DE19938490A1 - Verfahren zur Überprüfung einer Anlage - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Überprüfung einer Anlage mit mehreren Komponenten (10', 16', 18'), die miteinander in Verbindung stehen, angegeben, bei dem Komponenten graphisch in einem Anlagenschema auf einer Anzeigefläche (32) angezeigt werden. DOLLAR A Hierbei möchte man die Diagnosemöglichkeit verbessern können. DOLLAR A Hierzu stellt man das Anlagenschema durch Auswahl der interessierenden Komponenten selbst zusammen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Anlage mit mehreren Komponenten, die miteinander in Verbindung stehen, bei dem Komponenten graphisch in einem Anlagenschema auf einer Anzeigefläche angezeigt werden.

Viele heute verwendete Fabrikationsanlagen weisen eine Vielzahl von Komponenten auf, die auf die eine oder an­ dere Weise miteinander in Verbindung stehen und die sich gegebenenfalls gegenseitig beeinflussen können. Die Überprüfung einer derartigen Anlage, d. h. die Über­ wachung und Fehlersuche, kann unter Umständen relativ aufwendig sein.

Es ist hierbei bekannt, das Anlagenschema auf einer An­ zeigefläche darzustellen, beispielsweise einem Bild­ schirm, wobei an jeder Anlagenkomponente bestimmte Pa­ rameter angezeigt werden, von denen man sich einen ge­ wissen Wert bei der Diagnose der Anlage verspricht. Derartige Parameter können beispielsweise Temperaturen, Öldruck, Versorgungsspannung, Schließstellung oder ähn­ liches sein. Je komplexer die Anlagen werden, desto schwieriger wird es, die Übersicht zu behalten. Die Auswahl von Ausschnitten, die dann auf dem Bildschirm oder einer anderen Anzeigefläche dargestellt werden, hat oft den Nachteil, daß die gegenseitige Abhängigkeit von Komponenten nicht mehr beobachtet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Diagno­ semöglichkeiten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art dadurch gelöst, daß man das Anlagenschema durch Auswahl der interessierenden Komponenten selbst zusammenstellt.

Damit wird es auf relativ einfache Weise möglich, den Überblick zu behalten und sich trotzdem alle interes­ sierenden Komponenten mit ihren jeweils relevanten Pa­ rametern anzeigen zu lassen. Alle Komponenten, die man im Augenblick nicht unmittelbar untersuchen möchte, kann man weglassen. Dementsprechend ist es möglich, auch auf einer relativ kleinen Anzeigefläche die ge­ wünschte Zuordnung aufzubauen und sich anzeigen zu las­ sen. Die Anzeige ist sozusagen "maßgeschneidert".

Hierbei ist es bevorzugt, daß die einzelnen Komponenten in einer ersten Anzeigefläche als Symbolvorrat darge­ stellt werden, aus dem sie auswählbar sind. Es werden also nach wie vor eine Vielzahl von Komponenten bereit­ gehalten. Der hierzu verwendete Vorrat hat aber im Grunde nur die Form einer Liste, aus der die jeweils interessierenden Komponenten ausgewählt werden können. Zur Vereinfachung sind die Komponenten als Symbole dar­ gestellt, die auch als "Icons" bezeichnet werden. Ein derartiges Symbol kann natürlich auch Klartext enthal­ ten oder durch Klartext gebildet sein. Die Auswahl er­ folgt zweckmäßigerweise über einen berührungsempfindli­ chen Bildschirm, eine sogenannte "Touch Screen". Der Benutzer muß lediglich das gewünschte Symbol antippen oder mit einem Zeiger, beispielsweise einer Maus, an­ klicken, um es auszuwählen.

Es ist von Vorteil, wenn ein Symbolvorrat durch einen Benutzer zusammengestellt wird, indem er Codes aus den jeweiligen Komponenten oder in deren Nähe einliest. Der Benutzer kann hierbei direkt an die interessierenden Komponenten gehen und liest diese mittels eines Codes ein. Er navigiert sozusagen mit den Füßen. Der Vorteil liegt darin, daß der Benutzer keinen genauen Plan der Anlage benötigt. Er ist vielmehr physisch bei den in­ teressierenden Komponenten anwesend.

Hierbei ist bevorzugt, daß die ausgewählten Komponenten auf einer zweiten Anzeigefläche in räumlicher und/oder funktionaler Zuordnung dargestellt werden. Diese Zuord­ nung erfolgt automatisch aufgrund gespeicherter Daten. Man kann dann auf einfache Art und Weise kontrollieren, wie sich eine Komponente verhält, wenn sich eine andere Komponente, die in räumlicher und/oder funktionaler Nachbarschaft angeordnet ist, ändert. Auf diese Weise lassen sich viele Störungen erkennen und gegebenenfalls auch beseitigen.

