DE202016000250U1 - System for monitoring at least one electric drive - Google Patents
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Abstract
System (1) zur Überwachung von mindestens einem elektrischen Antrieb (11, 21, 31) aufweisend: a. mindestens eine Steuerung (10, 20, 30) für den elektrischen Antrieb (11, 21, 31), wobei die Steuerung (10, 20, 30) eine Busschnittstelle (18, 28, 38), insbesondere eine Feldbusschnittstelle (18, 28, 38), zur Verbindung mit einem Bus (40) zur Übertragung von Prozessdaten (PD) zur Steuerung des Antriebs (11, 21, 31), eine Recheneinheit (12, 22, 32), einen Speicher (15, 25, 35) und eine Datenschnittstelle (13, 23, 33) zur Übertragung von Oszilloskop-Daten (OD) aufweist; b. ein Mehrkanal-Oszilloskop (60) zur Darstellung der Oszilloskop-Daten (OD); c. eine Datenverbindung (14, 24, 34), die mit der Datenschnittstelle (13, 23, 33) der Steuerung (10, 20, 30) verbunden ist und diese mit dem Mehrkanal-Oszilloskop (OD) verbindet; wobei d. die Steuerung (10, 20, 30) dazu eingerichtet ist, in einem ersten Datenstrom (70) Datenpakete (72) mit den Oszilloskop-Daten (OD) aus dem Speicher (15, 25, 35) über die Datenschnittstelle (13, 23, 33) und die Datenverbindung (14, 24, 34) zu dem Mehrkanal-Oszilloskop (60) zu übertragen; und wobei e. die Recheneinheit (12, 22, 32) der Steuerung (10, 20, 30) eingerichtet ist, zum Erzeugen des Datenstroms (70) fortlaufend und selbstständig ein Senden von Datenpaketen (72) zu initiieren.System (1) for monitoring at least one electric drive (11, 21, 31) comprising: a. at least one controller (10, 20, 30) for the electric drive (11, 21, 31), wherein the controller (10, 20, 30) has a bus interface (18, 28, 38), in particular a fieldbus interface (18, 28, 38), for connection to a bus (40) for transmitting process data (PD) for controlling the drive (11, 21, 31), a computing unit (12, 22, 32), a memory (15, 25, 35) and a data interface (13, 23, 33) for transmitting oscilloscope data (OD); b. a multi-channel oscilloscope (60) for displaying the oscilloscope data (OD); c. a data link (14, 24, 34) connected to the data interface (13, 23, 33) of the controller (10, 20, 30) and connecting it to the multichannel oscilloscope (OD); where d. the controller (10, 20, 30) is set up, in a first data stream (70), data packets (72) with the oscilloscope data (OD) from the memory (15, 25, 35) via the data interface (13, 23, 33) and the data link (14, 24, 34) to the multichannel oscilloscope (60); and where e. the arithmetic unit (12, 22, 32) of the controller (10, 20, 30) is adapted to continuously and autonomously initiate transmission of data packets (72) to generate the data stream (70).
Description
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Überwachung von mindestens einem elektrischen Antriebe mittels eines Mehrkanal-Oszilloskops. Durch das System ist es möglich, unterschiedliche Daten von einem oder mehreren elektrischen Antrieben gleichzeitig darzustellen, in Beziehung zu setzen und zu analysieren.The present invention relates to a system for monitoring at least one electric drive by means of a multi-channel oscilloscope. The system makes it possible to simultaneously represent, correlate and analyze different data from one or more electric drives.
2. Stand der Technik2. State of the art
Moderne elektrische Antriebe, beispielsweise permanentmagneterregte Synchronmotoren, werden mittels entsprechender Steuerungen angetrieben, die die Drehzahl- und Leistungsregelung der Synchronmotoren vornehmen. Zur Analyse, Fehlersuche und Optimierung von elektrischen Antrieben ist es vorteilhaft die Daten der Steuerung des elektrischen Antriebs im zeitlichen Verlauf anzuzeigen. Daten können hierbei Messdaten, wie der Ist-Strom oder die Ist-Position des elektrischen Antriebs, davon abgeleitete Größen, wie die Drehzahl, die Regelabweichung, die Stellgröße, die Regelgröße des elektrischen Antriebs, oder beliebige andere Werte oder Parameter der Steuerung sein.Modern electric drives, such as permanent magnet synchronous motors are driven by appropriate controls that make the speed and power control of the synchronous motors. For analysis, troubleshooting and optimization of electrical drives, it is advantageous to display the data of the control of the electric drive over time. Data may be measured data, such as the actual current or the actual position of the electrical drive, variables derived therefrom, such as the rotational speed, the control deviation, the manipulated variable, the controlled variable of the electric drive, or any other values or parameters of the controller.
