JP5027820B2 - 装置および構成要素から構成されているモジュール式の生産機械を制御するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジニアリングシステムにおいて、プロジェクトを成す装置および構成要素配列が規定され、プロジェクトにおいて、特定の配列位置に、その都度１つの装置または１つの構成要素のための制御情報を有する少なくとも１つのマシンオブジェクトが割り当てられ、プロジェクトは制御部に導かれ、該制御部は、マシンオブジェクトを有するプロジェクトに対応する生産機械をマシンオブジェクトに基づいて制御することができるようになった、装置および構成要素から構成されているモジュール式の生産機械を制御するための方法に関する。

上記概念の枠内において「配列位置」とは、配列が順序の意味も含み、位置がその都度の順序の位置を表すものと理解すべきである。順序は、生産機械において順序の競争相手を持つ必要があるのではなくて、特に制御面に関係するマシンオブジェクトの並びであってよく、その並びには実際の装置および構成要素の複雑な配列が直線配列として対立している。従来では、通し番号を付与することができるインターフェースのための差込場所が使用される。この場合に配列は差込場所の順序であってよく、それによって上記の「配列位置」が定義されている。

モジュール原理にしたがって編成される生産機械の自動化は種々の困難をともなう。

機械様式の最大拡張は、追加として使用されるマシンオブジェクトと代替として使用されるマシンオブジェクトとを有する基礎実施形態により定義される。

現実には常に、生産機械のモジュール式の直列構成を提供する種々の可能性のプロジェクトと、多数のデータを管理する限られた可能性のプロジェクトとの間において妥協が見つけ出されなければならない。

今までに行なわれた試みは、あらゆる構成変形を含む仮想の最大拡張がプロジェクトされることを出発点としている。この仮想の最大拡張は資源が十分に利用されないという欠点を持っている。例えば、全く不要な数えきれないほどのデータによってメモリに過剰な負担がかかる。詳細にはデータが全て使用されるわけではないにもかかわらず、データが出発点の仮想の最大構成の全体のためであることから、過大に設計されたフィールドバスを介してデータが伝送される。

少なからぬマシンオブジェクトが他のマシンオブジェクトによって代用可能であることも不十分にしか検出されない。仮想の最大拡張の枠内において、むしろオプションとしての拡張の枠内における追加のマシンオブジェクトのほうが取り扱い易い。この仮想の最大拡張は、日常において機械変更の枠内にてしばしばマシンオブジェクトが置き換えられるべき場合に欠点を有する。

従来技術においては、代替のプロジェクト変形を予め保持し、拡張度に応じて代替プロジェクトを使用する試みも行なわれた。この方法は、さまざまのプロジェクトにおいて同一部分が発生するために、版および変形の管理が非常に難しいという欠点を有することが分かった。特定のマシンオブジェクトにおいて何らかの変更をした場合に、理論的には多数のプロジェクトが変更されなければならない。

結局は、変形をエンジニアリングツール以外で特別なソフトウェアツールによって取り扱うことに移行した。この場合にエンジニアリングツールの外部制御インターフェースが当該制御に関与する。この変形の場合にはエンジニアリングシステムが機械において常に使用可能でなければならない。したがって、このシステム解決策は高コストである。

本発明の課題は、特に、個々のマシンオブジェクトが置き換えられるだけである構成変形が簡単に制御可能であるようにプロジェクトを更に発展させることにある。

この課題は請求項１による方法、請求項５によるエンジニアリングシステムおよび請求項６によるランタイムシステムによって解決される。

したがって、本発明によれば、エンジニアリングシステムにおいて、プロジェクトにおける少なくとも１つの配列位置に多数の異なるマシンオブジェクトが割り当てられることにより、制御部がプロジェクトの助けにより生産機械を制御することが可能にされ、生産機械におけるこの配列位置に対応する設置位置において選択的に、異なるマシンオブジェクトのうちの１つに対応する装置／構成要素が使用される。

したがって、本発明によって新たな意義のプロジェクトの概念が得られる。プロジェクトは、もはや装置および構成要素の不動の配列ではなくて、配列位置に個別のマシンオブジェクトが可変に割り当て可能である配列である。配列位置は構成要素支持体における差込場所または自動化ネットワークにおけるコンポーネントに対応してよい。エンジニアリングシステムの枠内においてプロジェクトとして装置／構成要素が規定されるという原理からは逸脱していない。使用者は依然として、使用者インターフェース上でグラフィック対象物を特定の配列へ持ち込むために移動することができる。しかし、使用者インターフェースは、付加的な可能性として多数のグラフィック対象物を同一の配列位置に持ち込むこと、すなわち差込場所を一義的に１つの特定装置または１つの特定構成要素に割り当てるのではなくて、特定の差込場所における異なる装置および／または構成要素間での選択を可能にすることを予定している。

