DE3609927A1 - Betriebssteuersystem und -verfahren - Google Patents
Betriebssteuersystem und -verfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Betriebssteuersystem für Anlagen,
die Verwendung einer Speichervorrichtung sehr hoher Spei
cherkapazität sowie ein Verfahren zur Betriebssteuerung
einer Anlage.
In diesem Zusammenhang soll unter Anlage jedes komplexere
technische Gerät verstanden werden, zu dessen Gebrauch
umfangreichere Anleitungen erforderlich sind, also Geräte,
Maschinen, Bearbeitungsvorrichtungen bis zu Großanlagen
des Anlagenbaus. Zum Betrieb einer derartigen Anlage gehört
die Durchführung der bestimmungsgemäßen Funktion, aber
auch weitere Vorgänge wie Wartungsarbeiten, Instandsetzungen
bis zu Stör- und Notfällen zählen hierzu.
Im allgemeinen ist zum Betrieb solcher Anlagen zunächst
einmal eine eingehende Schulung des die Anlage bedienen
den Personals notwendig. Im folgenden soll beispielhaft,
um die Schilderung der Erfindung zu vereinfachen, anhand
einer Werkzeugmaschine als "Anlage" geschildert werden,
welche Vorgänge im einzelnen ablaufen. Zunächst einmal
wird die Werkzeugmaschine geliefert und muß nach lnstruk
tionen des Herstellers aufgestellt und in Betrieb genommen
werden. Üblicherweise kommt hierzu ein Beauftragter der
Herstellerfirma der Werkzeugmaschine zum Aufstellungsort
und weist das dort beschäftigte Bedienungspersonal ein.
Hierzu kann man sich im allgemeinen sehr umfangreicher
Handbücher, sogenannter "Manuals", oder anderer Aufzeich
nungsmedien für eine komprimierte Darstellung, beispiels
weise Mikrofiches, gekoppelt mit einem zugehörigen Mikro
fiche-Lesegerät, bedienen. Als nächstes müssen die Betriebs
abläufe für die bestimmungsgemäße Funktion, im Fall der
angeführten Werkzeugmaschine also der Gebrauch dieser Ma
schine zur Herstellung von Werkzeugen, erläutert werden.
Dazu gehört insbesondere eine ausführliche Schilderung
ausgewählter Bearbeitungsabläufe anhand typischer Anwendungs
fälle. Als nächstes müssen Wartungs- und Instandsetzungs
arbeiten, die gegebenenfalls sehr aufwendig sind und den
Einsatz spezieller Werkzeuge und Hilfsmittel oder nur vom
Hersteller beziehbare Ersatzteile erfordern, verdeutlicht
werden. Das Bedienungspersonal muß weiterhin lernen, wie
es sich im Falle von Störungen, im Extremfall sogar bei
echten Notfällen wie etwa einem Brand, verhalten soll.
Nach einer gewissen Einarbeitungszeit des Bedienungsper
sonals reist der Beauftragte des Herstellerwerks wieder
ab, und das Bedienungspersonal ist auf sich gestellt.
Aufgrund der hohen lnformationsdichte sind häufig zahlreiche
Informationen schnell wieder vergessen, weil sie momentan
nicht gebraucht werden, insbesondere solche für seltenere
Stör- oder Notfälle.
Treten daher außergewöhnliche Betriebsbedingungen auf,
die etwa den Ersatz eines Spezialteiles an der Werkzeug
maschine erforderlich machen, so kann das übliche Bedie
nungspersonal darin überfordert sein, den Austausch dieses
Ersatzteiles vorzunehmen. Nunmehr muß wieder ein Beauf
tragter des Herstellerwerks anreisen, um das benötigte
Spezialteil in die Werkzeugmaschine einzubauen. Dabei stehen
häufig die Kosten für den Beauftragten der Herstellerfirma,
insbesondere Reisekosten, Kosten der Unterbringung und
Abwesenheit von seinem üblichen Einsatzort, in keinem Ver
hältnis zu den Kosten des Ersatzteiles. Dies kann insbe
sondere bei größeren Geräten, bei denen häufig Wartungen
und Instandsetzungen durchzuführen sind, dazu führen, daß
ein Hersteller derartiger Anlagen an weiter entfernten
Orten Wettbewerbsnachteile hinnehmen muß, da sich die Abneh
mer solcher Anlagen eher Firmen bedienen werden, die nicht
allzuweit entfernt ansässig sind, um die Kosten für In
standhaltung und Wartung zu verringern.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Be
triebssteuersystem für Anlagen sowie ein Verfahren zur
Betriebssteuerung einer Anlage zur Verfügung zu stellen,
bei welchem die voranstehend genannten Betriebsabläufe
derart vereinfacht sind, daß das Bedienungspersonal in
die Lage versetzt wird, sämtliche auftretenden Betriebs
abläufe, sei es der bestimmungsgemäße Gebrauch oder Vorgänge
wie Wartung Reparatur und lnstandhaltung oder Not- und/
oder Störfälle in den Griff zu bekommen.
Die Aufgabe wird bezüglich des Betriebssteuersystems durch
ein Anlagen-Betriebssteuersystem mit einem Steuergerät,
einer Speichervorrichtung, in welcher wesentliche Betriebs
parameter und Betriebsabläufe der Anlage gespeichert sind,
und einem Darstellungsgerät zur Darstellung jeweils eines
Betriebsablaufes und wahlweise zugehöriger Betriebspara
meter gelöst.