Aus dem Dokument
Bei elektrischen Antrieben ist jedoch aufgrund ihrer hohen Dynamik eine verbesserte Darstellung [MW1] erforderlich, um die Antriebe im laufenden Betrieb zu analysieren, Fehlersuche zu betreiben und sie zu optimieren.For electric drives, however, their high dynamics require an improved representation [MW 1 ] in order to analyze the drives during operation, to troubleshoot and optimize them.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System für eine detailliertere Erfassung von einem oder mehreren elektrischen Antrieben bereitzustellen [MW2].Against this background, the object of the present invention is to provide a system for a more detailed detection of one or more electric drives [MW 2 ].
3. Inhalt der Erfindung3. Content of the invention
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch ein System zur Überwachung von mindestens einem elektrischen Antrieb gemäß Anspruch 1.The above object is achieved by a system for monitoring at least one electric drive according to
Insbesondere weist das System zur Überwachung von mindestens einem elektrischen Antrieb mindestens eine Steuerung für den elektrischen Antriebe auf, wobei die Steuerung eine Busschnittstelle, insbesondere eine Feldbusschnittstelle, zur Verbindung mit einem Bus zur Übertragung von Prozessdaten zur Steuerung des Antriebs, einen Recheneinheit, einen Speicher und eine Datenschnittstelle zur Übertragung von Oszilloskop-Daten aufweist. Das System weist weiterhin ein Mehrkanal-Oszilloskop zur Darstellung der Oszilloskop-Daten, sowie eine Datenverbindung auf, die mit der Datenschnittstelle der Steuerung verbunden ist und diese mit dem Mehrkanal-Oszilloskop verbindet. Die Steuerung ist dazu eingerichtet, in einen ersten Datenstrom Datenpakete mit den Oszilloskop-Daten aus dem jeweiligen Speicher über die Datenschnittstelle und die Datenverbindung zu dem Mehrkanal-Oszilloskop zu übertragen. Die Recheneinheit der Steuerung ist eingerichtet, zum Erzeugen des Datenstroms fortlaufend und selbstständig ein Senden von Datenpaketen zu initiieren.In particular, the system for monitoring at least one electric drive has at least one controller for the electric drives, wherein the controller has a bus interface, in particular a fieldbus interface, for connection to a bus for transmitting process data for controlling the drive, a computing unit, a memory and has a data interface for transmitting oscilloscope data. The system also includes a multichannel oscilloscope for displaying the oscilloscope data, as well as a data connection that connects to the controller's data interface and connects it to the multichannel oscilloscope. The controller is set up to transmit data packets with the oscilloscope data from the respective memory via the data interface and the data connection to the multichannel oscilloscope in a first data stream. The arithmetic unit of the controller is set up to continuously and independently initiate transmission of data packets for generating the data stream.
Durch die Verwendung einer separaten, von der Bus- bzw. Feldbusschnittstelle unterschiedlichen Datenschnittstelle, und durch die Verwendung einer separaten Datenverbindung von der Datenschnittstelle der Steuerung zu dem Mehrkanal-Oszilloskop kann ein Datenstrom von Oszilloskop-Daten von der Steuerung an das Mehrkanal-Oszilloskop übertragen werden, ohne dass der Bus, insbesondere der Feldbus, bzw. die Busschnittstelle der Steuerung belastet wird. Damit ist einerseits eine Echtzeit-Datenanalyse bzw. Auswertung der Steuerungsdaten mit dem Mehrkanal-Oszilloskop möglich, anderseits stehen der Bus und die Busschnittstelle uneingeschränkt für die gewöhnliche Datenübertragung zum Betrieb der Steuerung zur Verfügung. Damit treten durch die Datenanalyse und Auswertung keine Verfälschungen des Steuerungsvorgangs auf.By using a separate data interface different from the bus or fieldbus interface, and by using a separate data link from the controller's data interface to the multichannel oscilloscope, a stream of oscilloscope data can be transferred from the controller to the multichannel oscilloscope , without the bus, in particular the fieldbus, or the bus interface of the controller is charged. On the one hand, real-time data analysis or evaluation of the control data with the multichannel oscilloscope is possible on the other hand, the bus and the bus interface are unrestrictedly available for normal data transmission for operation of the control. As a result, data analysis and evaluation do not distort the control process.
Zusätzlich kann über die separate Datenschnittstelle der Steuerung eine Datenübertragung in einer wesentlich höheren Datenrate erfolgen, als dies der Bustakt zulässt. Dies ermöglicht auch die Ausgabe von Oszilloskop-Daten in Form eines kontinuierlichen Datenstroms, der durch die Recheneinheit der Steuerung erzeugt wird, indem die Recheneinheit fortlaufend und selbständig ein Senden von Datenpaketen der Oszilloskop-Daten initiiert. Damit erfolgt eine kontinuierliche Ausgabe der Daten in dem Datenstrom. Die Steuerung gibt dabei von sich aus die aktuellen Werte der gewünschten Daten aus, ohne dass etwa die Daten jedes Mal neu abgerufen werden müssten. Die Ausgabe kann nach bestimmten Kriterien oder zeitgesteuert erfolgen.In addition, via the separate data interface of the controller, a data transmission at a much higher data rate than the bus clock allows. This also enables the output of oscilloscope data in the form of a continuous data stream, which is generated by the arithmetic unit of the controller, by the arithmetic unit continuously and independently initiating a transmission of data packets of the oscilloscope data. This results in a continuous output of the data in the data stream. The controller automatically outputs the current values of the desired data without, for example, having to retrieve the data each time. The output can be made according to specific criteria or timed.
