JP2010529530A - プロフィネットを用いる工作機械認識 - Google Patents

Abstract

本発明は、産業用途の自動化装置において自動化工程部を起動する方法に関する。本発明は、産業用途の自動化装置１００内の自動化工程部２００、３００、４００を起動する方法を提供し、その自動化工程部は、複数のプロフィネット互換機器５０１、．．．、５０７を備えており、それらの機器には識別のために一意的な識別名が与えられ、動作するために自動化装置に接続された自動化工程部の識別は、プロフィネット互換機器の識別名に基づいて実行され、プロフィネット互換機器は、識別された自動化工程部に対して関数依存性を有して自動化工程部の接続後に自動化装置によって駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業用途の自動化装置内の自動化工程部を起動する方法に関する。

自動車製造又は機械工学のような最新の産業用途では、工作機械を機能させるために必要である検出器又は作動装置のようなフィールド機器を用いて、工場施設内の装置の種々の工作機械を動作できるようにすることが頻繁に必要とされる。

プロフィネット（ＰＲＯＦＩＮＥＴ）は、プロフィバスユーザー協会（Profibus User Organization：PNO）のオープンなイーサネット(登録商標)に基づくオートメーション標準規格であることがよく知られており、イーサネット(登録商標)標準規格（ＩＥＥＥ８０２．３による）に概ね１００％準拠し、産業用途の自動化システムにおいてフィールド機器をリンクするか、又は統合するために現在一般的に用いられる。工程データ及び生産データが、フィールドレベルにおいてその場で入手可能であるだけでなく、複数部門データ取得システムに途切れのないように統合することができるので、分散した周辺機器を垂直方向においても統合できるようになる。

プロフィバスとプロフィネットとの間の根本的な違いは、それぞれのネットワークに接続されているか又は接続されることになるフィールド機器の機器アドレス指定方式が異なることにある。

プロフィバスとは対照的に、プロフィネットネットワーク内でそれぞれ接続されるフィールド機器は、機器毎の特定の、且つ一意的なＭＡＣアドレス、及びこの物理的なアドレスに一意的に割り当てられるＩＰアドレスを用いてアドレス指定される。

しかしながら、物理及び論理ネットワークアドレスを割り当てる前に、各プロフィネットネットワーク構成要素は、後に一意的にアドレス指定するために、ネットワーク内で識別するための識別名すなわちプロフィネット機器名（デバイス名）を付与されなければならない。フィールド機器のための識別名すなわちプロフィネット機器名が設定され、その後、そのフィールド機器は、プロフィネットシステム内で動作することができる。この機器名付与は、「洗礼（baptism）」と呼ばれることが多い。

さらに、これらの機器名は、それらのフィールド機器が接続されることになる装置に関連付けることができる構成ユニットに予め知らされ、それらのフィールド機器は、目標構成を割り当てられる。その後、その構成ユニットからのこの情報は、ＩＰアドレスを付与し、さらには、接続された識別済みフィールド機器をパラメータ化し、且つ構成するために装置に割り当てられる制御装置に転送される。フィールド機器が取り替えられる場合には、取り替えられるフィールド機器の代わりに用いられる「新たな」フィールド機器は、元のプロフィネット名、すなわち、取り替えられた「古い」フィールド機器のための名前と同じ名前を用いて設定されなければならない。

プロフィネット標準規格に基づいて、工作機械のような最新の産業用途のための種々の自動化工程部が、ロボット又は生産機械のような自動化装置に自動化機能を実施させるために必要な統合されたフィールド機器と共に、従来技術に従って起動される。従来技術は基本的には、図２を参照しながら以下に説明され、図２は、自動化装置で操作される従来技術による自動化工程部の非常に簡単な概略図である。

図２は、プロフィネット標準規格に従って操作され、構成ユニット６００が割り当てられた１つの例示的な自動化装置１００を示す。運転中に、自動化工程部としての３つの工作機械２００、３００及び４００が自動化装置１００に接続されることになる。

