FR2697355A1 - Appareil, système et procédé de surveillance d'un processus industriel continu. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de surveillance d'un processus en temps réel. Il détermine non seulement l'existence de plusieurs conditions de dérangement pouvant affecter un outil U, tel qu'une unité de soudage, mais il détermine aussi, parmi les diverses conditions de dérangement, celle à laquelle il convient de réagir en premier. Des images d'écrans appropriées sont alors sélectionnées et affichées sur un visuel (22) pour aider l'opérateur à résoudre le problème. Domaine d'application: pilotage de machines industrielles robotisées, etc.
Description
L'invention concerne des appareils et des procédés de surveillance et de
commande de processus en temps réel, en lignes L'invention concerne plus particulièrement un système de surveillance basé sur un ordinateur, qui peut déterminer celui qui, parmi plusieurs problèmes, est de la plus grande priorité afin que l'opérateur puisse traiter en
premier le problème le plus prioritaire.
Les systèmes de robots actuels doivent satisfaire des plannings et objectifs de production rigoureux Un défaut de fonctionnement d'un élément essentiel quelconque de l'ensemble rend cette tâche non seulement souvent difficile, mais parfois impossible Un arrêt prolongé du matériel nuit au débit de production de l'ensemble et parfois, suivant le débit de pièces dans la chaîne d'assemblage, nuit aux performances des cellules de fabrication situées en amont et
en aval.
Les causes de temps d'arrêt prolongés vont d'une insuffisance de l'entraînement nécessaire pour l'opérateur, de l'immense variété et de la nature des problèmes pouvant apparaître, de la distance physique séparant le matériel de
l'aide utilisable, jusqu'aux temps s'écoulant entre l'appari-
tion et la détection de l'existence d'un problème Pour pouvoir aborder les points ci-dessus, il serait souhaitable de contrôler et diagnostiquer en continu et automatiquement
les problèmes au moment o ils apparaissent.
Des conclusions significatives ne peuvent être obtenues qu'à partir de bonnes données En conséquence, il est nécessaire d'identifier des signaux qui fournissent des indices portant sur les sources de problèmes Etant donné que
le processus de fabrication continue ne peut pas être inter-
rompu, il est important que tout système de surveillance non seulement suive en temps réel les conditions du processus,
mais que le suivi lui-même ne puisse pas être interrompu.
On a donc besoin d'un système de contrôle ou de surveillance ne pouvant pas être interrompu, pouvant aider un
opérateur à analyser et diagnostiquer des problèmes.
Il est proposé un appareil et un procédé de
surveillance pour l'exécution en temps réel de la surveil-
lance d'un processus industriel continu exécuté par un outil industriel Dans une forme de réalisation décrite, le processus est une activité complexe de soudage dans laquelle
de multiples soudures sont réalisées sur une pièce.
L'appareil comprend des circuits destinés à détecter plusieurs signaux analogiques et numériques d'entrée provenant de l'outil Des circuits d'interface conditionnent
les signaux reçus des capteurs et en génèrent des représen-
tations électriques Ces représentations sont compatibles
avec d'autres circuits.
L'appareil comprend aussi des circuits destinés à analyser les représentations électriques conditionnées et
à classer par ordre de priorité toutes conditions de déran-
gement indiquées par les signaux détectés La condition de dérangement de plus haute priorité peut être déterminée en parcourant pas à pas un arbre de décision préalablement mémorisé L'arbre de décision peut être exécuté de diverses
manières différentes.
La condition de dérangement de priorité la plus élevée est ensuite utilisée pour rappeler une image d'écran (ou des images d'écrans) préalablement mémorisée(s), qui
est(sont) représentative(s) de la condition de dérangement.
L'image d'écran (ou les images d'écrans) préalablement mémorisée(s) peut(peuvent) ensuite être affichée(s) pour être revue(s) par un opérateur Un texte et une information graphique d'aide à l'opérateur, associés à cette condition,
sont affichés.
L'opérateur peut introduire des demandes d'infor- mations supplémentaires concernant la condition de déran-
gement détectée et il peut également interrompre la présence ou l'absence de certains graphiques à partir du pupitre35 d'ordinateur D'autres images d'écrans peuvent être rappelées et affichées en réponse à des instructions introduites par l'opérateur Suivant les instructions de l'opérateur, les images d'écrans suivantes se focalisent sur un aspect ou un autre de la condition de dérangement à laquelle on doit remédier. Des signaux arrivants de l'outil sont analysés sur une base variable répétitive Lorsqu'une condition de
dérangement en cours a été résolue, la condition de déran-
gement en cours qui est alors de la plus haute priorité est déterminée Si une condition de priorité plus haute que celle qui a été détectée précédemment est apparue dans la dernière analyse, cette condition de priorité plus haute déclenche l'affichage suivant d'aide à l'opérateur Bien que des conditions de dérangement puissent exister, l'analyse des informations d'entrée se poursuit en arrière-plan, quoique à
une cadence différente si cela est nécessaire.