Beispielhaft für Betriebsparameter seien hier anhand der
Schmierung einer Werkzeugmaschine Schmierintervalle, an
unterschiedlichen Stellen der Maschine vorgeschriebene
unterschiedliche Schmiermittel, zugehörige Ersatzteile
wie beispielsweise Schmiernippel und zum Austausch dieser
Schmiernippel benötigte Werkzeuge, insbesondere Spezial
werkzeuge, genannt. Im Rahmen dieses Beispiels ist ein
typischer Betriebsablauf die Schmierung der Werkzeugma
schine in bestimmten Wartungsintervallen, etwa täglich,
wöchentlich oder nach Ablauf einer vorgegebenen Betriebs
stundenzahl. Der Betriebsablauf ist derart in der Speicher
vorrichtung gespeichert, daß sämtliche zur Schmierung der
gesamten Maschine notwendigen Operationen und Handgriffe
auf dem Darstellungsgerät gezeigt werden, etwa so wie ein
Lehrfilm. Auf dem Darstellungsgerät, beispielsweise einem
Video-Monitor, sieht die Bedienungsperson daher bezüglich
des beispielhaften Betriebsablaufes "Schmierung" Ansichten
der Maschine mit den unterschiedlichen Schmierstellen,
und es wird im einzelnen gezeigt, in welcher Reihenfolge
die Schmierstellen versorgt werden, welche Maschinenteile
hierbei gegebenenfalls entfernt werden müssen, wie dies
im einzelnen zu bewerkstelligen ist, welche Werkzeuge die
in dem Film gezeigte vorführende Person hierbei benutzt usw.
Hierbei kann die Darstellung des Betriebsablaufes zu jedem
geeigneten Zeitpunkt unterbrochen werden, um jeweils zuge
hörige Betriebsparameter festzustellen. Ist in dem Lehr
film daher etwa ein bestimmter Schmiernippel gezeigt, so
kann die Darstellung des Vorgangs des Auffindens dieses
bestimmten Schmiernippels an dieser Stelle unterbrochen
werden, um als zugehörige Betriebsparameter die Bezeichnung
dieses Schmiernippels in der Schmiernippel-Ersatzteilliste
abzurufen. Ein weiterer zugehöriger Betriebsparameter kann
das speziell für diesen bestimmten Schmiernippel erforder
liche Schmiermittel, etwa ein Fett mit ganz bestimmten
Eigenschaften, sein.
Weiterhin kann, wenn etwa dieser bestimmte Schmiernippel
defekt ist, ein weiterer Betriebsablauf zugeordnet und
auf dem Darstellungsgerät gezeigt werden, insbesondere
die zweckmäßigste Vorgehensweise zum Austausch dieses de
fekten Schmiernippels. Bei diesem Reparaturvorgang kann
die Darstellung des Betriebsablaufes wiederum unterbrochen
werden, um beispielsweise zugehörige andere Betriebspara
meter, etwa zum Austausch des Schmiernippels benötigte
Spezialwerkzeuge, zu ermitteln und ebenfalls auf dem Dar
stellungsgerät anhand ihrer Bezeichnung oder zur Erläuterung
ihrer Funktion sogar ihrer Form bildlich sichtbar zu machen.
Schon dieses einfache Beispiel macht die Vorteile des er
findungsgemäßen Anlagen-Betriebssteuersystems deutlich.
In jedem Moment steht der Bedienungsperson eine umfassende
Information, die dem jeweiligen Einzelfall angepaßt ist,
zur Verfügung. Hierbei kann mit Hilfe des Steuergerätes
an den jeweiligen Einzelfall angepaßt ausgewählt werden,
was bei diesem Einzelfall wichtig oder von Bedeutung ist.
Abhängig von der Schwierigkeit oder möglicherweise auf
tretenden Gefahren bei bestimmten Betriebsvorgängen, zum
Beispiel der Reparatur spannungsführender Teile, kann mit
Hilfe des Steuergerätes hierbei erreicht werden, daß be
stimmte Parameter oder Angaben zwangsweise an bestimmten
Stellen des nach Art eines Films ablaufenden Betriebsab
laufes auf dem Darstellungsgerät gezeigt werden, etwa eine
deutliche Warnung, an dieser Stelle bestimmte Arbeiten
erst dann vorzunehmen, wenn ein bestimmter Anlagenteil
stromlos gemacht worden ist. Das Steuergerät ermöglicht
es weiterhin, für Benutzerkreise unterschiedlicher Quali
fikation entsprechend unterschiedliche Betriebsparameter
einzublenden, die vorzugsweise für weniger qualifiziertes
Personal, etwa Hilfspersonal, nicht abschaltbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Anlagen-Betriebssteuersystems umfaßt das Steuergerät eine
programmierbare elektronische Schaltungseinheit, vorzugs
weise einen Mikroprozessor. Diese programmierbare elek
tronische Schaltungseinheit kann einmal zur Automatisierung
bestimmter Betriebsabläufe dienen. Weiterhin ist hiermit
je nach Anwendungsfall eine unterschiedliche Zuordnung
von unterschiedlichen Betriebsparameterbereichen zu einem
gegebenen Betriebsablauf oder aber die Verknüpfung verschie
dener Betriebsabläufe möglich, und zwar sowohl anhand vor
gegebener Informationen, die beispielsweise der Hersteller
der Anlage für unverzichtbar hält, aber auch durch Eingriffe
des Benutzers. Ein Benutzer, der im geschilderten Beispiel
der Schmierung einer Werkzeugmaschine beispielsweise weiß,
welche Schmiermittel für bestimmte Schmiernippel verwendet
werden sollen, kann die zugehörigen Betriebsparameter über
steuern und so die Darstellung beschleunigen, um etwa
detailliertere lnformationen über zum Austausch eines be
stimmten Schmiernippels benötigte Ersatzteile oder Werk
zeuge zu erhalten.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn gemäß einer weiteren
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung das Darstellungs
gerät ein Video-Monitor ist. Dann lassen sich die Betriebs
abläufe einfach als Videofilme aufzeichnen und so auf dem
Video-Monitor wiedergeben. Derartige Video-Monitore sind
auch besonders geeignet, um Listen, die elektronisch ge
speichert sind, etwa Ersatzteillisten, wiederzugeben. lm
übrigen muß auch an den Störfall gedacht werden, daß nicht
nur an der Anlage eine Störung auftritt, sondern das Dar
stellungsgerät des Anlagen-Betriebssteuersystems ausfällt;
für einen Video-Monitor läßt sich üblicherweise schnell
Ersatz beschaffen.
