WO2002065223A2 - Steuerungs- und überwachungsanlage von maschinen und/oder anlagen mit aktionskomponenten unterschiedlicher aktionsgruppen - Google Patents

Steuerungs- und überwachungsanlage von maschinen und/oder anlagen mit aktionskomponenten unterschiedlicher aktionsgruppen Download PDF

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WO2002065223A2
WO2002065223A2 PCT/DE2002/000318 DE0200318W WO02065223A2 WO 2002065223 A2 WO2002065223 A2 WO 2002065223A2 DE 0200318 W DE0200318 W DE 0200318W WO 02065223 A2 WO02065223 A2 WO 02065223A2
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WO
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control
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machine
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WO2002065223A3 (de
Inventor
Günther LANDGRAF
Original Assignee
Rexroth Indramat Gmbh
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Publication of WO2002065223A2 publication Critical patent/WO2002065223A2/de
Publication of WO2002065223A3 publication Critical patent/WO2002065223A3/de

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

Definitions

  • Action components can be: actuators, e.g. Drives, sensors, acquisition and / or output elements, but also specific functions for preparation, control, monitoring, communication, planning, administration and optimization of processes.
  • these different movements have to be coordinated with each other.
  • individual actions of the machine / system can be individually controlled, ie regulated and monitored, via an interface assigned to a particular action. Depending on requirements, these interfaces are made individually accessible via the control and monitoring system, so that the relevant actions can be monitored or controlled.
  • the interfaces of individual action groups are different, namely with regard to the programming language used, the transmission protocol and the transmission paths.
  • the diversity of the interfaces is also reflected in separate and different components of the control and monitoring system, the software and the user interface.
  • the invention thus offers the advantage of an overall overview of the current status of the machine / system, with a uniform user interface simultaneously allowing simple and clear commissioning, operation and monitoring of the machine / system. Due to the uniformity of the user interface and the interfaces involved, errors in transmission / conversion and in the input of control instructions are reduced to excluded.
  • the current model which is displayed by means of a monitoring, control and visualization tool.
  • it offers a tree-like component and function-oriented view (whereby the current model does not necessarily have to include the component and function-oriented view / structure) of the existing programs and data and, on the other hand, a state graph-like view (of the current states of the to be controlled and / or monitoring processes including their actions and transitions).
  • the tool / current model enables all actions and transitions displayed (or their programs and data elements) to be influenced or changed directly using a switch-like function.
  • a force (forced setting of transitions) / Action data for example setting an output for switching on, for example, a coolant supply
  • an editing mode can be set (see claim 13).
  • a transition condition can be fulfilled, for example, by setting a flag in a targeted manner and the next action to be carried out, while in edit mode the current model can be modified, ie all the data and logic underlying a transition or a transition program or action or action program can be adapted to requirements via the uniform user interface, which allows universal and simple, direct access to the corresponding interface, especially during the commissioning of a machine / system. This eliminates the majority of multiple, more complex, e.g. manual, multi-step calls to interfaces to the actions / transitions.
  • a monitoring, control and visualization module / tool is supplied with status information relating to the states of the action components of different action groups in addition to the current model. If action components are not located on the control and monitoring system, the associated status information is generally fed to the monitoring, control and visualization tool via at least one control / feedback line.
  • Action components In addition to the actions to be carried out, the action components also process the transitions and also provide their results as status information for the monitoring, control and visualization module.
  • Action components can be actuators, e.g. Drives or input / output devices, hydraulic cylinders, sensors (limit switches, light barriers, measuring systems, ...) that perform the required actions, but also software functions that manipulate, process or prepare specific data in a specified manner, or provide data / information, for example, the Read a tool data element.
  • the status information corresponds to the current status of the relevant action component (s). They are fed to the current model and fed in by the monitoring, control and visualization module in an operating and display part of the control and monitoring system and displayed there. Supplemented by the fed-in status information, the current model is updated - preferably continuously or practically in real time (e.g. with respect to an operator). Real time in this sense refers to the time constants of the action group concerned; Different update times or cycles can certainly be provided for different action groups and different requirements for topicality.
  • the current model includes a component and function-oriented summary of the data and programs for each machine / system, including the actions and transitions required for programming and displaying sequences similar to state graphs.
  • Permanent data which represent unchangeable parameters with regard to a machine / system configuration, and volatile and updated data, which, for example, represent the status information, are thus taken into account.
  • the permanent data can be stored in a memory with random access. However, they can also be a fixed and software-unchangeable part of the control and monitoring system.
  • the permanent data for example drive or CNC control parameters, are preferably changeable and stored in the control and monitoring system, so that for different machines / systems with one and the same control and monitoring system. different models and can also be controlled.
  • control and / or monitoring system has an input interface for control and / or drive and / or monitoring and / or communication and / or planning and / or resource management and / or optimization data and / or programs and means for storing these data / programs, wherein the stored data / programs when parameterizing the action components, action and transition programs, ie in particular, the definition of the boundary conditions and / or structure and / or when processing the current model can be called up.
  • Actions are not only to be understood as physically visible actions, but also not directly visible software-technical actions, such as modifying, monitoring, optimizing, planning or managing operating data, such as switch positions, positions of machine components, and the number within a tool store usable tools etc.
  • Action elements do not necessarily have to be assigned to action programs (via the corresponding interface), ie they can also be empty. This can be the case, for example, if certain states that are influenced by other actions are to be visualized.
  • Action elements may also have the property that they are processed cyclically, once only with a time delay, always with a time delay, always with a time delay, etc. Depending on the application, it may also be desirable for several action elements to be active within one process. Accordingly, a transition program does not necessarily have to be assigned to a transition element, provided the only condition is that the preceding action (command) has been processed. This applies in particular to process-oriented actions, such as the execution of movement commands on a CNC, MC or RC action group. Transitions are processed in the relevant action groups taking into account the relevant cycle times.
  • the current model represents the physical configuration of the machine / system, preferably with all components. It is therefore a displayable, configurable and operable machine / system model.
  • the processes in a machine / system can usually first be assigned to components or subcomponents of the machine / system or functions or subfunctions and then modeled hierarchically (from the rough to the fine). Accordingly, the current model for the representation and programming similar to the state graph is constructed from interlinked action and transition elements over several levels, preferably only one action element being active on each level. If action elements extend over several levels, only one action element is active on each level.
  • the linking of the action and transition elements of one or more levels to one another is predetermined by the processes to be controlled and / or monitored and / or optimized and is programmed and optimized during commissioning.
  • the action elements represent the associated actions including the programs required for this, the transition elements corresponding to the transitions or the programs required for this.
  • An action can correspond, for example, to a setpoint value to be assumed by a component or to an intended speed or speed value. Accordingly, both static and dynamic actions or states are provided.
  • the update can also include that current status information or other status information relevant to the respective action or transition is displayed, e.g. B. positions, speeds, revolutions or on / off status.
  • the individual action and transition elements, displays, editors, switch panels etc. can be addressed via input means.
  • These input means can be, for example, touchscreens, keyboard functions or panels / touch panels or the like specifically designed for this purpose. Virtually any machine / system configuration can thus be completely put into operation, controlled, monitored and visualized by a control and monitoring system according to the invention.
  • actions or the associated action programs
  • These include, for example, CNC, RC (Robot Control), MC (Motion Control), PLC, drive, monitoring, planning, management, communication and optimization action groups.
  • CNC CNC
  • RC Robot Control
  • MC Motion Control
  • PLC drive, monitoring, planning, management, communication and optimization action groups.
  • PLC action groups that can also be integrated and coordinated with CNC and / or drive action groups; This was previously not possible with a uniform control and monitoring system with a uniform operating and visualization interface for these different action groups and is realized for the first time by the invention.
  • a large number of regularly occurring applications in industrial manufacturing technology are thus already covered by this embodiment of the invention.
  • the optional and at any time overview of all actions of the machine / system makes it particularly advantageous if the update of the current model - from the point of view of an operator - takes place practically instantaneously, ie at the moment.
  • the requirements for this can easily be met even with complex machines / systems, since the associated time constants are relatively large.
  • the instantaneous model is preferably updated at a time cycle which is less than or equal to 500 ms and particularly preferably less than or equal to 100 ms. This depends on the required topicality of the respective application. For certain applications, it may also be sufficient if the timing is a few seconds to about 10 minutes grooves is. This is the case, for example, in the case of appropriately slowly changing monitoring processes to be controlled, such as storage, logistics, etc.
  • the image of the machine / system is preferably complete by the current model, i.
  • the current model includes all processes to be controlled for all components of the machine / system.
  • the components of the machine / system include in particular all drives, motors and sensors.
  • the entire machine / system can be started up uniformly with the aid of the instantaneous model, and can be controlled, monitored and operated.
  • the user / operator is only required to know how to use a uniform user interface.
  • an object-oriented database module (see FIG. 4 below) with the data mentioned there is also present in the control and monitoring system.
  • New in this context is the approach of storing individual objects (components / subcomponents / functions / subfunctions) of the machine / system with all relevant data in an object library (if these have proven to be practical).
  • object library if these have proven to be practical.
  • new machines can then be designed in terms of software technology in a machine library, or existing machines can be improved or further developed. This means that entire systems that are made up of several machines can be taken into account in the current model.
  • the actual programming and data / parameter input for the individual objects can - as before - be done manually at the beginning or during commissioning. follow, but alternatively also using program generators.
  • the modeling of individual objects (components / functions) or their processes can be carried out using UML (unified modeling language) or UML-like description means (especially subject-specific extensions) and then using program generators - possibly using an intermediate language (e.g. XML - eXtended markup language ) for the control or action group independent neutral problem description - converted into the specific problem-oriented programming languages of the respective action group and the programs and data required for the individual objects can be generated.
  • UML unified modeling language
  • UML-like description means especially subject-specific extensions
  • 1 is a schematic drawing of a control and monitoring system according to the invention on a machine with interacting action elements of different action groups
  • 2 shows a schematic overview of the current model, some action groups of the control and monitoring system and the most important program and data flows,
  • FIG. 3 shows a section of a model of a tool change process to be controlled
  • FIG. 4 shows the basic structure of a database with all the data required for the manufacture and in particular the commissioning and operation of a machine / system.