Une caractéristique particulièrement avantageuse de la présente invention est une possibilité d'échantillonner des signaux d'entrée à des cadences différentes en réponse à l'état de l'outil Ainsi, lorsqu'une valeur de signal de temps à autre devient particulièrement importante, ou lorsque le signal peut changer d'état à une cadence inhabituellement élevée, la cadence d'échantillonnage peut être augmentée en
conséquence Similairement, lorsque le système de surveil-
lance réagit à une condition de dérangement, la cadence
d'échantillonnage de signaux non concernés peut provisoire-
ment être ralentie Lorsqu'une condition de dérangement a été identifiée, l'échantillonnage des signaux se poursuit en arrière-plan. Selon un aspect de l'invention, l'image d'écran affichée indique graphiquement la nature du problème Un menu
simple est prévu pour demander de l'aide supplémentaire.
Cette aide est fournie sous la forme d'opérations et de
mesures réparatrices simples, de schémas électriques per-
tinents, d'emplacements de points de mesure de signaux essentiels si nécessaire, de numéros de pièces pour une remise en ordre, et d'indications de montage si de nouvelles
pièces sont mises en place.
De plus, l'heure à laquelle le problème est
apparu, ainsi qu'une brève description, sont enregistrées et
affichées Ensuite, l'heure à laquelle le problème a été
résolu est également affiché.
Suivant le type de problème, l'appareil avertit automatiquement un superviseur L'appareil peut également être interrogé manuellement pour fournir des informations concernant les signaux pertinents, à la fois localement et à distance. Pour une interrogation à distance, une connexion téléphonique est d'abord établie et les données souhaitées
sout ensuite transférées Bien que dans sa forme de réalisa-
tion décrite, l'appareil surveille une unité robotisée de soudage, il n'est pas limité à celle-ci L'appareil peut être lu pour surveiller tout dispositif électromécanique capable
de générer des signaux électriques.
Selon un autre aspect, l'appareil surveille le travail de fabrication que le robot exécute Dans la forme de
réalisation décrite, un processus de soudage est surveillé.
Ceci est réalisé par surveillance de paramètres pertinents
liés au soudage, tels que la vitesse d'avance du fil d'élec-
trode, la tension de soudage, le débit d'écoulement de gaz et
tous autres paramètres essentiels de soudage.
Ces informations du processus de soudage sont ensuite comparées à des paramètres programmés ainsi qu'à une
base de données d'archives du processus Tous écarts dépas-
sant un niveau de tolérance aboutissent à une alarme.
Cette alarme est souvent un simple avertissement.
Cependant, dans des applications critiques, le processus peut être arrêté pour que les corrections nécessaires soient
effectuées avant de continuer.
Selon un autre aspect de l'invention, l'appareil procure une assistance à la programmation complète qui peut être utilisée pour aider à programmer le robot Cette option
est sollicitée à partir d'une image affichée sur écran.
Des images d'écrans guidées par un menu simple procurent une aide à la programmation, par exemple des explications de commande de logiciels de robots et une utilisation, ainsi que des exemples de programmes Il est également fourni des informations concernant les numéros de référence de différentes pièces et pièces secondaires pour
l'ensemble de soudage complet.
Selon un autre aspect encore de l'invention, l'appareil fournit des informations historiques ou d'archives
concernant l'outil et le processus Etant donné que l'appa-
reil surveille en continu les signaux, une détérioration progressive de la force d'un signal quelconque peut prévenir
d'une panne imminente.
Ainsi, certains problèmes peuvent être anticipés et des mesures préventives peuvent être prises pour éviter un arrêt De plus, des informations statistiques pertinentes peuvent également être rassemblées sur une période de temps pour fournir des informations sur des points tels que le rendement de production, les temps de cycle, les temps morts
et la fréquence et la nature des pannes.
L'appareil peut comprendre en outre une caméra vidéo réglée par l'opérateur Cette caméra peut être dirigée vers la zone à problème concernée, si cela est nécessaire, et un signal vidéo en direct peut être transmis à un département
de service éloigné.
Ce signal vidéo peut soit représenter une série d'instantanés du système, traités par un microcalculateur spécialisé et transmis au moyen des lignes téléphoniques, soit une transmission d'images en direct, très similaire à celle ayant lieu dans une transmission télévisée Ceci offre l'avantage supplémentaire de permettre à du personnel d'entretien ou de service situé à distance d'observer en réalité et d'aider l'opérateur ou l'électricien d'entretien
se trouvant sur place.
L'appareil peut être pourvu d'un microcalculateur programmé Un moniteur vidéo relié au microcalculateur peut être utilisé pour afficher diverses images d'écrans pour l'opérateur.