本発明の有利な実施形態では、少なくとも１つの配列位置におけるマシンオブジェクトに、マシンオブジェクトの役割をプロジェクトにおいて反映する属性および／または割り当てられた装置および構成要素と他の配列位置における装置および構成要素との関係を反映する属性が割り当てられる。

第１の変形例において、属性は、マシンオブジェクトが基礎実施のマシンオブジェクトであるかどうか、またはオブジェクトによって表される追加の機械モジュールであるかどうかを規定することができる。したがって、本発明は、属性の使用によって、全く無条件で割り当てる必要のない追加の機械モジュールの管理を容易にする。第２の変形例において、属性の助けにより、許される構成設定のための一貫性規則を保管することができる。例えば、１つの配列位置における１つの特定の装置または１つの特定の構成要素の存在が回避されて、１つの特定の選択的に存在する装置または１つの特定の選択的に存在する構成要素が選択されることが可能である。これに関して属性は、実際の配列においてどの組み合わせが本当に可能であってどれが許されるかを規定することができる。プロジェクトの異なる配列位置での多数のマシンオブジェクトの選択的提供は、理論上非常に多数の可能性を許すが、モジュール（装置および構成要素）の相応の組み合わせの全数が現実に有り得るかもしくは許されるというわけではないことは自明のことである。

好ましくは、（属性により）制御部によって出力可能であるアクション指示がプロジェクトに記憶される。アクション指示は使用者への指示であり、追加のマシンオブジェクトおよび代役を務めるマシンオブジェクトを扱う際に使用者は指示を顧慮しなければならない。これは、モジュール式の生産機械の組立時に、これがプロジェクトによって可能にされた構成に対応するか否かを制御システムの助けによりチェックする場合に役立ち、そしてこれは、プロジェクトが使用される制御システムが実際の生産機械に接続されたときに、プロジェクトおよび生産機械がなおも相互に調整さされなければならない場合に役立つ。アクション指示は、たとえばどの装置が接続されているが操作者によって照会されることをも含むとよく、それにより制御部（ランタイムシステム）が異なる配列位置におけるプロジェクト内の代替のマシンオブジェクトから特定のマシンオブジェクトを選択することができる。

有利な実施形態では、制御部が、生産機械への接続時に、生産機械の装置および構成要素が全体としてプロジェクトの助けにより制御可能であるかどうかをチェックする。このチェックには、例えば一方ではプロジェクトにおける配列位置でのマシンオブジェクトの選択肢によって可能にされていて、他方で属性によって許されると認められている許容された構成であるかどうの一貫性チェックも属している。

有利な実施形態においては、既に構成された生産機械が出発点となっている。制御部は、生産機械が最初に構成されるときに対話形式で動作し、この場合に例えば操作者に対して可能な構成設定に関する情報を出力する。情報は、なおも構成すべき装置部分および構成要素に関する情報である。本発明は、既に述べたように、装置および構成要素から構成されているモジュール式の生産機械を制御するためのプロジェクトを発生させるためのエンジニアリングシステムであって、プロジェクトが装置および構成要素配列として発生させられ、それらの配列位置に、その都度１つの装置または構成要素のための制御情報を有する少なくとも１つのマシンオブジェクトが割り当てられるエンジニアリングシステムに関し、このエンジニアリングシステムは、少なくとも１つの配列位置に多数のマシンオブジェクトが割り当てられていることを特徴とする。換言するならば、本発明は、本発明による方法において使用される如きエンジニアリングシステム、すなわち配列位置当たりに多数のマシンオブジェクトを有する上述の新式のプロジェクトの使用を可能にするエンジニアリングシステムにも関する。新規性は、既知の構成部分を使用する場合にはエンジニアリングシステムのプログラミングに存在し、すなわちエンジニアリングシステムのプログラミングのために設計されていてかつ配列位置に多数のマシンオブジェクトが設けられている相応のプロジェクトを管理することができる新式のコンピュータプログラムに存在する。

本発明は、装置および構成要素から構成されているモジュール式の生産機械を制御するための制御命令をプロジェクトから獲得する制御システム（ランタイムシステム）にも関し、ランタイムシステムが装置および構成要素配列として定義されているプロジェクトを使用するように設計されていて、少なくとも１つの配列位置に多数のマシンオブジェクトが割り当てられていて、ランタイムシステムが、生産機械に関する情報に基づいて多数のマシンオブジェクトから選択をするように設計されていることを特徴とする。この場合に情報は生産機械への単なる接続だけで相応の識別情報の読取によって獲得されるとよく、あるいは使用者によって入力された情報であってもよい。

ランタイムシステムは、本発明によるプロジェクトを使用するように適切にプログラムされている従来のランタイムシステムであってもよい。したがって、本発明は相応のコンピュータプログラム生産物も含む。

