EP2583145A1

EP2583145A1 - Steuervorrichtung für eine fabrikanlage sowie steuer- und überwachungsverfahren für eine solche fabrikanlage

Info

Publication number: EP2583145A1
Application number: EP11758141.3A
Authority: EP
Inventors: Jan Richter; Christian Heuschmann; Thomas Trenner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2013-04-24
Also published as: WO2012031859A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung (38) zum Steuern von Einrichtungen einer Fabrikanlage. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Gesamtanlageneffektivität einer Fabrikanlage zu verbessern. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung umfasst eine Steuereinheit (42) und eine Simulationseinrichtung (44). Mittels der Steuereinheit (42) lassen sich Einrichtungen der Fabrikanlage steuern. Die Steuereinheit (42) steuert den Betrieb der Einrichtungen dabei gemäß einer vorbestimmten Steuerroutine (S6, S7). Das Steuern der Einrichtungen erfolgt durch die Steuereinheit (42) dabei in einem Steuerzyklus (46). Die Simulationseinrichtung (44) der Steuervorrichtung (38) ist zum Simulieren eines Betriebs der Einrichtungen ausgelegt. Dabei simuliert sie den Betrieb der Einrichtungen synchron zu dem Zeitraster des Steuerzyklus (46). Zu der Erfindung gehören auch ein Verfahren (S1 bis S7) zum Steuern von Einrichtungen einer Fabrikanlage und eines zum Überwachen derselben.

Description

Beschreibung

Steuervorrichtung für eine Fabrikanlage sowie Steuer- und Überwachungsverfahren für eine solche Fabrikanlage

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern von Einrichtungen einer Fabrikanlage. Die Erfindung umfasst auch ein entsprechendes Steuerverfahren für die Einrichtungen sowie ein Verfahren zum Überwachen eines Betriebs der Einrichtungen. Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren zum

Erstellen einer Steuerroutine für eine Steuervorrichtung ei^¬ ner Fabrikanlage.

Im Zusammenhang mit der Erfindung ist unter einer Fabrikanla^¬ ge eine Anordnung mehrerer Fabrikationseinrichtungen (wie z. B. Fertigungsautomaten und Transportbändern) zu verstehen, durch deren Zusammenspiel einzelne Prozessgüter stufenweise verändert oder erweitert bzw. abschnittsweise transportiert werden. Hierbei ist man bestrebt, das Zusammenspiel der Ein^¬ richtungen dahingehend zu optimieren, dass die Fabrikanlage insgesamt möglichst effizient betrieben wird. Auf die Gesamt- anlageneffektivität (GAE) haben dabei insbesondere drei Fak^¬ toren einen Einfluss. Zum einen darf der Fabrikationsprozess nicht zum Erliegen kommen. Des Weiteren muss ein Verhältnis aus den insgesamt von der Fabrikanlage verbrauchten Betriebs^¬ ressourcen zu einem Wert der von der Fabrikanlage erzeugten Prozessgüter maximiert werden. Schließlich muss eine Qualität der einzelnen Prozessgüter einer bestimmten Mindestanforde^¬ rung genügen.

Um das Zusammenspiel der Einrichtungen zu steuern, kann eine Steuervorrichtung vorgesehen sein, die einzelne Betriebszu- stände der Einrichtungen mithilfe von Sensoren erfasst und entsprechende Steuersignale für Aktoren erzeugt, durch welch sich der Betrieb der Einrichtungen steuern lässt. Mittels ei ner solchen Steuervorrichtung lässt sich die GAE auf der Grundlage der mittels der Sensoren erfassten Ist- Betriebszustände optimieren. Im Zusammenhang mit einer Planung von Ressourcen, die für ei^¬ nen zukünftigen Betrieb der Fabrikanlage benötigt werden, ist bekannt, einen Betrieb der Einrichtungen der Fabrikanlage zu simulieren und hierbei Daten zu verwenden, die zu den Be- triebszuständen der einzelnen Einrichtungen von den Sensoren erfasst wurden. Eine hierzu nötige Übertragung der Sensorda^¬ ten von einer Steuervorrichtung der Fabrikanlage zu einem entsprechenden Simulationscomputer ist beispielsweise über einen Kommunikationskanal möglich, der nach dem OPC-Standard (OPC - Object Linking and Embedding (OLE) for Process

Controll) ausgestaltet sein kann. Mittels eines solchen Kom^¬ munikationskanals lassen sich Messdaten zwischen Steuergerä^¬ ten für die Automatisierungstechnik austauschen. Eine typische Reaktionszeit (d. h. die Zeit vom Auftreten des Ereig^¬ nisses bis zur möglichen Ereignisverarbeitung) für einen sol^¬ chen Datenaustausch liegt dabei bei ca. 100 ms. Damit ist ei^¬ ne OPC-Anbindung nicht echtzeitfähig . Entsprechend wird eine Simulation, die auf Daten beruht, die über einen solchen Kom^¬ munikationskanal empfangen werden, nur für die zeitlich mit^¬ tel- bis langfristige Planung in der Leitebene einer Fabrik^¬ anlage verwendet, d. h. z. B. die Ressourcenplanung für die nächste Schicht oder die Chargenplanung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Gesamtanlagen- effektivität einer Fabrikanlage zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch die Steuervorrichtung gemäß Patentan^¬ spruch 1 sowie durch die Verfahren gemäß den Patentansprüchen 5, 8 und 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfin^¬ dungsgemäßen Steuervorrichtung und der erfindungsgemäßen Ver^¬ fahren sind durch die Unteransprüche gegeben.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Einrichtungen einer Fabrikanlage gesteuert. Dabei wird mittels einer Steu^¬ ereinheit wiederholt eine Steuerroutine ausgeführt. Hierdurch wird bei jeder Wiederholung in Abhängigkeit von einem Sensor^¬ signal, das von wenigstens einem Sensor der Fabrikanlage stammt, an wenigstens einer der Einrichtungen ein Steuersig^¬ nal erzeugt. Durch das wiederholte Ausführen der Steuerrouti^¬ ne ist insgesamt ein Zeitraster aus aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten vorgegeben, wobei die Dauer einer jeweiligen Wiederholung der Steuerroutine die Dauer jeweils eines dieser Zeitabschnitte festlegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird synchron zu diesem Zeitraster mittels einer Simulationseinrichtung ein Betrieb der Einrichtungen der Fabrikanlage simuliert.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich der Vorteil, dass die Parameterwerte eines der Simulation zugrunde liegen^¬ den Simulationsmodells in demselben Zeitraster aktualisiert werden, in dem durch die Steuerroutine Sensordaten empfangen und Steuerbefehle erzeugt werden. Durch diese zeitliche Syn- chronität kann sichergestellt werden, dass die Steuerroutine und das Simulationsmodell stets inhaltlich konsistente Daten aufweisen und deshalb diese Daten zwischen der Steuereinheit und der Simulationseinrichtung jederzeit zur gegenseitigen Ergänzung austauschbar sind. So lässt sich etwa ein