Un programme de commande exécuté par le micro-
calculateur peut, conjointement avec du matérial d'interface, effectuer l'opération d'échantillonnage de signaux à une
cadence prédéterminée Le programme de commande peut égale-
ment exécuter un arbre de décision prédéterminé.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure l A est une vue schématique d'ensemble d'un outil industriel et d'un appareil selon l'invention relié à cet outil; la figure 1 B est un schéma fonctionnel simplifié de l'appareil de la figure l A; la figure 2 est un schéma fonctionnel des circuits de traitement des signaux d'entrée analogiques et numériques utilisables avec l'appareil de la figure 1; la figure 3 est un organigramme général d'un procédé de surveillance selon l'invention; la figure 4 est un organigramme d'une technique particulière de classement par ordre de priorité utilisable avec le procédé de la figure 3; la figure 5 est un exemple d'image d'écran indiquant un processus de soudage continu normal; la figure 6 est une image d'écran indiquant une condition d'arrêt d'urgence; la figure 7 est un exemple d'une image d'écran d'assistance, sensible au contexte, associée à l'image d'écran d'arrêt d'urgence de la figure 6; la figure 8 est une image d'écran d'un exemple de
schéma de circuit associée à l'image d'écran d'arrêt d'ur-
gence de la figure 6; la figure 9 est un exemple d'image d'écran illustrant diverses pièces qui pourraient avoir à être remplacées pour faire face à la condition d'arrêt de l'image d'écran de la figure 6; la figure 10 est un exemple d'image d'écran illustrant des informations d'aide à la programmation; et
la figure 11 est un exemple d'affichage illus-
trant des paramètres d'un processus industriel continu
fonctionnant convenablement.
La figure l A est un schéma d'ensemble d'un appareil 10 de surveillance selon la présente invention La figure 1 B est un schéma fonctionnel simplifié représentant
l'appareil 10 et illustrant divers de ses détails.
L'appareil 10 est relié à une unité de commande 12 qui commande directement le fonctionnement d'une unité de soudage automatique U indiquée à titre d'exemple L'unité U est un outil de chaîne de production qui pourrait être utilisé pour produire des pièces demandant de nombreuses soudures D'autres types d'outils industriels peuvent être
surveillés par l'appareil 10.
L'appareil 10 comprend du matériel d'interface et une logique associée 14 qui permettent à un calculateur 16 de surveillance d'être en interface et de communiquer avec l'unité 12 de commande du système de soudage et l'unité de soudage automatique U Le calculateur ou ordinateur 16 de surveillance comprend un programme de commande mémorisé dans une partie d'une mémoire vive 16 a Le programme de commande exécute la séquence de surveillance Une mémoire morte 16 b et
un processeur 16 c font également partie du calculateur 16.
Une unité de disques 18 est reliée au calculateur 16 ainsi qu'une imprimante 20 destinée à produire des copies sur papier Un visuel 22 et un clavier 24 sont également reliés au calculateur 16 pour des sorties visuelles et des
entrées manuelles, respectivement.
Une liaison 26 de données peut être prévue de manière que des informations puissent être transmises à, ou reçues de, un calculateur ou un terminal éloigné correspon- dant au calculateur 16 de surveillance De cette manière, le fonctionnement et le comportement du système U de soudage
peuvent être surveillés à distance La personne de surveil-
lance située à distance est capable de voir exactement le
même jeu d'images d'écrans et d'obtenir les mêmes infor-
mations que ceux dont dispose l'opérateur se trouvant en face
du visuel local 22.
Une caméra vidéo 30 peut être utilisée pour la génération d'images en temps réel Les signaux provenant de la caméra 30 peuvent être visionnés localement, ou bien peuvent être transmis, par l'intermédiaire d'une liaison 26
de communication, à une installation éloignée.
L'appareil 10 surveille les signaux qui doivent être présents dans l'unité 12 de commande et le système de soudage U pour assurer un comportement satisfaisant Par exemple, des signaux électriques tels que des tensions ou des courants associés à divers matériels électroniques, moteurs, codeurs de frein, tachymètres, servo-amplificateurs, divers relais électriques différents, commutateurs, circuits de sécurité et circuits d'arrêt/marche, doivent être présents et doivent avoir les valeurs appropriées Habituellement, lorsqu'une machine fonctionne mal, un ou plusieurs de ces
signaux sont absents.
Les signaux sont détectés dans le matériel d'interface et l'unité logique associée 14 Les signaux sont
de deux types, analogique ou numérique.
La figure 2 illustre un exemple de circuits d'interface de traitement pour une entrée analogique ainsi
que pour une entrée numérique.
Des signaux numériques sont représentés par EN ou HORS, ou O ou 1, et indiquent la présence ou l'absence d'une certaine tension Des signaux analogiques indiquent une force quantitative du signal, en opposition à la présence ou l'absence d'un signal Avant que tout signal puisse être surveillé, il doit être rendu mesurable pour le matériel de
saisie de données.
