DE19749002A1 - Pressenüberwachungssystem - Google Patents
PressenüberwachungssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Pressenüberwachungssystem, insbesondere ein
solches, das fernsteuerbar ist und einem Netzwerk zur Kommunikation mit
einer Fernstation Befehle übertragen bzw. davon empfangen kann.
Bei Herstellern von Pressen besteht ein Bedarf zu erfahren, wie die von ihnen
hergestellten Pressen - beispielsweise Stanz- oder Ziehpressen oder
dergleichen - im wirklichen Betriebsumfeld arbeiten. Im allgemeinen existiert
keine Testpresse, die ausschließlich für die Forschung und Entwicklung
verfügbar ist, weil die Pressen- oder Werkzeugmaschinenhersteller
üblicherweise eine gebaute Maschine sofort verkaufen und versenden. Eine
solche Geschäftspraxis erlaubt nicht das Entwickeln von Daten, die sich auf
den Langzeitbetrieb solcher Maschinen beziehen.
Periodische Besuche der Maschinenhersteller reichen außerdem nicht aus,
um Informationen darüber zu erhalten, wie die Maschine in der täglichen
Praxis arbeitet. Auch wäre es vorteilhaft, Einzelinformationen darüber zu
gewinnen, wie eine Prototypmaschine im Betrieb tatsächlich arbeitet. Es
besteht somit ein Informationsbedarf bezüglich der Verwendung der
betreffenden Werkzeugmaschine oder Presse beim Kunden oder aus anderen
Gründen auch beim Hersteller.
Ein übermäßiger Wartungsbedarf ergibt sich manchmal bei unsachgemäßem
Betrieb solcher Maschinen. Es wäre wünschenswert, solche Fehleinsätze zu
überwachen und die daraus resultierenden Probleme zu ermitteln, bevor sie
sich auf den Produktionswirkungsgrad einwirken. Weiterhin besteht ein
Informationsbedarf darüber, wie neue Merkmale und Systeme der Maschine
angewandt werden, oder darüber, wie häufig eine bestimmte
Betriebsmöglichkeit bei der Gesamtmaschine eingeschaltet bzw.
ausgeschaltet oder benutzt bzw. nicht benutzt wird.
Es wäre weiterhin wünschenswert, dem Kunden gegenüber gewisse
Zusatz-Dienstleistungen zu erbringen, wie das Identifizieren besonderer
Verwendungsarten der Maschine oder der Bedingungen, unter denen
bestimmte Elemente beeinträchtigt werden können, ohne daß der Kunde
merkt, daß ein solches Element kurz vor dem Ausfall steht. Im Idealfalle
würden verschiedene Zustände überwacht, beispielsweise das Bevorstehen
eines Lagerzusammenbruchs, der fehlerhafte Betrieb von Ventilen, das
Heißlaufen oder Unterkühlen verschiedener Komponenten der Maschine,
falsche Druckbedingungen oder dergleichen. Stünden mehr Informationen zur
Verfügung, so könnte Wartungspersonal beauftragt werden, das Problem zu
identifizieren und Stillstandszeiten dadurch zu verringern, daß die Probleme
sofort gelöst werden könnten, wenn man sie nur in den Griff bekäme.
Außerdem ließe sich eine Präventivwartung überwachen und steuern.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, beispielsweise für eine
Presse ein Maschinenüberwachungssystem zu schaffen, das die Arbeit der
Presse während der Produktion ständig überwacht, nämlich 24 Stunden pro
Tag und 7 Tage pro Woche, und die Daten an einen entfernten Ort überträgt.
Diese Aufgabe wird mittels der Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße System überwacht die oder einige Funktionen und
Parameter der Presse, getrennt von der eigentlichen Steuerung der Presse.
Daher kann das System für Pressen verschiedener Hersteller eingesetzt
werden. Erfindungsgemäß werden die Pressen streng überwacht und die
Daten streng gesteuert, derart, daß sich keinerlei Eingriff in den eigentlichen
Maschinenbetrieb ergibt, weder mechanisch noch elektrisch. Das
erfindungsgemäße System beeinträchtigt daher die Einstellung oder die
eigentliche Steuerung der Maschine in keiner Weise.
Ein Vorteil des Systems besteht darin, daß von der Presse während des
Betriebes erfaßte Daten über ein Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise
über ein Telefonsystem oder Internet, einer Fernstation zwecks Analysierung
übertragen werden können. Das System kann ferner die Eigenschaft haben,
daß die Fernstation die Konfiguration sowohl der Hardware als auch der
Software des in Nähe der Presse bzw. der Maschine befindlichen
Überwachungsgeräts über das Kommunikationsnetzwerk ändern kann.