Bei mehreren Steuerungen im System können die jeweiligen Steuerungen ihre Daten zeitgleich in mehreren Datenströmen zu dem Netzwerk-Oszilloskop ausgeben, damit die Daten miteinander vergleichbar sind. Hierbei muss keine Rücksicht auf den Takt des Busses genommen werden.With multiple controllers in the system, the respective controllers can simultaneously output their data in multiple streams to the network oscilloscope, so that the data is inter-related are comparable. Here, no consideration must be taken to the clock of the bus.
Im Mehrkanal-Oszilloskop wird der empfangene Datenstrom ausgewertet und die enthaltenen Daten der mehreren Kanäle graphisch dargestellt, gespeichert, zueinander in Beziehung gesetzt oder anderweitig analysiert. Somit lassen sich gleichzeitig und in Echtzeit mehrere elektrische Antriebe Überwachen, beispielsweise um ihr Zusammenspiel zu analysieren und zu optimieren.In the multichannel oscilloscope, the received data stream is evaluated and the contained data of the multiple channels are graphically displayed, stored, correlated or otherwise analyzed. Thus, several electric drives can be monitored simultaneously and in real time, for example in order to analyze and optimize their interaction.
Bevorzugt ist die Recheneinheit eingerichtet, das Senden der Datenpakete des Datenstroms basierend auf einer vordefinierten Größe eines Datenpakets und einer Menge der zu übertragenden Oszilloskop-Daten zu initiieren. Die zu übertragenden Daten werden bevorzugt im Speicher der Steuerung zwischengespeichert. Wenn die Recheneinheit erkennt, dass die Menge der zu übertragenden Oszilloskop-Daten die vordefinierte Größe eines Datenpakets erreicht, initiiert sie ein Versenden des entsprechenden Datenpakets.Preferably, the arithmetic unit is set up to initiate the transmission of the data packets of the data stream based on a predefined size of a data packet and a set of the oscilloscope data to be transmitted. The data to be transmitted are preferably buffered in the memory of the controller. When the arithmetic unit detects that the amount of oscilloscope data to be transmitted reaches the predefined size of a data packet, it initiates a transmission of the corresponding data packet.
Bevorzugt ist die Recheneinheit weiterhin dazu eingerichtet, das Senden der Datenpakete des Datenstroms zu initiieren, basierend auf einem Zeitzyklus wenn die Menge der Oszilloskop-Daten innerhalb des Zeitzyklus kleiner oder gleich einer vordefinierten Größe des Datenpakets ist. Die Recheneinheit wartet in diesem Fall nicht ab, bis Menge der zu übertragenden Oszilloskop-Daten die vordefinierte Größe eines Datenpakets erreicht, sondern initiiert ein Versenden eines Datenpakets, nach Ablauf eines Timers. Damit wird sichergestellt, dass auch bei geringen Datenmengen in kurzen Zyklen die Oszilloskop-Daten an das Mehrkanal-Oszilloskop übertragen werden. Damit können die Oszilloskop-Daten zeitnah, quasi in Echtzeit, dargestellt werden.Preferably, the computing unit is further configured to initiate transmission of the data packets of the data stream based on a time cycle when the amount of oscilloscope data within the time cycle is less than or equal to a predefined size of the data packet. In this case, the arithmetic unit does not wait until the quantity of oscilloscope data to be transmitted reaches the predefined size of a data packet, but initiates sending of a data packet when a timer expires. This ensures that the oscilloscope data is transmitted to the multichannel oscilloscope in short cycles even with small amounts of data. This allows the oscilloscope data to be displayed promptly, virtually in real time.
Bevorzugt ist das Mehrkanal-Oszilloskop eingerichtet, durch ein Senden eines Startsignals an die Steuerung den Datenstrom zu starten und durch Senden eines Stopp- oder Pausesignals an die Steuerung den Datenstrom zu stoppen. Die Steuerung ist eingerichtet, nach Empfang des Startsignals das Senden von Datenpaketen des Datenstroms fortlaufend und selbstständig zu initiieren und nach Empfang des Stopp- oder Pausesignals den Datenstrom zu stoppen. Durch das Startsignal wird die Ausgabe des Datenstroms von der Steuerung gestartet solange bis die Ausgabe des Datenstroms durch die Steuerung aufgrund eines empfangenen Stopp- oder Pausesignals gestoppt oder unterbrochen wird. Insbesondere sind nach gestarteter Datenausgabe zur Ausgabe der Oszilloskop-Daten keine wiederholten Anfragen an die Steuerung notwendig.Preferably, the multichannel oscilloscope is configured to start the data stream by sending a start signal to the controller and to stop the data stream by sending a stop or pause signal to the controller. The controller is set up to initiate the transmission of data packets of the data stream continuously and independently upon receipt of the start signal and to stop the data stream after receipt of the stop or pause signal. By the start signal, the output of the data stream is started by the controller until the output of the data stream by the controller is stopped or interrupted due to a received stop or pause signal. In particular, after the data output has been started to output the oscilloscope data, no repeated requests to the controller are necessary.