Etant donné que certains signaux analogiques ne sont pas dans la gamme que le matériel de saisie de données peut accepter, ces signaux sont conditionnés, souvent pour régler simplement l'amplitude L'amplitude est réglée dans un circuit 40 afin que l'on obtienne la résolution la plus haute possible, c'est-à-dire que l'oscillation de tension maximale du signal doit être égale à la gamme d'entrée maximale du
convertisseur A/N (analogique/numérique).
Un traitement mathématique supplémentaire peut être effectué par un circuit 42 si cela est nécessaire Si le
signal n'est pas conditionné avant d'être relayé au calcu-
lateur 16, un bruit électrique compris entre la source de signaux et le calculateur peut nuire aux performances Un circuit de filtre 44 peut être utilisé pour améliorer les
caractéristiques de signaux.
Le conditionnement des signaux numériques est également utilisé pour surveiller des signaux TTL (logique transistor-transistor) de faible intensité, et pour isoler le calculateur et le matériel de saisie de données des signaux arrivants, a fin die 108 pro Lcégi ( dtmt':,il i unn Dans les cas o des capteurs sont utilisés pour surveiller des phénomènes physiques, tels que des débits d'écoulement de gaz, une température, un déplacement ou une vitesse réelle d'un fil de soudage, le capteur convertit cet effet physique en un signal analogique qui est ensuite mesuré par un convertisseur A/N La large diversité de signaux à surveiller est traitée par l'utilisation de dispositifs classiques d'entrée/sortie à distance Les types de signaux comprennent des tensions continues de 500 m V à 3, 12, 15 ou 24 volts, des tensions alternatives différentes et des phénomènes physiques tels qu'une température, un débit
d'écoulement, une vitesse de rotation et une pression.
Une fois que les signaux pertinents ont été conditionnés et échantillonnés à une fréquence souhaitée, ils sont combinés et introduits dans le calculateur 16 Etant donné que les signaux arrivants présentent un instantané de l'état de l'unité de soudage U à un instant, plus les temps de prise de ces instantanés sont rapprochés, meilleure est la
reconstruction de l'état de l'unité U dans le calculateur 16.
Le théorème d'échantillonnage exige que des signaux soient échantillonnés au double de la cadence de la fréquence la plus haute des signaux devant être surveillée ou contrôlée L'appareil 10 échantillonne des signaux à une
cadence minimale d'un signal toutes les 2 millisecondes.
Cependant, il n'est pas nécessaire que tous les signaux soient échantillonnés à cette cadence Habituellement, l'état
de la machine détermine les signaux devant être échantillon-
nés, et la fréquence à laquelle ils le sont.
Par exemple, si le circuit de détection détecte que la puissance du "bras" de robot (un signal d'entrée
séparé) est EN, il ignore des entrées telles que des inter-
rupteurs de fin de course et des interrupteurs de référence, car leur présence est essentielle à la présence de la puissance du "bras" Similairement, si le signal représentant la présence d'un arc de soudage amorcé est détecté, les signaux liés au processus de soudage sont examinés et, simultanément, d'autres signaux du matériel robotique peuvent être ignorés, car ils doivent être présents pour que la condition ci-dessus existe Ceci convient, par exemple, pour des signaux de surveillance provenant de l'unité de soudage U. Pour la souplesse, la fréquence d'échantillonnage de l'appareil 10 peut être modifiée Certains signaux, il suivant leurs caractéristiques, sont échantillonnés plus vite que d'autres La cadence d'analyse peut donc être réglée en
temps réel suivant le signal échantillonné.
Une fois que les signaux ont été échantillonnés à la fréquence souhaitée, ils sont analysés soit dans le matériel d'interface 14, soit dans le calculateur 16. Parfois, le matériel 14 exécute une partie de la fonction d'analyse et le calculateur 16 l'achève. Pour effectuer un traitement en temps réel, un microcalculateur rapide, du type 80386 (avec un co-processeur mathématique) est utilisé Dans des applications à vitesse relativement basse impliquant un échantillonnage et une mise à jour une fois ou deux fois par seconde, un ordinateur
personnel de bas de gamme du type XT suffit.
Les signaux échantillonnés sont ensuite manipulés et analysés pour évaluer et prévoir le fonctionnement de l'unité robotique U Le présent procédé traite les signaux numériques arrivants sous la forme EN ou HORS, ou 1 et 0 Les signaux analogiques sont traités sur la base de leur force ou
valeur quantitative.
La figure 3 illustre un organigramme d'un processus de surveillance selon la présente invention Lors d'une étape initiale 50, un écran d'image de fonctionnement
normal est affiché sur le visuel 22 Ceci fournit à l'opéra-
teur des informations concernant le traitement continu et des
valeurs associées à divers paramètres du processus.
Dans une étape 52, des signaux analogiques et numériques d'entrée sont détectés Ils sont traités dans des circuits du type illustré sur la figure 2 lors d'une étape 54. Dans une étape 56, les signaux traités sont échantillonnés à une distance appropriée lorsque cela est nécessaire Les étapes de détection, de traitement et
d'échantillonnage ont lieu en continu.
