EP1834921B1 - Anordnung zur Steuerung räumlich ausgedehnter Transport-, Maschinen- und/oder Fabrikationsanlagen - Google Patents
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- EP1834921B1 EP1834921B1 EP07104099A EP07104099A EP1834921B1 EP 1834921 B1 EP1834921 B1 EP 1834921B1 EP 07104099 A EP07104099 A EP 07104099A EP 07104099 A EP07104099 A EP 07104099A EP 1834921 B1 EP1834921 B1 EP 1834921B1
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- G—PHYSICS
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- G08C2201/90—Additional features
- G08C2201/91—Remote control based on location and proximity
Definitions
- the invention relates to an arrangement for controlling spatially extended transport, machine and / or manufacturing plants, with a user-supported operating device for controlling various functions of the plants.
- a disadvantage of this known arrangement is that the largest part of the operating stations remains unused and accordingly causes an inadequate installation effort.
- the FR-A 2 663 688 relates to safety devices on a large excavator or the like.
- the safety devices should detect whether persons in the work area are in dangerous proximity. If this is the case, operation will be restricted or interrupted accordingly.
- transponders can also be used in access control systems in which a door opener system interacts with readers on the doors and only opens a door when a person can "identify” himself or herself through a transponder located on a mobile card.
- the object of the invention is now to ensure in an arrangement of the type specified that a transport, machine and / or manufacturing plant can be controlled without loss of security from different places by an operator. This task should be ensured with a relatively low installation cost.
- a position determining system which detects the position of the portable operating device and / or the operator relative to the respective system and cooperates with an access control which restricts the functions of the system controllable with the operating device in a position-dependent manner or releases them only at such positions. where the operator has a sufficient field of view to monitor the control measures.
- the invention is based on the general idea in the control of a spatially extended system by an operator to determine its position on or in the system to detect whether the operator from his respective place from a sufficient visual inspection or other control over the of be able to have control measures initiated on the operating device. Only if and as far as this is the case are control commands issued or released by the operator on the operating unit.
- transponders are arranged at many positions on or within the system, which interact with a reading unit (reader) arranged on or in the operating device or carried by the operator, which in turn communicates with the access control such that the controllable functions are restricted or enabled in dependence on which transponders are reported as adjacent by the reading unit.
- a reading unit reader
- the access control a data memory can remove those control functions, which may be released by the reading unit when detecting a transponder.
- the transponders in such a dense manner that the reading unit of the operating device detects a plurality of transponders at all positions permitted for the execution of control functions.
- transponders are illegally removed from their respective desired position after installation and / or installed at a different location, this would "remember" the access control because among the transponders reported as adjacent by the reader, a transponder with adjacent target position is missing or a transponder appears whose target position has a range exceeding the range of the reading unit distance from the other detected transponders.
- a particular advantage of determining the position of the operating device or of the operator by means of the transponder is that with a corresponding arrangement of the transponders, different positions of the operating device or of the operator can also be detected in the vertical direction.
- This system may have a central control 2, which communicates wirelessly with a portable operating device 3, such that with the operating device 3 different types of control operations on the system are possible.
- the operating device 3 is designed so that it can be readily carried and handled by an operator 4.
- the operator 4 can perform predetermined control measures only if he stops at a suitable location, which, for example, allows a good visual inspection of the processes on the system which are changed by the control measures.
- transponders 5 For this purpose, e.g. to be walked on for the operator 4 zones of the base 1 transponder 5, in particular in the form of a relatively close-meshed grid arranged. Additionally or alternatively, such transponders 5 may be used e.g. also be arranged on a ceiling of the factory or on or in the respective machine to be operated.
- transponders 5 cooperate wirelessly with a reading unit (reader) 6, which is arranged on the operating device 3 or carried by the operator 4.
- the reading unit 6 interacts with an access controller 7 essentially to communicate to the access controller 7 numbers or other identifiers of those transponders 5 which are in close proximity, i. located within a comparatively narrow detection space of the reading unit 6. Since the access control 7 "knows” the positions of the transponders 5, it can "recognize” the location of the operator 4 from the numbers or identifiers of the next adjacent transponders 5 reported by the reading unit 6. Depending on the position of the operator 4, the access controller 7 then generates authorization signals that are forwarded to the operating device 3 and / or the controller 2 and cause the operator on the operating device 3 can initiate only those control measures that are at the respective location of the operator 4 are allowed.
