Steuerungen, kurz PES-Vorrichtung genannt, bestehend aus einem programmierbaren Rechengerät mit Ausgängen zur Aktivierung von Aktuatoren und mit Eingängen zur Registrieren der Zustandsänderung von Sensoren, bestehend des weiteren aus Ein- und Ausgabegeräten zur Kommunikation mit anderen Geräten und zur menschlichen Kommunikation, darunter auch mit einem Bildschirm zur alpha-numerischen oder grafischen Darstellung der Aktuatoren und Sensoren und mit Eingabegeräten, wie Tastatur oder Maus, dadurch gekennzeichnet, daß die PES-Vorrichtung nach dem PES-Verfahren die Aktivierung und Rücksetzung aller angeschlossenen Aktuatoren durchführt und sich dabei den Änderungszustand der angeschlossenen Sensoren merkt sowie die Zuordnung der Sensoren zu den Aktuatoren vornimmt.2. Device for program creation of controls, called PES device for short, consisting from a programmable computing device with outputs for activating actuators and with Inputs for registering the change in state of sensors, further consisting of inputs and Output devices for communication with other devices and for human communication, including a screen for alpha-numeric or graphic display of the Actuators and sensors and with input devices such as a keyboard or mouse characterized in that the PES device after the PES process activation and Resets all connected actuators and changes status of the connected sensors and the assignment of the sensors to the actuators makes. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren und Sensoren mit Symbolen oder Zeichen auf einem Bildschirm dargestellt werden.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the actuators and sensors with Symbols or characters can be displayed on a screen. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungszustände der Aktuatoren und Sensoren am Bildschirm dargestellt wird.4. Apparatus according to claim 2 and 3, characterized in that the change states of Actuators and sensors is displayed on the screen. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der von Aktuatoren angesprochenen Sensoren zu den Aktuatoren am Bildschirm dargestellt wird.5. Apparatus according to claim 2, 3 and 4, characterized in that the assignment of the Actuators addressed sensors to the actuators is displayed on the screen. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch manuelle Befehlsausführung oder manuelle Befehlsauslösung die Aktuatoren in der Reihenfolge des Ablaufschemas aktiviert und deaktiviert werden.6. The method according to claim 1, characterized in that by manual command execution or manual command activation activates the actuators in the order of the flow chart and be deactivated. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung und Deaktivierung der Aktuatoren durch alpha-numerische Befehlseingabe oder per Zeigegerät am Bildschirm erfolgt.7. The device according to claim 2, 3, 4 and 5, characterized in that the activation and Deactivation of the actuators by alpha-numeric command entry or by pointing device on Screen is done. 8. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung und Deaktivierung der Aktuatoren in der Reihenfolge der Abarbeitung des Ablaufschemas registriert und aufgezeichnet werden.8. The device according to claim 2, 3, 4, 5, and 7, characterized in that the activation and deactivation of the actuators registered in the order of processing the flow chart and be recorded. 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an Hand der registrierten Zuordnung der Sensoren zu den Aktuatoren und an Hand der registrierten Reihenfolge der Bewegung der Aktuatoren ein Steuerungsprogramm regeneriert wird, welches die spezifischen Eigenschaften der einzusetzenden Steuerung berücksichtigt.9. The method according to claim 6, characterized in that on the basis of the registered assignment of sensors to the actuators and based on the registered sequence of movement of the Actuators a control program is regenerated, which the specific properties of the control to be used. 10. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß an Hand der aufgezeichneten Zuordnung der Sensoren zu den Aktuatoren und an Hand der aufgezeichneten Reihenfolge der Aktivierung und Deaktivierung der Aktuatoren ein Steuerungsablauf regeneriert und dokumentiert wird und das im weiteren den Steuerungsablauf reproduziert, also die Aktuatoren in der Reihenfolge des Ablaufschemas bewegt.10. The device according to claim 2, 3, 4, 5, 7 and 9, characterized in that on the basis of recorded assignment of the sensors to the actuators and based on the recorded Sequence of activation and deactivation of the actuators regenerates a control sequence and is documented and that reproduces the control process, i.e. the actuators in the order of the flow chart. 11. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerungsprogramm regeneriert wird, welches die spezifischen Eigenschaften der einzusetzenden Steuerung berücksichtigt. 11. The device according to claim 2, 3, 4, 5, 7, 9 and 10, characterized in that a Control program is regenerated, which the specific properties of the to be used Control taken into account.   12. Verfahren nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß an Hand des ausgeführten Ablaufschemas die erforderliche Dokumentationen erstellt und ausgegeben wird, dies sind z. B. Ablaufdiagramme, Weg-Zeit-Diagramme, Pneumatikpläne, Belegungspläne u.ä.12. The method according to claim 6 and 9, characterized in that based on the executed Flowcharts the required documentation is created and output. B. Flow diagrams, path-time diagrams, pneumatic plans, occupancy plans, etc. 13. Verfahren nach Anspruch 6, 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine PES-Vorrichtung eingesetzt wird, welche nach der Regenerierung des Steuerungsprogramm an der zu steuern den Maschine verbleibt und die Steuerungsaufgaben übernimmt.13. The method according to claim 6, 9 and 12, characterized in that a PES device is used, which after the regeneration of the control program to control the The machine remains and takes over the control tasks. 14. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung nicht nur zur Programmerstellung eingesetzt wird, sondern nach dem Abschluß des PES-Verfahrens als einzusetzende Steuerung an der zu steuernden Maschine verbleibt.14. The apparatus according to claim 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11 and 12, characterized in that the device is not only used for program creation, but after the completion of the PES method remains as the control to be used on the machine to be controlled.
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