Bevorzugt ist die Steuerung eingerichtet, mindestens einem Datenpaket des Datenstroms zusätzlich zu den Oszilloskop-Daten einen Zeitstempel hinzuzufügen. Mittels des Zeitstempels ist eine exakte zeitliche Zuordnung der Oszilloskop-Daten möglich. Insbesondere lassen sich so auch zu einen späteren Zeitpunkt Oszilloskop-Daten analysieren, zeitlich zueinander in Beziehung setzen und miteinander vergleichen.Preferably, the controller is set up to add a time stamp to at least one data packet of the data stream in addition to the oscilloscope data. By means of the time stamp, an exact time assignment of the oscilloscope data is possible. In particular, oscilloscope data can be analyzed at a later point in time, correlated with one another and compared with each other.
Bevorzugt ist das Datenpaket zu einem verbindungslosen Netzwerkprotokoll, insbesondere zum User Datagram Protocol (UDP) kompatibel. Durch dieses einfache Protokoll wird unnötiger Daten-Overhead eingespart und der Datendurchsatz der Oszilloskop-Daten maximiert, um eine Echtzeit-Anzeige der Oszilloskop-Daten zu ermöglichen.The data packet is preferably compatible with a connectionless network protocol, in particular with the User Datagram Protocol (UDP). This simple protocol saves unnecessary data overhead and maximizes oscilloscope data throughput for real-time display of oscilloscope data.
Bevorzugt weist der der Speicher einen Zwischenspeicherbereich zur Zwischenspeicherung der Oszilloskop-Daten auf und die Recheneinheit ist eingerichtet, das Senden des Datenpakets weiterhin basierend auf einer Größe des Zwischenspeicherbereichs zu initiieren. Das Versenden eines Datenpakets des Datenstroms kann auch auf einfache Weise dadurch initiiert werden, dass der Füllstand eines Zwischenspeicherbereichs im Speicher überwacht wird und bei einem bestimmten Füllstand ein Datenpaket mit den zwischengespeicherten Daten versendet wird. Die Größe des Zwischenspeicherbereichs kann durch das Mehrkanal-Oszilloskop einstellbar sein, indem es ein entsprechendes Signal an die Steuerung sendet. Bevorzugt beträgt die Größe des Zwischenspeicherbereichs das 2,5-fache des UDP-Pakets.The memory preferably has a buffer area for buffering the oscilloscope data, and the arithmetic unit is set up to continue to initiate transmission of the data packet based on a size of the buffer area. The sending of a data packet of the data stream can also be initiated in a simple manner by monitoring the fill level of a buffer area in the memory and, at a certain fill level, by sending a data packet containing the buffered data. The size of the staging area may be adjustable by the multi-channel oscilloscope by sending a corresponding signal to the controller. Preferably, the size of the staging area is 2.5 times the UDP packet.
Bevorzugt ist das Mehrkanal-Oszilloskop eingerichtet, ein erstes Parametersignal zur Auswahl zumindest einer ersten Wertgröße und einer zweiten Wertgröße an die Steuerung zu senden, wobei die Steuerung eingerichtet ist, fortlaufend Oszilloskop-Daten für die erste Wertgröße und die zweite Wertgröße in dem Datenstrom zu senden, und wobei das Mehrkanal-Oszilloskop eingerichtet ist, die Oszilloskop-Daten der ersten Wertgröße in einem ersten Kanal und die Oszilloskop-Daten der zweiten Wertgröße einem zweiten Kanal auszugeben. Der Datenstrom kann mehrere unterschiedliche Wertgrößen einer oder mehrere Steuerungen in einem Datenpaket enthalten. Die Wertgrößen können alle Parameter, Variablen, Signal- und Messwerte umfassen, die an einer Steuerung vorliegen. Bevorzugt sendet die Steuerung mehrere Wertgrößen in einem gemeinsamen Datenpaket mit einem gemeinsamen, die mehreren Wertgrößen betreffenden Zeitstempel. Damit können mehrere Wertgrößen eines gemeinsamen Zeitpunkts, miteinander genau verglichen werden.Preferably, the multi-channel oscilloscope is configured to send a first parameter signal to the controller for selecting at least a first value size and a second value size, wherein the controller is configured to continuously send oscilloscope data for the first value size and the second value size in the data stream and wherein the multichannel oscilloscope is arranged to output the oscilloscope data of the first value size in a first channel and the oscilloscope data of the second value size to a second channel. The data stream may contain several different value sizes of one or more controllers in a data packet. The value sizes can include all parameters, variables, signal and measured values present on a controller. Preferably, the controller sends a plurality of value sizes in a common data packet with a common timestamp concerning the several value sizes. Thus, multiple value sizes of a common time, can be compared with each other exactly.