最初に、工作機械２００、３００及び４００は、運転中の装置１００に結合される。工作機械２００、３００及び４００の結合過程において、それらの工作機械は、最初のステップにおいて、自動化装置１００に配置された電源供給ユニット１０８と、工作機械に配置された電源供給ユニット２１７、３１７及び４１７とを介して、電源１を供給される。その際、その工作機械に応じた特殊な符号化を有する特殊な入力情報によって、制御装置１０１が、接続されている工作機械を認識する。接続されている工作機械は、プラグコネクタを介して認識することができるが、非接触で、たとえば、ＲＦＩＤ技法によって認識することもできる。いずれの場合でも、工作機械側には、図２において２１８、３１８及び４１８で示す特殊符号化ユニットを設ける必要があり、自動化装置１００側には、インターフェースユニット１０８を設ける必要があり、後続のステップ２においてインターフェースユニットに符号化情報が転送される。自動化装置１００は、さらに、フィールド機器１０２を備えており、フィールド機器１０２は、制御装置１０１に接続され、転送された符号化情報３を読み取り、それを制御装置へ転送する。

さらに、複数のプロフィネット互換フィールド機器５０１及び５０２、５０３又は５０４〜５０７は、工作機械２００、３００及び４００に据え付けられており、種々の数及び形式の機器が可能であり、それは一般的には工作機械に応じて要求される。フィールド機器５０１及び５０２、５０３及び５０４〜５０７も、工作機械２００、３００及び４００の電源電圧を介して電源を供給されるが、これは、わかりやすくするために図２では詳細には示されない。そして、これらのフィールド機器への接続４は、自動化装置１００に配置された通信端末１０９を介して、且つ工作機械２００、３００及び４００にそれぞれ配置された通信端末２１９、３１９及び４１９を介して行なわれる。各機器は、上記のように、一意的に機器名を付される。それゆえ、全ての工作機械のフィールド機器５０１〜５０７は、この例では、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」及び「Ｇ」と呼ばれる、それらの機器について恒久的に保存された一意的な機器名を持たなければならない。

これらの機器名「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」及び「Ｇ」も、構成ユニット６００において予め計画され、保存されており、起動するために構成ユニット６００によって制御装置１０１に知らされる。

制御装置１０１は、個々のフィールド機器５０１〜５０７を識別し、その後、接続されている工作機械のそれぞれに応じて、起動するために必要な自動化タスクを実行する。このために、制御装置は、接続されている工作機械に関する情報、及び工作機械に据え付けられているフィールド機器に関する情報を用いる。

上記の従来技術の根本的に不都合な点は、必要な工作機械符号化に基づいている。

識別すなわち認識のための工作機械の符号化は、典型的には高い費用を伴う。これは、まず、自動化装置１００の側に特殊なインターフェース１０８が必要であり、符号化を評価するために付加的なフィールド機器１０２が必要となるためである。さらに、個々の符号化ユニットは、連続して動作している最中に汚されるか、又は壊される可能性があり、それにより休止時間が生じる場合がある。

本発明の１つの課題は、工作機械符号化を必要とすることなく、動作中に種々の自動化工程部が自動化装置で動作することができる方法を開発することであり、それゆえ、その方法は、符号化を評価するための関連する高コストの装備を用いることなく機能する。

本発明による課題の解決策は、請求項１の特徴が設けられた方法である。

好都合であり、且つ／又は好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。

したがって、本発明は、産業用途の自動化装置の自動化工程部を起動する方法を提案し、その自動化工程部は、複数のプロフィネット互換機器を備え、それらのプロフィネット互換機器毎に、識別のためのそれぞれの一意的な識別名が予め指定され、動作するために自動化装置に接続される自動化工程部は、プロフィネット互換機器の識別名に基づいて識別され、プロフィネット互換機器は、識別された自動化工程部に対して関数依存性を有して自動化工程部の接続の後に自動化装置によって駆動される。