以下において図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明する。図１は本発明によるエンジニアリングシステムよって作成される如きプロジェクトの具体例を概略的に示し、図２は本発明によるランタイムシステムにおいて使用される図１からのプロジェクトを概略的に示す。

エンジニアリングシステムにおいてプロジェクトを発生させることができる。プロジェクトが図１に具体的に示され、そこでは二重境界線により表示されている。プロジェクトはほかならぬまさに装置および構成要素の配列であり、装置および構成要素は相応のマシンオブジェクトによって表される。配列は、もちろん種々の配列位置からなり、これらの配列位置が図１に太い線で互いに分離されている。第１の配列位置には装置１のためのマシンオブジェクトのみが割り当てられている。第２の配列位置には２つの異なるマシンオブジェクトが割り当てられ、すなわち装置２．１のためのマシンオブジェクトおよび装置２．２のためのマシンオブジェクトが割り当てられている。最後に第３の配列位置には、３つの異なる装置のための、すなわち装置３．１，３．２および３．３のためにマシンオブジェクトが割り当てられている。

プロジェクトは、２つの配列位置に多数のマシンオブジェクトが割り当てられていることによって、従来技術のプロジェクトと相違する。従来技術によるプロジェクトの場合には、各配列位置が配列位置１の如き様子であり、すなわち各配列位置に唯一の装置のみが割り当てられていた。

この場合に、装置２．１のためのマシンオブジェクトには属性が割り当てられている。「３．２と同時のみ」なる語は、実際の生産機械において装置２．１が、同時に装置３．２が使用される場合にのみ使用することが許されることを意味する。選択がそれによって制限される。装置２．２の使用時に３つの装置３．１，３．２および３．３の間での選択が存在するのに対して、装置２．１の選択は、第３の配列位置において選択ができないことを確定する。

更に、プロジェクトは装置３．２のためのマシンオブジェクトに結び付けられたアクション指示を含む。アクション指示はランタイムシステムにおいて使用可能である。例えばアクション指示は、生産機械が最初に構成内において把握されたときに必要とされる。第３の配列位置に対応する設置位置（差込場所）が、第２の配列位置に対応する設置位置の前に確保された場合には、すなわち装置３．１，３．２および３．３のうちの１つが装置２．１と装置２．２との間で選択が行なわれる前に選択された場合には、事情によっては、装置２．１が装置３．２と組み合わされるべきであるという属性が失われることがある。それゆえに、装置３．１，３．２および３．３のうちの１つの選択時に既に次のことが顧慮される。すなわち、後続の選択の際に前もって装置３．２が選択されていたときにのみ装置２．１が選択可能であることが顧慮される。この場合に「アクション指示」なる概念は、多数の可能性を象徴している。例えば差込場所での装置の誤った差込時におけるエラー通報が用意されていて、生産機械の組立者への支援指示が与えられるとよい。

属性も、図１に具体例を概略的にだけ示しているよりも多様な形態であってよい。例えば、特定の装置が基礎実施形態に属する装置として、その他の装置が選択自由な装置として特徴づけられているとよい。例えば、装置１、装置２．１および装置２．２のためのマシンオブジェクトの属性は、これらの装置が基礎実施形態に属するものであることを示し、これに対して装置３．１，３．２および３．３の属性は、これらの装置が追加的な可能性に当たるものであることを示す。付加的になおも、既述の制限は、装置２．１が選択される場合に、とりわけ装置３．１，３．２および３．３から１つの装置が選択されるかぎり、装置３．２が強制的に選択されなければならないことに相当する。

図２は、ランタイムシステム（制御システム）がプロジェクトから何をするかを具体的に示す。制御システムはモジュール構成された特定の生産機械を制御するために用いられる。もちろんこの生産機械がプロジェクトを可能にする全ての変形を網羅できるわけではない。制御すべき生産機械は、例えば装置１、装置２．２および装置３．１からなる。図２における×印によって具体的に次のことが示されている。すなわち、これらのマシンオブジェクトが今や、実際の生産機械に関する情報に基づいて行なわれる選択の対象となっていることが示されている。ランタイムシステムは、とりわけこの場合に、許容される選択であるかどうかをチェックする。装置２．１が選択されていないので、装置３．１が選択されたことは取るに足らず、つまりこれは装置２．２と組み合わされてよく、また装置１とも組み合わされてよい。したがって、全体として許される選択であり、制御システムは、それ相応の通報を発生し、続いて生産機械をプロジェクトの助けにより制御することができる。