Außerdem kann eine solche Fernstation die Konfiguration des
Überwachungsgeräts ändern, um die Meßkriterien sowie gewisse Grenzwerte
und einprogrammierte Variablen zu ändern. Das System vermag ferner jede
Art und sämtliche Einzelfehler (z. B. einen außerhalb bestimmter Grenzwerte
liegenden Meßwert), Hardware-Fehler und Software-Fehler zu erfassen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das lokale
Überwachungssystem dem an der Maschine befindlichen Wartungspersonal
ein Signal über Telekopie, Personalruf (sogenanntes Pagersystem) oder
andere mobile oder ferngelegene Kommunikationsmittel übermitteln kann. So
kommt es beispielsweise in Betracht, daß besondere Personenrufgeräte,
beispielsweise Summer, durch das von der lokalen Überwachungsanlage
gesendete Signal in Betrieb gesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es eine Mehrzahl von
Überwachungskriterien berücksichtigt, die auf verschiedenen
Eingabe-Ausgabe-Karten (I/O Cards) vom Benutzer auswählbar sind. Einige
der verwendeten Sensoren sind an die Überwachungssystembox
angeschlossen und an bestimmten Teilen der Presse befestigt. Diese
Eingabe-Ausgabe-Karten gestalten das Signal aus den Sensoren derart, daß
ein Signal in einem Format erzeugt wird, das sich zur Eingabe in den
erfindungsgemäßen Computer-Prozessor eignet.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie es erlaubt, auf Befehl
des Benutzers variable Datenaufnahme-Schemata zu verwenden. Dies umfaßt
die Fähigkeit zum Ändern der Konfiguration der Datenaufnahme in
Abhängigkeit von verschiedenen erwünschten Zeitspannen, auswählbaren
Alarmzuständen, Überwachung der Datenaufnahme nur bei Anforderung, oder
einer Reihe verschiedener Parameter, wie in der Software-Konfigurationsdatei
angegeben.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß es zwischen
dem lokalen Überwachungssystem und der Ferneinheit ein
Kommunikationsnetzwerk verwendet. Ein derartiges Kommunikationsnetzwerk
kann ein Telekommunikationsnetzwerk sein, wie beispielsweise eine
Telefonleitung, ein Mobilfunkgerät, ein Internet-Zugang ein ATM-Transfer
sowie andere Protokolle zur Datenübertragung zu und von der Fernstation.
Außerdem und auf einfachere Weise kann ein Kabel zur seriellen Übertragung
die Verbindung zwischen der lokalen Station und der Fernstation erstellen,
oder es können zur Datenübertragung noch andere wohlbekannte Protokolle
verwendet werden, beispielsweise Lokalnetzwerke (LAN) und
Großraumnetzwerke (WAN).
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden somit ein elektronischer
Prozessor sowie Mittel zum Zugang zu einem an den Prozessor
angeschlossenen Kommunikationsnetzwerk geschaffen. Ein Sensor zum
Messen einer gewünschten Eigenschaft oder Meßgröße der Presse ist an den
elektronischen Prozessor angeschlossen und dazu ausgebildet, diesem ein
Signal zu senden. Ein elektronischer Prozessor dient dazu, gegebenenfalls
über ein Kommunikationsnetzwerk ein Signal zu senden, das der gemessenen
Eigenschaft entspricht. Die Ferneinheit ist an das Kommunikationsnetzwerk
angeschlossen und dazu ausgebildet, das Signal vom elektronischen
Prozessor aufzunehmen und die gemessene Eigenschaft der Presse
anzuzeigen, so daß die Presse während des Betriebes fernüberwacht werden
kann. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt der
elektronische Prozessor Speichermittel zum Speichern der Signalwerte, die
vom Sensor kommend während einer Zeitspanne von mehr als 24 Stunden
empfangen wurden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur
Überwachung einer Presse während des Betriebes vorgesehen, wobei das
Verfahren folgende Schritte umfaßt: Bereitstellen eines elektronischen
Prozessors sowie eines Sensors zur jeweiligen Datenerfassung und Messung
einer gewünschten Eigenschaft einer Presse; Bereitstellen eines Zuganges zu
einem Kommunikationsnetzwerk, das an die Ferneinheit zur Anzeige einer
Angabe der gewünschten Eigenschaft der Presse angeschlossen ist. Das
Verfahren umfaßt ferner folgende Schritte: Messung der gewünschten
Eigenschaft der Presse, sodann Betätigung des elektronischen Prozessors
zum Senden eines die gewünschte Eigenschaft der Presse darstellenden
Signals über das Kommunikationsnetzwerk, so daß die Ferneinheit das Signal
empfängt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfaßt das
Verfahren wahlweise den Schritt, daß die Ferneinheit veranlaßt wird, dem
elektronischen Prozessor über das Kommunikationsnetzwerk ein Signal zu
senden, um dem elektronischen Prozessor den Befehl zu geben, die
Häufigkeit der Erfassung von Daten oder irgendeine andere Funktion zu
ändern.