Bei einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Ausge
staltung der Erfindung ist die Speichervorrichtung mit
einem optisch abtastbaren Nur-Lese-Speichermedium versehen,
insbesondere einer sogenannten Bildplatte oder auch Laser
disk. Auf derartigen Laserdisks können außerordentlich
hohe Informationsmengen gespeichert werden, beispielsweise
in der Größenordnung von 500 Gigabyte. Dies ermöglicht
auf einer einzigen Laserdisk die Speicherung von lnfor
mationen, welche sonst nur in zig-bändigen Handbüchern
in gedruckter Form erfaßt werden können. Neben derartigen
statischen lnformationen wie beispielsweise Ersatzteil
listen, Bedienungsanleitung usw. gestattet die enorm hohe
Speicherkapazität einer Laserdisk die gleichzeitige Spei
cherung in Echtzeit ablaufender Vorgänge, also der eingangs
geschilderten Betriebsabläufe. Im Effekt können sämtliche
Betriebsabläufe und Betriebsparameter für eine bestimmte
Anlage auf einer einzigen Laserdisk gespeichert werden.
Es wird demzufolge eine außerordentliche Reduktion im
Platzbedarf erzielt. Da sämtliche zu einer Anlage gehörigen
Informationen auf einem einzigen kompakten Speichermedium
zusammengefaßt sind, wird auch die Gefahr ausgeschlossen,
daß bei beispielsweise einer Reihe von zwanzig zu einer
Anlage gehörigen Handbüchern eines davon verlegt wird und
nicht wieder auffindbar ist.
Laserdisks weisen darüber hinaus erhebliche Vorteile bezüg
lich der Beständigkeit der gespeicherten Informationen
auf. So sind sie, anders als beispielsweise Magnetbänder,
gegen äußere Störeinflüsse wie Magnetfelder, Staub, Ver
schmutzung und ähnliches entweder unempfindlich oder doch
zumindest sehr resistent. Ein derartiges Speichermedium
wie ein Laserdisk kann daher auch bei Großanlagen unter
erschwerten Umgebungsbedingungen, etwa Staubanfall, nahe
an der Anlage eingesetzt werden, was in bemerkenswertem
Kontrast zu beispielsweise Handbüchern steht, die in solchen
Fällen weit entfernt in einem Büro gelagert werden und
dann in einem Störfall nicht genügend schnell erreichbar
sind.
Eine einfache Möglichkeit der Verknüpfung eines oder meh
rere Betriebsabläufe miteinander und mit zugehörigen Be
triebsparametern ergibt sich, wenn gemäß einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die in dem Spei
chermedium gespeicherten Betriebsabläufe mit Markierungen
zur Verknüpfung mit Betriebsparametern, die ebenfalls Mar
kierungen aufweisen versehen sind. Derartige Markierungen
können verschiedenartigste Gestalt annehmen. Einmal kann
beispielsweise ein auf dem Video-Monitor auftauchender
Maschinenteil, der ansonsten in natürlicher Darstellung
gezeigt ist, mit einer zusätzlich eingeblendeten Nummer
versehen sein. Diese Nummer kann, entweder automatisch
oder aber über das Steuergerät, einen Zugriff auf Betriebs
parameter oder Betriebsparameterbereiche gestatten, welche
zumindest diese Nummer als Teil ihrer Numerierung aufweisen.
Hierdurch lassen sich auch einfach numerische Hierarchien
aufbauen, nach welchen Betriebsparameter nach ihrer Bedeu
tung oder der erwarteten Häufigkeit ihrer Abfrage geordnet
sind. So können beispielsweise stark verschleißfeste Ma
schinenteile als Betriebsparameter weiter unten in der
Hierarchie angesiedelte Markierungen, im gewählten Bei
spiel also Nummern, aufweisen als Teile, die erfahrungs
gemäß besonders häufig verschleißen. Es können aber auch
andersartige Markierungen vorgesehen werden, etwa farblich
gestaltete Bereiche bei der Darstellung des jeweiligen
Betriebsablaufes, wobei mit dieser Farbe bestimmte Betriebs
parameter-Untergruppen ebenfalls markiert sind, wodurch
insbesondere weniger qualifiziertem Bedienungspersonal
die Identifizierung zusammengehöriger Betriebsparameter
in einem gegebenen Fall erleichtert wird.
Es kann auch, wie nachstehend noch im Zusammenhang mit
dem erfindungsgemäßen Betriebssteuerungsverfahren im einzel
nen geschildert wird, unterschiedliche Arten von Markierungen
geben, insbesondere solche, die von sämtlichen Benutzer
personen abrufbar sind und gebraucht werden können, als
auch solche, deren Benutzung einem bestimmten, insbesondere
höher qualifizierten Benutzerkreis vorbehalten bleibt.