  • Fig. 1 shows a control and / or monitoring system (1) on a machine / system (2) in a schematic representation.
  • system (2) is used below.
  • the system (2) has action components (3, 4) which belong to different action groups (5, 6, 27).
  • the system (2) is an automated, industrial production system in which a workpiece (not shown here) is processed. Different tools (28) are required for processing. These tools are provided in a tool magazine (not shown). A tool that is no longer required for further machining of the workpiece is automatically checked by the spindle-side tool holder (20) using a (not shown) handling system with a gripper (26) after checking its further usability by means of a sensor (23). removed and placed in a tool magazine and then another tool required for further processing and still usable is removed from the magazine and brought into the spindle-side tool holder (20).
  • the aforementioned process is an automation in which frequently recurring actions (16) are carried out.
  • the proper execution of the individual actions is important on. If even one action cannot be carried out properly, the next following actions must not be carried out, as otherwise damage to the tool, workpiece, system or even people can occur.
  • the focus of modern production plants is on a time-optimized overall process, i.e. an optimal interaction of the PLC and CNC action elements.
  • the actions (16) to be carried out for the feeding and removal of tools from the spindle-side tool holder (20) are indicated schematically by double arrows; these mean that the gripper (26) (or its CNC action components 'drives' (18) that move it) is linear in the direction shown, possibly.
  • the gripper jaws (19) (or its PLC action component 'hydraulic cylinder' (24) are moved together for gripping the tools and moved apart for loosening), the tool slide (36) (or its CNC action component ' Drive '(18)) is brought into the required change position, the spindle-side tool holder (20) (or the (not shown) PLC action component' tool clamping device ') is opened for the removal of tools and is closed again after picking up a tool, which Tool spindle (29) (or its CNC action component drive '' (18)) stops its rotary movement at the beginning of a tool change and takes the required position and the sensor (23) (or its monitoring action component 'Check tool', not shown) does this Tool inspected.
  • the actual processing unit consists of the tool slide (36) with the corresponding drive (18) for moving the slide.
  • Both the tool slide and the tool spindle (29) with their drives are assigned to the action group CNC (6)
  • the action group CNC (6) can also be influenced in its behavior by the action group PLC (5). This can be the case, for example, when the tool slide (36) leaves the permissible travel range and actuates the limit switches (24).
  • the action group PLC (5) then withdraws the motion component from the action component CNC (6), whereupon it shuts down the axes concerned as quickly as possible. This process of monitoring the driving area chung can be realized very easily using the action and transition elements (and the associated programs) described above.
  • control and monitoring system (1) shown schematically here consists of control logic module (30) and storage means (22). In addition to these components that are present in the control electronics (32), there are also the action groups
  • the operating and display part (8) has a display (43) and an input interface (21).
  • the monitoring, control and visualization module (9) according to the invention using the current model (25) is used in the display (8).
  • Amplifiers / converters (42) are used between the action groups (5, 6) and the action elements (10) assigned to them, e.g. Drive amplifiers, input / output devices, hydraulic units etc.
  • these devices can also include additional action groups (27), for example extensive functionality within a drive amplifier, such as measuring functions, electronic cam functions, etc.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the instantaneous model (25), represented by the data / modules represented symbolically in the form of a menu, some action groups (27) of a control and monitoring system (1) and the essential program and data flows (54) ,
  • the action groups (27) communicate via the usual data exchange mechanisms / interfaces (12) (e.g. shared memory, dual ported RAM), protocols (e.g. RS232, Sercos Interface) and call mechanisms (eg interrupt-controlled multitasking).
  • data exchange mechanisms / interfaces (12) e.g. shared memory, dual ported RAM
  • protocols e.g. RS232, Sercos Interface
  • call mechanisms eg interrupt-controlled multitasking
  • transitions (17) programs for monitoring a transition condition
  • the data that is not available on the respective action group (27) must also be made available there cyclically.
  • Action groups (27) that do not have cyclical processing options (eg older CNCs), but also for reasons of performance or clarity can lead to transition programs (55) belonging to an action group being replaced by other action groups (27) (preferably by the PLC) are to be executed.
  • transition programs (55) belonging to an action group being replaced by other action groups (27) preferably by the PLC
  • the associated action (16) or the action program (56) can be processed (for example by means of interrupt-like mechanisms such as interrupt-controlled calling of an NC subroutine).
  • the current model (25) is constructed in an object-oriented manner and depends on the physical configuration of the machine / system (2). Relevant objects of the current model (25) are the individual components and subcomponents of the machine / system (35) and (the functions and subfunctions (45 usually assigned to the individual components / subcomponents)).
  • the object-oriented structure of the instantaneous model (25) thus corresponds to the component / function-oriented structure of the machine / system (2).
  • the user can assign each object its relevant data, which will also remain there in the following, for example when saving or copying the current model (25) or individual objects.
  • This new approach makes it possible not only to carry data that is relevant for the control and monitoring system, but also other supplementary data that fundamentally facilitate later operation of the machine, improvements to the machine or new procurement.
  • additional data can be, for example, order documents, construction and manufacturing drawings, wiring plans, vibration analyzes of individual machine parts, machine cycle times, data for maintenance intervals, for weak point analysis or for machine optimization.
  • the figure shows mainly the control-relevant data, that is, in particular, the data that make it possible to adapt the control and monitoring system (1) to the existing control and monitoring system (1) (52), as well as the data and programs required for the state graph-like programming including action group specific programs and data (16, 17).
  • FIG. 3 shows, on the basis of a section from a tool change sequence (in which action elements of the CNC and the PLC are involved), the work steps required for the user or the menus to be run through.
  • the user proceeds as follows: First, in the Construction menu (44), he enters his components / functions (46) relevant to the system in the tree-like component and function-oriented structure (45). He then models the processes (50) belonging to the respective component or structure within the Modeling menu (47) by entering the relevant action elements (10) and transition elements (11) - if necessary going from coarse to fine , After the relevant action and transition elements (10, 11) have been created, the user programs the associated action and transition programs. For this purpose, for each action / transition (16) he selects the action group (48) on which the associated programs are to be executed. Preferably, only those action groups should be displayed in the selection menus that are also available within the machine / system (2).
  • action groups (27) that do not have cyclical program processing mechanisms should not be shown when selecting the action group for a transition.
  • the user should also take into account that action programs (56) can only be programmed on the action groups (27) on which the infrastructure required for the actions in question (16) is also available, i.e. that the desired problem-oriented language (ISO 6983 with specific extensions, ISO 14649, EN 61131-3 (STL, SFC, LD, FBD, ST), C, C ++, Visual Basic, HTML, XML, etc.), which is available within the action program (56)
  • Action components (3, 4) to be addressed are present on the action group (27) in question or can be addressed from there.
  • Transitions should generally be carried out on the action group (27), on which most of the data required within the transition programs (55) is also available, provided that the transition conditions are cyclically processed. Transition programs (55) can, however, also be carried out preferentially or completely on only one action group (preferably on the PLC). Program lines of a CNC action program (56) with high-level language elements and a PLC transition program (57) in the manner of a circuit diagram are shown as examples in the picture.
  • Fig. 4 shows a more detailed, schematic representation of the database module (40).
  • the database module (40) is structured hierarchically in the manner of a tree (45), the database module (40) being subdivided into two main areas: the actual object library (38) with all machines / systems already in use objects (46) (and thus generally tried and tested) components / functions (56) and, on the other hand, the machine library (39), which are constructed from the objects (46) of the object library (38).
  • the individual objects (46) represent the individual components / sub-components (46) of the machine / system or functions / sub-functions - (46) of the machine / system or individual components / sub-components.
  • the individual objects (46) can be assigned information relevant to control / monitoring, but also additional information (as described above) in accordance with the requirements.
  • Different objects (46) with almost any data are present within the database module for different machines / systems. Depending on the application, different and preferably all possible configurations for all physically possible applications of a machine / system (2) can thereby be put together. As shown in FIG. 4, the data from the database module (40) are used for the adaptation of the monitoring and control system (1) or its action groups (27).
  • Data can be: control-relevant data (e.g. drive parameters, machine parameters, machine data, PLC data, modeling data, PLC functions and function blocks, CNC subroutines and macros, drive programs, PC programs, management programs, communication programs, optimization programs) or non- Control data (additional data, e.g. planning data, mechanical and electrical construction drawings, monitoring data).
  • control-relevant data e.g. drive parameters, machine parameters, machine data, PLC data, modeling data, PLC functions and function blocks, CNC subroutines and macros, drive programs, PC programs, management programs, communication programs, optimization programs
  • non- Control data additional data, e.g. planning data, mechanical and electrical construction drawings, monitoring data.
  • Action components of a PLC action group e.g. I / O device or hydraulic cylinder
  • Action components of a CNC action group e.g. drive
  • Control / feedback line e.g. drive or fieldbus

Abstract

Um eine einfache und übersichtliche Bedienung und Inbetriebnahme einer Maschine/Anlage (2) mit zusammenwirkenden Aktionskomponenten (3, 4) unterschiedlicher Aktionsgruppen (5, 6) zu erhalten, wird eine Steuerungs- und Überwachungsanlage (1) vorgeschlagen, die ein, insbesondere hierarchisch strukturiertes, Momentanmodell (25) der Maschine/Anlage (2) mit ansprechbaren Aktionselementen (10, 11) aufweist, die Aktionen unterschiedlicher Aktionsgruppen (5, 6) entsprechen.

Description

Steuerungs- und Überwachungsanlage von Maschinen und/oder Anlagen mit Aktions- komponenten unterschiedlicher Aktions gruppen
Die Erfindung betrifft eine Steuerungs- und/oder Überwachungsanlage von Ma- schinen und/oder Anlagen mit Aktionskomponenten, die hinsichtlich der Steuerungs-/ Überwachungsanforderungen unterschiedlichen Aktionsgruppen (SPS, CNC, Antrieb, MC (=Motion Control), RC (= Robot-Control), Überwachung, Planung, Optimierung, Kommunikation, Betriebsmittelverwaltung, ...) zugehören. Aktionskomponenten können sein: Aktoren, z.B. Antriebe, Sensoren, Erfassungs- und/oder Ausgabeelemente, aber auch spezifische Funktionen zur Aufbereitung, Steuerung, Überwachung, Kommunikation, Planung, Verwaltung und Optimierung von Abläufen.