Vorzugsweise werden die erste und die zweite Anzeige­ fläche als Fenster in einer Anzeigevorrichtung darge­ stellt. Dies vereinfacht die Konfiguration. Beispiels­ weise können die Komponenten in einem ersten Fenster, das als Streifen am Rande der Anzeigevorrichtung ange­ ordnet ist, aufgelistet werden. Durch Antippen oder An­ klicken überträgt man dann die jeweilige Komponente in das zweite Fenster. Bei dieser Konfiguration kann man sofort sehen, ob man die richtige Komponente ausgewählt hat. Die Komponenten werden nämlich auf der zweiten An­ zeigefläche mit ihren jeweiligen Anschlüssen und zumin­ dest schematisch mit ihrer jeweiligen räumlichen Zuord­ nung so dargestellt, wie sie in der realen Anlage ange­ ordnet sind.

Bevorzugterweise kann man einzelne Komponenten über ei­ ne Auswahl in der zweiten Anzeigefläche in Funktion setzen. Damit kann man gezielt überprüfen, ob eine Kom­ ponente eine andere Komponente beeinflußt. Wenn man ei­ nen derartigen Verdacht hat, dann konfiguriert man die Anzeige so, daß diese beiden Komponenten (und gegebe­ nenfalls weitere interessierende Komponenten) auf der Anzeigefläche erscheinen. Wenn man die eine Komponente in Betrieb setzt, beispielsweise einen Kompressor star­ tet, dann kann man anhand der relevanten Daten einer anderen Komponente erkennen, ob sich hier gewisse Unre­ gelmäßigkeiten ergeben.

Vorzugsweise stellt man für einzelne Komponenten in ei­ ner dritten Anzeigefläche Zeitverläufe vorbestimmter Parameter von ausgewählten Komponenten dar. Damit geht man von einer rein statischen Betrachtungsweise, bei der immer nur Momentaufnahmen angezeigt werden, über zu einer Zeitverlaufs-Betrachtung, bei der beispielsweise in Form eines Graphen der zeitliche Verlauf eines Para­ meters dargestellt werden kann. Hier kann man dann Un­ regelmäßigkeiten oder Anomalien besser erkennen.

Vorzugsweise werden Identifikationsinformationen über Codes bereitgehalten, die den einzelnen Komponenten räumlich zugeordnet sind, und Konfigurationsinformatio­ nen werden über einzelne Komponenten von der jeweiligen Komponente selbst oder über eine Zentraleinheit in eine Verarbeitungseinrichtung eingelesen. Erfindungsgemäß wird zwischen Identifikationsinformation ("Ich bin Lüf­ ter Nr. 3 und stehe in Halle 7") und Konfirgurationsin­ formation (Status, Parameterwerte etc.) unterschieden. Die Identifikationsinformation ist der Komponente auch räumlich zugeordnet, d. h. der entsprechende Code befin­ det sich an der Komponente oder jedenfalls in deren Nä­ he. Konfigurationsinformationen, d. h. Informationen über Status, Parameterwerte etc. werden hingegen von der Komponente selbst oder über eine Zentraleinheit ge­ liefert. Die Verarbeitungseinrichtung trägt die Anzei­ gefläche. Es kann sich beispielsweise um einen tragba­ ren Computer, einen Laptop oder um einen PDA (Personal digital Assistent, erhältlich unter der Bezeichnung "Newton" von der Firma Apple) handeln. Die gewünschten Codes können auf vielfältige Weise an den einzelnen Komponenten bereitgehalten werden. Beispielsweise kann jede Komponente einen Speicher aufweisen, der die ge­ wünschten Informationen enthält, die dann vom Speicher der Komponente in den Speicher der Verarbeitungsein­ richtung übertragen werden. Die Codes können auch über einen Strichcode oder über einen Klartextcode, der ma­ schinenlesbar ist, bereitgehalten werden. Die Verarbei­ tungseinrichtung müßte dann eine entsprechende Leseein­ richtung, beispielsweise einen Lichtgriffel oder "Lightpen" aufweisen. Zur Übertragung der Konfigurati­ onsinformation kann man auch Möglichkeiten vorsehen, die Verarbeitungseinrichtung mit einem Bus zu verbin­ den, der mit einer Zentraleinheit gekoppelt ist, Hier kann dann die Zentraleinheit entweder die entsprechen­ den Informationen von den Komponenten abrufen, oder sie kann bereits die Komponenten-Informationen gespeichert haben, um sie dann an die Verarbeitungseinrichtung zu übertragen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fabrikan­ lage mit einzelnen Komponenten,