Diese Markierungen können hardwaremäßig auf dem Speicher
medium, aber beispielsweise auch in dem Steuergerät vorge
sehen werden. Hierzu kann man sich beispielsweise EPROMS
bedienen, wobei unterschiedlichen Benutzern je nach Quali
fikationshierarchie unterschiedliche EPROMS zur Verfügung
stehen, so daß beispielsweise ein qualifizierter Service
techniker einen EPROM bekommt, mit dessen Hilfe er sämtliche
Markierungen und damit sämtliche Informationen benutzen
kann, wogegen einer Hilfskraft nur ein solcher EPROM zur
Verfügung steht, mit dem sich die üblichen Betriebsvorgänge
und Betriebsparameter und gegebenenfalls besondere Stör
fälle darstellen lassen.
Sind gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung die Betriebsabläufe in Echtzeit auf dem Darstel
lungsgerät darstellbar, so ergibt sich eine besonders natur
getreue Darstellung dieser Betriebsabläufe, die auch unge
übten Personen den Umgang mit der Anlage erleichtert. Ins
besondere für Anlagen für technisch weniger entwickelte
Länder kann etwa eine Darstellung gewählt werden, bei der
beispielsweise eine Bedienungsperson mit einer Ölkanne
in der Hand die gesamte Anlage abgeht und an jedem mit
diesem Öl zu versorgenden Schmiernippel genau zeigt, wie
das Öl dorthin zu befördern ist. Zur weiteren Verdeutlichung
kann aber der bestimmte Betriebsablauf auch etwa in Zeit
lupen- oder Zeitrafferdarstellung auf dem Monitor gezeigt
werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin
dung sind an der Anlage Sensorglieder vorgesehen, von denen
Signale an das Steuergerät abgebbar sind. Hierdurch kann
eine Vernetzung der Anlage mit dem Betriebssteuersystem
erreicht werden. Sensorglieder können etwa Temperaturgeber,
Warnmelder für Rauchentwicklung, Betriebsstundenzähler
oder ähnliche Teile sein. Hierdurch läßt sich eine weit
gehend vereinfachte Bedienung einer solchen Anlage errei
chen, indem nämlich etwa bei Annäherung an eine bestimmte
Betriebsstundenzahl auf dem Video-Monitor die zu dieser
Betriebsstundenzahl gehörige Wartungsinformation zunächst
angekündigt wird. Das Betriebspersonal hat dann Zeit, sich
auf die erforderlichen Wartungsarbeiten einzustellen und
kann entweder den zugehörigen Betriebsablauf selbst abrufen
und somit auf dem Monitor darstellen, oder es kann aber
auch eine zwangsweise, von einer Bedienungsperson nicht
beeinflußbare Darstellung dieses Bedienungsvorgangs auf
dem Monitor erfolgen. Auch die bei der Wartung, die bei
diesem Betriebsstundenstand erforderlich ist, benötigten
Stoffe, Werkzeuge und Ersatzteile, können entweder zwangs
weise oder von einer Bedienungsperson über das Steuergerät
abrufbar, angezeigt werden.
Besondere Vorteile sind mit derartigen Sensorgliedern je
doch im Störfall erzielbar. Störfälle zeichnen sich dadurch
aus, daß sie unerwartet und plötzlich auftreten. Je nach
Art des Störfalles muß dann gehandelt werden, und zwar
bei bestimmten Störfällen schnellstmöglich. Läuft beispiels
weise eine Spindel einer Werkzeugmaschine heiß und droht
zu fressen, so kann durch einen Temperatursensor, der ein
entsprechendes Temperatursignal an das Steuergerät abgibt,
eine Vielzahl von Funktionen ausgelöst werden. Einmal kann
beispielsweise eine Schnellabschaltung der Maschine erfol
gen. ln Abhängigkeit von anderen Einflußgrößen, die gege
benenfalls ebenfalls über Sensorglieder an das Steuergerät
gegeben werden, kann auch eine andere Maßnahme zur Durch
führung gelangen, etwa eine durch das Steuergerät veran
laßte Erhöhung des Schmieröldrucks oder ähnliches. Die
zugehörigen Informationen können als Betriebsparameter
auf dem Speichermedium gespeichert sein. Die beispielhaft
genannte Erhöhung etwa des Schmieröldrucks wird vorzugs
weise über an der Anlage vorgesehene Betätigungsglieder
zur Auslösung von Betriebsfunktionen in Reaktion auf von
dem Steuergerät abgebbare Signale ausgelöst. Neben der
aktiven Störfallbeseitigung lassen sich selbstverständlich
auch die entsprechenden Informationen auf dem Video-Monitor
darstellen, seien es nun die unverzüglich zu unternehmen
den Schritte zur Störfallbeseitigung oder Anweisungen,
wie eine Ausweitung der Störung vermieden werden kann.
Läuft etwa eine größere Anlage heiß, so können auch weitere
Maßnahmen etwa zur Verhinderung eines sonst möglicherweise
entstehenden Brandes oder, falls es schon soweit gekommen
ist, zur Brandbekämpfung in realistischer Weise auf dem
Video-Monitor gezeigt werden. Gerade für weniger qualifi
ziertes Bedienungspersonal, das in solchen extremen
Situationen leicht dazu neigt, aufgrund von Überforderung
vorher gelernte Sicherheitsmaßnahmen zu vergessen, kann
dies eine wertvolle Hilfe sein und so größere Schäden ver
hüten oder zumindest verringern helfen.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden
Aufgabe besteht in der Verwendung einer Speichervorrichtung
mit einem Speichermedium sehr hoher Speicherkapazität zur
Speicherung von in Echtzeit ablaufenden Betriebsabläufen
und zur Speicherung von Betriebsparametern. Wie bereits
voranstehend geschildert ist hierbei, insbesondere bei
größeren Anlagen, bei denen bisher übliche Betriebshand
bücher enzyklopädisches Format aufweisen würden, als ein
ziges Speichermedium, das kompakt aufgebaut ist und trotzdem
die Speicherung derart zahlreicher Informationen gestattet,
eine Laserbildplatte oder Laserdisk geeignet, die auch
wegen ihrer Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Störein
flüssen zu bevorzugen ist.