本発明は、図１を参照しながら、１つの例示的な実施の形態に基づいて以下に説明される。

自動化装置において動作することになる本発明による自動化工程部の非常に簡単な概略図である。 自動化装置において動作することになる従来技術による自動化工程部の非常に簡単な概略図である。

図１は、自動化装置において動作することになる自動化工程部の本発明による一実施形態の非常に簡単な概略図を示しており、以下に参照されることになる。

図２と同じように、図１は、１つの例示的な自動化装置１００を示しており、自動化装置１００は、プロフィネット標準規格に従って動作するようになっており、自動化装置１００には構成ユニット６００が割り当てられる。３つの工作機械２００、３００及び４００は、自動化装置１００の運転中に自動化工程部として自動化装置１００に接続されることになり、また、複数のプロフィネット互換フィールド機器５０１及び５０２、５０３及び５０４〜５０７が工作機械２００、３００及び４００に据え付けられ、それらの機器は、その数及びタイプが異なることがあり、一般的には同じく必要とされるものである。

最初に、基本的には従来技術の場合と同じように、工作機械２００、３００及び４００は、装置１００に結合される。工作機械２００、３００及び４００の物理的な結合過程では、それらの工作機械は、最初のステップにおいて、自動化装置１００に配置された電源供給ユニット１０８と、工作機械に配置された電源供給ユニット２１７、３１７及び４１７を介して、電源１を供給される。

フィールド機器５０１及び５０２、５０３及び５０４〜５０７は、同じく、工作機械２００、３００及び４００の電源電圧を介して電源を供給されるが、わかりやすくするために図１には詳細には示されない。

しかしながら、図２による上記の従来技術を変更し、特殊な工作機械符号化に基づく工作機械識別は用いられない。

代わりに、自動化装置１００に配置された通信端子１０９を介して、且つ工作機械２００、３００及び４００に配置された通信端子２１９、３１９及び４１９を介して、これらのフィールド機器への唯一の通信接続５が結合された後に、それらの通信接続を介して、フィールド機器５０１、５０２、５０３、５０４、５０５、５０６及び５０７の一意的な識別機器名すなわちプロフィネット機器名「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」及び「Ｇ」が、自動化装置１００の制御装置１０１へ転送される。

特に好ましい実施形態では、自動化工程部のそれぞれを自動化装置に結合した後に、フィールド機器は自発的に報告過程を開始する。自動化工程部２００、３００及び４００のフィールド機器５０１〜５０７は、たとえば、通信接続５を介して自発的に制御装置１０１へ報告し、それぞれの機器名「Ａ」、．．．「Ｇ」を転送する。

これらの機器名「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」及び「Ｇ」は、次には、構成ユニット６００において予め計画され、そこに保存される。さらに、自動化工程部への少なくとも１つの論理的割当て仕様２０１、３０１及び４０１が機器名毎に保存される。たとえば、機器名「Ａ」及び「Ｂ」のために計画され、保存された割当て仕様２０１は、構成ユニット６００において、自動化工程部すなわち工作機械２００に対して一意的に論理的に関連付けられる。

フィールド機器２００、３００及び４００を識別するために、それらの機器のために保存された機器名及びそれぞれ割り当てられた情報は、起動のために、構成ユニット６００によって制御装置１０１に知らされる。構成ユニット内に予め保存されたこのデータを用いて、結合された自動化工程部からなるフィールド機器を、プロフィネット機器名に基づいて、自動化装置によって識別することができる。さらに、自動化工程部自体を、機器名のために保存された割当て仕様に基づいて識別することができる。

特に好ましい改良形態によれば、自動化工程部への少なくとも１つの論理的割当て仕様２０１、３０１又は４０１は、機器毎に保存され、その機器は、さらに、この自動化工程部からなる選択された付加的なフィールド機器のための割当てを指定する場合には、その自動化工程部からなるこれらの選択された付加的なフィールド機器の識別は、構成ユニット６００から制御装置１０１へこの情報を転送した後に、機器を識別することによって同時に実行することができる。