したがって、配列位置に多数のマシンオブジェクトが割り当てられている上述のプロジェクト様式は、特に、異なる装置（構成要素）間における代替的なオプションを技術的に最適化して適用することを可能にする。その都度各配列位置に１つのみのマシンオブジェクトが割り当てられているオプション相当の多数のプロジェクトが使用される場合と違って、この場合にはデータの管理が容易にされている。装置２．２の新たな変形が市場に出た場合に、単にプロジェクトにおいて装置２．２のためのマシンオブジェクトのみが変更されるだけでよい。しかしランタイムシステムがマシンオブジェクトから選択をすることによって（図２参照）、本発明によるプロジェクトはその使用において経済的であり、このことは記憶域およびデータバスを介する転送に関係する。

本発明によるプロジェクトの様式は多数の可能性を許容し、これは装置２．１および２．２間の区別もしくは３．１，３．２および３．３間の区別に関係する。

例えば、同一の機械可読の製品表示を有する互換性の対象が問題である。類似性はまだ少なくてもよく、（一般的に見て、電力出力部、制御部等に関して）同じクラスの装置であることが重要である。結局、例えばメカトロニクス対象の場合において、制御基本構想が同一であるだけでもよい。しかしながら、類似性はもっと狭い範囲であってもよく、例えば電力出力部における目標電流レベルが同じであることなどを要求することができる。

対象の置換えのために、定められた規則が適用されるとよい。規則は上述の属性に保存されていてもよい。例えば、少なからぬ装置（例えば、装置３．２）が一時的にだけ、使用される装置３．１および３．２の代役を務めるのが許され、そのうちでも特に生産機械が整備中である場合に許される。使用される構成要素の相互交換、例えば装置２．１と装置３．２との間での相互交換も許容可能である。互いに置き換えられる対象が本発明の枠内においてどのように関与するかは多数の可能性が存在する。プロジェクトが対象の置換えを既に予定し、本発明がそれを可能にすることが重要である。

本発明によるエンジニアリングシステムよって作成される如きプロジェクトを具体的に示す概略図 本発明によるランタイムシステムにおいて使用される図１からのプロジェクトを示す概略図

符号の説明

１ 装置
２．１ 装置
２．２ 装置
３．１ 装置
３．２ 装置
３．３ 装置

Claims (6)

1. 装置および構成要素から成るモジュール式の生産機械を制御するための方法であって、
   エンジニアリングシステム内でプロジェクトを成す装置および構成要素-配列が規定され、プロジェクト内において特定の配列位置に、それぞれ１つの装置または１つの構成要素のための制御情報を有する少なくとも１つのマシンオブジェクトが割り当てられ、
   プロジェクトは制御部に導かれ、その際該制御部は、マシンオブジェクトを有するプロジェクトに対応する生産機械をマシンオブジェクトに基づいて制御することができるようになっている生産機械の制御方法において、
   エンジニアリングシステムにおいて、プロジェクト内の少なくとも１つの配列位置に、多数の異なるマシンオブジェクト（装置２．１，装置２．２；装置３．１，装置３．２，装置３．３）が割り当てられることにより、
   制御部がプロジェクトの助けにより生産機械を制御することが可能にされ、その際プロジェクト内のこの配列位置に対応する生産機械における設置位置において、異なるマシンオブジェクトのうちの１つに対応する装置または構成要素が選択的に使用されることを特徴とする生産機械を制御するための方法。
2. 少なくとも１つの配列位置におけるマシンオブジェクトに、プロジェクトにおけるマシンオブジェクトの役割を表す属性、または前記配列位置における装置および構成要素と他の配列位置における装置および構成要素との関係を表す属性が割り当てられることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. プロジェクトの助けにより制御部は使用者に対するアクション指示を出力可能であることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. プロジェクトにおける配列位置でのマシンオブジェクトの選択が許容されるかどうかのプロジェクト構成の一貫性チェックをすることにより、生産機械の装置および構成要素が全体としてプロジェクトの助けにより制御可能であるかどうかを制御部が生産機械への接続時にチェックすることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
5. 装置および構成要素から構成されているモジュール式の生産機械を制御するためのプロジェクトを作成するためのエンジニアリングシステムであって、該エンジニアリングシステムにおいてプロジェクトが装置および構成要素-配列として生成させられ、それらの配列位置に、それぞれ１つの装置または構成要素のための制御情報を有する少なくとも１つのマシンオブジェクトが割り当てられるようになったエンジニアリングシステムにおいて、
   少なくとも１つの配列位置に多数のマシンオブジェクトが割り当てられていることを特徴とするエンジニアリングシステム。
6. 装置および構成要素から構成されているモジュール式の生産機械を制御するための制御命令をプロジェクトから獲得するランタイムシステムであって、
   ランタイムシステムが装置および構成要素-配列として定義されているプロジェクトを使用するように設計されていて、少なくとも１つの配列位置に多数のマシンオブジェクトが割り当てられていて、ランタイムシステムが、生産機械の装置および構成要素に関する情報を表す属性に基づいて多数のマシンオブジェクトの中から１つを選択をするように設計されているランタイムシステム。

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