Istzustand einer Einrichtung der Fabrikanlage, wie der durch die Sensordaten der Steuereinheit beschrieben wird, mit einem Sollzustand vergleichen, der sich aus der Simulation ergibt. Bei einer Abweichung kann dann mit nur unwesentlicher Verzö^¬ gerung ein Warnsignal erzeugt werden. Genauso kann durch die Simulation ein Zustand einer Einrichtung abgeschätzt werden, zu dem keine Sensordaten vorliegen. Dies erlaubt es, Einrich^¬ tungen der Fabrikanlage mit weniger Sensoren auszustatten, als es bisher üblich ist.

Zu der Erfindung gehört auch eine Steuervorrichtung für eine Fabrikanlage. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung umfasst eine Steuereinheit und eine Simulationseinrichtung. Mittels der Steuereinheit lassen sich Einrichtungen der Fabrikanlage steuern. Dabei steuert die Steuereinheit den Betrieb der Ein^¬ richtungen gemäß einer vorbestimmten Steuerroutine, die ein^¬ mal pro Steuerzyklus von der Steuereinheit ausgeführt wird. Mit anderen Worten führt die Steuereinheit die Steuerroutine in einem Zeitraster wiederholt aus und zwar einmal in jedem der aufeinanderfolgenden Zeitabschnitte, wie sie durch das Zeitraster vorgegeben sind.

Die Simulationseinrichtung der erfindungsgemäßen Steuervor^¬ richtung ist zum Simulieren eines Betriebs der Einrichtungen ausgelegt. Dabei simuliert sie den Betrieb der Einrichtungen synchron zu dem Zeitraster, d. h. die Simulation wird immer für den aktuellen Zeitabschnitt des Zeitrasters durchgeführt. Damit sind bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung die für einen bestimmten Zeitabschnitt vorgesehenen Steuerungs^¬ maßnahmen und die Simulation des Betriebs der Einrichtungen für diesen Zeitabschnitt zum Ende dieses Zeitabschnitts abge^¬ schlossen. Mittels der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei das Sensorsignal des wenigstens einen Sensors an die Simulationseinrichtung übertragen. Hierdurch wird ein kurzzyklischer Vergleich (d. h. zeitlich innerhalb eines Berechnungszyklus der Steuereinrichtung) von Sensordaten mit Daten aus dem Simulationsmodell ermöglicht, durch die ein gewünschter Sollzustand der Anlage beschrieben ist. Dann lässt sich eine Fehlfunktion einer Einrichtung der Fabrikanlage sofort anzeigen. Eine andere Weiterbildung des erfin^¬ dungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Ergebnis der Simulation, durch welche der Betrieb der Einrichtungen für einen bestimmten Zeitabschnitt simuliert wurde, an die Steuereinheit übertragen wird. Hierdurch kann beim Steuern der Ein^¬ richtungen durch die Steuereinheit auch eine Information berücksichtigt werden, welche sie nicht über einen Sensor er^¬ halten kann und welche sich ausschließlich durch Simulieren des Betriebs der Einrichtungen ermitteln lässt. Diese Form der Nutzung eines Simulationsergebnisses ist im Folgenden auch als Soft-Sensor bezeichnet. Die Ausführungsdauer für die Steuerroutine beträgt bevorzugt weniger als 100 ms, bevorzugt weniger als 20 ms. Mit anderen Worten wird bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung eine echtzeitfähige Steuereinheit verwendet.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Steuervorrichtung weist ei^¬ ne Prozessoreinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, so^¬ wohl einen Steuerprogrammcode der Steuereinheit als auch ei^¬ nen Simulationsprogrammcode der Simulationseinrichtung auszu^¬ führen. Der Steuerprogrammcode umfasst dabei die Steuerrouti^¬ ne. Durch diese Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass die Simulationseinrichtung die Daten der realen Anlage schnellstmöglich erhält. Durch die Umgehung der (heute übli^¬ chen) Anbindung eines Simulationssystems über einen Feld^¬ oder Kommunikationsbus (auch OPC benutzt einen Feld- oder Kommunikationsbus) wird zum einen der Feldbus entlastet und zum anderen durch die Integration des Simulationssystems in die Plattform für die Steuerroutine erreicht, dass die Simu^¬ lation genauso schnell mit den Sensordaten beliefert wird die Steuereinrichtung .

Eine andere bevorzugte Aus führungs form der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung sieht vor, dass das Ausführen der Steuer^¬ routine in einem Zeitabschnitt und das zu diesem Zeitab^¬ schnitt gehörige Simulieren des Betriebs der Einrichtungen innerhalb dieses Zeitabschnitts zeitlich nacheinander ausge^¬ führt wird. Innerhalb eines Zeitabschnitts kann das Simulati^¬ onsmodell am Ende desselben ausgeführt werden. Dann ergibt sich der Vorteil, dass auch das für diesen Zeitabschnitt er^¬ zeugte Steuersignal der Steuereinheit bei der Simulation be^¬ rücksichtigt werden kann. Es kann auch vorgesehen sein, das Simulationsmodell zu Beginn des jeweiligen Zeitabschnitts auszuführen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Er^¬ gebnis der Simulation beim Erzeugen des Steuersignals von der Steuereinheit berücksichtigt werden kann. Somit bedeutet hier also Zeitraster-Synchron, dass während der Abarbeitung des Simulationsmodells der Steuerprogrammcode unterbrochen und erst nach Beendigung der Abarbeitung des Simulationsmodells fortgeführt wird. Entsprechend ist das Simulationsmodell nur dann aktiv, wenn es von der Steuerroutine aufgerufen wurde.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Betriebs von Einrichtungen einer Fabrikanla^¬ ge. Dieses Überwachungsverfahren basiert wie das eben be^¬ schriebene Steuerverfahren auf einer (möglichst zeitraster- synchronen) Simulation eines Betriebs der Einrichtungen durch eine Simulationseinheit. Hierbei wird durch die Simulations- einheit ein Aufenthaltsort eines in der Fabrikanlage befind^¬ lichen Prozessguts durch eine Menge von möglichen Aufent^¬ haltsorten beschrieben. Dies ergibt den Vorteil, dass beispielsweise im Falle eines Transportsystems für vereinzelbare Prozessgüter die auf diese Prozessgüter stochastisch wirken- den physikalischen Einflüsse einer Umgebung der Prozessgüter, zum Beispiel eine auf das Prozessgut wirkende Reibung, in der Simulation berücksichtigt werden können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Überwachungsverfahrens ergibt sich, wenn jedem der möglichen Aufenthaltsorte in der erwähnten Menge eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit zugeordnet wird. Dann lassen sich sogar die statistischen Eigenschaften der stochastisch wirkenden Einflüsse in der Simulation nach^¬ bilden .