たとえば、構成ユニット６００において計画され、保存された機器名「Ａ」及び「Ｂ」のための割当て仕様２０１は、自動化工程部すなわち工作機械２００に一意的に関連付けされ、且つその仕様が、フィールド機器「Ｂ」も機器「Ａ」と同一の自動化工程部フィールドの共通のグループに属することをさらに指定する場合には、制御装置１０１は、計画されたグループに、識別された機器名を割り当てる。その場合、識別された機器名が存在することで、グループが十分に識別される。

しかしながら、実際の問題として、共通のグループの全てのフィールド機器が報告されて初めて、工作機械２００、３００又は４００が動作する。それゆえ、その自動化工程部からなる全てのフィールド機器は、その報告手順を経て初めて、自動化工程部２００、３００又は４００の起動が適切に完了される。

制御装置１０１によって個々のフィールド機器５０１〜５０７が識別された後に、制御装置は、本発明に従って認識されているそれぞれの接続された自動化工程部に応じて、起動するために必要な自動化タスクを実行する。

それゆえ、本発明の根本的な利点は、工作機械のような自動化工程部を認識するために、自動化工程部内に据え付けられるプロフィネット互換フィールド機器に関する情報しか使用しないことである。自動化装置に割り当てることができる構成ユニットによって、フィールド機器に関する情報を用いて、自動化工程部が接続されている自動化装置の制御装置が、たとえば、動作中に自動化装置に結合される場合であっても、結合を実行している自動化工程部についての計画された情報を同時に受信する。この計画は、フィールド機器と、それぞれの自動化工程部との間、又はさらには個々のグループとの間、そして好ましくは自動化工程部内若しくはグループ内に含まれる付加的なフィールド機器との間の割当てを含み、それらの機器は、それらのプロフィネット機器名によって識別される。この割当てによって、自動化工程部の特殊な符号化を用いることなく、且つこの目的を果たすために以前に必要とされた特殊な識別機構又は装備を用いることなく、接続された自動化工程部を識別できるようになる。

Claims (4)

1. 産業用途の自動化装置（１００）の自動化工程部（２００、３００、４００）を起動する方法であって、該自動化工程部は、予め一意的な識別名をそれぞれ与えられた複数のプロフィネット互換機器（５０１、．．．、５０７）を備えており、該方法は、動作するために前記自動化装置に接続された前記自動化工程部の識別は、前記プロフィネット互換機器の前記識別名に基づいて実行され、前記プロフィネット互換機器は、前記識別された自動化工程部に対して関数依存性を有して前記自動化工程部の接続の後に前記自動化装置によって駆動されることを特徴とする方法。
2. 前記自動化工程部を起動する前に、各識別名と該識別名毎の自動化工程部への論理的割当て仕様とは、前記自動化装置に割り当てることができる構成ユニット（６００）に保存され、前記自動化工程部は、起動するために前記自動化装置に物理的に結合され、前記結合された自動化工程部からなる機器は、前記構成ユニットに保存されたデータを用いて、前記識別機器名に基づいて前記自動化装置によって識別され、
   前記自動化工程部は、前記識別名のために保存された前記割当て仕様に基づいて識別される請求項１に記載の方法。
3. 前記自動化工程部を起動する前に、前記自動化工程部と前記自動化工程部からなる一群の付加的に選択された機器とへの論理的割当て仕様は、識別名毎に、前記自動化装置に割り当てることができる前記構成ユニットに保存され、前記自動化工程部からなる前記一群の付加的に選択された機器の識別は、機器の識別によって同時に実行される請求項２に記載の方法。
4. 前記自動化工程部を前記自動化装置へ結合した後に、前記機器は、自発的に報告手順を開始し、前記自動化工程部の前記起動は、前記自動化工程部からなる全ての機器が該報告手順を経た後で初めて完了されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

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