Fig. 2 eine Anzeigevorrichtung mit zwei Fenstern und

Fig. 3 die Anzeigevorrichtung mit einer anderen Fen­ steraufteilung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fa­ brikanlage 1 mit einer zentralen Steuerung 2, die über einen Kommunikationsbus 3, 4 zwei unterschiedliche Stränge A, B der Fabrikanlage 1 steuert. Es handelt sich zum einen um ein Ventilations- und Kühlsystem 5 und zum anderen um eine Produktionslinie 6. Zwischen der zentralen Steuerung 2 und den einzelnen Linien sind noch speicherprogrammierbare Steuerungen 7, 8 angeord­ net, die dezentrale Verwaltungsaufgaben übernehmen kön­ nen.

Das Ventilations- und Kühlsystem 5 weist im vorliegen­ den Fall einen Kondensatorlüfter 10, einen Verdampfer­ lüfter 11, ein Expansionsventil 12 und einen Tempera­ tursensor 13 auf. Zur leichteren Erläuterung wird diese Komponentengruppe auch als Gruppe A bezeichnet.

Die andere Seite, die über den Kommunikationsbus 4 ge­ steuert wird, wird als Gruppe B bezeichnet und weist einen Frequenzumrichter 15, ein Motorventil 16, einen Elektromotor 17, einen Durchflußmesser 18, einen Tempe­ ratursensor 19 und einen Drucksensor 14 auf.

Zur Diagnose der Anlage 1 wird eine Verarbeitungsein­ richtung 20 verwendet, die eine Anzeigevorrichtung 21 aufweist. Bei der Verarbeitungseinrichtung 20 kann es sich um einen tragbaren Computer, beispielsweise einen Laptop, handeln, bei dem die Anzeigevorrichtung 21 durch den Bildschirm gebildet wird. Es kann sich aber auch um eine PDA-Einheit handeln (Personal Digital As­ sistent), die beispielsweise unter der Bezeichnung "Newton" von der Firma Apple vertrieben wird. Hier wird die Anzeigeeinrichtung 21 ebenfalls durch ein Display gebildet, das eine graphische Benutzeroberfläche dar­ stellt.

Die Verarbeitungseinrichtung 20 kann mit einem Kommuni­ kationspunkt 22 am Kommunikationsbus 4 verbunden wer­ den, und zwar mit Hilfe eines Kabels 23. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Verarbeitungseinrichtung 20 über ein Kabel 24 mit einem Kommunikationspunkt 25 am Motorventil 16 angeschlossen werden. Für die Daten­ übertragung zwischen den Kommunikationspunkten 22, 25 und der Verarbeitungseinrichtung 20 können herkömmliche und bekannte serielle Protokolle verwendet werden, wie RS232C, LONWorks-Bus, Profibus oder andere Standards.

Schematisch ist dargestellt, daß die Kommunikation mit Komponenten oder den Kommunikationsbussen 3, 4 auch an­ ders ablaufen kann, beispielsweise über eine Antenne, mit Hilfe von Funksignalen 26 oder mit Hilfe einer In­ frarotübertragung 27.

Fig. 2 zeigt nun die Anzeige 21. Die Anzeige 21 ist aufgeteilt in mehrere Fenster 31, 32, 33. Das erste Fenster 31 bildet hierbei eine erste Anzeigefläche, in der übereinander mehrere Symbole oder "Icons" darge­ stellt sind. Aus Gründen der Übersicht ist lediglich das Symbol 16' des Motorventils, das Symbol 18' des Durchflußmeßgeräts und das Symbol 10' des Kondensator­ lüfters dargestellt. Auf den darunter angeordneten Plätzen können nach Bedarf die Symbole der übrigen Kom­ ponenten 9-19 angeordnet werden.

Sobald ein Symbol 16', 18', 10' in dem Fenster 31 er­ scheint, ist gewährleistet, daß in der Verarbeitungs­ einrichtung 20 die Informationen über die entsprechende Komponente in der Anlage 1 zur Verfügung steht. Derar­ tige Informationen betreffen beispielsweise die An­ schlußverbindungen, d. h. die Informationen darüber, mit welcher anderen Komponente die entsprechende Komponente verbunden ist und gegebenenfalls auch auf welche Weise. Sie beinhalten sozusagen Informationen über die örtli­ che Regelschleife. Ferner beinhaltet die Information die anzeigbaren und gegebenenfalls einstellbaren Para­ meter, beispielsweise die Temperatur, den Anteil am ma­ ximalen Durchfluß, etc.