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn bei der Simulation auch ein Sensorsignal eines Sensors der Fabrikanlage berück^¬ sichtigt wird, welcher ein Sensorsignal erzeugt, wenn sich das Prozessgut in einem Erfassungsbereich des Sensors befin- det. Dann kann dieses Signal durch die Simulationseinheit empfangen und zeitnah eine neue Menge möglicher Aufent^¬ haltsorte des Prozessguts gebildet werden, welche den tat^¬ sächlichen Aufenthaltsort des Prozessguts genauer beschreibt als eine bisherige Menge der möglichen Aufenthaltsorte. Zum Bilden der neuen Menge möglicher Aufenthaltsorte wird dabei eine Schnittmenge aus der bisherigen Menge der möglichen Auf^¬ enthaltsorte und einer Menge der von dem Erfassungsbereich erfassten Orte gebildet. Für den Fall, dass das Bilden der Schnittmenge eine leere Menge ergibt, kann davon ausgegangen werden, dass eine Fehl^¬ funktion der Fabrikanlage vorliegt. Auf dieser Grundlage wird somit in einer vorteilhaften Weiterbildung des Überwachungs^¬ verfahrens eine Anzeige für eine Fehlfunktion gebildet.

Bevorzugt werden bei dem Überwachungsverfahren für den Fall, dass in der Fabrikanlage wenigstens zwei unterschiedliche Transportwege zum Transportieren des Prozessguts vorgesehen sind, durch die Simulationseinheit bei einer Simulation eines Transports des Prozessguts zunächst beide Transportwege be^¬ rücksichtigt. Dies geschieht, indem in die Menge der mögli^¬ chen Aufenthaltsorte Daten zu Orten entlang beider Transport^¬ wege aufgenommen werden. Hierdurch kann die Zahl der Sensoren zum Überwachen einer tatsächlichen Position des Prozessguts in der Fabrikanlage verringert werden.

Auch auf Grundlage des Überwachungsverfahrens lässt sich durch eine vorteilhafte Weiterbildung desselben ein Soft- Sensor bereitstellen. Hierzu wird einer Steuereinheit, durch welche Einrichtungen der Fabrikanlage gesteuert werden, von der Simulationseinrichtung zu einem Prozessgut eine Informa^¬ tion über wenigstens einen möglichen Aufenthaltsort aus der Menge der möglichen Aufenthaltsorte übermittelt. So lässt sich in vorteilhafter Weise die Zahl der tatsächlich in der Fabrikanlage bereitzustellenden Sensoren zum Erfassen der Aufenthaltsorte von Prozessgütern reduzieren.

Die beschriebenen stochastisch auftretenden Einflüsse lassen sich im Allgemeinen nur schwer vorhersagen und mathematisch modellieren. Entsprechend kann es Probleme bereiten, eine sinnvolle Menge der möglichen Aufenthaltsorte für ein be^¬ stimmtes Prozessgut zu bilden. Hierzu ergibt sich eine vor^¬ teilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Überwachungs^¬ verfahrens, wenn zunächst eine Ausgangsmenge möglicher Auf^¬ enthaltsorte des Prozessguts ermittelt wird, die dann in ei^¬ ner Simulation immer dann einem Prozessgut zugeordnet werden kann, wenn keine genauere Information über einen Aufenthalts^¬ ort des Prozessguts verfügbar ist. Zum Bilden dieser Aus^¬ gangsmenge wird dabei in einer Initialisierungsphase der Si^¬ mulationseinrichtung ein Probeprozessgut wiederholt und je^¬ weils unter gleichen Betriebsbedingungen der Fabrikanlage in einen vorbestimmten Kontrollabschnitt gebracht und dabei je^¬ weils ein sich ergebender Aufenthaltsort des Prozessguts er- fasst. Jeder der so erfassten Aufenthaltsorte wird dann der Ausgangsmenge als möglicher Aufenthaltsort hinzugefügt. Dies ermöglicht einen einfachen Umgang mit Toleranzen in den Ei^¬ genschaften der simulierten Fabrikanlage, also z. B. einer veränderlichen Geschwindigkeit eines Transportbands oder ei^¬ ner Reibkraft, welche von einer Wandung des Transportbands auf das Prozessgut ausgeübt wird.

Eine besonders bevorzugte Aus führungs form der Erfindung sieht vor, dass eine Aus führungs form des erfindungsgemäßen Steue^¬ rungsverfahrens und eine Aus führungs form des erfindungsgemä^¬ ßen Überwachungsverfahrens zu einem gemeinsamen Verfahren kombiniert werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erstellen einer Steuerroutine für eine Steuervorrichtung ei^¬ ner Fabrikanlage. Üblicherweise wird bei einem solchen Er^¬ stellungsverfahren eine Beschreibung für eine Steuerroutine empfangen, zum Beispiel ein Quellcode, und daraus ein Steuer^¬ programmcode erzeugt, welcher auf einer Prozessoreinrichtung einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) ausführbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Erstellungsverfahren wird zu^¬ sätzlich eine Beschreibung für ein Simulationsmodell der Fab^¬ rikanlage empfangen und daraus ein Simulationsprogrammcode erzeugt. Dieser ist dabei ebenfalls auf der Prozessoreinrich^¬ tung der speicherprogrammierbaren Steuerung ausführbar. Durch das erfindungsgemäße Erstellungsverfahren wird so ermöglicht, das erfindungsgemäße Steuerverfahren und das erfindungsgemäße Überwachungsverfahren auf einer herkömmlichen SPS durchzufüh^¬ ren . Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbei^¬ spielen näher erläutert. Dazu zeigt:

FIG 1 eine schematische Darstellung einer Fabrikanlage, die von einer SPS gemäß einer Aus führungs form der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gesteuert wird,