Vor allem in der industriellen Fertigung werden zunehmend Maschinen und/oder Anlagen eingesetzt, bei denen Abläufe von unterschiedlicher, steuerungs- /überwachungstechnischer Art koordiniert ausgeführt werden müssen. Während der
Inbetriebnahme bzw. in der Phase der, insbesondere softwaretechnischen, Modellierung der Maschine/ Anlage sind die Abläufe in Teilsequenzen, also ausführende Aktionen und den für die ablaufgerechte Ausführung der Aktionen zuständigen Transitionen (= Übergangsbedingungen) untergliedert.
Die Bewegungen (= bestimmte Aktionen) des Antriebs einer Bearbeitungsmaschine für Werkstücke sind von grundsätzlich anderer Qualität als diejenigen Bewegungen, die beispielsweise ein Automat zum Wechsel des Werkzeugs oder zum Zuführen des unbearbeiteten und Entfernen des bearbeiteten Werkstücks ausführt. In einer indus- triellen Fertigungsanlage müssen diese unterschiedlichen Bewegungen miteinander koordiniert werden. Dazu sind über eine einer jeweiligen Aktion zugeordnete Schnittstelle Einzelaktionen der Maschine/ Anlage einzeln ansteuerbar, d. h. regelbar und zu überwachen. Diese Schnittstellen werden je nach Bedarf individuell über die Steuerungs- und Überwachungsanlage zugänglich gemacht, sodass die betreffenden Aktionen überwacht be- ziehungsweise gesteuert werden können.
Dabei sind die Schnittstellen von einzelnen Aktionsgruppen unterschiedlich, und zwar hinsichtlich der verwendeten Programmiersprache, des Übertragungsprotokolls und der Übertragungswege. Die Unterschiedlichkeit der Schnittstellen schlägt sich auch in getrennten und verschiedenartigen Komponenten der Steuerungs- und Überwachungsanlage, der Software und der Bedienoberfläche nieder.
Um die auszuführenden Bewegungen unterschiedlicher Aktionsgruppen zu koordinieren, sind daher aufwendige und langwierige Inbetriebnahmevorgänge durchzu- führen, die eine umfassende Kenntnis aller Komponenten seitens des Bedieners erfordern. Hierbei kommt es aufgrund der Vielzahl der unterschiedlichen Anforderungen leicht zu Fehlern in der Steuerungs- und Überwachungsanlage. Außerdem besteht die Gefahr, dass bei der Koordination der erforderlichen Daten/Programme Übertragungsoder Umsetzungsfehler unterlaufen. Dies betrifft in der Regel die gesamte Aktion der Maschine/ Anlage, da die industriellen Fertigungsprozesse meist sequenziell ablaufen, sodass ein einziger Fehler sich in der Regel auf die gesamte Fertigungssequenz auswirkt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungs- und Überwa- chungsanlage der eingangs genannten Art und ein Nerfahren zum Steuern von Maschinen/Anlagen anzugeben, die es einerseits erlauben, praktisch ständig eine Gesamtübersicht über die Aktionen/ Aktionsgruppen der Maschine/ Anlage zu erhalten und die gleichzeitig unter Beibehaltung der Gesamtübersicht eine einfache Bedienung der Steuerungs- und Überwachungsanlage erlauben, sodass einerseits die Steue- rung/Üb erwachung vereinfacht und Aufwand und Dauer von Inbetriebnahme und War- tung sowie andererseits die Wahrscheinlichkeit von Übertragungs- oder Umsetzungsfehlern bei der Koordination der unterschiedlichen Aktionsgruppen minimiert werden.
Die Erfindung bietet somit den Vorteil einer Gesamtübersicht über den Momentanstatus der Maschine/ Anlage, wobei eine einheitliche Bedienoberfläche gleich- zeitig eine einfache und übersichtliche Inbetriebnahme, Bedienung und Überwachung der Maschine/ Anlage gestattet. Aufgrund der Einheitlichkeit der Oberfläche und der beteiligten Schnittstellen sind Fehler bei der Übertragung/Umwandlung sowie bei der Eingabe von Steuerungsanweisungen vermindert bis ausgeschlossen.
Es wird möglich, für eine Steuerungs- und Überwachungsanlage der eingangs genannten Art ein Verfahren zur Inbetriebnahme, zur Visualisierung, Steuerung und Überwachung von Maschinen/ Anlagen anzugeben, das es einerseits erlaubt, praktisch ständig eine Gesamtübersicht über alle relevanten Abläufe an der Maschine/ Anlage zu erhalten und gleichzeitig unter Beibehaltung der Gesamtübersicht eine reflexartig einfa- ehe Bedienung der Steuerungs- und Überwachungsanlage zu erlauben, sodass einerseits die Steuerung/Überwachung vereinfacht und Aufwand und Dauer von Inbetriebnahme und Wartung sowie andererseits die Wahrscheinlichkeit von Übertragungs- oder Umsetzungsfehlern bei der Koordination der unterschiedlichen Aktionsgruppen minimiert werden.
Dieser Vorteil wird durch das Momentanmodell erreicht, welches mittels eines Überwa- chungs-, Steuerungs- und Visualisierungstools zur Anzeige gebracht wird. Es bietet insbesondere eine baumartige komponenten- und funktionsorientierte Sicht (wobei das Momentanmodell die komponenten- und funktionsorientierte Sicht/Struktur nicht zwin- gend beinhalten muß) auf die vorhandenen Programme und Daten und andererseits eine zustandsgraphenähnliche Sicht (auf die aktuellen Zustände der zu steuernden und/oder überwachenden Abläufe einschließlich deren Aktionen und Transitionen). Des weiteren ermöglicht das Tool/Momentanmodell, alle angezeigten Aktionen und Transitionen (bzw. deren Programme und Datenelemente) mittels einer schalterähnlichen Funktion direkt zu beeinflussen oder zu ändern. So kann neben dem eigentlichen Watch-Modus (Statusanzeige) bedarfsweise ein Force- (erzwungenes Setzen von Transitions- /Aktionsdaten, z.B. Setzen eines Ausgangs zum Einschalten beispielsweise einer Kühlmittelzufuhr) oder ein Editier-Modus eingestellt werden (s. Anspruch 13). Im Force- Modus kann beispielsweise durch gezieltes Setzen eines Merkers eine Transitionsbedingung erfüllt werden und damit die nächst folgende Aktion ausgeführt werden, während im Editiermodus das Momentanmodell modifiziert werden kann, d.h. alle einer Transition bzw. einem Transitionsprogramm oder Aktion bzw. Aktionsprogramm zugrundeliegenden Daten und Logiken können über die einheitliche Oberfläche den Erfordernissen angepaßt werden, was insbesondere während der Inbetriebnahme einer Maschine/ Anlage einen universellen und einfachen, direkten Zugriff auf die entsprechende Schnittstelle erlaubt. Dadurch entfällt ein Großteil mehrfacher, aufwendiger, z.B. manueller, mehrschrittiger Aufrufe von Schnittstellen zu den Aktionen/Transitionen.
Einem Überwachungs-, Steuerungs- und Visualisierungsmodul/-tool werden hierzu neben dem Momentanmodell Statusinformationen betreffend Zustände der Akti- onskomponenten unterschiedlicher Aktionsgruppen zugeleitet. Sofern sich Aktions- komponenten nicht auf der Steuerungs- und Überwachungsanlage befinden, werden die zugehörigen Statusinformationen in der Regel über zumindest eine Steuerungs- /Feedbackleitung dem Überwachungs-, Steuerungs- und Visualisierungstool zugeführt.
Die Aktionskomponenten bearbeiten neben den auszuführenden Aktionen auch die Transitionen und stellen deren Ergebnisse ebenfalls als Statusinformation für das Überwachungs-, Steuerungs- und Visualisierungsmodul zur Verfügung. Aktionskomponenten können Aktoren sein, z.B. Antriebe oder Ein-/ Ausgabegeräte, Hydraulikzylinder, Sensoren (Endschalter, Lichtschranken, Meßsysteme, ...), die die erforderlichen Aktionen ausführen, aber auch Softwarefunktionen, die spezifische Daten in einer vorgegebenen Weise manipulieren, aufbereiten oder Daten/Informationen bereitstellen, beispielsweise das Lesen eines Werkzeugdatenelements.
Neu ist der Ansatz, auch Abläufe nicht SPS-verwandter Bereiche in der gleichen Weise mittels Aktionen und Transitionen zu modellieren. Anstelle des Ansteuerns von Ventilen, Ein-/ Ausgabegeräten, etc. können dann auch komplexere CNC-, MC- oder RC-Bewegungen und/oder Funktionen (z.B. interpolierend, mit Kopplungen zu anderen Achsen, Werkzeugbahnkorrektur, Transformationen, ...) sowie komplexere Logiken und/oder Aufgaben (z.B. das Ausführen von Softwareteilen zur Überwachung, Optimierung, Planung, Verwaltung oder Kommunikation mit internen und externen Systemen, etc.) in einer übergeordneten Anzeige verfügbar gemacht werden.
Die Statusinformationen korrespondieren mit dem Momentanzustand der betreffenden Aktionskomponente(n). Sie werden dem Momentanmodell zugeführt und durch das Überwachungs-, Steuerungs- und Visualisierungsmodul in einem Bedien- und Anzeigeteil der Steuerungs- und Überwachungsanlage eingespeist und dort zur Anzeige gebracht. Ergänzt durch die eingespeisten Statusinformationen wird das Momentanmodell - vorzugsweise ständig bzw. praktisch in Echtzeit (z. B. bezüglich eines Bedieners) - aktualisiert. Echtzeit in diesem Sinne bezieht sich auf die Zeitkonstanten der betreffenden Aktionsgruppe; für unterschiedliche Aktionsgruppen und unterschiedliche Anforderungen an die Aktualität können durchaus unterschiedliche Aktualisierungszeiten bzw. -Zyklen vorgesehen sein.