Les signaux échantillonnés, ainsi que des signaux numériques détectés et traités, sont ensuite combinés et
classés par ordre de priorité dans une étape 58 pour déter-
miner le problème de la plus haute priorité s'il en est Dans une étape 60, une image d'affichage sur écran associée au problème de plus haute priorité en cours est alors choisie et affichée A ce moment, l'opérateur peut introduire des instructions spécifiant d'autres images d'écrans qui sont demandées pour traiter le problème Les choix comprennent des images d'écrans comportant un texte explicatif ou des schémas
de circuit.
Dans une étape 62, l'image d'écran suivante est
affichée en réponse à une instruction d'entrée de l'opéra-
teur Dans l'étape 62, l'opérateur peut faire passer séquen-
tiellement plusieurs images d'écrans différentes qui peuvent être utiles pour déterminer quel est le problème en cours et
comment il doit être résolu.
Une fois que le problème a été résolu, le système revient à l'étape 58 et affiche l'image d'écran associée au problème ayant alors la priorité la plus élevée, et le processus est répété Une fois que tous les problèmes ont été résolus et que l'unité est opérationnelle, le système revient à l'étape 50 et affiche l'image d'écran de fonctionnement normal. La figure 4 illustre un organigramme d'un procédé
de classement par ordre de priorité des signaux d'entrée.
Dans une étape 70, à la suite d'une entrée dans le processus de classement par ordre de priorité, le système vérifie, sur la base du jeu en cours de signaux analogiques et numériques d'entrée échantillonnés, si le problème de priorité la plus haute est présent ou non S'il l'est, le système revient à l'étape 60 et affiche une image d'écran associée à ce
problème particulier.
Si le problème ayant la priorité la plus haute n'est pas présent, dans une étape 72, l'appareil 10 recherche le problème ayant la priorité la plus haute suivante Si ce problème est présent, l'appareil revient à l'étape 60 et affiche les images d'écrans associées à la résolution de ce problème. En l'absence de ce problème, dans une étape 74, l'appareil 10 détermine s'il a achevé ou non de parcourir l'arbre de décision de problèmes Si la réponse est non, il revient à l'étape 72 et détermine si le problème ayant la priorité la plus haute suivante est présent S'il a achevé l'arbre de décision, l'appareil sort alors et revient à
l'étape 50.
La figure 5 illustre un écran d'affichage de fonctionnement normal, typique ou représentatif, qui est affiché lors de l'étape 50 Comme illustré sur la figure 5, il est affiché une image de l'unité de soudage U ainsi que d'un matériel auxiliaire Sur le côté de gauche de l'image d'écran de la figure 5, des valeurs en cours et récentes de divers paramètres auxquels on s'intéresse, concernant les
servocommandes pour l'unité de soudage U, sont affichées.
La figure 6 illustre une image d'écran affichée dans l'étape 60 en réponse à un arrêt d'urgence détecté, qui a eu lieu L'arrêt d'urgence détecté était dû à l'entrée en collision du chalumeau de soudage avec une partie de la pièce
en cours de soudage ou avec du matériel associé.
Dans l'angle inférieur gauche de la figure 6, plusieurs touches sont affichées Chacune de ces touches indique diverses autres images d'écrans dont l'opérateur
dispose et qui dépendent de la touche choisie.
Suivant la touche du clavier 24 sur laquelle l'opérateur appuie, une image d'écran d'assistance, sensible au contexte, telle que celle illustrée sur la figure 7, peut être affichée lors de l'étape 62 En variante, un schéma électrique de diagnostic, tel que celui illustré sur la figure 8, peut être affiché D'autres types de conditions anormales offrent à l'opérateur différentes combinaisons
d'images d'écrans supplémentaires pouvant être choisies.
La figure 9 illustre une image d'écran donnant une liste de pièces, qui peut être affichée à des fins de réparation d'une pièce endommagée ou défectueuse La figure 10 illustre une image d'écran d'aide à la programmation utilisable dans le cas o le processus de réparation demande que des modifications de programmation soient réalisées à
l'unité 12 de commande.
Une fois que la cause de l'arrêt d'urgence a été déterminée et que le problème a été résolu, l'appareil 10 revient soit à l'étape 50 pour afficher une image d'écran de fonctionnement normal, soit l'étape 48 pour afficher une image d'écran associée au problème ayant la priorité la plus
élevée suivante, lequel doit être résolu.
En plus de surveiller des conditions de déran-
gement, l'appareil 10 peut surveiller le processus de soudage continu et peut fournir des informations continues en temps réel à l'opérateur en ce qui concerne des paramètres de ce processus La figure 11 illustre une image d'écran typique affichée pour l'opérateur, tandis que le processus de soudage
est en cours.