FIG 2 ein Flussschaubild zu einem Steuerungsverfahren, das von der SPS durchgeführt wird,

FIG 3 eine Skizze betreffend ein Intervall möglicher Auf^¬ enthaltsorte eines Prozessguts, wobei das Intervall gemäß einer Aus führungs form des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens gebildet worden ist,

FIG 4 eine Skizze betreffend mögliche Aufenthaltsorte ei^¬ nes Prozessguts, wie sie gemäß einer Ausführungs^¬ form des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens für zwei mögliche Transportwege ermittelt wurden,

FIG 5 eine Skizze betreffend das Erkennen einer Fehlfunk^¬ tionen einer Fabrikanlage, wie es durch eine Aus^¬ führungsform des erfindungsgemäßen Überwachungsver^¬ fahrens ermöglicht ist, und

FIG 6 eine schematische Darstellung eines Entwicklungs^¬ systems zum Erzeugen eines Programmcodes für eine SPS gemäß einer Aus führungs form des erfindungsgemä^¬ ßen Erstellungsverfahrens.

Die Beispiele stellen bevorzugte Aus führungs formen der Erfin^¬ dung dar.

In FIG 1 ist eine Fabrikanlage 10 gezeigt. Bei dieser kann es um ein diskretes Materialflusssystemen handeln. Ein Beispiel für ein solches diskretes Materialflusssystem ist eine Fla- schenabfüllanlage . Die Fabrikanlage 10 umfasst drei Fließbänder oder Transport^¬ bänder 12, 14, 16. Eine Förderrichtung F der Transportbänder 12, 14, 16 ist in FIG 1 jeweils durch einen Pfeil angedeutet. In dem in FIG 1 gezeigten Beispiel wird auf dem Transportband 12 ein (gestrichelt gezeichnetes) Prozessgut 18 in die Förde^¬ rerrichtung F des Transportbands 12 transportiert. Für den Fall, dass es sich bei der Fabrikanlage 10 um eine Flaschen- abfüllanlage handelt, kann es sich bei dem Prozessgut 18 bei^¬ spielsweise um eine einzelne Flasche handeln. Durch die

Transportbänder 12, 14 wird das Prozessgut 18 jeweils einer

Station 20 bzw. 22 zugeführt. Die Stationen 20, 22 wirken auf das Prozessgut 18 ein, wenn dieses die jeweilige Station 20, 22 erreicht. Beispielsweise kann es sich bei der Station 20 um eine Befülleinrichtung für Flaschen und bei der Station 22 um eine Verschließeinrichtung zum Aufbringen von Kronkorken auf Flaschenhälse handeln.

Zu der Fabrikanlage 10 gehören auch drei Kameras 24, 26, 28, von denen jeweils ein Erfassungsbereich 30, 32, 34 der Trans- portbänder 12 bzw. 14 optisch erfasst wird.

Eine Weiche 36 leitet Prozessgüter, die von der Station 22 über das Transportband 14 kommen, entweder auf das Transport^¬ band 12 oder das Transportband 16.

Die Transportbänder 12, 14, 16, die Stationen 20, 22 und die Weiche 36 stellen Aktoren der Fabrikanlage 10 dar. Die Kame^¬ ras 24, 26, 28 sind Sensoren der Fabrikanlage 10. Die Fabrik^¬ anlage 10 wird von einer speicherprogrammierbaren Steuerung oder SPS 38 gesteuert. Diese ist dazu mit den Aktoren und Sensoren der Fabrikanlage 10 gekoppelt.

Eine Funktionsweise der SPS 38 ist im Folgenden anhand von FIG 2 näher erläutert. Die SPS 38 umfasst eine Prozessorein- richtung 40 mit einem Datenspeicher und einem Mikrocontrol- ler, die in FIG 1 nicht näher dargestellt sind. Durch die Prozessoreinrichtung 40 werden ein Steuerprogrammcode 42 und ein Simulationsprogrammcode 44 ausgeführt. Der Steuerprogrammcode 42 umfasst eine Steuerroutine, die von der Prozessoreinrichtung 40 in einem Steuerzyklus in Zeitab^¬ ständen von 10 ms wiederholt ausgeführt wird. Hierzu weist die Prozessoreinrichtung 40 einen Timer auf, der einen zykli^¬ schen Aufruf 46 des Steuerprogrammcodes 42 bewirkt. Anstelle eines Timers kann auch ein Interrupt-Controller vorgesehen sein .

Durch Ausführen des Simulationscodes 44 werden von der Pro^¬ zessoreinrichtung 40 Vorgänge in der Fabrikanlage 10 simu^¬ liert. Diese Simulation wird synchron zu jedem Steuerzyklus durchgeführt, d. h. der Simulationsprogrammcode 44 wird im Rahmen eines jeden Steuerzyklus ebenfalls einmal aufgerufen. Während einer solchen Abarbeitung der Simulation wird der Steuerprogrammcode 42 unterbrochen und erst nach Beendigung der Abarbeitung des Simulationsprogrammcodes 44 fortgeführt. Die Simulation ist somit nur dann aktiv, wenn der Simulati^¬ onsprogrammcode 44 von dem Steuerprogrammcode 42 aufgerufen wurde. Dazu werden durch den Steuerprogrammcode 42 in einem Schritt Sl zunächst Sensordaten von den Kameras 24, 26, 28 (und weiteren, in FIG 1 nicht dargestellten Sensoren) von der Prozessoreinrichtung 40 empfangen. In einem Schritt S2 werden die Sensordaten zu einem Datenpaket 48 zusammengefasst und durch den Steuerprogrammcode 42 der Simulationsprogrammcode 44 aufgerufen. Dabei wird dem dem Simulationsprogrammcode 44 das Datenpaket 48 durch den Steuerprogrammcode 42 übergeben.

Durch den Simulationsprogrammcode 44 werden in einem Schritt S3 die Sensordaten ausgewertet und auf ihrer Grundlage in ei^¬ nem Schritt S4 ein Betrieb der Transportbänder 12, 14, 16 und der Stationen 20, 22 für einen Zeitabschnitt von 10 ms simu^¬ liert. Auf der Grundlage eines Ergebnisses dieser Simulation wird in einem Schritt S5 ein wahrscheinlicher Betriebszustand der Fabrikanlage 10 ermittelt. Mit dem Schritt S5 ist auch die Simulation für den aktuellen Zeitabschnitt beendet. Alle Daten, die im Schritt S5 ermittelt wurden, stehen nach der Abarbeitung des Simulationsprogrammcodes 44 in einem festgelegten Speicherbereich 50 für den Steuerprogrammcode 42 zur Verfügung. Die Prozessoreinrichtung 40 führt anschließend die eigentliche durch den Steuerprogrammcode 42 vorgegebene Steuerroutine aus. Diese besteht zum einen aus einer Auswer^¬ tung (Schritt S6) sowohl der in dem Schritt Sl empfangenen Sensordaten als auch der in dem Speicherbereich 50 gespeicherten Betriebszustandsdaten . Zum anderen erzeugt die Pro- zessoreinrichtung 40 im Rahmen der Steuerroutine in einem

Schritt S7 Steuersignale für die Aktoren der Fabrikanlage 10 in Abhängigkeit von den ausgewerteten Daten.