Es ist von besonderem Vorteil, wenn in diesem Zusammenhang
die Betriebsparameter mit Marken versehen sind, welche
eine Zuordnung des jeweiligen Betriebsparameters oder der
jeweiligen Betriebsparameter zu dem Betriebsablauf an der
Stelle des Betriebsablaufs beziehungsweise der Betriebs
abläufe gestatten, an welcher der jeweilige Betriebspara
meter auftaucht. Diese Marken oder Markierungen sind bereits
voranstehend angesprochen worden.
Bezüglich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrunde
liegende Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb einer
Anlage mit folgenden Schritten gelöst: Aufzeichnung zumin
dest eines Betriebsablaufes der Anlage in Echtzeit auf
einem Speichermedium, Aufzeichnung zumindest einiger, vor
zugsweise sämtlicher zu dem Betriebsablauf zugehöriger
Betriebsparameter auf dem Speichermedium, Markierung der
Betriebsparameter zur Kennzeichnung der Zuordnung zu diesem
Betriebsablauf, Auslesen der Betriebsparameter und des
Betriebsablaufs von dem Speichermedium, Verknüpfung der
Betriebsparameter mit dem Betriebsablauf in einem Steuer
gerät, und Darstellung der Betriebsparameter und des Be
triebsablaufs auf einem Darstellungsgerät, wobei die voran
stehend genannten letzten drei Schritte, nämlich die Ver
knüpfung, das Auslesen und die Darstellung je nach Betriebs
erfordernissen der Anlage wiederholt werden.
Es müssen also nur einmal sämtliche relevanten Informationen
auf dem Speichermedium gespeichert werden und brauchen
nachfolgend immer nur von diesem Speichermedium abgerufen
zu werden. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Verfahren
an unterschiedlichste Anlagen, Betriebsbedingungen, unter
schiedlich qualifiziertes Bedienungs- und/oder Service
personal anpaßbar. Hierbei empfiehlt es sich, wie bereits
geschildert, sämtliche zu einer bestimmten Anlage gehörigen
Informationen auf dem Speichermedium aufzuzeichnen, damit
für einen bestimmten Anlagentyp nur die Herstellung eines
bestimmten Speichermediums erforderlich ist, das dann
kostengünstig in einer Anzahl vervielfältigt werden kann,
die der Anzahl vertriebener Anlagen zumindest entspricht.
Hierdurch werden die Kosten für das Speichermedium gesenkt,
da etwa bei Bildplattenspeichern die Herstellung von Einzel
stücken recht kostenaufwendig ist, die Kosten jedoch mit
steigender Auflage erheblich reduziert werden können.
Falls nach einer bestimmten Hierarchie, etwa unterschied
licher Qualifikation von Bedienungspersonen, gewünscht
wird, daß bestimmten Benutzerkreisen nicht sämtliche auf
dem einheitlichen Speichermedium aufgezeichneten Betriebs
parameter und Betriebsabläufe zugänglich sein sollen, kann
dies durch Sperrung bestimmter Speicherbereiche, durch
Codierung einzelner Betriebsabläufe und/oder Betriebspara
meter auf dem Speichermedium oder in dem Steuergerät er
reicht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist der Betriebsablauf gegenüber der Echtzeit
verzögert oder beschleunigt ablaufend darstellbar. Besteht
der dargestellte Betriebsablauf beispielsweise in der rea
listischen filmischen Darstellung eines bestimmten Repara
turvorgangs, so können besonders schwierige Schritte in
diesem Vorgang in einem zeitlupenähnlichen Verfahren ver
zögert werden, um so das Verständnis zu erleichtern. Dieser
Vorteil wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung dadurch vergrößert, daß der Betriebsablauf
für bestimmte Betriebsphasen dieses Ablaufs als Standbild
darstellbar ist. Die gewünschte Betriebsphase bleibt dann
solange sozusagen "eingefroren" auf dem Darstellungsgerät,
beispielsweise einem Video-Monitor, bis die Bedienungsper
son diese Betriebsphase erfolgreich erledigt hat. Durch
Wiederholung eines Abschnitts des Betriebsablaufs kann,
falls die Bedienungsperson inzwischen den Zusammenhang
vergessen hat, der Zusammenhang wieder ins Gedächtnis zurück
gerufen werden.
Es ist weiterhin von besonderem Vorteil, wenn die Darstel
lung in Abhängigkeit von aktuellen Betriebsparametern steuer
bar ist, wozu vorzugsweise bereits geschilderte Sensor
glieder an der Anlage dienen können. Es ist aber beispiels
weise auch möglich, daß eine Bedienungsperson nach Blick
auf bestimmte Anzeigegeräte durch Eingabe über das Steuer
gerät festlegen kann, welcher Betriebsablauf und gegebenen
falls welche zugehörigen Betriebsparameter angezeigt werden.
Auch hierbei kann, je nach Qualifikationsgrad der Bedienungs
person, eine eher zwangsweise geführte oder frei wählbare
Steuerung erfolgen.