Schließlich ist auch die räumliche Zuordnung der Kompo­ nenten zueinander mitgespeichert.

Die Informationen können entweder von der Zentralein­ heit 2 über den Kommunikationsbus 3, 4 abgerufen wer­ den. Sie können aber auch direkt an den einzelnen Kom­ ponenten vorhanden sein. Zur Identifikation der inter­ essierenden Komponenten ist beispielsweise am Kondensa­ torlüfter 10 ein Strichcode 28 eingezeichnet, der mit Hilfe eines Lesestiftes 29 in die Verarbeitungseinrich­ tung 20 eingelesen werden kann. Es ist genauso gut denkbar, daß ein Code in maschinenlesbarem Klartext auf der Außenseite einer Komponente angeordnet ist oder sich auf einem Magnetstreifen findet oder in einem Halbleiterspeicher oder auf andere Weise vorrätig ge­ halten wird.

Wenn nun der Bediener die Zuordnung und die gegenseiti­ ge Beeinflussung von einzelnen Komponenten untersuchen möchte, dann liest er die entsprechenden Identifikati­ onsinformationen (Codes) zunächst in die Verarbeitungs­ einrichtung 20 ein. Gegebenenfalls ist diese Informati­ on aber auch aus früheren Diagnosevorgängen in der Ver­ arbeitungseinrichtung 20 vorhanden, die zu diesem Zweck einen nicht flüchtigen Speicher aufweisen kann.

Die Anzeigeeinrichtung 21 ist als berührungsempfindli­ cher Bildschirm ausgebildet, der auch als "Touch Screen" bezeichnet wird. Wenn der Bediener eine Diagno­ se durchführen möchte, dann wählt er in dem Fenster 31 die interessierenden Komponenten aus, beispielsweise dadurch, daß er sie auf dem Bildschirm antippt. Er wählt hierbei nur die Komponenten aus, die für ihn von Interesse sind, das heißt, er braucht nicht das gesamte komplizierte Anlagendiagramm zu untersuchen.

Im Fenster 32 ergibt sich nun die Darstellung der in­ teressierenden Komponenten, bei denen die Bezugszeichen aus Fig. 1 verwendet werden, ergänzt um ein ".

Nachdem der Bediener sich sein "persönliches" oder "maßgeschneidertes" Diagramm geschaffen hat, schließt er sich, falls noch nicht geschehen, an die Kommunika­ tionspunkte 22 oder 25 an und startet die Diagnose, beispielsweise dadurch, daß er eine Taste "On-Line" (nicht gezeigt) an der Verarbeitungseinrichtung 20 drückt.

Die Verarbeitungseinrichtung 20 erhält nun Konfigurati­ onsinformationen (Status- und Parameterwerte) von den ausgewählten Komponenten, die dann in der unmittelbaren Nähe der Komponenten im Fenster 32 angezeigt werden. Der Bediener erhält nun ein einfaches Prozeßdiagramm, das aber lediglich die ihn interessierenden Komponenten und die dazugehörenden Parameter enthält. Dies soll am nachfolgenden Beispiel näher erläutert werden.

Der Bedienter hat periodische Ausfälle auf dem Durch­ flußmeßgerät 18 in der Gruppe B beobachtet. Das Durch­ flußmeßgerät 18 ist physisch (räumlich) in der Anlage in der Nähe des Motors des Kondensatorlüfters 10 ange­ ordnet, der allerdings zur Gruppe A gehört. Der Bedie­ ner hat nun den Verdacht, daß das periodische Ein- und Ausschalten des Motors des Kondensatorlüfters die Aus­ fälle am Durchflußmesser verursacht, möglicherweise durch eine elektromagnetische Kopplung. Obwohl die bei­ den Komponenten 10, 18 zu ganz unterschiedlichen Kommu­ nikationsbussen 3, 4 und zu unterschiedlichen Gruppen A, B gehören, ganz unterschiedliche Gerätetypen sind und verschiedene Aufgaben erfüllen, kann er sie auf die geschilderte Art und Weise in dem in Fig. 2 dargestell­ ten Anlagendiagramm unterbringen und die entsprechenden Status- und Parameterwerte ablesen.