Die Steuerung gemäß dem Steuerprogrammcode 42 und die Simula- tion gemäß dem Simulationsprogrammcode 44 befinden sich in "zeitlicher Synchronizität" der Abarbeitung der beiden Aus^¬ führungssysteme (Steuerroutine und Simulation) , das heißt das Simulationsmodell wird im gleichen Zeitraster ausgeführt wie der SPS-Steuercode . Des Weiteren arbeitet das Simulationsmo- dell mit inhaltlich konsistenten Daten (Datenpaket 48) . Auch die von dem Simulationsmodell an den Steuercode übermittelten Daten (im Speicherbereich 50) sind konsistent.

Im Folgenden wird erläutert, wie durch die Prozessoreinrich- tung 40 auf der Grundlage des Simulationsprogrammcodes 44 in dem Schritt S4 ein Betrieb der Einrichtungen der Fabrikanlage 10 simuliert wird.

Durch das der Simulation zugrundeliegende Simulationsmodell sind die Transportbänder 12, 14, 16, die Stationen 20, 22 und die Kameras 24, 26, 28 nachgebildet. Eine Position des Pro^¬ zessguts 18 ist in dem Simulationsmodell durch ein Positionsintervall 52 beschrieben. Dies ermöglicht den Umgang mit möglichen Toleranzen in Eigenschaften der simulierten Größen. Anstelle einer konkreten Größe „Position" wird der Simulation also ein Intervall möglicher Positionen auf den Transportbändern 12, 14, 16 zugrundegelegt. Hierdurch werden stochastisch auftretende Einflüsse, wie zum Beispiel Reibung, in der Simu- lation abgebildet. Anstelle der beschriebenen Größe "Positi^¬ on" kann auch eine Übertragung auf andere Unsicherheiten als Reibung und andere zu simulierende Prozessgrößen als die Po^¬ sition erfolgen, wenn dies für die Umsetzung der Anwendung sinnvoll ist.

Auf der Grundlage von FIG 3 wird erläutert, wie das Positionsintervall 52 für die möglichen Positionen des Prozessguts 18 mit der (tatsächlichen) Position des Prozessguts 18 syn- chronisiert wird. Dazu sei beispielhaft angenommen, dass das Prozessgut 18 auf dem Transportband 12 den Erfassungsbereich 30 der Kamera 16 passiert. Ein entsprechendes Signal der Ka^¬ mera 16 wird von der SPS 38 empfangen und in dem Datenpaket 48 an den Simulationsprogrammcode 44 übergeben. Nun wird eine Schnittbildung des Positionsintervalls 52 mit dem Erfassungs^¬ bereich 30 der ebenfalls in dem Simulationsmodell nachgebil^¬ deten Kamera 16 durchgeführt. Ist die Schnittmenge nicht leer, so wird das Positionsintervall 52 in dem Simulationsmo^¬ dell durch ein neues Positionsintervall 54 ersetzt, dessen Grenzen denjenigen des aktuell durchfahrenden Erfassungsbereichs 30 entsprechen.

Bei einem Start der Simulation sieht die Parametrisierung des Simulationsmodells vor, vorbestimmte feste Grenzen für be- stimmte Größen zu ermitteln. Das Positionsintervall 52 stellt ein entsprechendes Ausgangsintervall dar, das dem Prozessgut 18 beim Start der Simulation zugeordnet wurde. Das Ausgangs^¬ intervall wurde in einer Initialisierungsphase der SPS 38 nach deren Installation in der Fabrikanlage 10 bestimmt. Im Falle von Materialflusssystemen mit vereinzelbaren Transportgütern, wie hier dem Prozessgut 18, wurde folgende Modellie^¬ rung durchgeführt.

Die durch die Transportbänder 12, 14, 16 gebildeten Trans- portwege oder Transportstrecken sind in Kontrollabschnitte Kl, K2, K3 aufgeteilt. Die Enden jeweils zweier Kontrollabschnitte sind dabei miteinander verbunden, d. h. ein Austritt aus einem der Kontrollabschnitte ist der Eintritt in den an- grenzenden Kontrollabschnitt. Die Grenzen der Kontrollab^¬ schnitte Kl, K2, K3 sind durch die Sensoren der Fabrikanlage 10, d. h. die Kameras 24, 26 und 28, festgelegt. Mit anderen Worten ist der Austritt und der Eintritt eines Prozessguts durch die Signaländerung eines Sensors kenntlich gemacht. Ei^¬ ne bevorzugte Variante stellen geschlossene Transportpfade dar .

Zum Bilden der Ausgangsintervalle für die einzelnen Trans- portbänder 12, 14, 16 wurde ein einzelnes Transportgut wie^¬ derholt und unter deterministisch identischen Bedingungen auf den Transportbändern 12, 14, 16 durch in dem Simulationsmo^¬ dell zu modellierende Kontrollabschnitte Kl, K2, K3 transpor^¬ tiert. Jede Messerfahrt erzeugte dabei eine charakteristische Signalfolge der Kameras 24, 26, 28 und weiterer, nicht darge^¬ stellter Sensoren. Es wurden - bei gegebenen Soll- Transportgeschwindigkeiten - pro vergleichbarer Durchfahrt die Signaländerungen der auf der Strecke liegenden Sensoren mit Zeitstempeln aufgezeichnet. Basierend auf den derart auf- gezeichneten Signaländerungen wurden dann Positionsintervalle der Transportgüter kontrollabschnittsweise berechnet und in das Simulationsmodell übertragen.