Im nachstehenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1 veranschaulicht das Wesen der Erfindung in einem
Blockschaltbild der Funktionsabläufe.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen
Pressenüberwachungssystems mit einer Darstellung sowohl der
lokalen Einheit wie auch der Ferneinheit.
Fig. 3 ist eine Auflistung bestimmter Befehle der lokalen Software zur
Angabe bestimmter Funktionen der Vorrichtung, die von der
Konfigurationsdatei der lokalen Software einstellbar sind.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des objektorientierten Aufbaus des im
erfindungsgemäßen elektronischen Prozessor einprogrammierten
Datenerfassungssystems.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild des objektorientierten Aufbaus bezüglich
der im erfindungsgemäßen elektronischen Prozessor
einprogrammierten Eingabe/Ausgabe-Objekthierarchie.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen
Datenschleusensystems.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild des objektorientierten Aufbaus des
Fehlerschutz-Subsystems.
Einander entsprechende Teile in den einzelnen Figuren sind mit denselben
Bezugszeichen versehen. In der nachstehenden Beschreibung wird eine
Ausbildung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
veranschaulicht, die jedoch die Erfindung in keiner Weise beschränken soll.
Die Fig. 1 und 2 beschreiben den Betrieb und die Hardware der
Erfindung. Das in Fig. 2 gezeigte erfindungsgemäße System 10 zur
Überwachung der Produktion der Presse umfaßt mindestens einen Sensor 12,
der eine bestimmte Eigenschaft einer Maschine, beispielsweise eine Presse
14, überwacht. Vorzugsweise werden mehr als nur der eine Sensor 12
verwendet. Die Sensoren 12 können verschiedene Typen von
Maschinenüberwachungsausrüstungen umfassen, beispielsweise
Beschleunigungssensoren, Temperatursensoren, Spannungs- oder
Stromsensoren, Hubzähler, Drucküberwachungsgeräte,
Belastungsüberwachungsgeräte, Sonden induktiver Art, Zeitgeber,
Infrarot-Meßeinrichtungen Geschwindigkeitsanzeiger sowie praktisch jede
andere Art von Sensor, der eine bestimmte Eigenschaft der Presse 14
erfassen kann. System 10 umfaßt eine lokale Einheit 16 und eine Ferneinheit
18.
Die lokale Einheit 16 weist ein mit Hardware ausgestattetes
Überwachungssystem mit einem elektronischen Prozessor 20 auf. Der
Prozessor kann derjenige einer Hardware eines Personal Computers sein,
beispielsweise eines IBM-compatiblen 486 oder eines auf PENTIUM
basierenden programmierbaren Computers. Ferner kann der elektronische
Prozessor 20 in der Hardware oder Software konfigurierte, programmierbare
logische Steuergeräte (PLC's) wie auch zahlreiche andere Arten von
elektronischer Rechen- und Verarbeitungs-Ausrüstung umfassen.
Der Sensor 12 ist an die lokale Einheit 16 mittels einer Signalleitung 22
angeschlossen, welche die aus dem Sensor 12 kommenden Signale einem
Eingabe/Ausgabe-Subsystem bzw. einer Eingabe/Ausgabe-Karte 24 zuleitet.