Im Fenster 31 liegen die graphischen Symbole der vom Benutzer ausgewählten Anlagenkomponenten, die der Be­ diener einfach antippen kann. Wenn er die Komponente 18' auswählt, dann wird diese Komponente 18" im Fenster 32 dargestellt. Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, daß man zusätzlich noch eine Taste "Überführen" drückt, was allerdings nicht dargestellt ist. Es ist erkennbar, daß aber nicht nur das entsprechende Symbol 18" des Durchflußmessers im Diagramm im Fenster 32 dar­ gestellt wird, sondern auch die dazugehörigen Grundda­ ten dieser Komponente 18, d. h. Informationen über seine Position in der Gruppe B und Informationen darüber, welche Werte angezeigt werden können. Da es sich im vorliegenden Fall um einen Durchflußmesser handelt, wird der Durchfluß in Prozent des Maximaldurchflusses angegeben. Der Bediener wählt auch noch das Motorventil 16 über das Symbol 16' aus, das dann als Symbol 16" ebenfalls im Fenster 32 angezeigt wird. Gleichzeitig bilden sich im Fenster 32 die entsprechenden Verbindun­ gen aus, nämlich Leitungen 34 und ein Summationspunkt 35. Es ist also ersichtlich, daß nicht nur ein graphi­ sches Symbol angezeigt wird, sondern auch die Verknüp­ fungen der entsprechenden Leitungen des Motorventils und des Durchflußmessers im Prozeßverlauf. Es ist aber ebenfalls erkennbar, daß nur die entsprechenden Kompo­ nenten angezeigt werden.

Der Bediener überträgt nun noch den Motor 10 durch An­ tippen des Symbols 10' in das Fenster 32, wo er als Symbol 10" dargestellt wird. Gleichzeitig wird hier ei­ ne Linie dargestellt um anzuzeigen, daß sich dieses Symbol 10" zur Gruppe A zählen läßt.

Schließlich werden noch einige Temperaturdaten 36 ange­ zeigt.

Um seine Störungshypothese zu bestätigen oder zu ent­ kräften, kann der Bediener jetzt Startsignale von der Verarbeitungseinrichtung 21 zum Motor 10 abgeben und gleichzeitig die zum Durchflußmesser gehörenden Parame­ terwerte ablesen um zu sehen, ob ein Zusammenhang zwi­ schen dem Startzeitpunkt des Motors und dem Ausfall des Durchflußmessers 18 besteht. Im Fenster 32 ist der Durchflußmesser 18" mit einem Rahmen angezeigt. Das be­ deutet, daß Daten, die in einem Datenfenster 33 ange­ zeigt werden, Status- und Parameterwerte dieses Durch­ flußmessers 18" sind. Beim nochmaligen Anwählen des Durchflußmessers 18 erschient eine neue Anzeige (Fig. 3), die eine Kurve zeigt, die den Durchfluß über der Zeit angibt. Gegebenenfalls kann man hier auch noch den Startzeitpunkt des Motors 10 anzeigen lassen. Der Motor 10 kann beispielsweise dadurch in Betrieb genommen wer­ den, daß das Symbol 10" auf dem Fenster 32 angetippt wird.

Claims (8)

1. Verfahren zur Überprüfung einer Anlage mit mehreren Komponenten, die miteinander in Verbindung stehen, bei dem Komponenten graphisch in einem Anlagensche­ ma auf einer Anzeigefläche angezeigt werden, da­ durch gekennzeichnet, daß man das Anlagenschema durch Auswahl der interessierenden Komponenten selbst zusammenstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Komponenten in einer ersten An­ zeigefläche als Symbolvorrat dargestellt werden, aus dem sie auswählbar sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Symbolvorrat durch einen Benutzer zusammen­ gestellt wird, indem er Codes aus den jeweiligen Komponenten oder in deren Nähe einliest.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ausgewählten Komponenten auf ei­ ner zweiten Anzeigefläche in räumlicher und/oder funktionaler Zuordnung dargestellt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Anzeigefläche als Fen­ ster in einer Anzeigevorrichtung dargestellt wer­ den.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man einzelne Komponenten über eine Auswahl in der zweiten Anzeigefläche in Funktion setzen kann.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man für einzelne Komponenten in einer dritten Anzeigefläche Zeitverläufe vorbe­ stimmter Parameter von ausgewählten Komponenten darstellt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Identifikationsinformationen über Codes bereitgehalten werden, die den einzelnen Komponenten räumlich zugeordnet sind, und daß Kon­ figurationsinformationen über einzelne Komponenten von der jeweiligen Komponente selbst oder über eine Zentraleinheit in eine Verarbeitungseinrichtung eingelesen werden.