Durch die daraus gebildeten Ausgangsintervalle werden sto- chastisch auftretende Einflüsse, wie zum Beispiel Reibung, in dem Simulationsmodell nachgebildet. In gleicher Weise wurden für andere Parameter als die Positionen der Prozessgüter ent^¬ sprechende Ausgangsmengen möglicher Parameterwerte ermittelt. Ein Ausgangsintervall umfasst dabei all diejenigen Positio- nen, die ein Prozessgut in einem ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage aufweisen kann. Durch die Verwendung von Positionsin^¬ tervallen ist die Möglichkeit gegeben, auch in Anlagen mit diskretem Materialflusssystem Größen zu simulieren, die Unsi^¬ cherheiten ausgesetzt sind. Hierdurch werden falsch-negative Fehlermeldungen verhindert.

Anhand von FIG 4 ist im Folgenden erläutert, wie in dem Simu^¬ lationsmodell mögliche Positionen von Prozessgütern 56, 58 bestimmt werden, nachdem diese die Weiche 36 passiert haben. Bei der Fabrikanlage 10 befindet sich unmittelbar hinter der Weiche 36 weder an dem Transportband 12 noch an dem Transportband 16 eine Kamera oder ein anderer Sensor zum Erfassen einer Position der Prozessgüter 56, 58. Für das in FIG 4 gezeigte Beispiel sei angenommen, dass das Prozessgut 56 die Weiche 36 gerade passiert hat und dabei von der Weiche 36 von dem Transportband 14 auf das Transportband 12 umgeleitet wur^¬ de. Weiterhin gelte für das gezeigte Beispiel, dass während der Umschaltung der Weiche 36 das Positionsintervall des Pro^¬ zessguts 56 im Simulationsmodell eine größere Ausdehnung besitzt als der Erfassungsbereich der Weiche 36. In dem Simula^¬ tionsmodell wird nun zunächst für jeden möglichen Weg, den das Prozessgut 56 nach dem Passieren der Weiche 36 entweder auf dem Transportband 12 oder dem Transportband 16 nehmen kann, ein Positionsintervall 60, 62 erzeugt. Die Positionsin^¬ tervalle 60, 62 bilden zusammen eine Menge möglicher Positio^¬ nen des Prozessguts 56 in der Fabrikanlage 10. Das Prozessgut 58 wurde von der Weiche 36 auf das Transportband 16 geleitet. Wie im Falle des Transportguts 56 wurde für das Prozessgut 58 nach Passieren der Weiche 36 für jeden mög^¬ lichen Transportweg zunächst ein eigenes Positionsintervall 64, 68 gebildet. Das Prozessgut 58 befindet sich gerade in einem Erfassungsbereich 70 einer Kamera 72. In dem Schritt S4 wird deshalb durch Bilden einer Schnittmenge aus dem Erfas^¬ sungsbereich 70 und der Menge der möglichen Positionen, d. h. der beiden Positionsintervalle 64, 68, ein neues Positionsin^¬ tervall 74 für das Prozessgut 58 gebildet. Das Positionsin- tervall 64 wird dabei in dem Simulationsmodell vollständig gelöscht .

Anhand von FIG 5 ist im Folgenden erläutert, wie in dem

Schritt S4 der Simulation ein Abweichen eines Verhaltens der Fabrikanlage 10 von einem Anlagenreferenzverhalten erkannt wird. Das Anlagenreferenzverhalten ist durch all diejenigen Betriebszustände definiert, die mit Bezug auf eine Gesamtan- lageneffektivität als wünschenswert oder ordnungsgemäß einge- stuft wurden. Für das in FIG 5 gezeigte Beispiel sei angenom^¬ men, dass das Prozessgut 18 von dem Transportband 14 gerade durch den Erfassungsbereich 32 der Kamera 26 transportiert wird. Durch die Kamera 26 wird ein entsprechendes Sensorsig- nal erzeugt und an die SPS 38 übertragen.

In dem Simulationsmodell haben sich durch vorangegangene Si^¬ mulationsschritte Werte für das Positionsintervall 52 des Prozessguts 18 ergeben, durch die sich ausschließlich mögli- che Positionen des Prozessguts 18 ergeben, die in Förderer^¬ richtung F des Transportband 14 gesehen bereits hinter dem Erfassungsbereich 32 liegen. Ein Grund für das zurückbleiben des Prozessguts 18 hinter dem durch das Simulationsmodell be^¬ schriebenen Positionsintervall 52 liegt darin, dass das Pro- zessgut 18 für einige Zeit an einer Wandung hängengeblieben ist, durch welche das Prozessgut 18 auf dem Transportband 18 gehalten wird. Ein anderer Grund kann ein Stau von Prozessgü^¬ tern auf dem Transportband 14 sein. Diese Effekte wurden wäh^¬ rend der Initialisierung in dem Simulationsmodell nicht be- rücksichtigt und sind auch nicht in der Fabrikanlage 10 er^¬ wünscht .

In dem Schritt S4 wird durch die Prozessoreinrichtung 40 er^¬ kannt, dass die Schnittmenge aus dem Erfassungsbereich 32 und dem Positionsintervall 52 leer ist. Dies deutet darauf hin, dass die Fabrikanlage 10 nicht wie erwünscht funktioniert. In dem Schritt S5 wird deshalb ein Signal erzeugt, dass von der Prozessoreinrichtung 40 an eine (in Fig. 2 nicht dargestell^¬ te) Anzeigeeinrichtung übertragen wird, welche die Fehlfunk- tion der Fabrikanlage 10 einer Person anzeigt, welche den Be^¬ trieb der Fabrikanlage 10 überwacht.

Falls erkannt z. B. wird, dass sich Prozessgüter auf einem Transportband stauen oder dass vergleichbare, nicht auf einen Defekt einer Einrichtung zurückzuführende, sich selbst ausre^¬ gulierende Abweichungen vom Anlagenreferenzverhalten vorlie^¬ gen, kann auch vorgesehen sein, Einrichtungen der Anlage vo^¬ rübergehend in einen Betriebsmodus zu schalten, in welchem sie weniger Energie verbrauchen. So kann z. B. die Trans^¬ portgeschwindigkeit des Transportbands 14 verringert werden, bis der Stau abgebaut ist. In FIG 6 ist noch einmal die SPS 38 gezeigt, in deren Prozes^¬ soreinrichtung 40 der Steuerprogrammcode 42 und der Simulati^¬ onsprogrammcode 44 gespeichert sind. Die beiden Programmcodes 42, 44 stammen aus einem Entwicklungssystem 76 mit einer SPS- Entwicklungsumgebung 78. Diese ist in einen Entwicklungsteil 80 für SPS-Steuercode oder PLC-Code (PLC - Programmable Logic Controller) und einen Modellierungsteil 82 zum Entwerfen ei^¬ nes Simulationsmodells aufgeteilt. Eine Bedienperson hat mit^¬ tels der Entwicklungsumgebung 78 durch Eingeben eines ent^¬ sprechenden Quellcodes sowohl die Steuerroutine als auch das Simulationsmodell festgelegt. Anschließend wurde durch die

SPS-Entwicklungsumgebung 78 auf der Grundlage der Quellcodes ein Binärcode für den Steuerprogrammcode 42 und ein weiterer Binärcode für den Simulationsprogrammcode 44 erzeugt. Beide Binärcodes sind von der Prozessoreinrichtung 40 ausführbar. Die beiden Binärcodes wurden schließlich von dem Entwick^¬ lungssystem 76 in den Speicher der Prozessoreinrichtung 40 übertragen .