Des paramètres essentiels et contrôlés en temps réel et tous écarts par rapport à des valeurs préalablement établies, au-delà d'une plage de tolérances, aboutissent à la génération d'une alarme Ainsi, on peut maintenir une
maîtrise étroite des paramètres du processus en cours.
Il est bien entendu que l'appareil 10 n'est pas limité à la surveillance d'un processus de soudage Il peut être utilisé avec tout type de processus industriel qui génère plusieurs signaux dans lequel un ou plusieurs problèmes peuvent apparaître et peuvent aboutir à une
interruption du processus.
Un autre exemple de processus pour l'analyse de signaux à partir d'un circuit d'arrêt d'urgence dans l'unité U consisterait à surveiller un certain nombre de signaux pour déterminer la source du problème Comme indiqué dans le
tableau I, huit signaux numériques couplés en série, numé-
rotés O à 7, sont surveillés pour un circuit typique d'arrêt d'urgence.
TABLEAU I
ENTREE O Détecteur de collision ENTREE 1 Arrêt d'urgence extérieur 1 ENTREE 2 Arrêt d'urgence porte ENTREE 3 Arrêt d'urgence extérieur 2 ENTREE 4 Arrêt d'urgence PHG ENTREE 5 Arrêt d'urgence extérieur 3 ENTREE 6 Arrêt d'urgence pressostat ENTREE 7 Prêt à fonctionner Etant donné que chaque signal est numérique, il est représenté par O ou 1 Le procédé d'analyse évalue ensuite ces signaux de la manière suivante Pour l'analyseci-dessus, une condition EN est inversée et traitée en O et
une condition HORS est traitée similairement en 1.
Un algorithme typique pour exécuter la logique d'algèbre booléenne cidessus et la forme particulière de logiciel qu'il prend sont décrits cidessous Le programme suivant explique l'analyse effectuée pour déterminer laquelle
des 8 entrées est la source du défaut de fonctionnement.
Si ((entrées ou entréel) XOU (entrée 2 ET entrée 3 ET entrée 4 ET entrée 5 ET entrée 6 ET entrée 7)) ALORS {afficher les images d'écran demandées et activer l'entrée opérateur)
MONTRE FIGURE-EXTERIEUREMENT;
SINON
Si ((entrées ou entréel ou entrée 2) XOU (entrée 3 et entrée 4 ET entrée 5 ET entrée 6 ET entrée 7)) ALORS
MONTRE FIGURE-PORTE;
SINON Si ((entrée O OU entréel OU entrée 2 OU entrée 3) XOU (entrée 4 ET entrée 5 ET entrée 6 ET entrée 7)) ALORS
MONTRE FIGURE-EXTERIEUR 2;
SINON entrée 4) XOU entrée 4 OU Si ((entrée O OU entréel OU entrée 2 OU entrée 3 OU r (entrée 5 ET entrée 6 ET entrée 7)) ALORS
MONTRE FIGURE-PHG;
SINON Si (entrée O OU entréel OU entrée 2 OU entrée 3 OU entrée 5) XOU (entrée 6 ET entrée 7)) ALORS
MONTRE FIGURE-EXTERIEUR 3;
SINON on on on on ENDIF
ENDIF;
ENDIF;
ENDIF;
ENDIF;
On suppose que le signal ENTREE 2, arrêt d'ur-
gence, porte, est perdu La perte du signal 2 provoquerait la
perte de tous les signaux, ensuite, indiquant donc probable-
ment des arrêts d'urgence multiples Pour identifier que le signal numéro 2 est perdu ou A, on peut utiliser une analyse
par algèbre de Boole en trois étapes.
Dans l'étape 1, les entrées jusqu'à 2 sont soumises à un mélange logique "opération OU": Etape 1 (entrée O OU entréel OU entrée 2) Dans l'étape 2, les entrées 3-7 sont soumises à une intersection logique "opération ET": Etape 2 (entrée 3 ET entrée 4 ET entrée 5 ET entrée 6 ET entrée 7) Dans l'étape 3, les résultats booléens de l'étape 1 et de l'étape 2 sont soumis à une opération de mélange logique exclusif "OU exclusif" On obtient en sortie un
signal binaire indiquant la présence de la condition imagi-
naire. Si un signal 2 est perdu, la sortie de la première étape serait i ou VRAI, et celle de la seconde étape serait 0 ou FAUX Par conséquent, la sortie de l'étape 3 serait 1 ou VRAI, indiquant ainsi la perte du signal numéro 2. Similairement, pour examiner la perte du signal numéro 5, le processus à trois étapes serait: Dans l'étape 1, les entrées 0-4 sont soumises à un mélange logique "opération OU" entre elles: Etape 1 (entrée O OU entrée 1 OU entrée 2 OU entrée 3 OU entrée 4) Dans l'étape 2, les entrées 5-7 sont soumises à une intersection logique entre elles "opération ET": Etape 2 (entrée 5 ET entrée 6 ET entrée 7) Dans l'étape 3, les résultats booléens des étapes 1 et 2 sont soumis à un mélange exclusif entre eux "opération
OU exclusif" On obtient en sortie Un sigcjnal binaire indi-
quant la présence de la condition d'urgence soumise.