Bevorzugt weisen die Oszilloskop-Daten zumindest Messwerte der Steuerung, insbesondere einen Ist-Strom oder eine Ist-Position und/oder davon abgeleitete Werte, insbesondere die Drehzahl, die Regelabweichung und/oder die Stellgröße eines elektrischen Antriebs auf. Die Wertgrößen der Steuerung können insbesondere die genannten Parameter umfassen.The oscilloscope data preferably have at least measured values of the control, in particular an actual current or an actual position and / or values derived therefrom, in particular the rotational speed, the control deviation and / or the manipulated variable of an electric drive. The value variables of the control can in particular include the mentioned parameters.
Bevorzugt ist das Mehrkanal-Oszilloskop eingerichtet, zur Einstellung einer Abtastrate der Messwerte ein Einstellungssignal an die Steuerung zu senden. Damit kann mit dem Mehrkanal-Oszilloskop auf einfache Weise die Abtastrate der Steuerung eingestellt werden, ohne dass eine anderweitige Programmierung oder Parametrisierung vorgenommen werden muss.Preferably, the multi-channel oscilloscope is set up to send a setting signal to the controller for setting a sampling rate of the measured values. This allows the multichannel oscilloscope to easily set the sampling rate of the controller without the need for any other programming or parameterization.
Bevorzugt weist das System weiterhin eine erste Steuerung und eine zweite Steuerung und einen Netzwerk-Knoten auf, der die Oszilloskop-Daten der ersten Steuerung und die Oszilloskop-Daten der zweiten Steuerung empfängt und in einem gemeinsamen Datenstrom an das Mehrkanal-Oszilloskop weiterleitet, wobei das Mehrkanal-Oszilloskop zum Empfang und zur zeitgleichen Darstellung der Oszilloskop-Daten der ersten Steuerung und der Oszilloskop-Daten der zweiten Steuerung eingerichtet ist. Das Mehrkanal-Oszilloskop kann auch Oszilloskop-Daten von mehreren Steuerungen empfangen und miteinander in Beziehung setzten. Damit lassen sich beispielsweise zwei unterschiedliche Antriebe exakt aufeinander synchronisieren.Preferably, the system further comprises a first controller and a second controller and a network node that receives the oscilloscope data of the first controller and the oscilloscope data of the second controller and forwards in a common data stream to the multi-channel oscilloscope, wherein the Multichannel oscilloscope is set up to receive and simultaneously display the oscilloscope data of the first controller and the oscilloscope data of the second controller. The multichannel oscilloscope can also receive and correlate oscilloscope data from multiple controllers. This allows, for example, two different drives to synchronize exactly to each other.
Bevorzugt ist das Mehrkanal-Oszilloskop eingerichtet, eine zeitliche Synchronisation der empfangenen Oszilloskop-Daten der ersten und zweiten Steuerung anhand zumindest eines ersten Zeitstempels in den Oszilloskop-Daten der ersten Steuerung und eines zweiten Zeitstempels in den Oszilloskop-Daten der zweiten Steuerung vorzunehmen.Preferably, the multi-channel oscilloscope is set up to perform a time synchronization of the received oscilloscope data of the first and second control based on at least a first time stamp in the oscilloscope data of the first controller and a second time stamp in the oscilloscope data of the second controller.
Bevorzugt ist die Datenschnittstelle eine Serviceschnittstelle der jeweiligen Steuerung, und bevorzugt ist sie eine Serviceschnittstelle, die nach dem Ethernet-Standard arbeitet. Damit kann eine ggf. hardwareseitig schon vorhandene Serviceschnittstelle der Steuerung zu Ausgabe eines Datenstroms verwendet werden.Preferably, the data interface is a service interface of the respective controller, and preferably it is a service interface that operates according to the Ethernet standard. In this way, a possibly existing hardware interface of the controller for outputting a data stream can be used.
Bevorzugt nutzt jede Steuerung zur zeitlichen Synchronisation entweder das Precision Time Protocol (PTP) des Netzwerk-Knotens oder ein von Mehrkanal-Oszilloskop gesendetes Zeitsignal oder ein vom Feldbus gesendetes Zeitsignal.Preferably, each timing synchronization controller uses either the Precision Time Protocol (PTP) of the network node or a time signal sent by the multichannel oscilloscope or a time signal sent by the fieldbus.
Beschrieben wird auch ein Verfahren zur Überwachung von mindestens einem elektrischen Antrieb, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- a. Erfassen von Daten des Antriebs durch eine Steuerung des Antriebs;
- b. Erzeugen eines Datenstroms für Oszilloskop-Daten aus den Daten des Antriebs durch die Steuerung, wobei die Steuerung fortlaufend und selbständig ein Senden von Datenpaketen initiiert;
- c. kontinuierliches Ausgeben des Datenstroms von einer Datenschnittstelle der Steuerung; und
- d. Empfangen des Datenstroms und Darstellen der Oszilloskop-Daten durch ein Mehrkanal-Oszilloskop.