Die Eingabe/Ausgabe-Karte 24 kann ein Signalformungssystem oder ein
Verstärkungssystem umfassen, das den auf der Leitung 22 empfangenen
Sensorausgang verwendet und dieses Signal in ein zur Verarbeitung im
Prozessor 20 geeignetes Format umwandelt. Ist Sensor 12 beispielsweise ein
Temperatursensor, so kann die Ausgabe auf der Leitung 22 ein lokales
Gleichstromsignal enthalten. Die Eingabe/Ausgabe-Karte 24 kann
beispielsweise ein 32-Kanal-Typ National Instruments SCXI-1001 sein, um
dieses empfangene Gleichspannungssignal in ein numerisches Signal zur
Verwendung durch den Prozessor 20 umzuwandeln. Die Kommunikation
zwischen den Eingabe/Ausgabe-Karten 24 und dem Prozessor 20 kann
beispielsweise mit einem Hauptgerät (Mainframe) Typ National Instruments
SCXI-001 erfolgen, das als Verteiler zwischen einer oder mehreren
Eingabe/Ausgabe-Karten 24 und einem typischen im Prozessor 20
verwendeten ISA-us wirkt. Die lokale Einheit 16 umfaßt ferner ein Uhr- oder
Zeitgebermittel 26 zur Erzeugung von Zeitsignalen sowohl für die
Eingabe/Ausgabe-Karten 24 wie auch für den Prozessor 20. Der Prozessor 20
ist betriebsmäßig an ein Speichermittel wie beispielsweise die Speichereinheit
28 angeschlossen. Die Speichereinheit 28 kann ausgewählt sein aus einer
Vielzahl von Speichersystemen, die derzeit zur Verfügung stehen bzw. künftig
zur Verfügung stehen werden, beispielsweise und insbesondere ein
RAM-Speicher, ein Festplattenspeicher, ein Speicherband, eine beschreibbare
CD-ROM, oder irgendeine andere von solchen Speichereinheiten, in denen
Signale gespeichert und daraus wieder gelesen werden können. Ferner ist an
den Prozessor 20 ein Komparatormittel angeschlossen, beispielsweise eine
entweder an den elektronischen Prozessor 20 angeschlossene oder in diesem
betriebsmäßig enthaltene Komparatorschaltung 30. Der Komparator 30 wird
dazu verwendet, zwei Werte oder Signale miteinander zu vergleichen und auf
Basis dieses Vergleiches ein Ausgangssignal zu erzeugen. Die lokale Einheit
16 umfaßt ferner ein Mittel zum Zugang zu einem Kommunikationsnetzwerk
32, wie beispielsweise ein Modem 34.
Wenn auch bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung das
Mittel zum Zugang zum Kommunikationsnetzwerk 32 ein Modem ist, das
betriebsmäßig an den Prozessor 20 angeschlossen ist, so sind in
Abhängigkeit vom Kommunikationsnetzwerk 32 andere Mittel zum Zugang
zum Kommunikationsnetzwerk 32 verwendbar.
Es können verschiedene Arten von Kommunikationsnetzwerken 32 verwendet
werden, wie beispielsweise eine Telefon-Standleitung, eine
Durchwahl-Telefonleitung, ein Mobilfunksystem, ein drahtloses Netzwerk, ein
Internet-Zugangssystem, ein ATM-Transfersystem, sowie sonstige Arten von
Protokollen zur Übertragung von Daten von und zu einer Fernstation 18. Je
nach Art des verwendeten Kommunikationsnetzwerkes 32 kann sich die Art
des Zugangsmittels zu diesem Kommunikationsnetzwerk 32 ändern. Zudem
kann das Kommunikationsnetzwerk 32 ein Lokalnetzwerk, ein
Großraumnetzwerke und/oder ganz einfach ein Kabel zur seriellen
Übertragung sein. Das Mittel zum Zugang zum Kommunikationsnetzwerk 32
kann daher ein einfacher Bus zur seriellen Übertragung oder irgendeine
andere Art von computerbezogene Kommunikationskarte zum Erstellen einer
Verbindung mit dem Kommunikationsnetzwerk 32 sein.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist das Kommunikationsnetzwerk 32 an die Ferneinheit
18 angeschlossen. Die Ferneinheit 18 ist derart gestaltet, daß sie ein vom
elektronischen Prozessor 20 kommendes und ihr über das
Kommunikationsnetzwerk 32 zugeleitetes Signal aufnimmt und die vom
Sensor 12 gemessene Eigenschaft der Presse anzeigt, so daß die Presse 14
während ihres Betriebes fernüberwacht werden kann. Wie in Fig. 2 gezeigt,
umfaßt die Ferneinheit 18 einen Prozessor 40, der an eine Anzeige 42
angeschlossen ist. Die Ferneinheit kann einen Drucker 44 sowie irgendeine
Art von Zweitanzeige umfassen. Eine derartige Zweitanzeige kann eine
Warnlampe sein oder eine Sirene, eine Glocke oder noch irgendeine andere
Art von Anzeige zum Anzeigen, daß ein von der lokalen Einheit 16
kommendes Signal empfangen wurde. Das erfindungsgemäße Fernsystem 18
kann einen Personal Computer umfassen, beispielsweise einen
IBM-compatiblen 486 oder einen auf PENTIUM basierenden
programmierbaren Computer. Außerdem kann die Ferneinheit 18 diejenige
eines Telekopiergerätes sein, in welchem Fall das vom Prozessor 20
gesendete und vom Kommunikationsnetzwerk 32 übertragene Signal vom
Telekopiergerät der Ferneinheit 18 aufgenommen und mit ihrem Drucker 44
gedruckt wird.