Ce processus d'analyse peut être exécuté en partie dans le circuit d'interface 14 et en partie dans le processeur 16 c En variante, il pourrait être exécuté en
totalité dans le processeur 16 c.
Une fois que l'on a déterminé qu'un signal a été perdu, une nouvelle image d'écran indiquant la zone du problème est affichée automatiquement lors de l'étape 60 Par exemple, si le détecteur de collision indique l'apparition d'une collision, l'image d'écran pertinente, par exemple la figure 6, indiquant le problème, est affichée Alors, comme décrit précédemment, l'utilisateur peut utiliser le menu d'accompagnement pour interroger l'appareil afin de recevoir de l'aide lors des étapes pour résoudre le problème (figure 7), de voir des schémas électriques pertinents et des points de mesure pertinents (figure 8), ou des listes de pièces
associées (figure 9).
L'image d'écran indiquant le problème reste jusqu'à ce que le problème soit résolu L'appareil 10 peut
également émettre une alarme pour indiquer l'événement.
Un exemple d'image d'écran d'alarme est illustré dans le tableau II Cette image d'écran d'alarme peut être imprimée et retenue dans la mémoire du calculateur Etant donné que toutes ces informations peuvent également être obtenues à distance, un département de service ou d'entretien à distance peut aisément voir et surveiller l'état des
systèmes de robots dans différents cycles géographiques.
TABLEAU II
CLOOS INTERNATIONAL
Sommaire alarme/événement
Temps Variable Description Notes
9:37:47 AM ESTOP-1 Arrêt d'urgence 1; défaillance capteur collision capteur possible collision 9:45:12 AM ESTOP-1 Arrêt d'urgence 1; capteur capteur collision collision O Kl possible 9:50:15 AM ARCIGN 1 Arc de soudage Arc EN amorcé 9:52:10 AM ARCNIGN 1 Arc de soudage éteint Arc HORS Avance du fil:840 cm/min; tension:31 V:suivi soudure allumé suivi soudure ( 3,4,12,17); temps allumage arc: 1 M 555 12:42:23 PM 5 VPSUL Alimentation 5 V; Alimentation 5 V peut être basse basse; 5,1 V 12:50:54 PM 5 VPSUN Alimentation 5 V: telle Alimentation 5 V qu'établie OK: 5,31 V Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans
sortir du cadre de l'invention.
Claims (9)
1 Appareil destiné à aider un opérateur à surveiller un processus industriel en cours, qui génère plusieurs signaux électriques de sortie, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 14) destinés à détecter les divers signaux électriques de sortie; des moyens ( 16) couplés au
moyen de détection et destinés à traiter les signaux électri-
ques détectés; des moyens ( 12) destinés à établir une priorité de conditions de dérangement parmi les signaux traités; des moyens destinés à sélectionner une image d'écran préalablement mémorisée, associée à la condition de dérangement ayant la plus haute priorité, et à afficher l'image d'écran sélectionnée; et des moyens ( 24) qui, en réponse à un ordre d'entrée d'un opérateur, sont destinés à
sélectionner une image d'écran différente.
2 Appareil selon la revendication 1, caracté-
risé en ce qu'il comporte des moyens destinés à mémoriser plusieurs images d'écrans prédéterminées associées à diverses
conditions possibles de dérangement.
3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'établissement comprennent des moyens destinés à exécuter un arbre de décision afin de déterminer laquelle des conditions de dérangement a la priorité la plus élevée. 4 Appareil selon la revendication 1, capable de surveiller plusieurs informations d'entrée représentatives
d'un processus industriel en cours, l'appareil étant caracté-
risé en ce qu'il comporte des moyens ( 14) destinés à détecter
plusieurs informations d'entrée identifiant diverses condi-
tions de traitement; des moyens ( 16) couplés auxdits moyens de détection et destinés à traiter lesdites informations
d'entrée; des moyens ( 12) couplés auxdits moyens de traite-
ment et destinés à analyser et classer par ordre de priorité lesdites informations d'entrée traitées, comprenant des moyens destinés à identifier une condition de priorité la plus élevée; des moyens couplés auxdits moyens d'analyse et de classement par ordre de priorité et, en réponse à ceux-ci, destinés à générer un signe identifiant la condition de
priorité la plus élevée.
Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens destinés à enregistrer des signes indiquant des consommations de fourniture pendant le traitement. 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé
en ce qu'il comporte des moyens destinés à afficher automati-
quement une représentation d'au moins certaines desdites
fournitures consommées.