Insbesondere für Not- und Störfälle sollte vorteilhafter
weise den aktuellen Betriebsparametern eine Hierarchie
zugeordnet sein, welche die Reihenfolge und/oder die Art
der Darstellung festlegt. Es wäre beispielsweise bei ent
stehender Brandgefahr infolge von Überhitzung eines sich
drehenden Maschinenteils nicht sinnvoll, in diesem Moment
die Adresse des Herstellerwerkes einzublenden, bei welchem
Ersatzteile bestellt werden müssen, sondern in einem der
artigen Störfall müssen zunächst Maßnahmen zur Gefahrenab
wehr und Vorbeugung angezeigt werden, um dem Bedienungs
personal eine schnelle Reaktion zu ermöglichen. Gerade
in solchen Fällen kann es vorteilhaft sein, Maßnahmen zur
Gefahrenabwehr zwangsgesteuert durch das Steuergerät ablaufen
zu lassen, das über Betätigungsglieder auf die gefährdete
Anlage einwirkt und so insbesondere wenig geschultem Bedie
nungspersonal die Schwierigkeit der Entscheidungsfindung
bei einem häufig komplexen Vorgang abnimmt.
Die Festlegung der Hierarchie sollte vorzugsweise änderbar
sein, entweder aufgrund aktueller Betriebsparameter, welche
beispielsweise durch Sensorglieder dem Steuergerät zuge
führt werden, oder aber durch externe Eingriffe in das
Steuergerät, etwa wie bereits geschildert durch Geräte,
welche einen mehr oder weniger begrenzten oder unbegrenzten
Zugriff gestatten, also entsprechend eingebrannte EPROMS.
In diesem Zusammenhang können vorteilhafterweise Teile
von Betriebsabläufen und/oder Betriebsparameterbereichen
zusätzliche Markierungen aufweisen oder diese Markierungen
können ihnen zuweisbar sein, die das Auslesen der derart
markierten Betriebsabläufe und/oder Betriebsparameter ver
hindern. So kann zum Beispiel sichergestellt werden, daß
auf dem Speichermedium gespeicherte Service-Informationen
nicht an das Publikum gelangen, welchem mit Hilfe dieses
Speichermediums, etwa anläßlich einer Messepräsentation,
vorteilhafte Eigenschaften einer derartigen Anlage anhand
realisitischer Betriebsabläufe, die auf einem Monitor sicht
bar werden, dargestellt werden sollen. Selbstverständlich
muß es aber einem wenn auch begrenzten Benutzerkreis er
möglicht werden, sämtliche Betriebsabläufe und sämtliche
Betriebsparameter, welche auf einem bestimmten Speicher
medium gespeichert sind, abzurufen und auf dem Darstellungs
gerät darzustellen, und hierzu schlägt eine vorteilhafte
weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
vor, daß die zusätzlichen Markierungen von privilegierten
Benutzern übersteuerbar sind.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere durch
ihre Universalität aus. Einzelne Daten oder Kombinationen
von Daten können einzeln aufgerufen und wieder abgelegt
werden als auch einzeln aufgerufen, mit anderen Daten kom
biniert und in auswählbaren Zusammenstellungen abgelegt
werden. Die Erfindung ist insbesondere an praktisch sämt
lichen technischen Anlagen und Geräten zu verwirklichen
und ermöglicht die Steuerung des Betriebs sowie zahlreiche
weitere Vorgänge, so lassen sich etwa auch Verkaufshilfen,
Messepräsentationen und ähnliches verwirklichen. Anhand
eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels sollen
in einem begrenzten Rahmen weitere Vorteile und Merkmale
der Erfindung verdeutlicht werden.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Betriebssteuersystem mit
Einzelheiten gespeicherter Betriebsabläufe, ge
speicherter Betriebsparameter und beispielhaften
Verwendungszwecken; und
Fig. 2 ein Beispiel für die Datenorganisation und Ver
netzung der Daten bei der Darstellung auf einem
Monitor.
Im Zentrum der Fig. 1 ist ein Bildplattenspieler 10 darge
stellt, welcher ein optisches Nur-Lese-Speichermedium,
eine sogenannte Laserdisk mit einer Speicherkapazität von
typisch 500 Gigabyte enthält, die nicht dargestellt ist.
Die von der Bildplatte des Bildplattenspielers 10 abrufbaren
Informationen werden durch einen Mikroprozessor 12 gesteuert
und auf einem Videomonitor 14 dargestellt, an den sich
weitere Monitore 16, 18 anschließen können. Diese weiteren
Monitore 16, 18 können beispielsweise weiter von einer
technischen Anlage entfernt aufgestellt werden als der
zur eigentlichen Betriebsüberwachung dienende Monitor 14,
der vorzugsweise nahe an der Anlage vorgesehen wird, so
daß eine Bedienungsperson diesen Monitor 14 und die Anlage
selbst im Auge behalten kann.
Insbesondere für Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten
kann eine derartige aus Mikroprozessor 12, Bildplatten
spieler 10 und Monitor 14 bestehende Einheit auch als trans
portables Kompaktgerät 20 ausgeführt sein, welches die
genannten Funktionen vereinigt.
Es ist ebenfalls möglich, beispielsweise an dem Bedienungs
feld einer technischen Großanlage eine stationäre Anord
nung 22 vorzusehen, welche neben den genannten, durch den
Mikroprozessor 12, den Bildplattenspieler 10 und den Monitor
14 verkörperten Funktionen, noch weitere Anzeigenelemente
für den Betriebszustand der technischen Anlage aufweist.
In der linken Hälfte der Fig. 1 sind beispielhaft einige
Betriebsabläufe im weiteren Sinne dargestellt, die mit
dem erfindungsgemäßen Betriebssteuersystem vorteilhaft
verwirklicht werden können.