Bei einer anderen Ausbildung der Ferneinheit 18 kann diese auch ein
Personenrufgerät sein, bei welchem das von Prozessor 20 erzeugte und
kommende Signal auf einer Anzeige eines solchen Personenrufgerätes 18
beispielsweise in Gestalt einer LCD- oder LED-Anzeige 42 angezeigt wird, um
dem Wartungspersonal die jeweilige Sensorablesung 12 anzuzeigen. Zudem
kann eine solche vom Prozessor 20 zur Ferneinheit 18 übertragene
Information den Ort der Presse 14 zusammen mit weiteren Daten bezüglich
der Umstände, die den Prozessor 20 dazu veranlaßt haben, das Signal über
das Kommunikationsnetzwerk 32 zu senden, umfassen. Ist die Ferneinheit ein
Personalrufsystem, so kann zusätzlich ein Summer 48 vorgesehen und daran
befestigt sein, um anzuzeigen, daß ein Signal von der lokalen Einheit 16
aufgenommen wurde. Bei den meisten industriellen Anwendungen vermag
das Wartungspersonal die verschiedenen möglichen Arten von akustischen
Signale, die von der Ferneinheit 18 erzeugt werden, nicht zu hören, es
vermag jedoch sehr wohl die Inbetriebsetzung eines solchen Summers 48 zu
spüren.
Wie in Fig. 1 gezeigt, kann das System 10 eine Anzahl von zur Auswahl
stehenden Überwachungs-Eigenschaften oder -funktionen umfassen. Für jede
gezeigte Funktion wird normalerweise eine besondere
Eingabe-/Ausgabe-Karte 24 verwendet, um das durch den zugeordneten
Sensor 12 abgegebene Signal zu bearbeiten.
Derartige Funktionen umfassen die folgenden Überwachungen:
- 1. Produktionsgeschwindigkeit - Diese Funktion umfaßt einen Sensor 12 wie beispielsweise einen Hubzähler zum Zählen der Anzahl von Preßzyklen pro Tag oder während einer bestimmten Zeitspanne. Das System 10 könnte auch die Anzahl von Teilen zählen. Das System könnte auch eine Zeitmessung verwenden und die Pressengeschwindigkeit berechnen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Infrarotsensor an einem Teil der Presse angebracht, um ein Zählen eines jeden Pressenhubes zu ermöglichen.
- 2. Kompressions-/Spannungs-Belastungs-Faktoren - Diese Funktion verwendet einen angebrachten Beschleunigungsmesser sowie Eingabe-/Ausgabe-Funktionen auf der Karte 24 zur Messung eines Beschleunigungssignals, um eine Messung der Zug- und Druck-Spitzenbelastung vorzunehmen. Eine solche Information dient zur Überwachung der Presse bei Niedriggeschwindigkeiten.
- 3. Überwachung der Erschütterungsstärke - Hierbei können Beschleunigungssignale verwendet werden, um die Stärke der Erschütterungen bei der gegebenen Pressenanwendung zu erfassen, wie es beim Stand der Technik bekannt ist.
- 4. Überwachung der kritischen Schwingung bestimmter Komponenten - Bei dieser Meßfunktion kann der Benutzer der Presse einen Beschleunigungsmesser an einem Teil der Presse, von dem die Daten erfaßt werden sollen, anbringen.
- 5. Überwachung der kritischen Temperatur - Diese Funktion wird verwendet, um folgende Größen zu überwachen:
-
- a) die Lagerbereiche;
- b) die Öltemperaturen;
- c) die Temperaturen von Bett und Schlitten; und
- d) die Stabilität der Pressentemperatur, d. h. der Verlauf der Temperatur an der Presse über die Zeit und während des Betriebes.
- 6. Überwachung des kritischen Druckes - Diese Funktion verwendet einen Druckwandler oder dergleichen zur Erzeugung eines Drucksignals bezüglich des Öldrucks und/oder anderer Drücke, die innerhalb gewisser Bereiche zu halten sind.