Das Momentanmodell umfaßt für jede Maschine/ Anlage eine komponenten- und funktionsorientierte Zusammenfassung der Daten und Programme, einschließlich der für die zustandsgraphenähnliche Programmierung und Darstellung von Abläufen erfor- derlichen Aktionen und Transitionen.
Berücksichtigt werden somit permanente Daten, die bzgl. einer Maschinen- /Anlagenkonfϊguration unveränderliche Parameter repräsentieren, und flüchtige und aktualisierte Daten, die beispielsweise die Statusinformationen repräsentieren. Die per- manenten Daten können - genauso wie die flüchtigen Daten - in einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff abgelegt sein. Sie können aber auch ein fester und softwaremäßig nicht veränderbarer Bestandteil der Steuerungs- und Überwachungsanlage sein. Bevorzugt sind die permanenten Daten, z.B. Antriebs- oder CNC-Steuerungsparameter, aber veränderbar und in der Steuerungs- und Überwachungsanlage abgelegt, sodass für un- terschiedliche Maschinen/ Anlagen mit ein- und derselben Steuerungs- und Überwa- chungsanlage unterschiedliche Modelle erzeugt und damit auch gesteuert werden können.
Hierbei ist bevorzugt, dass die Steuerung- und/oder Überwachungsanlage eine Eingabeschnittstelle von Steuerungs- und/oder Antriebs- und/oder Überwachungs- und/oder Kommunikations- und/oder Planungs- und/oder Betriebsmittelverwaltungs und/oder Optimierungsdaten und/oder -programmen und Mittel zum Ablegen dieser Daten/Programme aufweist, wobei die abgelegten Daten/Programme bei der Paramet- rierung der Aktionskomponenten, von Aktions- und Transitionsprogrammen, d.i. insbesondere die Festlegung der Randbedingungen und/oder Aufbau und/oder bei der Bear- beitung des Momentanmodells abrufbar sind.
Das Momentanmodell umfaßt für die zustandsgraphenähliche Visualisierung und Programmierung Aktionselemente und Transitionselemente, wobei die Aktionselemente die Aktionen repräsentieren und die Transitionselemente die Transitionen (=Übergangsbedingungen zwischen den Aktionen, z.B. in Form eines eigenständigen Programms oder eines Programmteils, welches - insbesondere bedarfsweise - zyklisch durchlaufen wird). Unter Aktionen sind nicht nur physikalisch sichtbare Aktionen zu verstehen, sondern auch nicht unmittelbar sichtbare softwaretechnische Aktionen, wie z.B. das Modifizieren, Überwachen, Optimieren, Planen oder Verwalten von Betriebs- daten, wie beispielsweise Schalterstellungen, Positionen von Maschinenkomponenten, Anzahl der innerhalb eines Werkzeugspeichers noch nutzbaren Werkzeuge etc. Aktionselementen müssen nicht zwangsweise Aktionsprogramme (über die entsprechende Schnittstelle) zugeordnet sein, d.h. sie können auch leer sein. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn bestimmte Zustände, die durch andere Aktionen beeinflußt werden, zu visualisieren sind. Aktionselemente können möglicherweise (ähnlich wie bei SFC - sequential function chart - nach EN 61 131-3) auch die Eigenschaft haben, dass sie neben einer einmaligen Bearbeitung zyklisch, einmalig zeitverzögert, immer zeitverzögert, zeitverzögert immer etc. bearbeitet werden. Je nach Anwendung kann es u.U. auch gewünscht sein, dass innerhalb eines Ablaufs mehrere Aktionselemente aktiv sein können. Entsprechend muß einem Transitionselement nicht unbedingt ein Transitionsprogramm zugeordnet sein, sofern die einzige Bedingung ist, dass die vorausgehende Aktion (Kommando) abgearbeitet ist. Dies gilt insbesondere für ablauforientierte Aktionen, wie z.B. die Ausführung von Bewegungskommandos auf einer CNC-, MC- oder RC- Aktionsgruppe. Transitionen werden auf den betreffenden Aktionsgruppen unter Be- rücksichtigung der dort relevanten Zykluszeiten bearbeitet. Neben den vorhandenen Aktions- und Transitionselementen repräsentiert das Momentanmodell die physikalische Konfiguration der Maschine/ Anlage, vorzugsweise mit sämtlichen Komponenten. Es ist somit ein anzeigbares, konfigurierbares und bedienbares Maschinen- /Anlagenmodell.
Die Abläufe in einer Maschine/ Anlage lassen sich in der Regel zunächst Komponenten oder Unterkomponenten der Maschine/ Anlage bzw. Funktionen oder Unterfunktionen zuordnen und nachfolgend hierarchisch (vom Groben ins Feine gehend) modellieren. Entsprechend ist das Momentanmodell für die zustandsgraphenähnliche Dar- Stellung und Programmierung aus miteinander verknüpften Aktions- und Transitionselementen über mehrere Ebenen aufgebaut, wobei auf jeder Ebene vorzugsweise nur ein Aktionselement aktiv ist. Erstrecken sich Aktionselemente über mehrere Ebenen, so ist ebenfalls auf jeder Ebene nur ein Aktionselement aktiv.
Die Verknüpfung der Aktions- und Transitionselemente einer oder mehrerer E- benen untereinander ist durch die zu steuernden und/oder zu überwachenden und/oder zu optimierenden Abläufe vorbestimmt und wird im Laufe der Inbetriebnahme programmiert und optimiert.
Die Aktionselemente repräsentieren die zugehörigen Aktionen einschließlich der dafür erforderlichen Programme, die Transitionselemente entsprechend die Transitionen bzw. die dafür erforderlichen Programme. Dabei kann eine Aktion beispielsweise einem von einer Komponente einzunehmenden Sollwert entsprechen oder einem vorgesehenen Geschwindigkeits- oder Drehzahlwert. Demzufolge sind sowohl statische als auch dy- namische Aktionen bzw. Zustände vorgesehen. Nachdem der Anwender unter Verwendung des Überwachungs-, Steuerungsund Visualisierungsmoduls die für ihn relevante Komponen- te/Funlrtion/Unterkomponente/Unterfunktion innerhalb eines baumähnlichen Auswahlmenüs ausgewählt hat, gelangt er in die zustandsgraphenähnliche Anzeige. Die Aktualisierung der zustandsgraphenähnlichen Anzeige kann dadurch erfolgen, dass dasjenige Aktionselement sichtbar markiert wird, welches dem aktuellen Aktionselement der jeweiligen Ebene entspricht und in der Maschine/Anlage gerade ausgeführt wird bzw. dessen vorausgehende Transition zu diesem Zeitpunkt erfüllt ist. Dies kann beispielsweise durch Hervorhebung des betreffenden Aktionselementes geschehen oder durch einen Ablaufzeiger, der aktualisiert auf den entsprechenden Teil des Momentanmodells zeigt. Zur Aktualisierung kann auch gehören, dass aktuelle Statusinformationen oder andere für die jeweilige Aktion bzw. Transition relevante Statusinformationen angezeigt werden, z. B. Positionen, Geschwindigkeiten, Umdrehungszahlen oder Ein-/Aus-Stati.
Anstelle einer zustandsgraphenähnlichen Anzeige könnte auch eine andere die Aktionen und Transitionen repräsentierende Darstellung gewählt werden, beispielsweise eine signalflußplanähnliche Darstellung, die nach Art eines Signalflußplans aufgebaut ist.
Wesentlich ist, dass die Aktions- und Transitionselemente - vorzugsweise alle relevanten Abläufe - unterschiedlicher Aktionsgruppen, insbesondere nach Art eines Schalters, jeweils einzeln ansprechbar sind, d.h. neu erstellt, modifiziert, eingesehen und deren Daten beeinflußt werden können. Bei einer festen Maschinenkonfiguration können dies echte, physikalische Schalter sein. Um eine Maschine/Anlage, die mit mehreren Freiheitsgraden konfigurierbar, parametrierbar und programmierbar ist, mit einer erfindungsgemäßen Steuerungs- und Überwachungsanlage steuern zu können, sind die einzelnen Aktions- und Transitionselemente, Anzeigen, Editoren, Schaltfelder etc., über Eingabemittel ansprechbar. Diese Eingabemittel können beispielsweise Touch- screens, Tastaturfunktionen oder auch eigens hierfür bestimmte Panels/Touchpanels o.a. sein. Somit kann praktisch jede beliebige Maschinen-/ Anlagenkonfiguration durch eine erfindungsgemäße Steuerungs- und Überwachungsanlage komplett in Betrieb genommen, gesteuert, überwacht und visualisiert werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind im folgenden nä- her beschrieben.
Mit der Erfindung können erstmals alle Aktionen in einer einheitlichen Steuerungs- und Überwachungsanlage mit einer einheitlichen Bedienoberfläche (= Überwachungs-, Steuerungs- und Visualisierungstool) so integriert werden, dass Aktionen (bzw. die zugehörigen Aktionsprogramme) unterschiedlicher Aktionsgruppen einheitlich in Betrieb genommen, gesteuert und kontrolliert werden können. Hierzu gehören beispielsweise CNC- , RC- (Robot Control), MC- (Motion-Control), SPS-, Antriebs-, Überwachungs-, Planungs-, Verwaltungs-, Kommunikations- und Optimierungs- Aktionsgruppen. In der industriellen Fertigungstechnik sind häufig SPS- Aktionsgrup- pen vorhanden, die zusätzlich mit CNC- und/oder Antriebsaktionsgruppen zu integrieren und zu koordinieren sind; schon dies war bislang nicht mit einer einheitlichen Steuerungs- und Überwachungsanlage mit einheitlicher Bedien- und Visualisierungsoberfläche für diese unterschiedlichen Aktionsgruppen möglich und wird durch die Erfindung erstmals realisiert. Damit sind bereits eine Vielzahl von regelmäßig vorkommenden Anwendungen der industriellen Fertigungstechnik durch diese Ausgestaltung der Erfindung abgedeckt.