- the "mesh size" of the grid-like arrangement of the transponder 5 and the sensitivity of the reading unit 6 are so dimensioned and coordinated that the reading unit 6 communicates at each accessible location of the base 1 each with a plurality of transponders 5.
- the access controller 7 can check, within the scope of a plausibility determination, whether the transponders detected as adjacent by the reading unit 6 actually have adjacent desired positions. Furthermore, the access controller 7 can detect whether all the transponders 5 which are adjacent due to their desired positions are reported by the reading unit 6. The result is security against unauthorized persons Distance or location change of transponders 5 reach.
- the transponder 5 may be formed as a programmable transponder and transmit additional data to the reading unit 6 in addition to their identification number or identifier. This would for example offer the possibility that the transponder 5 of the reading unit 6 "communicate" directly which control measures may be performed at the respective location. By now this information from the reading unit 6 of the access controller 7 and the controller 2 are fed, can be achieved again that the operator can perform only permissible control measures at its respective location.
- the operating device 3 has a display (not shown) which displays the permissible control measures and / or the impermissible and thus blocked control measures.
- the invention is not limited to plants comprising a plurality of cooperating stations, which are passed through, for example, one workpiece in a production process in succession.
- the system can also include several complex autonomous machines that can be provided for different products or processes. It can be used for different machines also be provided different, specific operating devices.
- control unit or carried by the operator by means of arranged on the control unit or carried by the operator and cooperating with the transponders reading unit 6 of the signals of the reading unit 6 evaluating access control 7, which may optionally consist of many, the machines separately associated units, the respective position is determined by the operator, so that control measures initiated by the operator can only take effect if the operator assumes an appropriate position for the control measures. .
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zu Steuerung räumlich ausgedehnter Transport-, Maschinen- und/oder Fabrikationsanlagen, mit einem von einem Bediener getragenen Bediengerät zur Steuerung verschiedener Funktionen der Anlagen.
- Bei räumlich ausgedehnten Anlagen ist es grundsätzlich bekannt, eine Vielzahl von stationären Bediengeräten anzuordnen, um unterschiedliche Funktionen der Anlage steuern zu können. Auf diese Weise lässt sich sicherstellen, dass gefährliche Funktionen nur von einer Bedienanlage aus steuerbar sind, die an einem Ort positioniert ist, von der aus der Bediener eine gute Sichtkontrolle für die jeweils gesteuerte Funktion hat. Desweiteren wird mit der Vielzahl von Bediengeräten der Tatsache Rechnung getragen, dass in einem Notfall die nächste Bedienstation auf kurzem Wege erreichbar sein sollte.
- Ein Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, dass der größte Teil der Bedienstationen unbenutzt bleibt und dementsprechend einen unangemessenen Installationsaufwand verursacht.
- Für Kräne, wie sie an Baustellen eingesetzt werden, sind tragbare Bediengeräte grundsätzlich bekannt. Damit besteht die Möglichkeit, dass der Kran von praktisch beliebigen Positionen in seiner Umgebung aus gesteuert werden kann. Allerdings ist bedenklich, dass eine Steuerung des Krans auch dann möglich ist, wenn das Bediengerät und mit ihm der Bediener eine Position einnehmen, aus der die Orte, an denen der Kran eine Last aufnehmen oder absetzen soll, nicht oder nicht ausreichend einsehbar sind.
- Aus der
WO2004/090 A1 - Dagegen wird gemäß der
WO 2004/090414 A1 nicht überprüft, ob der Bediener sich relativ zur Arbeitsmaschine an einem Ort befindet, von dem aus die Arbeitsmaschine gut überwacht werden kann. - Die
FR-A 2 663 688 - Im Zusammenhang mit mobiler transportabler Einzelhandelsware ist es bekannt, an den Waren bzw. ihren Verpackungen Transponder anzuordnen, welche von einer Leseeinheit an der Kasse des Einzelhandelsgeschäftes erfasst werden, so dass einerseits der Warenausgang und andererseits die Daten für das Ausdrucken der Rechnung ermittelt werden können.
- Derartige Transponder können auch bei Systemen zur Zugangskontrolle eingesetzt werden, bei denen ein Türöffnersystem mit Lesegeräten an den Türen zusammenwirkt und eine Tür nur dann öffnet, wenn sich eine Person durch einen auf einer mitgeführten Karte angeordneten Transponder "ausweisen" kann.
- Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einer Anordnung der eingangs angegebenen Art zu gewährleisten, dass eine Transport-, Maschinen- und/oder Fabrikationsanlage ohne Sicherheitseinbußen von verschiedenen Plätzen aus durch einen Bediener gesteuert werden kann. Dabei soll diese Aufgabe mit einem vergleichsweise geringen Installationsaufwand gewährleistet werden.
- Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein Positionsbestimmungssystem vorgesehen, welches die Position des tragbaren Bediengerätes und/oder des Bedieners relativ zur jeweiligen Anlage erfasst und mit einer Zugangssteuerung zusammenwirkt, welche die mit dem Bediengerät steuerbaren Funktionen der Anlage positionsabhängig einschränkt bzw. nur an solchen Positionen freigibt, an denen sich dem Bediener ein hinreichendes Blickfeld zur Überwachung der Seuerungsmaßnahmen bietet.
- Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei der Steuerung einer räumlich ausgedehnten Anlage durch einen Bediener dessen Position an bzw. in der Anlage zu ermitteln, um zu erkennen, ob der Bediener von seinem jeweiligen Platz aus eine hinreichende Sichtkontrolle oder sonstige Kontrolle über die von ihm am Bediengerät veranlassten Steuerungsmaßnahmen haben kann. Nur wenn und soweit dies der Fall ist, werden vom Bediener an dem Bediengerät gegebene Steuerungsbefehle ausgeführt oder freigegeben.
- Gemäß einer konstruktiv besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an vielen Positionen an bzw. innerhalb der Anlage Transponder angeordnet, welche mit einer am bzw. im Bediengerät angeordneten oder vom Bediener mitgeführten Leseeinheit (Reader) zusammenwirken, welche ihrerseits mit der Zugangssteuerung kommuniziert, derart, dass die steuerbaren Funktionen in Abhängigkeit davon eingeschränkt bzw. freigegeben werden, welche Transponder von der Leseeinheit als benachbart gemeldet werden.
- Wenn die äußerst preiswerten Transponder hinreichend dicht an bzw. innerhalb der Anlage angeordnet sind und die Empfindlichkeit der Leseeinheit derart bemessen ist, dass nur in nächster Nähe befindliche Transponder erfasst werden, lässt sich die Position des Bediengerätes bzw. der jeweilige Aufenthaltsort des Bedieners ohne nennenswerte Datenverarbeitungsmaßnahmen ermitteln, so dass dem Bediener ohne Weiteres nur solche Steuerfunktionen "erlaubt" werden können, die er von seinem jeweiligen Aufenthaltsort sicher überblicken kann. Dabei genügt es, wenn die Zugangssteuerung einem Datenspeicher diejenigen Steuerfunktionen entnehmen kann, welche bei Erfassung eines Transponders durch die Leseeinheit freigegeben werden dürfen.
- Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, die Transponder derart dicht anzuordnen, dass die Leseeinheit des Bediengerätes an allen für die Ausführung von Steuerfunktionen erlaubten Positionen jeweils mehrere Transponder erfasst. Damit wird die vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, dass die Zugangssteuerung die jeweils erfasste Gruppe der Transponder auf Plausibilität überprüfen kann und die jeweiligen Steuerfunktionen nur bei hinreichender Plausibilität freigibt. Sollten also Transponder nach ihrer Installation unerlaubt von ihrer jeweiligen Sollposition entfernt und/oder an einem anderen Ort installiert werden, so würde dies die Zugangssteuerung "merken", da unter den von der Leseeinheit als benachbart gemeldeten Transpondern ein Transponder mit benachbarter Sollposition fehlt oder ein Transponder erscheint, dessen Sollposition einen die Reichweite der Leseeinheit überschreitende Entfernung von den übrigen erfassten Transpondern hat.
- Ein besonderer Vorzug der Positionsbestimmung des Bediengerätes bzw. des Bedieners mittels der Transponder liegt darin, dass bei entsprechender Anordnung der Transponder auch in Vertikalrichtung unterschiedliche Positionen des Bediengerätes bzw. des Bedieners erfasst werden können. Gegebenenfalls können auch programmierbare Transponder vorgesehen sein, die dementsprechend der Leseeinheit des Bediengerätes zusätzliche Informationen "übermitteln" können. Auf diese Weise könnte ein Transponder direkt bestimmte Bedienfunktionen des Steuergerätes freigeben, gegebenenfalls unter der Voraussetzung, dass die Leseeinheit auch in Kommunikation mit einem bestimmten weiteren Transponder steht. Auf diese Weise kann die Funktion der Zugangssteuerung von den Transpondern übernommen werden.