- 7. Überwachung der Motorenbelastung - Diese Funktion mißt die Leistungsaufnahme des Pressenmotors oder irgend eines anderen, im Einsatz befindlichen Motors, beispielsweise des Pressenzufuhrmotors sowie eines Motors einer Hilfseinrichtung. Steigt die Leistungsaufnahme an, beispielsweise im Vergleich mit früheren Werten der gleichen Maschine, so heißt dies, daß der Motor aus irgendeinem Grund mehr Leistung zu bringen hat, was im gegebenen Fall zu untersuchen wäre.
- 8. Überwachung der dynamischen Schließhöhe - Bei dieser Funktion erfaßt das System 10 eine Schließhöhenänderung mit einem kontaktlosen Sensor 12 beispielsweise in Gestalt einer Sonde induktiver Art. Änderungen der Schließhöhe sollten sodann auf ihre Ursachen hin untersucht werden. Je konstanter die Schließhöhe während des Pressenbetriebes gehalten wird, desto genauer werden die Werkstücke produziert.
- 9. Überwachung der Parallelität - Diese Funktion - ähnlich Ziffer 8 oben - verwendet zwei oder mehrere, vorzugsweise induktive Sonden, um die Parallelität zu ermitteln, beispielsweise der Pressensäulen, der Pleuelstangen sowie die Parallelität zwischen Preßschlitten und Matrizenrahmen.
- 10. Überwachung des Kippmoments - Diese Funktion überwacht die Belastung der Presse auf der einen Seite im Vergleich mit jener auf der anderen. Die beste Art von Sensors für diese Funktion ist ein Dehnungsmesser.
- 11. Überwachung der Kolbenlast - Diese Funktion mißt die gesamte Pressenbelastung oder einen Bruchteil hiervon.
- 12. Überwachung des thermischen Steuersystems - Diese Funktionen messen die Wirkung und den Wirkungsgrad von Pressen-Heizgeräten und Kühleinrichtungen auf die Presse sowie möglicherweise auch auf produzierte Werkstücke.
- 13. Überwachung des Ausnutzungsgrades der Presse - Diese Funktion ermöglicht es, die tatsächliche Verwendung und den tatsächlichen Betrieb einer Presse aufzuzeichnen. Ein Grenzschalter oder ein sonstiger Sensor kann hierbei verwendet werden, um zu ermitteln, daß die Presse im Einsatz war. Durch Vergleichen oder genauer gesagt durch Dividieren der tatsächlichen Nutzungsdauer und/oder der produzierten Teile läßt sich ein prozentualer Nutzungskennwert berechnen.
- 14. Erfassung der Eigenschaften - Diese Funktion mißt Prototyp-Eigenschaften an Prototypmaschinen und ermittelt, wie oft und wie häufig derartige Eigenschaften verwendet wurden. Der hierbei verwendete Sensor 12 könnte praktisch von jeglicher Art sein, je nach der Presseneigenschaft, die zu überwachen ist.
Das vorliegende System 10 wird am besten in einer C++ objektorientierten
Sprache programmiert und auf einem IBM-kompatiblen Personal Computer
betrieben, beispielsweise auf einem 486 oder auf PENTIUM basierenden
Mikroprozessor. Andere Arten von elektronischen Prozessoren und
Computersprachen können in gleicher Weise verwendet werden.
Herkömmliche Organisationsverfahren bei der Programmierung und der
Elektronik erlauben es dem Fachmann, die Software für die Kommunikation
zwischen den verwendeten Hardware-Elementen zu entwickeln.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind sämtliche
Grenzwerte der Messung, der Vorrichtungssteuerung, der Wegwahl bei der
Förderung, der Alarmabgabe sowie vorzugsweise jegliche Konstante oder
Variable in der Software codiert, so daß das System beispielsweise mit
verschiedener Hardware und Eingabe-/Ausgabe-Karten verwendet werden
kann. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Temperatursensor mit
Gleichstrom-Signalausgang verwendet, der an einen 32-Kanal-
Multiplexer-Karte Typ National Instruments SCXI-1001 angeschlossen ist, um
den Sensorausgang auf der Leitung 22 in ein numerisches Signal
umzusetzen. Es wird ein Hauptgerät (Mainframe) Typ National Instruments
SCXI-1001 verwendet (angeschlossen an die obengenannte Karte und an
andere Eingabe-/Ausgabe-Karten 24), um die Ausgangssignale der
Eingabe-/Ausgabe-Karten 24 entsprechend dem ISA-Bus des Prozessors 20
umzuwandeln. Es versteht sich für den Fachmann, daß andere
Eingabe-/Ausgabe-Karten, Verteiler-Karten, Bus-Strukturen und Prozessoren
in gleicher Weise verwendet werden können. Die Auswahl der
Programmiersprache und des Betriebssystems können ebenfalls vom
Benutzer ausgewählt werden, je nach der gewünschten Gesamtheit von
Eigenschaften.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines möglichen, typischen Befehlssatzes und eine
Auflistung des Zweckes oder der Funktion, um den Fachmann im
objektorientierten Programmieren in die Lage zu versetzen, das System
aufzubauen. Weiter unten in der Anmeldung wird eine Auflistung einer
beispielhaften Konfigurationsdatei für das System 10 gegeben, worin eine
Reihe von Variablen bekanntgegeben werden, die in der Software codiert
und deshalb in der Software konfigurierbar sind. Eine solche Möglichkeit der
Konfiguration dieser angegebenen Systemvariablen in der Software erlaubt es
Befehlen oder Signalen aus der Ferneinheit 18, die Konfiguration der lokalen
Einheit 16 in Abhängigkeit von den derzeitigen oder künftigen Wünschen oder
Anforderungen der Benutzer zu ändern.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht es ein PC mit
Windows-95-Betriebssystem, organisierte Steuerungsobjekte zu verwenden.