- a. Acquiring data of the drive by a controller of the drive;
- b. Generating a data stream for oscilloscope data from the data of the drive by the controller, wherein the controller continuously and independently initiates a transmission of data packets;
- c. continuously outputting the data stream from a data interface of the controller; and
- d. Receive the data stream and present the oscilloscope data through a multichannel oscilloscope.
Mit dem Verfahren werden die oben in Bezug auf das erfindungsgemäße System genannten Vorteile erzielt, insbesondere hinsichtlich der Schonung des Busses, der hohen möglichen Datenrate und der vorteilhaften kontinuierlichen Ausgabe der Oszilloskop-Daten durch die Steuerung in einem Datenstrom. Hierbei initiiert die Steuerung von sich aus ein Senden von Datenpaketen, um den Datenstrom bereitzustellen. Bevorzugt ist dabei die Buskommunikation von der Kommunikation der Oszilloskop-Daten getrennt, so dass sich beide parallelen Kommunikationswege nicht beeinflussen. Weiterhin kann durch das Ausnutzen der Bandbreite der Datenschnittstelle die Datenrate für die Daten sehr hoch sein. Entsprechend liegen die Daten bzw. Wertgrößen der Steuerung am Mehrkanal-Oszilloskop quasi in Echtzeit vor und können somit unmittelbar dargestellt und ausgewertet werden.The method achieves the advantages mentioned above in relation to the system according to the invention, in particular with regard to the protection of the bus, the high possible data rate and the advantageous continuous output of the oscilloscope data by the control in a data stream. In doing so, the controller itself initiates transmission of data packets to provide the data stream. In this case, the bus communication is preferably separated from the communication of the oscilloscope data, so that both parallel communication paths do not influence each other. Furthermore, by exploiting the bandwidth of the data interface, the data rate for the data can be very high. Accordingly, the data or value variables of the control on the multichannel oscilloscope are present in quasi real time and can thus be directly displayed and evaluated.
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf:
- e1. Initiieren des Sendens der Datenpakete des Datenstroms basierend auf einer vordefinierten Größe eines Datenpakets und einer Menge der zu übertragenden Oszilloskop-Daten; und/oder
- e2. Initiieren des Sendens der Datenpakete des Datenstroms basierend auf einem Zeitzyklus, wenn die Menge der Oszilloskop-Daten innerhalb des Zeitzyklus kleiner oder gleich einer vordefinierten Größe des Datenpakets ist.
- e1. Initiating transmission of the data packets of the data stream based on a predefined size of a data packet and a set of the oscilloscope data to be transmitted; and or
- e2. Initiating transmission of the data packets of the data stream based on a time cycle if the amount of oscilloscope data within the time cycle is less than or equal to a predefined size of the data packet.
Damit kann das Senden eines der Datenpakete gestartet werden, wenn eine bestimmte Größe an zu versendenden Daten aufgelaufen ist und/oder wenn eine bestimmte Zeit nach dem Versenden des letzten Datenpakets vergangen ist. Damit wird einerseits ein gutes Verhältnis von zu übertragenden Daten zu Overhead-Daten erreicht und andererseits die Datenaktualität sichergestellt.Thus, the transmission of one of the data packets can be started when a certain amount of data to be sent has accumulated and / or when a certain time has elapsed after the last data packet was sent. On the one hand, this achieves a good ratio of data to be transferred to overhead data and, on the other hand, ensures data up-to-dateness.
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf:
- f. Zwischenspeichern der zu übertragenden Oszilloskop-Daten einer Steuerung in einem Zwischenspeicherbereich; und
- g. Senden eines Datenpakets wenn der Zwischenspeicherbereich zu einem gewissen Grad oder vollständig mit zu übertragenden Oszilloskop-Daten gefüllt ist.
- f. Buffering the oscilloscope data to be transmitted to a controller in a buffer area; and
- G. Sending a data packet when the staging area is filled to some extent or completely with oscilloscope data to be transmitted.
Im Zwischenspeicherbereich einer Steuerung werden die zu übertragenden Oszilloskop-Daten zwischengespeichert, bis einen bestimmte Menge an Oszilloskop-Daten aufgelaufen ist, so dass sich eine Übertragung als Datenpaket lohnt.The buffer memory area of a controller becomes the oscilloscope data to be transmitted cached until a certain amount of oscilloscope data has accumulated, so that a transfer as a data packet is worthwhile.
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf:
- h1. Starten des Datenstroms durch die Steuerung nach Empfang eines Startsignals von dem Mehrkanal-Oszilloskop; und/oder
- h2. Stoppen des Datenstroms durch die Steuerung nach Empfang eines Stopp- oder Pausesignals von dem Mehrkanal-Oszilloskop.
- h1. Starting the data stream by the controller upon receipt of a start signal from the multi-channel oscilloscope; and or
- h2. Stopping the data stream by the controller after receiving a stop or pause signal from the multichannel oscilloscope.