Bei dem Simulationsprogrammcode 44 kann vorgesehen sein, dass durch ihn von der Prozessoreinrichtung 40 Informationen aus der Simulation an andere Komponenten der Anlage, wie zum Bei^¬ spiel einem Melde- bzw. SCADA-System 84 (SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition) übertragen werden. Die Übertra^¬ gung kann mithilfe eines Feldbusses 86 erfolgen. So kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass durch das Meldesystem 84 auf einem Bildschirm 88 die bereits beschriebene Fehlermeldung angezeigt wird, falls sich bei dem Bilden einer Schnittmenge eines Erfassungsbereichs mit einem Positionsintervall eine leere Menge ergibt (vgl. das FIG 5 zugrundeliegende Bei- spiel) . Durch die Beispiele ist gezeigt, wie sich folgende Vorteile für die Automatisierungstechnik in einem Fabrikbetrieb erge^¬ ben :

Eine Diagnose einer Fabrikanlage erfordert die Erkennung di^¬ agnoserelevanter Ereignisse. Diese sind anhand von Abweichun^¬ gen vom Anlagenreferenzverhalten (d. h. dem gewünschten Ver^¬ halten) zu erkennen. Mittels des parallel und synchron lau^¬ fenden Simulationsmodells kann in jedem SPS-Zyklus überprüft werden, ob der reale Anlagenzustand (Sensor-/Aktordaten, Mer^¬ kervariablen und dergl . ) dem simulierten Anlagenzustand ent^¬ spricht. Abweichungen werden noch im selben SPS-Zyklus er^¬ kannt und können gemeldet werden. Aufwändige Synchronisati^¬ onsmechanismen aufgrund unterschiedlicher Zeitbasen werden vermieden. Die Ergebnisse stehen praktisch verzögerungsfrei zur Verfügung. Des Weiteren bietet der Einsatz der Simulation den Vorteil, nicht mehr anderweitige Mechanismen zur Diagnose aufwändig direkt in den SPS-Code zu integrieren zu müssen (zum Beispiel mittels Überwachungstimern an jedem zu überwa^¬ chenden Sensor) , was letztlich auch die Fehleranfälligkeit reduziert .

Außerdem wird ein robuster und fehlertoleranter Betrieb er^¬ möglicht. Der robuste Betrieb hat zum Ziel, ausgefallene oder ausfallende Sensorik, aber auch beispielsweise unzuverlässige Sensorwerte, zeitweise zu ersetzen. Das Simulationssystem kann derartige Daten liefern (Soft-Sensor) . Somit ist es mög^¬ lich, beispielsweise in einem Transportsystem, eine ausfal^¬ lende Detektion von Transportgütern zeitweise zu ersetzen und den Betrieb aufrechtzuerhalten. Der Ersatz der relevanten Signale erfolgt transparent, sofern das Simulationsmodell zu Beginn des SPS-Zyklus ausgeführt wird. Mit anderen Worten kann in dem Steuerprogrammcode nicht erkannt werden, dass ein Signal ersetzt wurde. Das Simulationssystem kann jedoch eine Meldung an ein Meldesystem generieren. Des Weiteren arbeitet das System fehlertolerant, da die auftretenden Unsicherhei^¬ ten, zum Beispiel tolerable Reibung, durch die vorher be^¬ stimmten Intervalle implizit mitberücksichtigt werden. Auf der Grundlage der Ermittlung des Betriebszustands in dem Schritt S5 der Simulation kann somit ein Soft-Sensor gebildet werden. Der Soft-Sensor dient als zusätzlicher Datenlieferant für die Steuerung. An einem Transportsystem kann zum Beispiel eine Stauberechnung durchgeführt werden, indem der Abstand zwischen den einzelnen Prozessgütern in jedem SPS-Zyklus be^¬ rechnet wird und in Abhängigkeit von im Simulationsmodell an^¬ zugebender Schwellwerte (wie etwa "minimaler Abstand: 10 mm", "Zahl gestauter Prozessgüter: 5") der Steuerung ein Stausig^¬ nal zur Verfügung gestellt wird. Diese kann sodann beispiels^¬ weise die Bandgeschwindigkeit zur Energieeinsparung drosseln. Im Weiteren ist es auch möglich, dass die Simulation über ei^¬ nen bestimmten Zeitraum mögliche Staupotenziale erkennt und somit durch ein Leitsystem Handlungsalternativen hinsichtlich der Wegewahl ermittelt werden können. Auch dieser Anwendungs^¬ fall profitiert von der hohen Dynamik der vorgeschlagenen Lö^¬ sung .

Insgesamt steigt das Einsatzpotenzial von Simulationen in der Automatisierungstechnik während des Fabrikbetriebs erheblich, da bisher sowohl die Synchronisation als auch die Kommunika^¬ tion zwischen einer Anlagensteuerung und einer Simulation ei^¬ nes Betriebs der Anlage nicht in dem durch die Erfindung er^¬ möglichten Maße gegeben war.