Ferner könnte eine zur Anwendung bei der Ferneinheit 18 entwickelte
Software die Meßsignale analysieren, die über das Kommunikationsnetzwerk
32 gesendet werden, und es könnten Rückschlüsse auf den Zustand der
Presse 12 gezogen werden.
Fig. 4 zeigt einen Aufbau eines Programms zur Steuerung durch
objektorientierte Software, zur Anwendung bei der vorliegenden Erfindung. Je
nach der speziellen Funktion, die zur Überwachung ausgewählt wurde, lassen
sich, wie aus dem Stande der Technik bekannt, verschiedene
Datenerfassungsobjekte erzeugen. Fig. 4 zeigt, daß praktisch jegliche Art
von Daten, ob im IEEE-Protokoll-Format, aus Grenzschalterzähler, Multimedia,
Gleichspannung, Wechselspannung, Wellenformen, Temperatur, Spannung
und anderen, von der Lokaleinheit 16 zwecks Abspeicherung im Speicher 28
oder zwecks Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk 32 erfaßt
werden können. Abhängig von Art und Menge der zu übertragenden Daten
kann die Software, wie aus dem Stande der Technik bekannt,
unterschiedliche Datenübertragungsprotokolle verwenden.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Hierarchie einer objektorientierten
Eingabe-/Ausgabe-Software, die es einem Benutzer erlaubt, das System 10
unter Verwendung der Konfigurationsdatei für die Software (wovon ein
Beispiel weiter unten gegeben wird) zu konfigurieren. Abhängig davon, ob
der Entwickler oder Benutzer wünscht, die Daten im Speicher abzuspeichern
(CIO_file) oder einem Modem (CIO/Modem), einer nach IEEE-Protokoll
arbeitenden Vorrichtung (CIO_IEEE) oder einer unter WINDOWS-95
laufenden DDE-Anwendung zuzuführen, ist die Ausführung dieser Funktion
möglich. Außerdem ist, wie gezeigt, ein Protokollieren der Daten auf einem
Bildschirm und einem Drucker möglich.
Die Fig. 6 und 7 zeigen ein programmiertes Objekt eines Fehlerfilters, das
in der Software vorgefunden wird, die den Prozessor 20 steuert. Dieses
Objekt, das aus beim objektorientierten Programmieren ganz normalen
Bauelementen aufgebaut ist, erlaubt das Erfassen von Fehlerzuständen und
das Protokollieren (Aufbewahren im Speicher) oder die Übertragung (über
das Kommunikationsnetzwerk 32) solcher Zustände zur sofortigen oder
späteren Untersuchung und Verwendung.
Das System und das Verfahren enthalten ferner die weiter oben als vorteilhaft
beschriebenen Funktionen. Durch die Verwendung eines objektorientierten
Aufbaus und der nachstehend beschriebenen lokalen Konfigurationsdatei für
die Software kann die Konfiguration der lokalen Einheit 16 von Zeit zu Zeit
durch Signale aus der Ferneinheit 18 geändert werden. System 10 hat sodann
einen elektronischen Prozessor, der ein Mittel zur Fehlerfeststellung und zur
Erzeugung eines Status-Codes aufweist. Wie in der Konfigurationsdatei für die
Software gezeigt und aus dem Stande der Technik bekannt, hat der
Prozessor demgemäß eine Anzahl von vorgegebenen, in ihrer Konfiguration
änderbaren Einstellungen. Der Prozessor 20 sich auf das
Kommunikationsnetzwerk 32 aufschalten und der Ferneinheit 18 ein Signal
senden, wenn sich ein Status-Code außerhalb eines vorgegebenen
Grenzwertes befindet. Zu diesem oder zu jedem anderen Zeitpunkt ist die
Ferneinheit 18 in der Lage, sich am Kommunikationsnetzwerk 32
anzuschalten und die dem elektronischen Prozessor 20 und dem System 10
zugeordneten vorgegebenen Einstellungen zu ändern. Eine solche Änderung
der Konfiguration kann den aufgefundenen Fehlerzustand beseitigen. Die
Änderung der Konfiguration durch die Ferneinheit 18 kann auch die
Datenerfassungs-Eigenschaften des Systems dadurch ändern, daß gewisse
Sensoren Eingabe-/Ausgabe-Karten oder andere Einheiten eingeschaltet oder
stillgelegt werden.