Über das Mehrkanal-Oszilloskop können Start-, Stopp- und Pausesignale an die Steuerung gesendet werden, um dort ein fortlaufendes und selbstständiges Senden des entsprechenden Datenstroms an das Mehrkanal-Oszilloskop zu steuern. Auch ermöglicht das Start-Stop-Pause Steuersignal mehrere Steuerungen gleichzeitig zu steuern, so dass eine erste Steuerung und eine zweite Steuerung nahezu gleichzeitig die ersten Datenpakete mit Oszilloskop-Daten senden.The multichannel oscilloscope can send start, stop and pause signals to the controller to control continuous and autonomous transmission of the appropriate data stream to the multichannel oscilloscope. Also, the start-stop pause control signal allows multiple controllers to be simultaneously controlled so that a first controller and a second controller send the first data packets with oscilloscope data almost simultaneously.
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf:
- e. Auswählen von bestimmten Daten der Steuerung und/oder des Antriebs mittels des Mehrkanal-Oszilloskops;
- f. Senden eines Parametersignals zur Auswahl der bestimmten Daten durch das Mehrkanal-Oszilloskop an die jeweilige Steuerung; und
- g. Starten der kontinuierlichen Ausgabe des Datenstroms der ausgewählten Daten durch die Steuerung an das Mehrkanal-Oszilloskop.
- e. Selecting specific data of the controller and / or the drive using the multichannel oscilloscope;
- f. Sending a parameter signal for selecting the particular data by the multi-channel oscilloscope to the respective controller; and
- G. Starting the continuous output of the data stream of the selected data through the controller to the multi-channel oscilloscope.
Die gewünschten, zur Überwachung benötigten Daten können auf einfache Weise für jede der Steuerungen mittels des Mehrkanal-Oszilloskops ausgewählt werden. Hierbei sendet das Mehrkanal-Oszilloskop ein Parametersignal zur Auswahl der bestimmten Daten bzw. Wertgrößen an die jeweilige Steuerung, woraufhin die Steuerung kontinuierlich einen Datenstrom mit den ausgewählten Daten bzw. Wertgrößen ausgibt.The desired data required for monitoring can be easily selected for each of the controllers by means of the multichannel oscilloscope. In this case, the multi-channel oscilloscope sends a parameter signal for selecting the specific data or value variables to the respective controller, whereupon the controller continuously outputs a data stream with the selected data or value variables.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Further preferred embodiments will become apparent from the dependent claims.
4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen4. Brief description of the drawings
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt:In the following, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Showing:
5. Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele5. Description of preferred embodiments
Im Folgenden werden mit Bezug auf die Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben.In the following, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the figures.
Das System
Jeder der elektrischen Antriebe
Zur gleichzeitigen Überwachung der elektrischen Antriebe
Wie aus
Jede der Steuerungen
Fakultativ, kann insbesondere bei mehreren Steuerungen
Der Netzwerk-Knoten
Die zeitliche Synchronisation der Oszilloskop-Daten OD kann auch auf ein Referenzsignal, beispielsweise ein vom Mehrkanal-Oszilloskop
Im Mehrkanal-Oszilloskop
Jede der Steuerung
Die zur Steuerung des elektrischen Antriebs
Über das Mehrkanal-Oszilloskop
Die Steuerungen
Alternativ dazu oder zusätzlich kann das Datenpaket
Die Datenpakete
Die Datenschnittstelle
Mit dem vorliegenden System
Mögliche Messdaten können beispielsweise der Ist-Strom, die Ist-Position und davon abgeleitete Werte, z. B. die Drehzahl, die Regelabweichung, die Stellgröße, die Regelgröße etc. des jeweiligen elektrischen Antriebs
Das Mehrkanal-Oszilloskop
Das Mehrkanal-Oszilloskop
Damit kann mit dem System
- a. Erfassen von
Daten des Antriebs 11 ,21 ,31 durch dieSteuerung 10 ,20 ,30 desAntriebs 11 ,21 ,31 ; - b.
Erzeugen eines Datenstroms 70 für die Oszilloskop-Daten OD aus den Daten des Antriebs11 ,21 ,31 durch dieSteuerung 10 ,20 ,30 , wobei dieSteuerung 10 ,20 ,30 fortlaufend und selbständig ein Senden von Datenpaketen initiiert; - c. kontinuierliches Ausgeben des Datenstroms
70 von der Datenschnittstelle 13 ,23 ,33 der Steuerung 10 ,20 ,30 ; und - d. Empfangen des Datenstroms
70 und Darstellen der Oszilloskop-Daten OD durch das Mehrkanal-Oszilloskop 60 .