Der wahlfreie und jederzeitige Überblick über alle Aktionen der Maschine/Anlage macht es besonders vorteilhaft, wenn die Aktualisierung des Momentanmo- dells - aus Sicht eines Bedieners - praktisch augenblicklich, d.h. momentan erfolgt. Die Anforderungen hierfür sind auch bei komplexen Maschinen/ Anlagen ohne weiteres zu erfüllen, da die damit verbundenen Zeitkonstanten relativ groß sind. Bevorzugt erfolgt die Aktualisierung des Momentanmodells mit einem Zeittakt, der kleiner oder gleich 500 ms und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 100 ms ist. Dies hängt von der er- forderlichen Aktualität der jeweiligen Anwendung ab. Es kann für bestimmte Anwendungen auch durchaus ausreichen, wenn der Zeittakt einige Sekunden bis etwa 10 Mi- nuten beträgt. Dies ist beispielsweise bei entsprechend langsam sich ändernden, zu steuernden überwachenden Vorgängen wie Lagerhaltung, Logistik etc. der Fall.
Bevorzugt ist das Abbild der Maschine/ Anlage durch das Momentanmodell vollständig, d. h., dass das Momentanmodell alle zu steuernden Abläufe aller Komponenten der Maschine/ Anlage umfasst. Zu den Komponenten der Maschine/ Anlage zählen insbesondere alle Antriebe, Motoren und Sensoren. Damit ist mit der erfindungsgemäßen Steuerungs- und Überwachungsanlage unter Zuhilfenahme des Momentanmodells die gesamte Maschine/ Anlage einheitlich in Betrieb zu nehmen, Steuer-, überwach- und bedienbar. Insbesondere ist vom Anwender/Bediener lediglich die Kenntnis der Benut- zung einer einheitlichen Bedienoberfläche gefordert.
Auch wenn das Momentanmodell nicht alle zu steuernden Aktionen aller Komponenten der Maschine/ Anlage umfassen sollte, ist sie bzgl. unterschiedlicher Aktions- gruppen jedenfalls einheitlich, übergeordnet und universell. Dies bedeutet, dass für zu- mindest zwei unterschiedliche Aktionsgruppen eine einzige erfindungsgemäße Steuerungs- und Überwachungsanlage mit einem einzigen Momentanmodell vorgesehen sein kann, die gleichermaßen für alle vorgesehenen, unterschiedlichen Aktionsgruppen einheitlich ist und diese gleichzeitig zu steuern und zu überwachen erlaubt.
In der Steuerungs- und Überwachungsanlage ist demzufolge auch ein objektorientiertes Datenbankmodul (siehe unten Figur 4) mit den dort genannten Daten vorhanden. Neu in diesem Zusammenhang ist der Ansatz, in einer Objekt-Bibliothek einzelne Objekte (Komponenten/Unterkomponenten/Funktionen/Unterfunktionen) der Maschine/Anlage mit allen relevanten Daten zu speichern (sofern sich diese sich als praxis- tauglich erwiesen haben). Unter Verwendung dieser Objekte lassen sich dann in einer Maschinen-Bibliothek neue Maschinen softwaretechnisch konstruieren oder vorhandene verbessern oder weiterentwickeln. Damit lassen sich dann ganze Anlagen, die sich aus mehreren Maschinen zusammensetzen, im Momentanmodell berücksichtigen.
Die eigentliche Programmierung und Daten-/Parametereingaben für die einzelnen Objekte können - wie bisher - zu Beginn oder während der Inbetriebnahme von Hand er- folgen, alternativ aber auch unter Verwendung von Programmgeneratoren. Hierbei kann die Modellierung einzelner Objekte (Komponenten/Funktionen) bzw. deren Abläufe, mittels UML (unified modelling language) oder UML-ähnlicher Bescheibungsmittel (insbesondere fachspezifische Erweiterungen) erfolgen und dann mittels Programmgeneratoren - u.U. über eine Zwischensprache (z.B. XML - eXtended markup language) zur Steuerungs- bzw. Aktionsgruppen-unabhängigen neutralen Problembeschreibung - in die spezifischen problemorientierten Programmiersprachen der jeweiligen Aktionsgruppe umgewandelt und es können die für die einzelnen Objekte erforderlichen Programme und Daten generiert werden.
Der auf das Verfahren zum Steuern von Maschinen und/oder Anlagen mit Aktionskomponenten gerichtete Teil der obigen Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 18 gelöst.
Die oben genannte Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass eine Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 17 an einer Maschine/Anlage mit zusammenwirkenden, d.h. gleichzeitig in einer Maschine vorhandenen, miteinander zusammenarbeitenden SPS-Komponenten mit zusätzlichen, damit zusammenwirkenden CNC- und/oder Antriebskomponenten verwendet wird. Die Vorteile der Erfindung resultieren dann schon daraus, dass die ansonsten bzgl. der Software, der Hardware und auch des Übertragungsprotokolls inkompatiblen SPS- und die zusätzlichen CNC-/ Antriebskomponenten in einer einheitlichen Steuerungsoberfläche integriert sind, die gleichzeitig und einheitlich die Bedienung, Visualisierung und insbesondere die Inbetriebnahme einer Maschine/ Anlage gestattet. Die Bedienung ist intuitiv, da das verwendete Momentanmodell die Maschine/ Anlage funktionell naturgetreu abbildet.
Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schemazeichnung einer erfmdungsgemäßen Steuerungs- und Überwa- chungsanlage an einer Maschine mit zusammenwirkenden Aktionselementen unterschiedlicher Aktionsgruppen, Fig. 2 eine schematische Übersicht über das Momentanmodell, einige Aktionsguppen der Steuerungs- und Überwachungsanlage sowie die wichtigsten Programm- und Datenflüsse,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Modell eines zu steuernden Werkzeugwechselvorgangs und Fig. 4 den prinzipiellen Aufbau einer Datenbank mit allen für die Herstellung und insbesondere Inbetriebnahme und Betrieb einer Maschine/ Anlage erforderlichen Daten.
Sofern im Folgenden nichts anderes gesagt ist, beziehen sich alle Bezugszeichen stets auf alle Figuren.
Fig. 1 zeigt eine Steuerungs- und/oder Überwachungsanlage (1) an einer Maschine/Anlage (2) in schematischer Darstellung. Im Folgenden wird der Einfachheit halber lediglich der Begriff Anlage (2) verwendet.
Die Anlage (2) hat Aktionskomponenten (3, 4) welche unterschiedlichen Aktionsgruppen (5, 6, 27) zugehören. Die Anlage (2) ist eine automatisierte, industrielle Fertigungsanlage, in welcher ein (hier nicht gezeigtes) Werkstück bearbeitet wird. Für die Bearbeitung werden unterschiedlichen Werkzeuge (28) benötigt. Diese Werkzeuge werden in einem (nicht dargestellten) Werkzeugmagazin bereitgestellt. Ein für die wei- tere Bearbeitung des Werkstücks nicht mehr benötigtes Werkzeug wird nach einer Ü- berprüfung seiner weiteren Verwendbarkeit mittels eines Sensors (23) automatisch von der spindelseitigen Werkzeugaufhahme (20) unter Verwendung eines (nicht dargestellten) Handlingsystems mit einem Greifer (26) entnommen und in ein Werkzeugmagazin abgelegt und anschließend ein anderes für die weitere Bearbeitung erforderliches und noch verwendbares Werkzeug aus dem Magazin entnommen und in die spindelseitige Werkzeugaufhahme (20) gebracht.
Der genannte Ablauf ist eine Automatisierung, bei welcher häufig wiederkehrende Aktionen (16) ausgeführt werden. Dabei kommt es neben der strengen Einhaltung einer (insbesondere vorbestimmten) Reihenfolge, in der die einzelnen Aktionen auszuführen sind, insbesondere auf eine ordnungsgemäße Ausführung der einzelnen Aktionen an. Sofern auch nur eine Aktion nicht ordnungsgemäß ausgeführt werden kann, dürfen auch die nächst folgenden Aktionen nicht ausgeführt werden, da es sonst zu Schäden an Werkzeug, Werkstück, Anlage oder sogar von Menschen kommen kann. Desweiteren steht an modernen Fertigungsanlagen ein zeitoptimaler Gesamtablauf im Vordergrund, also ein optimales Zusammenspiel der SPS- und CNC-Aktionselemente.
Die für die Zuführung und Entnahme von Werkzeugen aus der spindelseitigen Werkzeugaufhahme (20) auszuführenden Aktionen (16) sind schematisch durch Doppelpfeile angezeigt; diese bedeuten, dass der Greifer (26) (bzw. dessen CNC- Aktionskomponenten 'Antriebe' (18), die ihn bewegen) in der gezeigten Richtung line- ar, u.U. sogar zirkulär interpolierend, bewegt wird, dass die Greifbacken (19) (bzw. dessen SPS-Aktionskomponente 'Hydraulikzylinder' (24) zum Greifen der Werkzeuge zusammengefahren und zum Lösen auseinandergefahren werden, der Werkzeugschlitten (36) (bzw. dessen CNC-Aktionskomponente 'Antrieb' (18)) in die erforderliche Wechselposition gebracht wird, die spindelseitige Werkeugaufhahme (20) (bzw. die (nicht dargestellte) SPS-Aktionskomponente 'Werkzeugspannvorrichtung') für die Entnahme von Werkzeugen geöffnet und nach Aufnahme eines Werkzeugs wieder geschlossen wird, die Werkzeugspindel (29) (bzw. deren CNC-Aktionskomponente Antrieb' (18)) zu Beginn eines Werkzeugwechsels ihre Drehbewegung abbricht und die erforderliche Position einnimmt und der Sensor (23) (bzw. dessen nicht dargestellte Überwachungs- Aktionskomponente 'Werkzeug überprüfen') das Werkzeug inspiziert.