- Alle vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung bieten den Vorzug, dass die Positionsbestimmung des Bediengerätes bzw. des Bedieners ohne weiteres auch in geschlossenen Gebäuden, unter Tage oder in Tunneln funktioniert. Gegenüber einer Positionsbestimmung über GPS ist dies ein erheblicher Vorteil. Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der die Erfindung näher beschrieben wird.
- Schutz wird nicht nur für ausdrücklich beanspruchte oder dargestellte Merkmalskombinationen sondern prinzipiell auch für beliebige Kombinationen der Merkmale der beanspruchten oder dargestellten Merkmalskombinationen beansprucht.
- In der Zeichnung zeigt die einzige Fig. eine schematisierte Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung.
- Innerhalb einer nicht näher dargestellten Fabrikationshalle, von der lediglich die Grundfläche 1 dargestellt ist, möge zumindest eine große Maschinen- oder Fabrikationsanlage, welche hier nicht näher dargestellt wird, untergebracht sein. Diese Anlage möge eine zentrale Steuerung 2 besitzen, die mit einem tragbaren Bediengerät 3 drahtlos kommuniziert, derart, dass mit dem Bediengerät 3 verschiedenartige Steuereingriffe an der Anlage möglich sind. Dabei ist das Bediengerät 3 so ausgebildet, dass es ohne weiteres von einem Bediener 4 getragen und gehandhabt werden kann.
- Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Bediener 4 vorgegebene Steuermaßnahmen nur dann durchführen kann, wenn er sich an einem dafür geeigneten Ort, welcher beispielsweise eine gute Sichtkontrolle der durch die Steuermaßnahmen veränderten Abläufe an der Anlage ermöglicht, aufhält.
- Zu diesem Zweck sind z.B. an für den Bediener 4 begehbaren Zonen der Grundfläche 1 Transponder 5, insbesondere in Form eines vergleichsweise engmaschigen Rasters, angeordnet. Zusätzlich oder alternativ können derartige Transponder 5 z.B. auch an einer Decke der Fabrikationsstätte bzw. an oder in der jeweiligen, zu bedienenden Maschine angeordnet sein.
- Diese Transponder 5 wirken drahtlos mit einer Leseeinheit (Reader) 6 zusammen, die am Bediengerät 3 angeordnet ist oder vom Bediener 4 mitgeführt wird.
- Die Leseeinheit 6 wirkt mit einer Zugangssteuerung 7 zusammen, und zwar im wesentlichen derart, dass sie der Zugangssteuerung 7 Nummern oder sonstige Kennzeichen derjenigen Transponder 5 mitteilt, die sich in nächster Nähe, d.h. innerhalb eines vergleichsweise eng bemessenen Erfassungsraumes der Leseeinheit 6 befinden. Da die Zugangssteuerung 7 die Positionen der Transponder 5 "kennt", kann sie aus den von der Leseeinheit 6 gemeldeten Nummern oder Kennzeichen der jeweils nächstbenachbarten Transponder 5 den Aufenthaltsort des Bedieners 4 "erkennen". In Abhängigkeit von der Position des Bedieners 4 erzeugt die Zugangssteuerung 7 dann Berechtigungssignale, die an das Bediengerät 3 und/oder die Steuerung 2 weitergeleitet werden und bewirken, dass der Bediener am Bediengerät 3 nur solche Steuerungsmaßnahmen initiieren kann, die an dem jeweiligen Aufenthaltsort des Bedieners 4 zulässig sind.
- Vorzugsweise sind die "Maschenweite" der rasterartigen Anordnung der Transponder 5 und die Sensibilität der Leseeinheit 6 so bemessen und aufeinander abgestimmt, dass die Leseeinheit 6 an jedem zugänglichen Ort der Grundfläche 1 jeweils mit mehreren Transpondern 5 kommuniziert. Damit kann die Zugangssteuerung 7 im Rahmen einer Plausibilitätsermittlung überprüfen, ob die von der Leseeinheit 6 als benachbart erfassten Transponder tatsächlich benachbarte Sollpositionen aufweisen. Desweiteren kann die Zugangssteuerung 7 erkennen, ob von der Leseeinheit 6 jeweils alle aufgrund ihrer Sollpositionen benachbarten Transponder 5 gemeldet werden. Im Ergebnis lässt sich auf diese Weise Sicherheit gegen eine unerlaubte Entfernung oder Ortsveränderung von Transpondern 5 erreichen.