7 Appareil selon la revendication 1, capable de procurer à un opérateur une information d'aide liée à une alarme pour un outil industriel qui peut être mis en oeuvre dans un mode essentiellement automatique, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte un circuit ( 14) destiné à détecter plusieurs informations d'entrée provenant de l'outil; un circuit ( 16) destiné à traiter au moins certaines des informations d'entrée et à en générer des représentations électriques; un circuit ( 12) couplé audit circuit de traitement et destiné à exécuter un arbre de décision préalablement mémorisé et à identifier une condition d'alarme de priorité la plus haute pour l'outil; et un circuit qui, en réponse au circuit d'exécution, produit une
représentation de la condition d'alarme.
8 Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens couplés audit circuit produisant une représentation et destinés à mémoriser
des séquences d'images d'écrans associées à diverses condi-
tions d'alarme.
9 Appareil selon la revendication 8, caracté-
risé en ce qu'il comporte des moyens d'entrée pour un opérateur, pouvant être manoeuvrés à la main et couplés audit circuit produisant une représentation pour effectuer une sélection parmi des images d'écrans associées à une condition
d'alarme identifiée.
Appareil selon la revendication 1, capable de surveiller plusieurs informations d'entrée représentatives
d'un processus industriel en cours, l'appareil étant caracté-
risé en ce qu'il comporte des moyens ( 14) destinés à détecter plusieurs informations d'entrée identifiant diverses condi- tions de traitement; des moyens ( 40) couplés auxdits moyens de détection pour traiter lesdites informations d'entrée; des moyens ( 42) couplés auxdits moyens de traitement pour analyser et classer par ordre de priorité les informations
d'entrée traitées, comprenant des moyens destinés à identi-
fier une condition de priorité la plus haute; et des moyens couplés auxdits moyens d'analyse et de classement par ordre de priorité et qui, en réponse à ces derniers, sont destinés à générer un signe identifiant la condition de priorité la
plus haute.
11 Appareil selon la revendication 1, capable de fournir à un opérateur une information d'aide liée à une alarme pour un outil industriel qui peut être mis en oeuvre dans un mode essentiellement automatique, l'appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte un circuit ( 14) destiné à détecter plusieurs informations d'entrée provenant de
l'outil; un circuit ( 40) destiné à traiter au moins certai-
nes informations d'entrée et à en générer des représentations électriques; un circuit ( 16) destiné à exécuter un arbre de décision préalablement mémorisé et à identifier une condition d'alarme ayant la priorité la plus élevée pour l'outil; et un circuit qui, en réponse audit circuit d'exécution, est destiné à produire une représentation de ladite condition d'alarme.
12 Appareil selon la revendication 11, carac-
térisé en ce que les moyens de détection comprennent des moyens destinés à modifier une cadence de détection d'une ou plusieurs informations d'entrée en réponse à un état de l'outil. 13 Procédé mettant en oeuvre un appareil selon
la revendication 1, pour fournir à un opérateur une informa-
tion aidant à déterminer une condition de dérangement dans un
processus industriel qui produit plusieurs signaux électri-
ques, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter les signaux électriques; à traiter les signaux électriques; à détecter la présence d'une ou plusieurs conditions de dérangement associées au processus; à établir automatiquement une priorité parmi les conditions de dérangement détectées; à sélectionner une condition de dérangement ayant la priorité la plus haute; et à afficher une information d'aide pour un
opérateur, associée à la condition de dérangement sélection-
née. 14 Procédé mettant en oeuvre un appareil selon la revendication 7, pour surveiller une unité automatique 14 de soudage en production qui fournit plusieurs signaux représentatifs d'état, caractérisé en ce qu'il consiste à
conditionner certains, sélectionnés, des signaux représen-
tatifs d'état; à analyser des combinaisons prédéterminées des signaux conditionnés pour détecter la présence des
combinaisons représentatives de la nécessité d'une interven-
tion d'un opérateur; à exécuter un arbre de décision, en réponse à l'étape d'analyse, pour déterminer la combinaison à laquelle l'opérateur doit réagir ensuite; et à afficher un message graphique d'aide pour l'opérateur, préalablement mémorisé au moins en partie, lié à la combinaison suivante à
laquelle l'opérateur doit réagir. 15 Procédé selon la revendication 14, carac-
térisé en ce qu'il consiste à mémoriser des représentations de certains, sélectionnés, des signaux conditionnés qui sont représentatifs du comportement de l'unité de soudage; et à fournir sélectivement à l'opérateur des signes visuels des
représentations mémorisées.
16 Procédé mettant en oeuvre un appareil selon la revendication 10, pour surveiller un processus industriel en cours ayant plusieurs paramètres associés, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter certains, sélectionnés, des paramètres; à analyser les paramètres détectés pour détermi- ner la présence d'une ou plusieurs conditions de dérange- ment; à classer par ordre de priorité les conditions de5 dérangement; à lier une condition de dérangement ayant la priorité la plus haute à un élément de plusieurs images
d'écrans d'aide à un opérateur; et à afficher l'image d'écran liée.
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