Die eigentliche Bearbeitungseinheit beteht aus dem Werkzeugschlitten (36) mit dem entsprechenden Antrieb (18) zur Bewegung des Schlittens. Zusätzlich ist ein weiterer Antrieb (18) vorhanden, der die Werkzeugspindel (29) antreibt. Sowohl der Werk- zeugschlitten als auch die Werkzeugspindel (29) mit ihren Antrieben sind der Aktionsgruppe CNC (6) zugeordnet, wobei die Aktionsgruppe CNC (6) in ihrem Verhalten auch durch die Aktionsgruppe SPS (5) beeinflußt werden kann. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Werkzeugschlitten (36) den zulässigen Fahrbereich verläßt und hierbei die Endschalter (24) betätigt. Die Aktionsgruppe SPS (5) entzieht daraufhin der Aktionskomponente CNC (6) die Bewegungsfreigabe, worauf diese schnellstmöglichst die betreffenden Achsen stillsetzt. Auch dieser Vorgang der Fahrbereichsüberwa- chung läßt sich mittels den oben beschriebenen Aktions- und Transitionselementen (und den zugehörigen Programmen) sehr einfach realisieren.
Die hier schematisch gezeigte Steuerungs- und Überwachungsanlage (1) besteht aus Steuerlogikbaustein (30) und Speichermittel (22). Des weiteren sind neben diesen Komponenten, die in der Steuerelektronik (32) vorhanden sind, die Aktionsgruppen
(27) (SPS (3), CNC (4), MC, RC, Überwachung, Planung, Optimierung, Kommunikation, Betriebsmittel Verwaltung, ...) sowie ein Bedien- und Anzeigeteil (8) vorgesehen, welches über Datenleitungen (33) mit der Steuerelektronik (32) kommuniziert. Das Bedien- und Anzeigeteil (8) hat ein Display (43) und eine Eingabeschnittstelle (21). In dem Display (8) kommt das erfindungsgemäße Überwachungs-, Steuerungs- und Visualisierungsmodul (9) unter Verwendung des Momentanmodells (25) zum Einsatz.
Zwischen den Aktions guppen (5,6) und den ihnen zugeordneten Aktionselementen (10) kommen Verstärker/Umsetzer (42) zur Anwendung, z.B. Antriebsverstär- ker, Ein-/ Ausgabegeräte, Hydraulikaggregate etc. Neben der eigentlichen Steuerungsund Überwachungsanlage (1) können diese Geräte ebenfalls zusätzliche Aktionsgruppen (27) umfassen, beispielsweise weitreichende Funktionalität innerhalb eines Antriebsverstärkers, wie Meßfunktionen, elektronische Kurvenscheibenfunktionen etc.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Momentanmodells (25), repräsentiert durch die in der Form eines Menüs symbolisch dargestellten Daten/Module, einige Aktionsgruppen (27) einer Steuerungs- und Überwachungsanlage (1) sowie die wesentlichen Programm- und Datenflüsse (54). Zur Steuerung der Aktionskomponenten (3, 4) innerhalb und/oder außerhalb der Steuerungs- und Überwachungsanlage kommunizieren die Aktionsgruppen (27) über die üblichen Datenaustauschmechanismen/Schnittstellen (12) (z.B. Shared Memory, Dual Ported RAM), Protokolle (z.B. RS232, Sercos-Interface) und Aufrufmechanismen (z.B. interruptgesteuertes Multitasking). Entsprechendes gilt für die Bereitstellung der Daten, die innerhalb der Transiti- ons-/ Aktionsprogrammen (55, 56) benötigt werden und nicht innerhalb der jeweiligen Aktionsgruppe (27) vorhanden sind. Da die Transitionen (17) (= Programme zur Über- wachung einer Transitionsbedingung) hinsichtlich ihres Zustandes zyklisch zu überwachen sind, müssen auch die auf der jeweiligen Aktionsgruppe (27) nicht verfügbaren Daten dort zyklisch bereitgestellt werden. Gleiches gilt für die Weitergabe von Ergebnissen von Transitionen (-sprogra men) (55), sofern diese auf anderen Aktionsgruppen (27) benötigt werden. Aktionsgruppen (27), die über keine zyklische Bearbeitungsmög- lichkeit verfügen (z.B. ältere CNCs), aber auch Performance- oder Übersichtlichkeitsgründe können dazu führen, dass Transitionsprogramme (55), die einer Aktionsgruppe zugehören, von anderen Aktionsgruppen (27) (bevorzugt durch die SPS) auszuführen sind. In solchen Fällen läßt sich dann mit Erfüllung einer Transition (17) die zugehörige Aktion (16) bzw. das Aktionsprogramm (56) (beispielsweise mittels interruptähnlicher Mechanismen wie interruptgesteuerten Aufrufs eines NC-Unterprogramms) zur Abarbeitung bringen.
Das Momentanmodell (25) ist objektorientiert aufgebaut und ist von der physikalischen Konfiguration der Maschine/Anlage (2) abhängig. Relevante Objekte des Momentanmodells (25) sind die einzelnen Komponenten und Unterkomponenten der Maschine/ Anlage (35) sowie (die in der Regel den einzelnen Komponenten/Unterkomponenten zugeordneten) Funktionen und Unterfunktionen (45). Die objektorientierte Struktur des Momentanmodells (25) entspricht somit dem komponenten- /funktionsorientierten Aufbau der Maschine/ Anlage (2). Innerhalb des Strukturbaums kann der Anwender jedem Objekt seine relevanten Daten zuordnen, die im Folgenden, beispielsweise beim Sichern oder Kopieren des Momentanmodells (25) oder einzelner Objekte, auch dort verbleiben. Dieser neue Ansatz ermöglicht es, dass nicht nur Daten, die für die Steuerungs- und Überwachungsanlage relevant sind, mitgeführt werden, sondern auch andere ergänzen- de Daten, die einen späteren Betrieb der Maschine, Verbesserungen an der Maschine oder eine Neubeschaffung grundlegend erleichtern. Solche ergänzenden Daten können beispielsweise Bestellunterlagen, Konstruktions- und Fertigungszeichnungen, Verkabelungsplan, Schwingungsanalysen einzelner Maschinenteile, Zykluszeiten der Maschinen, Daten für Wartungsintervalle, zur Schwachstellenanalyse oder zur Maschinenop- timierung sein. Die Figur zeigt vorwiegend die steuerungsrelevanten Daten, das sind insbesondere die Daten, die eine Adaption der Steuerungs- und Überwachungsanlage (1) an die vorhandene Steuerungs- und Überwachungsanlage (1) ermöglichen (52), sowie die für die zustandsgraphenähnliche Programmierung erforderlichen Daten und Programme einschließlich der aktionsgruppenspezifischen Programme und Daten (16, 17). Zu be- achten ist, das sich die Abläufe über mehrere Ebenen (14, 15) erstrecken können, d.h. eine Aktion wird auf einer anderen Ebene feiner in weitere Aktionen und Transitionen detailliert. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass das betreffende Aktionselement/-programm ein TransitionselementAprogramm auf einer unterlagerten Ebene ansteuert oder eine Gruppe (= neue Ebene) von Aktions- und Transitionsele- menten in Form eines Makros oder Unterprogramms aufruft.
Fig. 3 zeigt anhand eines Ausschnitts aus einem Werkzeugwechsel- Ablauf (an dem Aktionselemente der CNC und der SPS beteiligt sind) die für den Anwender erfor- derlichen Arbeitsschritte bzw. die zu durchlaufenden Menüs.
Während der Inbetriebnahme geht der Anwender wie folgt vor: Zunächst trägt er im Menü Konstruktion (44) in die baumartige komponenten- und funktionsorientierte Struktur (45) seine für die Anlage relevanten Komponenten/Funktionen (46) ein. Danach modelliert er innerhalb des Menüs Modellieren (47) die der jeweiligen Kompo- nente bzw. Struktur zugehörigen Abläufe (50), indem er - erforderlichenfalls über mehrere Ebenen vom Groben ins Feine gehend - die relevanten Aktionselemente (10) und Transitionselemente (11) einträgt. Nachdem die relevanten Aktions- und Transitionselemente (10, 11) angelegt sind, programmiert der Anwender die zugehörigen Aktionsund Transitionsprogramme. Dazu wählt er für jede Aktion/Transition (16) die Aktions- gruppe (48) aus, auf der die zugehörigen Programme ausgeführt werden sollen. Vorzugsweise sollten in den Auswahlmenüs nur diejenigen Aktionsgruppen zur Auswahl angezeigt werden, die auch innerhalb der Maschine/ Anlage (2) zur Verfügung stehen. Des weiteren sollten auch Aktionsgruppen (27), die über keine zyklischen Programmbearbeitungsmechanismen verfügen, bei der Auswahl der Aktionsgruppe für eine Tran- sition nicht eingeblendet werden. Weiterhin sollte der Anwender bei der Auswahl berücksichtigen, dass Aktionsprogramme (56) nur auf den Aktionsgruppen (27) programmiert werden können, auf denen auch die für die betreffenden Aktionen (16) erforderliche Infrastruktur zur Verfügung steht, d.h. z.B. dass die gewünschte problemorientierte Sprache (ISO 6983 mit spezifischen Erweiterungen, ISO 14649, EN 61131-3 (AWL, SFC, LD, FBD, ST), C, C++, Visual Basic, HTML, XML, etc.), zur Verfügung steht und die innerhalb des Aktionsprogramms (56) anzusprechenden Aktionskomponenten (3, 4) auf der betreffenden Aktionsgruppe (27) vorhanden sind oder von dort aus angesprochen werden können.
Transitionen sollten generell auf der Aktionsgruppe (27) ausgeführt werden, auf der auch der größte Teil der innerhalb der Transitionsprogramme (55) benötigten Daten zur Verfügung steht, sofern dort eine zyklische Bearbeitung der Übergangsbedingungen vorhanden ist. Transitionsprogramme (55) können aber auch bevorzugt oder vollständig auf lediglich einer Aktionsgruppe (bevorzugt- auf der SPS) ausgeführt werden. Innerhalb des Bildes sind beispielhaft Programmzeilen eines CNC- Aktionprogramms (56) mit Hochsprachenelementen sowie ein SPS-Transitionsprogramm (57) nach Art eines Stromlaufplanes gezeigt.
Neben der Aktions-/Transitions-Programmierung (55, 56) mit der für die jeweilige Problemstellung optimierten Programmiersprache und den dafür erforderlichen Entwicklungsumgebungen/Schnittstellen (12) (Editoren, Compiler, Linker, Übertragungsmechanismen etc.), sind auch Maschinendaten und Parameterdaten (52) zur Anpassung der Steuerungs- und Überwachungsanlage, der Aktionsgruppen sowie einzelnen Objekte (Komponenten/Funktionen) (46) an die Maschine/ Anlagen vorzugeben. Die Integration der jeweiligen Entwicklungsumgebungen - insbesondere des visuellen Teils - in das Überwachungs-, Steuerungs- und Visualiserungstool erfolgt unter Nutzung gegenwärtig üblicher Mechanismen, beispielsweise COM oder Active-X.