Da das in dem Bildplattenspieler 10 enthaltene Speicher
medium sämtliche zur Anlage gehörigen Informationen enthält,
kann das Betriebssteuersystem mit Hilfe geeigneter Zusatz
informationen, welche beispielsweise in dem Mikroprozessor
12 gespeichert sein können, auch zur Personalauswahl dienen.
Anhand typischer Betriebsabläufe kann nämlich getestet
werden, wie sich das Bedienungspersonal in den dargestellten
Situationen verhält. Dies gestattet wertvolle Informationen
über die Qualifikation oder die Belastbarkeit von Bewerbern,
welche an der betreffenden Anlage eingesetzt werden sollen.
Aus dem gleichen Grunde kann die Anlage 10, 12, 14 beziehungs
weise eine der Anlagen 20 oder 22 auch zur Personalschulung
eingesetzt werden. Hierfür ist es häufig erforderlich,
daß weitere Informationen bereit stehen, die bei der Per
sonalauswahl noch nicht eforderlich sind. Diese weiteren
Informationen können entweder durch Zusatzglieder zum Mikro
prozessor 12 bereitgestellt werden. In diesem Falle sind
die Zusatzinformationen also in einem Zusatzglied gespeichert.
Es ist aber auch möglich, sämtliche derartigen Informationen
durch unterschiedliche Markierungen von Betriebsabläufen
und/oder Beriebsparametern bereits auf der Bildspeicher
platte bereitzuhalten und den Zugang zu diesen Informa
tionen durch Zusatzteile, welche an den Mikroprozessor
12 anschließbar sind, wahlweise freizugeben oder zu sperren.
Haupteinsatzgebiete des erfindungsgemäßen Betriebssteuer
systems sind aber Anleitungen zum Betrieb einer technischen
Anlage, insbesondere Inspektion und Wartung, sowie Stör
fallanalyse und Beseitigung, und derartige Maßnahmen sind
in den beiden unteren Feldern der linken Spalte der Fig. 1
dargestellt, so etwa Fehlerortung, Erkennen eines Schadens,
Reparaturanleitung sowie Kurzanleitungen zu Zusammenbau
oder Montage einer derartigen Anlage. Die in diesem Zusammen
hang etwa auf einem Video-Monitor 14 dargestellten Betriebs
abläufe sind schematisch in der rechten Spalte der Fig. 1
geschildert und umfassen insbesondere Bedienung, Instand
haltung, Störungssuche, Instandsetzung, Zusatzinformationen
und Montageanweisungen. All diese Betriebsabläufe werden
auf dem Videomonitor 14 in Echtzeit als realistische Filme
dargestellt und können gegebenenfalls durch Benutzerein
griff auf den Mikroprozessor 12 beispielsweise verzögert
oder beschleunigt gezeigt werden, also im sogenannten Zeit
lupen- oder Zeitrafferverfahren, um das Verständnis zu
erleichtern. Auch eine Standbilddarstellung für besonders
schwierige Vorgänge ist möglich. Zu den genannten Betriebs
abläufen wie Bedienung, Instandhaltung und so weiter zuge
hörige Betriebsparameter sind exemplarisch anhand von Er
satzteillisten in der rechten Spalte der Fig. 1 unten
dargestellt.
In Fig. 2 ist beispielhaft gezeigt, welche Betriebsab
läufe, welche durch Blöcke in Fig. 2 schematisch darge
stellt sind, mit entsprechenden Untergliederungen in dem
erfindungsgemäßen Betriebssteuersystem gespeichert und
dargestellt werden können. In dem unteren Bereich von Fig.
2 sind die zugehörigen Betriebsparameter angegeben.
Das Betriebssteuersystem 20 wie in Fig. 1 dargestellt
kann so beispielsweise, vergleiche den linken oberen Ab
schnitt der Fig. 2, im Rahmen einer Betriebsanleitung
also der Steuerung des eigentlichen Betriebsvorgangs, eine
gespeicherte Bedienungsanleitung aufrufen. Diese kann etwa
die In- und Außerbetriebnahme einer technischen Anlage
anhand von Filmen und zugehörigen Betriebsparametern er
läutern. Sollen beispielsweise bei einer Produktionsanlage
unterschiedliche Formate eines bestimmten Produktes oder
aber unterschiedliche Produkte erzeugt werden, so wird
im Rahmen der Bedienungsanleitung der Unterabschnitt Format
und Produktwechsel aufgerufen und auf dem Videomonitor
des Betriebssteuersystems dargestellt. Weitere im Rahmen
der Bedienungsanleitung hervorgehobene Unterbereiche der
Bedienung betreffen den Wechsel von Einsatzstoffen, bei
spielsweise unterschiedlicher Kunststoffe für verschiedene
Produkte bei einer Maschine zur Herstellung von Kunststoff
formteilen. Soll in diesem Zusammenhang beispielsweise
zunächst die Produktion von Behältern erfolgen, nachfolgend
aber die Produktion von Behälterdeckeln, so wird im Rahmen
der Bedienungsanleitung dann der Betriebsablaufbereich
dargestellt, welcher sich mit dem Werkzeugwechsel befaßt.
Die einzelnen zum Werkzeugwechsel erforderlichen Handhabungs
schritte können anhand eines Lehrfilmes gezeigt und zur
Verdeutlichung durch Stillstandsprojektion einzelner Bild
phasen, aber auch durch Zeitlupeneffekte und ähnliches
besonders hervorgehoben werden. Hierbei können in jeder
Phase des Werkzeugwechsels Zusatzinformationen als Betriebs
parameter eingeblendet werden, etwa Instruktionen und In
formationen zur Pflege und Wartung. Es kann auch vorgesehen
werden, daß in einem Abschnitt des Videomonitors der Be
triebsablauf "Werkzeugwechsel" dargestellt wird und auf
einem anderen Unterabschnitt ein weiterer Betriebsablauf.