Bezugs zeichenliste

10 Fabrikanlage

12, 14, 16 Transportband

18, 56, 58 Prozessgut

20, 22 Station

24, 26, 28, Kamera

30, 32, 34, Erfassungsbereich

36 Weiche

38 SPS

40 Prozessoreinrichtung

42 Steuerprogrammcode

44 Simulationsprogrammcode

46 zyklischer Aufruf

48 Datenpaket

50 Speicherbereich

52, 54,

60 bis 68, Positionsintervall

76 Entwicklungssystem

78 SPS-Entwicklungsumgebung 80 PLC-Entwicklungsteil 82 Modellierungsteil

84 Meldesystem

86 Feldbus

88 Bildschirm

F Förderrichtung

Kl, K2, K3 Kontrollabschnitte

Sl bis S7 Schritt

Claims

Patentansprüche

1. Steuervorrichtung (38) für eine Fabrikanlage (10), mit ei^¬ ner Steuereinheit (42) zum Steuern von Einrichtungen (12, 14, 16, 20, 22, 24, 26, 28, 36) der Fabrikanlage (10) sowie mit einer Simulationseinrichtung (44) zum Simulieren eines Betriebs der Einrichtungen (12, 14, 16, 20, 22, 24, 26, 28, 36), wobei die Steuereinheit (42) dazu ausgelegt ist, eine vorbestimmte Steuerroutine (S6, S7) zum Steuern der Einrich- tungen in einem Zeitraster aus aufeinanderfolgenden Zeitab^¬ schnitten wiederholt auszuführen,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Simulationseinrichtung (44) dazu ausgelegt ist, den Be^¬ trieb der Einrichtungen synchron zu dem Zeitraster für die einzelnen Zeitabschnitte zu simulieren.

2. Steuervorrichtung (38) nach Anspruch 1, bei welcher die Steuereinrichtung (42) dazu ausgelegt ist, die Steuerroutine innerhalb einer Zeitdauer von weniger als 100 ms, bevorzugt weniger als 20 ms, auszuführen.

3. Steuervorrichtung (38) nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Prozessoreinrichtung (40), welche dazu ausgelegt ist, sowohl einen Steuerprogrammcode (42) der Steuereinheit als auch ei- nen Simulationsprogrammcode (44) der Simulationseinrichtung auszuführen .

4. Steuervorrichtung (38) nach einem der vorhergehenden An^¬ sprüche, welche dazu ausgelegt ist, das Ausführen der Steuer- routine (S6, S7) in einem Zeitabschnitt und das zu diesem

Zeitabschnitt gehörige Simulieren des Betriebs der Einrich^¬ tungen in diesem Zeitabschnitt zeitlich nacheinander auszu^¬ führen .

5. Verfahren zum Steuern von Einrichtungen einer Fabrikanla^¬ ge, bei welchem mittels einer Steuereinheit wiederholt eine Steuerroutine (S6, S7) ausgeführt wird, gemäß welcher in Ab^¬ hängigkeit von einem Sensorsignal wenigstens eines Sensors (24, 26, 28) an wenigstens einer der Einrichtungen ein Steu^¬ ersignal erzeugt wird, wobei durch das wiederholte Ausführen

(46) der Steuerroutine ein Zeitraster aus aufeinanderfolgen^¬ den Zeitabschnitten vorgegeben wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

mittels einer Simulationseinrichtung (44) ein Betrieb der Einrichtungen synchron zu dem Zeitraster simuliert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem das Sensorsignal des wenigstens einen Sensors (24, 26, 28) an die Simulations^¬ einrichtung (44) übertragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem ein Ergebnis (50) der Simulation, durch welche der Betrieb der Einrichtun- gen für einen Zeitabschnitt simuliert wurde, an die Steuer^¬ einheit (42) übertragen wird.

8. Verfahren zum Überwachen eines Betriebs von Einrichtungen einer Fabrikanlage (10), bei welchem durch eine Simulations- einheit (44) ein Aufenthaltsort eines in der Fabrikanlage be^¬ findlichen Prozessguts (18, 56, 58) durch eine Menge (52, 54, 60, 62, 64, 68, 74) möglicher Aufenthaltsorte beschrieben wird .

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem jedem der möglichen Aufenthaltsorte in der Menge eine Aufenthaltswahrscheinlich^¬ keit zugeordnet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem durch einen Sensor (24, 26, 28) der Fabrikanlage (10) ein Sensorsignal erzeugt wird, falls sich das Prozessgut (18, 56, 58) in einem Erfassungsbereich (30, 32, 34, 70) des Sensors (24, 26, 28) befindet, und das Signal durch die Simulationseinheit (44) empfangen und eine neue Menge (54, 74) möglicher Aufent- haltsorte des Prozessguts durch Bilden einer Schnittmenge aus der bisherigen Menge (52, 64, 68) von möglichen Aufent^¬ haltsorten und einer Menge der von dem Erfassungsbereich (30, 32, 34, 70) erfassten Orte gebildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem für den Fall, dass das Bilden der Schnittmenge eine leere Menge ergibt, ei^¬ ne Fehlfunktion der Fabrikanlage angezeigt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei welchem in der Fabrikanlage (10) wenigstens zwei unterschiedliche Transportwege (12, 16) zum Transportieren des Prozessguts (56, 58) vorgesehen sind und bei welchem durch die Simulati- onseinheit (44) bei einer Simulation eines Transports des

Prozessguts (56, 58) Orte entlang wenigstens zweier der mög^¬ lichen Transportwege (12, 16), bevorzugt aller möglichen Transportwege, in der Menge (60, 62, 64, 68) der möglichen Aufenthaltsorte berücksichtigt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei welchem die Einrichtungen der Fabrikanlage (10) durch eine Steuereinheit (42) gesteuert werden und durch die Simulationseinrich^¬ tung (44) eine Information über wenigstens einen möglichen Aufenthaltsort aus der Menge der möglichen Aufenthaltsorte an die Steuereinheit (42) übermittelt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei welchem eine Ausgangsmenge (52) möglicher Aufenthaltsorte des Pro- zessguts (18) ermittelt wird und hierzu in einer Initialisie^¬ rungsphase der Simulationseinrichtung (44) ein Probeprozess^¬ gut wiederholt und jeweils unter gleichen Betriebsbedingungen der Fabrikanlage (10) in einen vorbestimmten Kontrollab^¬ schnitt (Kl, K2, K3) gebracht, dabei jeweils ein sich erge- bender Aufenthaltsort des Probeprozessguts erfasst und jeder erfasste Aufenthaltsort der Ausgangsmenge (52) als möglicher Aufenthaltsort hinzugefügt wird.

15. Verfahren zum Erstellen einer Steuerroutine für eine Steuervorrichtung (38) einer Fabrikanlage (10), bei welchem eine Beschreibung für eine Steuerroutine empfangen und daraus ein Steuerprogrammcode (42) erzeugt wird, welcher auf einer Prozessoreinrichtung (40) einer speicherprogrammierbaren Steuerung ausführbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Beschreibung für ein Simulationsmodell der Fabrikanlage (10) empfangen und daraus ein Simulationsprogrammcode (44) erzeugt wird, welcher ebenfalls auf der Prozessoreinrichtung (40) der speicherprogrammierbaren Steuerung ausführbar ist.