Fig. 4 zeigt eine detailliertere, schematische Darstellung des Datenbankmoduls (40). Das Datenbankmodul (40) ist hierarchisch nach Art eines Baumes (45) aufgebaut, wo- bei sich das Datenbankmodul (40) in zwei wesentliche Bereiche untergliedert: die eigentliche Objekt-Bibliothek (38) mit allen bereits an Maschinen/ Anlagen zum Einsatz gekommenen Objekten (46) (und damit in der Regel erprobten) Komponenten/Funktionen (56) und andererseits die Maschinen-Bibliothek (39), die aus den Objekten (46) der Objektbibliothek (38) aufgebaut sind.
Die einzelnen Objekte (46) repräsentieren die einzelnen Komponen- ten/Unterkomponenten (46) der Maschine/ Anlage oder Funktionen/Unterfunktionen - (46) der Maschine/ Anlage bzw. einzelner Komponenten/ Unterkomponenten. Den einzelnen Objekten (46) können hierbei entsprechend den Erfordernissen steuerungs- /überwachungsrelevante Informationen, aber auch zusätzliche Informationen (wie oben beschrieben) zugeordnet werden. Dabei sind für unterschiedliche Maschinen/Anlagen zum Teil auch unterschiedliche Objekte (46) mit nahezu beliebigen Daten innerhalb des Datenbankmoduls vorhanden. Dadurch können -je nach Anwendungsfall - verschiedene und vorzugsweise sämtliche möglichen Konfigurationen für alle physikalisch möglichen Anwendungsfälle einer Maschine/ Anlage (2) zusammengestellt werden. Wie in Fig. 4 gezeigt, werden die Daten des Datenbankmoduls (40) für die Adaption der Über- wachungs- und Steruerungsanlage (1) bzw. deren Aktionsgruppen (27) verwendet. Sie können aber insbesondere zum Aufbau und zur Bearbeitung der für die zustandsgra- phenähnliche Anzeige erforderlichen Daten einschließlich der Aktions- /Transitionselemente (10, 11) und Aktions-/Transitionsprogramme (55, 56) verwendet werden. Daten können sein: steuerungsrelevante Daten (z.B. Antriebsparameter, Ma- schinenparameter, Maschinendaten, SPS-Daten, Modellierungsdaten, SPS-Funktionen und -Funktionsbausteine, CNC-Unterprogramme und Makros, Antriebsprogramme, PC-Programme, Verwaltungsprogramme, Kommumkationsprogramme, Optimierungsprogramme) oder Nicht-Steuerungsdaten (Zusatzdaten, z.B. Planungsdaten, mechanische und elektrische Konstruktionszeichnungen, Überwachungsdaten). Bezugszeichenliste
Steuerungs- und Überwachungsanlage
Maschine/ Anlage
Aktionskomponenten einer SPS-Aktionsgruppe (z.B. E/A-Gerät oder Hydraulikzylinder)
Aktionskomponenten einer CNC-Aktionsgruppe (z.B. Antrieb)
SPS-Aktionsgruppe
CNC-Aktionsgruppe
Steuerungs-/Feedbackleitung (z.B. Antriebs- oder Feldbus)
Bedien- und Anzeigeteil
Überwachung-, Steuerungs- und Visualisierungstool
Aktionselement
Transitionselement
Steuerungs- und/oder Überwachungsschnittstelle aktives Aktionselement
Hierarchieebene benachbarte Hierarchieebene
Aktion
Transition
Antrieb
Greiferbacken
(spindelseitige) Werkzeugaufhahme
Eingabeschnittstelle
Speichermittel
Sensor (z.B. CCD-Kamera)
Endschalter
Momentanmodell
Greifer
Aktionsgruppen
Werkzeug
Werkzeugspindel Steuerlogikbaustein Anschluss/Schnittstelle Steuerelektronik Datenleitung Kugelrollspindel komponenten-/funktionsorientierte Zusammenfassung der Daten und Programme Werkzeugschlitten Hydraulikzylinder Objekt-Bibliothek Maschinen-Bibliothek Datenbankmodul (Objektdatenbank) softwaretechnische Konstruktion mittels Objekten (Komponenten/Funktionen) Verstärker/Umsetzer (z.B. Antriebsverstärker, Ein-/ Ausgabegerät, Hydraulikaggregat, ...) Display Menü Konstruktion baumartige komponenten- und funktionsorientierte Sicht/Struktur Objekte (Komponenten/Funktionen) Menü Modellieren Auswahl der Aktionsgruppe zustandsgraphenähnliche Sicht/Struktur Ablauf Statusinformationen Parameterdaten zur Adaption der Steuerungs- und Überwachungsanlage an die Maschine/ Anlage Daten für die zustandsähnliche Programmierung und Visualisierung Programm- und Datenfluß Transitionsprogramm Aktionsprogramm

Claims

Ansprüche
1. Steuerungs- und/oder Überwachungsanlage ( 1 ) von Maschinen und/oder Anla- gen (2) mit Aktionskomponenten (3, 4), die hinsichtlich der Steuerungs-
/Überwachungsanforderungen unterschiedlichen Aktionsgruppen (5, 6) zugehören, wobei die Steuerungs- und/oder Überwachungsanlage (1) mit Statusinformationen (51) betreffend Aktionskomponenten (3,4) unterschiedlicher Aktions- gruppen (5,6) versorgt ist, die mit dem Momentanzustand zugehöriger Aktions- komponenten (3, 4) korrespondieren und die in ein Bedien- und Anzeigeteil (8) mit einem angezeigten Momentanmodell (25) der Maschine/ Anlage (2) eingespeist und zur Aktualisierung des Momentanmodells (25) verarbeitet werden, welches nach Maßgabe der physikalischen Konfiguration der Maschine/ Anlage (2) aus miteinander verknüpften Aktionselementen (10) und Transitionselemen- ten (11) aufgebaut ist, von denen Aktions- und/oder Transitionselemente (10,
11) unterschiedlicher Aktionsgruppen (5, 6) einzeln ansprechbar sind und bei Ansprechen eine Steuerungs- und Überwachungsschnittstelle (12) der betreffenden Aktion(16)/Transition(17), insbesondere von Aktions- /Transitionsprogrammen (55, 56), ansteuern oder andere Aktions- /Transitionselemente (10, 11) aufrufen.
2. Steuerungs- und/oder Überwachungsanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Momentanmodell (25) für jede Maschine/Anlage eine komponenten- und funktionsorientierte Zusammenfassung der Daten und Programme (35) umfasst, einschließlich der für die zustandsgraphenähnliche Programmierung und Darstellung (49) von Abläufen erforderlichen Aktions- /Transitionsprogramme (55, 56) sowie deren Daten
Steuerungs- und/oder Überwachungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über zumindest eine Feedbackleitung (7) der Steuerungsund Überwachungsanlage (1) Statusinformationssignale (51) betreffend Akti- onskomponenten (3, 4) unterschiedlicher Aktionsgruppen (5, 6) zugeleitet werden
4. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Aktionselemente (10) durch Transitionselemente (11) miteinander verknüpft sind bzw. zwischen den entsprechenden Aktionen
(16) durchzuführenden Transitionen (17) entsprechen.
5. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktionsgruppen (5, 6, 27) CNC- und/oder RC- und/oder MC-und/oder SPS- und/oder Antriebs- und/oder Überwachungsund/oder Optimierungs- und/oder Kommunikations- und/oder Verwaltungsund/oder Planungsaktionsgruppen sind.
6. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Maschine/Anlage (2) SPS- Aktionsgruppen (5) und zusätzlich
CNC- (6) und/oder Antriebs-Aktionsgruppen aufweist.
7. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass CNC- Aktionskomponenten (4) von einer SPS-Aktionsgruppe (5), insbesondere von dazu gehörigen Programmen, mittels interruptgesteuerter Mechanismen, insbesondere eines asynchronen Unterprogrammaufrufs, der die aktuelle CNC-Bearbeitung beeinflußt, insbesondere unterbricht, angesprochen oder gesteuert werden können.
8. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Aktions-/Transitionselemente (10,11) zu Ebenen (14,15) in dem Momentanmodell (25) zusammengefaßt sind und alle Aktions- /Transitionselemente (10, 11) einer Ebene (14, 15) lediglich einer Aktionsgruppe (5, 6, 27) zugehören.
. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktualisierung mit einem Zeittakt erfolgt, der kleiner oder gleich 500 ms, vorzugsweise kleiner oder gleich 100 ms ist.
10. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da- durch gekennzeichnet, dass das Momentanmodell (25) im wesentlichen alle zu steuernden Aktionen (16) aller Komponenten (19, 20) der Maschine/ Anlage (2) umfasst.
11. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da- durch gekennzeichnet, dass sie bzgl. unterschiedlicher Aktionsgruppen (5, 6) einheitlich, übergeordnet und universell ist.
12. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Eingabeschnittstelle (21) von Steuerungs- und/oder Antriebs- und/oder Überwachungs- und/oder Kommunikationsund/oder Optimierungsdaten und/oder -programmen und Mittel (22) zum Ablegen dieser Daten/Programme aufweist, wobei die abgelegten Daten/Programme bei der Parametrierung der Steuerungs-/Überwachungsanlage und/oder der Aktionen/Transitionen, insbesondere Festlegung von Randbedingungen, und/oder Aufbau und/oder bei der Bearbeitung des Momentanmodells (25) abrufbar sind.
13. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerungs- und/oder Überwachungsanlage (1), insbesondere in einem dort vorhandenen Bedienungstool, zwischen einem Watch-Modus zur Statusanzeige, einem Force-Modus zum erzwungenen Setzen von Transitions-/Aktionsdaten und einem Editier-Modus zum Editieren der Transitions-/ Aktionsprogramme umgeschaltet werden kann.
14. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da- durch gekennzeichnet, dass in der Steuerungs- und Überwachungsanlage (1) ein objektorientiertes Datenbankmodul (45) mit einer Objekt(38)- und einer Ma- schinen-Bibliothek (39) vorhanden ist, wobei unter Nutzung der Maschinen-
Bibliothek (39) einzelne Objekte (46) (Komponenten/ Unterkomponenten/ Funktionen/ Unterfunktionen) der Maschine/ Anlage (2) mit allen relevanten Daten erstellt, getestet und gespeichert werden können sowie unter Nutzung der Objekt-Bibliothek (38) mittels gespeicherter Objekte (46) neue Maschi- nen/Objekte (46) konstruiert, modelliert oder vorhandene Maschinen und/oder
Objekte (46) bearbeitet, verbessert oder weiterentwickelt und abgespeichert werden können.
15. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da- durch gekennzeichnet, dass die für ein Momentanmodell (25) einzelner Komponenten/ Unterkomponenten/ Funktionen/ Unterfunktionen erforderlichen Programme (55,56) und Daten von Hand oder unter Verwendung von Programmgeneratoren, insbesondere nach Auswahl einer entsprechenden Schnittstelle (12) mittels des Momentanmodells (25), erstellt werden können.
16. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Momentanmodell (25) nach Maßgabe der physikalischen Konfiguration der Maschine/ Anlage (2) in Ebenen (14,15) unterteilt ist.
17. Steuerungs- und Überwachungsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bestimmte Aktionen (16) und Transitionen (17) gemeinsame Abläufe bilden, die sich über mehrere, dazu korrespondierende Ebenen (14,15) des Momentanmodells (25) erstrecken, wobei ein Aktionselement (10) eine weitere Ebene (15) mit Aktions- (10) und Transitionselementen (11), insbesondere in Form eines Unte rogramms/Makros, aufrufen kann.
18. Verfahren zum Steuern und/oder Überwachen von Maschinen und/oder Anlagen (2) mit Aktionskomponenten (3, 4), insbesondere mit einer Steuerungs- und Ü- berwachungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Aktions- komponenten (3, 4) hinsichtlich der Steuerungsanforderungen unterschiedlichen Aktionsgruppen (5, 6) zugehören und der Steuerungs- und Überwachungsanlage
(I) Statusinformationen (51) betreffend Aktionskomponenten (3, 4) unterschiedlicher Aktionsgruppen (5, 6) zugeleitet werden, die mit dem Momentanzustand der betreffenden Aktionskomponenten (3, 4) korrespondieren und die in ein Momentanmodell (25) der Maschine/ Anlage (2) eingearbeitet werden, wel- ches nach Maßgabe der physikalischen Konfiguration der Maschine/ Anlage (2) aus miteinander verknüpften Aktionselementen (10) und Transitionselementen
(I I) besteht, und welches derart angezeigt und bedienbar gemacht wird, dass Aktions- und/oder Transitionselemente (10, 11) unterschiedlicher Aktionsgruppen (5, 6) einzeln angesprochen werden können und bei Ansprechen eine Steue- rungs- und Überwachungsschnittstelle (12) der zugehörigen Aktion/Transition, insbesondere von Aktions-/Transitionsprogrammen (55, 56), angesteuert wird oder Aktionselemente (10) einer benachbarten Ebene (14, 15) ansprechbar angezeigt werden.
19. Verwendung einer Steuerungs- und Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10 an einer Maschine/ Anlage (2) mit zusammenwirkenden SPS- (3) und/oder CNC- (4) und/oder Antriebskomponenten.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004045195A1 (de) * 2004-09-17 2006-04-06 Siemens Ag Steuerungs- oder Regelungseinrichtung einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine
DE10360528A1 (de) * 2003-12-22 2005-07-21 Siemens Ag Steuerungs- oder Regelungseinrichtung einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine
US8000837B2 (en) 2004-10-05 2011-08-16 J&L Group International, Llc Programmable load forming system, components thereof, and methods of use
DE102005008500B3 (de) * 2005-02-24 2006-08-10 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters
AT501642A1 (de) * 2005-03-25 2006-10-15 Ams Engineering Sticht Ges M B Verfahren zur steuerung einer fertigungsanlage
DE102005045028A1 (de) * 2005-09-12 2007-03-22 Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky Simulationssystem
DE102006059430A1 (de) 2006-12-15 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Automatisierte Erstellung und Adaption eines Maschinen- oder Anlagenmodells
US9406036B2 (en) 2009-04-24 2016-08-02 Rockwell Automation Technologies, Inc. Discrete energy assignments for manufacturing specifications
US10223167B2 (en) * 2009-04-24 2019-03-05 Rockwell Automation Technologies, Inc. Discrete resource management
US8892540B2 (en) * 2009-04-24 2014-11-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. Dynamic sustainability search engine
US9129231B2 (en) * 2009-04-24 2015-09-08 Rockwell Automation Technologies, Inc. Real time energy consumption analysis and reporting
US20100274603A1 (en) * 2009-04-24 2010-10-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Dynamic sustainability factor management
US10013666B2 (en) * 2009-04-24 2018-07-03 Rockwell Automation Technologies, Inc. Product lifecycle sustainability score tracking and indicia
US8321187B2 (en) 2009-04-24 2012-11-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Process simulation utilizing component-specific consumption data
US20100275147A1 (en) * 2009-04-24 2010-10-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Industrial energy demand management and services
US9274518B2 (en) 2010-01-08 2016-03-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. Industrial control energy object
US8738190B2 (en) * 2010-01-08 2014-05-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Industrial control energy object
US8706263B2 (en) * 2010-06-08 2014-04-22 Rockwell Automation Technologies, Inc. Synchronization of execution of sequential function charts using transition groups
US9501804B2 (en) 2013-03-15 2016-11-22 Rockwell Automation Technologies, Inc. Multi-core processor for performing energy-related operations in an industrial automation system using energy information determined with an organizational model of the industrial automation system
US9842372B2 (en) 2013-03-15 2017-12-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. Systems and methods for controlling assets using energy information determined with an organizational model of an industrial automation system
US9911163B2 (en) 2013-03-15 2018-03-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Systems and methods for determining energy information using an organizational model of an industrial automation system
US9423848B2 (en) 2013-03-15 2016-08-23 Rockwell Automation Technologies, Inc. Extensible energy management architecture
US9798343B2 (en) 2014-11-25 2017-10-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Quantifying operating strategy energy usage
US9798306B2 (en) 2014-11-25 2017-10-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Energy usage auto-baseline for diagnostics and prognostics
US9785126B2 (en) 2014-11-25 2017-10-10 Rockwell Automation Technologies, Inc. Inferred energy usage and multiple levels of energy usage
JP7061272B2 (ja) * 2019-01-23 2022-04-28 オムロン株式会社 動作分析装置、動作分析方法、動作分析プログラム及び動作分析システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2724744A1 (fr) * 1994-09-16 1996-03-22 Ass Pour Le Dev De L Enseignem Procede de modelisation d'un processus physique
EP1052383A2 (de) * 1999-05-11 2000-11-15 Ford Global Technologies, Inc. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung für eine Bremskraftmaschine

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0147480B1 (de) * 1983-12-24 1989-03-15 L. SCHULER GmbH Einrichtung zur Ermittlung von Soll-Werten für den Werkstücktransport einer Mehrstufenpresse
DE3475889D1 (en) * 1984-02-03 1989-02-09 Schuler Gmbh L Pressure control apparatus in presses
DE3636011A1 (de) * 1986-10-23 1988-04-28 Schuler Gmbh L Vorrichtung und verfahren zum kuppeln und entkuppeln von greiferschienenteilen in einer transferpresse
US5453933A (en) * 1993-09-08 1995-09-26 Hurco Companies, Inc. CNC control system
DE19716491C2 (de) * 1997-04-19 1999-07-29 Chiron Werke Gmbh Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstückhohlräumen
US6046742A (en) * 1997-05-13 2000-04-04 Micron Electronics, Inc. Display of system information
WO1999045488A1 (en) * 1998-03-02 1999-09-10 Northeast Equipment, Inc. Doing Business As Delta Mechanical Seals Apparatus and method for selecting a mechanical seal
US6161051A (en) * 1998-05-08 2000-12-12 Rockwell Technologies, Llc System, method and article of manufacture for utilizing external models for enterprise wide control
US6477435B1 (en) * 1999-09-24 2002-11-05 Rockwell Software Inc. Automated programming system for industrial control using area-model
US6268853B1 (en) * 1999-09-30 2001-07-31 Rockwell Technologies, L.L.C. Data structure for use in enterprise controls
US6421571B1 (en) * 2000-02-29 2002-07-16 Bently Nevada Corporation Industrial plant asset management system: apparatus and method
DE20004400U1 (de) * 2000-03-09 2001-07-19 Cooper Power Tools Gmbh & Co Betriebsnetzwerksystem
US6981226B2 (en) * 2000-08-07 2005-12-27 Siemens Aktiengesellschaft Flowchart programming for industrial controllers, in particular motion controllers
US6640144B1 (en) * 2000-11-20 2003-10-28 Universal Electronics Inc. System and method for creating a controlling device
US7080144B2 (en) * 2000-12-22 2006-07-18 Bell South Intellectual Property Corp. System enabling access to obtain real-time information from a cell site when an emergency event occurs at the site
EP1388769A1 (de) * 2002-08-05 2004-02-11 Peter Renner System zur Automatisierung, Überwachung, Steuerung, Messwerterfassung von technischen Prozessen
KR20030081199A (ko) * 2003-07-16 2003-10-17 쓰리지디코리아 주식회사 프로세스 제어에 필요한 데이터 획득 시스템 및 방법, 그프로그램을 기록한 기록매체

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2724744A1 (fr) * 1994-09-16 1996-03-22 Ass Pour Le Dev De L Enseignem Procede de modelisation d'un processus physique
EP1052383A2 (de) * 1999-05-11 2000-11-15 Ford Global Technologies, Inc. Luft-Kraftstoffverhältnis-Regeleinrichtung für eine Bremskraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
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US20040088119A1 (en) 2004-05-06
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