Gleichfalls liegt es im Rahmen der erfindungsgemäßen Vor
richtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens, in soge
nannter Fenstertechnik beispielsweise in der oberen Hälfte
des Bildschirms einen Betriebsablauf in Echtzeit darzu
stellen und in der unteren Hälfte des Videobildschirms
ein sogenanntes Menu abzubilden, welches eine Liste dar
stellt, anhand derer weitere Zusatzinformationen, entweder
ein anderer Bedienungsablauf oder aber Listen oder Listen
gruppen, also sogenannte Betriebsparameter, abgerufen werden
können.
Die Auswahl bestimmter Bereiche oder Abläufe läßt sich
auch mittels Antippen des Monitorbildschirms bewerkstelli
gen, wenn der Bildschirm ein sogenannter "touch-down" Bild
schirm ist.
Claims (21)
1. Anlagen-Betriebssteuersystem mit einem Steuergerät
(12), einer Speichervorrichtung (10), in welcher we
sentliche Betriebsparameter und Betriebsabläufe der
Anlage gespeichert sind, und einem Darstellungsgerät
(14) zur Darstellung jeweils eines Betriebsablaufes
und wahlweise zugehöriger Betriebsparameter.
2. Anlagen-Betriebssteuersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuergerät eine programmierbare elektronische
Schaltungseinheit, vorzugsweise einen Mikroprozessor
(12), umfaßt.
3. Anlagen-Betriebssteuersystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Darstellungsgerät ein Video-Monitor (14, 16,
18) ist.
4. Anlagen-Betriebssteuersystem nach einem der Ansprüche
1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Speichervorrichtung (10) ein optisch abtastbares
Nur-Lese-Speichermedium umfaßt.
5. Anlagen-Betriebssteuersystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Speichermedium eine Laserdisk ist.
6. Anlagen-Betriebssteuersystem nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in dem Speichermedium gespeicherten Betriebs
abläufe mit Markierungen zur Verknüpfung mit Betriebs
parametern, die ebenfalls Markierungen aufweisen,
versehen sind.
7. Anlagen-Betriebssteuersystem nach einem der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betriebsabläufe in Echtzeit auf dem Darstel
lungsgerät (14, 16, 18) darstellbar sind.
8. Anlagen-Betriebssteuersystem nach einem der Ansprüche
1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Anlage Sensorglieder vorgesehen sind, von
denen Signale an das Steuergerät (12) abgebbar sind.
9. Anlagen-Betriebssteuersystem nach einem der Ansprüche
1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Anlage Betätigungsglieder zur Auslösung
von Betriebsfunktionen in Reaktion auf von dem Steuer
gerät (12) abgebbare Signale vorgesehen sind.
10. Verwendung einer Speichervorrichtung mit einem Spei
chermedium sehr hoher Speicherkapazität zur Speicherung
von in Echtzeit ablaufenden Betriebsabläufen und zur
Speicherung von Betriebsparametern.
11. Verwendung einer Speichervorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betriebsparameter mit Marken versehen sind,
welche eine Zuordnung des/der jeweiligen Betriebspara
meter(s) zu dem Betriebsablauf an der Stelle des Be
triebsablaufs (der Betriebsabläufe) gestatten, an wel
cher der jeweilige Betriebsparameter auftaucht.
12. Verwendung einer Speichervorrichtung nach Anspruch
10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß weiterhin ein Steuergerät (12) zur Zuordnung eines
oder mehrerer Betriebsparameter(s) zu einem Betriebs
ablauf vorgesehen ist.
13. Verwendung einer Speichervorrichtung nach Anspruch
11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß weiterhin ein Darstellungsgerät (14) zur visuellen
Darstellung eines oder mehrerer Betriebsparameter(s)
und/oder eines Betriebsablaufes vorgesehen ist.
14. Verfahren zum Betrieb einer Anlage mit folgenden
Schritten:
- - Aufzeichnung zumindest eines Betriebsablaufes der Anlage in Echtzeit auf einem Speichermedium;
- - Aufzeichnung zumindest einiger, vorzugsweise sämt licher zu dem Betriebsablauf zugehöriger Betriebs parameter auf dem Speichermedium;
- - Markierung der Betriebsparameter zur Kennzeichnung der Zuordnung zu diesem Betriebsablauf;
- - Auslesen der Betriebsparameter und des Betriebsablaufs von dem Speichermedium;
- - Verknüpfung der Betriebsparameter mit dem Betriebs ablauf in einem Steuergerät (12);
- - Darstellung der Betriebsparameter und des Betriebs ablaufs auf einem Darstellungsgerät (14);
- - Wiederholung der voranstehenden drei Schritte je nach Betriebserfordernissen der Anlage.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betriebsablauf gegenüber der Echtzeit ver
zögert oder beschleunigt ablaufend darstellbar ist.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betriebsablauf für Betriebsphasen des Ablaufs
als Standbild darstellbar ist.
17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Darstellung in Abhängigkeit von aktuellen
Betriebsparametern steuerbar ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß den aktuellen Betriebsparametern eine Hierarchie
zugeordnet ist, welche die Reihenfolge und/oder Art
der Darstellung festlegt.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Festlegung änderbar ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß Teilen von Betriebsabläufen und/oder Betriebspara
metern zusätzliche Markierungen zuweisbar sind, die
das Auslesen der derart markierten Betriebsabläufe
und/oder Betriebsparameter verhindern.
21. Verfahren nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zusätzlichen Markierungen von privilegierten
Benutzern übersteuerbar sind.
Priority Applications (5)
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