- Gegebenenfalls können die Transponder 5 als programmierbare Transponder ausgebildet sein und neben ihrer Kennnummer oder Kennung zusätzliche Daten an die Leseeinheit 6 übermitteln. Damit würde beispielsweise die Möglichkeit geboten, dass die Transponder 5 der Leseeinheit 6 unmittelbar "mitteilen", welche Steuermaßnahmen an dem jeweiligen Ort durchgeführt werden dürfen. Indem nun diese Informationen von der Leseeinheit 6 der Zugangssteuerung 7 bzw. der Steuerung 2 zugeleitet werden, kann wiederum erreicht werden, dass der Bediener an seinem jeweiligen Aufenthaltsort nur zulässige Steuermaßnahmen ausführen kann.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bediengerät 3 eine Anzeige (nicht dargestellt) besitzt, die die zulässigen Steuermaßnahmen und/oder die unzulässigen und damit gesperrten Steuermaßnahmen anzeigt.
- Die Erfindung ist nicht auf Anlagen beschränkt, die eine Vielzahl miteinander zusammenwirkender Stationen umfassen, welche beispielsweise von einem Werkstück in einem Produktionsprozess nacheinander durchlaufen werden. Vielmehr kann die Anlage auch mehrere komplexe autonome Maschinen umfassen, die für unterschiedliche Produkte oder Prozesse vorgesehen sein können. Dabei können für unterschiedliche Maschinen auch unterschiedliche, spezifische Bediengeräte vorgesehen sein.
- Wichtig und erfindungswesentlich ist, dass mittels der am Bediengerät angeordneten bzw. vom Bediener mitgeführten und mit den Transpondern zusammenwirkenden Leseeinheit 6 von einer die Signale der Leseeinheit 6 auswertenden Zugangssteuerung 7, die gegebenenfalls aus vielen, den Maschinen gesondert zugeordneten Einheiten bestehen kann, die jeweilige Position des Bedieners ermittelt wird, so dass vom Bediener initiierte Steuerungsmaßnahmen nur dann wirksam werden können, wenn der Bediener eine für die Steuerungsmaßnahmen angemessene Position einnimmt. ,
Claims (6)
- Anordnung zur Steuerung räumlich ausgedehnter Transport-, Maschinen- und/oder Fabrikationsanlagen, mit einem von einem Bediener (4) getragenen Bediengerät (3) zur Steuerung verschiedener Funktionen der Anlagen,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Positionsbestimmungssystem (5 bis 7) vorgesehen ist, welches die Position des tragbaren Bediengerätes (3) und/oder des Bedieners (4) relativ zur jeweiligen Anlage erfasst und mit einer Zugangssteuerung (7) zusammenwirkt, welche die mit dem Bediengerät (3) ausführbaren Steuermaßnahmen positionsabhängig einschränkt bzw. nur an solchen Positionen freigibt, an denen sich dem Bediener (4) ein hinreichendes Blickfeld zur Überwachung der Steuerungsmaßnahmen bietet. - Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass an vielen Positionen an bzw. innerhalb der Anlage Transponder (5) angeordnet sind und eine am Bediengerät (3) angeordnete bzw. vom Bediener (4) mitgeführte Leseeinheit (6) vorhanden ist, die mit den Transpondern (5) sowie einer Zugangssteuerung (7) zusammenwirkt, derart, dass mit dem Bediengerät (3) durchführbare Steuermaßnahmen in Abhängigkeit davon eingeschränkt bzw. freigegeben werden, welche Transponder (5) von der Leseeinheit (6) erfasst bzw. als benachbart gemeldet werden. - Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass programmierbare Transponder (5) vorgesehen sind, die jeweils vorgebbare Steuerungsmaßnahmen freigeben. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweils durchführbaren und/oder gesperrten Steuermaßnahmen auf einem Display des Bediengerätes (3) aufscheinen. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Bediengerät (3) zusätzlich personenbezogene Daten des Bedieners (4) erfasst, derart, dass die Freigabe bzw. Einschränkung von Steuerungsmaßnahmen personenabhängig erfolgt. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zugangssteuerung (7) vorhanden ist, die überprüft, ob die von der Leseeinheit erfassten Transponder (5) gemäß ihren Sollpositionen zusammenpassen bzw. vollständig erfasst sind.
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