Claims (12)
1. Überwachungssystem für Pressen, gekennzeichnet durch
- 1.1 einen elektronischen Prozessor;
- 1.2 Mittel zum Anschalten an ein Kommunikationsnetzwerk, das an den Prozessor angeschlossen ist;
- 1.3 einen Sensor zur Messung einer gewünschten Eigenschaft der Presse, der an den elektronischen Prozessor angeschlossen ist und dazu ausgebildet ist, diesem ein Signal einzuspeisen, wobei der elektronische Prozessor dazu ausgebildet ist, über das Kommunikationsnetzwerk ein der gemessenen Eigenschaft entsprechendes Signal zu senden; und
- 1.4 eine an das Kommunikationsnetzwerk angeschlossene Ferneinheit, die dazu ausgebildet ist, das Signal aus dem elektronischen Prozessor aufzunehmen und die gemessene Eigenschaft der Presse anzuzeigen, so daß die Presse während eines Produktionslaufes fernüberwachbar ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektronische Prozessor einen Speicher zum Abspeichern der
Signalwerte aufweist, die aus dem Sensor kommend während einer
Zeitspanne von über 24 Stunden empfangen wurden.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektronische Prozessor einen Speicher zum Abspeichern der
Signalwerte aufweist, die aus dem Sensor kommend während einer
Zeitspanne von mehr als sieben Tagen empfangen wurden.
4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektronische Prozessor einen Komparator aufweist zur Ermittelung, ob
das aus dem Sensor kommende Signal innerhalb vorgegebener
Grenzwerte liegt, und daß der Prozessor sich dann an das
Kommunikationsnetzwerk anschaltet und der Ferneinheit ein Signal
übermittelt, wenn das aus dem Sensor kommende Signal außerhalb
der vorgegebenen Grenzwerte liegt.
5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferneinheit
dazu ausgebildet ist, Daten über das Kommunikationsnetzwerk zu
übertragen und die vorgegebenen, dem Komparator zugeordneten
Grenzwerte zu ändern.
6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektronische Prozessor ein Mittel zur Fehlerfeststellung und zur
Erzeugung eines Status-Codes aufweist, daß der Prozessor eine Anzahl
von vorgegebenen, in ihrer Konfiguration änderbaren Einstellungen
aufweist, und daß der Prozessor sich dann an das
Kommunikationsnetzwerk anschaltet und der Ferneinheit ein Signal
übermittelt, wenn der Status-Code außerhalb der vorgegebenen
Grenzwerte liegt.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferneinheit
dazu ausgebildet ist, Daten über das Kommunikationsnetzwerk zu
übertragen und die vorgegebenen, dem elektronischen Prozessor
zugeordneten Einstellungen zu ändern, um den festgestellten Fehler zu
beseitigen.
8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferneinheit
dazu ausgebildet ist, Daten über das Kommunikationsnetzwerk zu
übertragen und den elektronischen Prozessor zu ändern und ihm den
Befehl zu erteilen, den Zustand eines Sensors von "Ein" nach "Aus" zu
schalten.
9. System nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Presse mit einer
gewünschten und vom Sensor gemessenen Eigenschaft.
10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
elektronische Prozessor ein Zeitgeber zur Feststellung des Ablaufes
eine vorgegebene Zeitspanne aufweist und daß der elektronische
Prozessor sich nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne an das
Kommunikationsnetzwerk anschaltet, um der Ferneinheit des
Kommunikationsnetzwerkes ein Signal zu übermitteln.
11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ferneinheit dazu ausgebildet ist, dem elektronischen Prozessor Daten
über das Kommunikationsnetzwerk zu übertragen und die dem
Zeitgeber zugeordnete vorgegebene Zeitspanne zu ändern.
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