- a. Capture data from the
drive 11 .21 .31 through thecontroller 10 .20 .30 of thedrive 11 .21 .31 ; - b. Generating a
data stream 70 for the oscilloscope data OD from the data of thedrive 11 .21 .31 through thecontroller 10 .20 .30 , where thecontroller 10 .20 .30 continuously and independently initiates a transmission of data packets; - c. continuous output of the
data stream 70 from thedata interface 13 .23 .33 thecontroller 10 .20 .30 ; and - d. Receive the
data stream 70 and displaying the oscilloscope data OD through themulti-channel oscilloscope 60 ,
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf:
- e1. Initiieren des Sendens der Datenpakete
72 des Datenstroms70 basierend auf einer vordefinierten Größe eines Datenpakets72 und einer Menge der zu übertragenden Oszilloskop-Daten OD; und/oder - e2. Initiieren des Sendens der Datenpakete
72 des Datenstroms70 basierend auf einem Zeitzyklus, wenn die Menge der Oszilloskop-Daten OD innerhalb des Zeitzyklus kleiner oder gleich einer vordefinierten Größe des Datenpakets72 ist.
- e1. Initiate the sending of the
data packets 72 of thedata stream 70 based on a predefined size of adata packet 72 and a set of the oscilloscope data OD to be transmitted; and or - e2. Initiate the sending of the
data packets 72 of thedata stream 70 based on a time cycle, if the amount of oscilloscope data OD within the time cycle is less than or equal to a predefined size of thedata packet 72 is.
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf:
- f. Zwischenspeichern der zu übertragenden Oszilloskop-Daten
OD einer Steuerung 10 ,20 ,30 ineinem Zwischenspeicherbereich 19 ,29 ,39 ; und - g. Senden eines Datenpakets
72 wenn der Zwischenspeicherbereich 19 ,29 ,39 zu einem gewissen Grad oder vollständig mit zu übertragenden Oszilloskop-Daten OD gefüllt ist.
- f. Caching the oscilloscope data OD to be transmitted to a
controller 10 .20 .30 in acache area 19 .29 .39 ; and - G. Sending a
data packet 72 if thecache area 19 .29 .39 to some extent or completely filled with oscilloscope data OD to be transmitted.
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf:
- h1. Starten des Datenstroms durch die
Steuerung 10 ,20 ,30 nach Empfang eines Startsignals74 von dem Mehrkanal-Oszilloskop 60 ; und/oder - h2. Stoppen des Datenstroms durch die
Steuerung 10 ,20 ,30 nach Empfang eines Stopp-oder Pausesignals 76 von dem Mehrkanal-Oszilloskop 60 .
- h1. Starting the data stream through the
controller 10 .20 .30 after receiving astart signal 74 from themultichannel oscilloscope 60 ; and or - h2. Stopping the data stream through the
controller 10 .20 .30 upon receipt of a stop or pausesignal 76 from themultichannel oscilloscope 60 ,
Bevorzugt weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf:
- i. Auswählen von bestimmten Daten bzw.
Wertgrößen der Steuerung 10 ,20 ,30 und/oder des Antriebs11 ,21 ,31 mittels des Mehrkanal-Oszilloskops 60 ; - j. Senden des Parametersignals zur Auswahl der bestimmten Daten durch das Mehrkanal-
Oszilloskop 60 andie jeweilige Steuerung 10 ,20 ,30 .
- i. Select specific data or values of the
controller 10 .20 .30 and / or thedrive 11 .21 .31 using themultichannel oscilloscope 60 ; - j. Sending the parameter signal to select the specific data through the
multichannel oscilloscope 60 to therespective controller 10 .20 .30 ,
Insgesamt können mit dem System
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Systemsystem
- 10, 20, 3010, 20, 30
- Steuerungcontrol
- 11, 21, 3111, 21, 31
- elektrischer Antriebelectric drive
- 12, 22, 3212, 22, 32
- Recheneinheitcomputer unit
- 13, 23, 3313, 23, 33
- DatenschnittstelleData Interface
- 14, 24, 3414, 24, 34
- DatenverbindungData Connection
- 15, 25, 3515, 25, 35
- SpeicherStorage
- 16, 26, 3616, 26, 36
- Speicherzugriffsmodul/DMAMemory access module / DMA
- 17, 27, 3717, 27, 37
- Kanalchannel
- 18, 28, 3818, 28, 38
- Busschnittstelle/FeldbusschnittstelleBus Interface / Fieldbus
- 19, 29, 3919, 29, 39
- ZwischenspeicherbereichStaging area
- 4040
- Bus/FeldbusBus / fieldbus
- 5050
- Netzwerk-KnotenNetwork nodes
- 6060
- Mehrkanal-OszilloskopMulti-channel oscilloscope
- 6262
- Darstellung des Mehrkanal-OszilloskopsRepresentation of the multichannel oscilloscope
- 7070
- Datenstromdata stream
- 7272
- Datenpaketdata packet
- 7474
- Startsignalstart signal
- 7676
- Stopp- oder PausesignalStop or pause signal
- PDPD
- Prozessdatenprocess data
- ODOD
- Oszilloskop-DatenOscilloscope data
- TSTS
- Zeitstempeltime stamp
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009024101 A [0003] DE 102009024101 A [0003]
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---|---|---|---|
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R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H04L0012260000 Ipc: H04L0043000000 |
|
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