WO2006042804A2 - Gestaltungselement für ein bedienfeld einer vorrichtung - Google Patents

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WO2006042804A2
WO2006042804A2 PCT/EP2005/055126 EP2005055126W WO2006042804A2 WO 2006042804 A2 WO2006042804 A2 WO 2006042804A2 EP 2005055126 W EP2005055126 W EP 2005055126W WO 2006042804 A2 WO2006042804 A2 WO 2006042804A2
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control panel
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Fritz Breimesser
Jörg HASSEL
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G09G2370/04—Exchange of auxiliary data, i.e. other than image data, between monitor and graphics controller
    • G09G2370/042—Exchange of auxiliary data, i.e. other than image data, between monitor and graphics controller for monitor identification

Definitions

  • the present invention relates to a design element for a control panel of a device. Moreover, the invention relates to a device having a number of design elements arranged on a support element, a device having a number of design elements which can be freely positioned on a control panel, and a method for configuring such a device and a corresponding computer program.
  • control panels For devices of automation technology control panels (operator panels) are known, which serve as man-machine interface ⁇ places. The appearance and functionality of these control panels are permanently determined during their production. So environmentally summarizes a control panel, for example, a number of display elements ⁇ and a number of controls, such as buttons.
  • An object of the present invention is to provide a Vorrich ⁇ tung with a particularly flexible handleable panel be ⁇ riding observed. This object is achieved by the protective objects specified in the independent patent claims.
  • a core idea of the invention is, individual Gestal ⁇ processing elements to be positioned freely on a control panel.
  • the design elements may be elements with a display function, elements with an operating function or elements with a display and operating function. Under a Constant ⁇ function is understood, for example, an input or other switching function.
  • Each design element has its own control and Kom ⁇ munikationsody on.
  • the communication unit is preferably designed for wireless communication, see above that a data transmission to the control panel is ensured at free posi ⁇ tioning.
  • each Ge ⁇ a design element a unique identification mark on which characterizes the function of the design element, and can be used to address the design element on the Be ⁇ control panel.
  • the Identtechnischskenn ⁇ signs of the individual design elements are used during the configuration of the control panel for addressing the Gestal ⁇ processing elements such that each design element identified on the panel and a corresponding Adressie ⁇ tion information will be specified.
  • control panel By reconfiguring the control panel, its design can be changed at any time.
  • An application-specific design is also possible by attaching new design elements to the control panel. It is advantageous in this context, when the design elements are detachably mounted on the control panel.
  • the control panel itself is connected to a control and communication module, which provides the data transmission to the design elements.
  • a con ⁇ tactless power supply of the individual design elements is provided on the control panel.
  • An elaborate cabling of the individual design elements can then be omitted.
  • an inductive power supply is particularly advantageous.
  • Other applicable techniques are based on radio wave or infrared wave transmission.
  • the components provided for the communication between the design elements and the control module of the control panel are designed for contactless data transmission, so that even comparatively high data volumes can be transmitted quickly and securely.
  • the data transmission preferably takes place using a particularly fast and reliable technique, in particular a high-frequency method.
  • the design element is a control element for ⁇ play, in the form of a touch-sensitive element or switch on. This manual operation is made possible each one ⁇ individual design element, which is useful especially for configuration purposes.
  • the execution of the design elements preferably follows via polymer electronics.
  • such electronic components can be applied with relatively simple printing methods.
  • the Gestal ⁇ processing elements are preferably in rows and spaltenför- mig the manner of a matrix on the support element is arranged and can be used singly or in groups, out separate element from this Crow ⁇ , in particular cut out.
  • Each individual design element which is fully functional and preferably hermetically sealed, can thus be separated from such a benefit and applied to a control panel, for example glued on.
  • Adhesive or adhesion methods or any other joining techniques which ensure sufficient bond strength for the respective intended use can be used for this purpose.
  • Preferably releasable connections are used, so that the individual design elements in a Changing the control panel layout, for example, due to ei ⁇ ner new machine component, in a required Aus ⁇ exchange of a design element due to a defect or the like or in the case of maintenance can be quickly and easily removed from the control panel.
  • Applying the design elements is carried out a configuration ⁇ method in which an assignment of the individual design elements to their functions on the control panel. Preferably takes place here first a initialization Sieren, in which it is determined how many Bradysele ⁇ ments are located on the control panel. Following this, the required address assignment drove to Be ⁇ done for each design element.
  • Very particularly advantageous ⁇ illustrative of a particularly simple configuration it is, if both the panel as well as each design element we ⁇ iquess a separate input device, preferably egg ⁇ NEN touch-sensitive area having the input of commands for the configuration process.
  • a control panel spielnger for an automation device, a mobile phone or other device for private or industrial Ein ⁇ provided pack, which can be operated as a type of server in a wire ⁇ wireless local network.
  • the control panel communicates with the design elements as
  • FIG 3 shows a simplified representation of a Johnsele ⁇ Mentes in sectional view
  • FIG 4 is a design element in block diagram
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a device with control panel, control module and communication module
  • FIG. 6 shows a simplified flowchart of the configuration ⁇ method
  • 7 shows a symbolic representation of a control panel and the contents of a configuration table during a configuration process.
  • FIG. 1 shows a section of a roll or web 1, consisting essentially of a carrier film 2 with imprinted design elements 3 in polymer electronics, which are arranged in lines 4 and columns 5. Between the individual design elements 3 are horizontally and vertically angeord ⁇ designated, optionally prepunched cutting or dividing lines 6 are provided on which design elements 3 individually or in groups out of the carrier film 2 cut out or ⁇ can be separated.
  • Each design element 3 has a three-digit identification mark of the form "XYZ.” This comprises, on the one hand, a function code "X” and, on the other hand, a column number "YZ.”
  • the function code "X" indicates whether or not the Design element 3 is a display ⁇ geelement or a control element or an element with display and control function.
  • the column number "YZ” indicates the position of the shaping element 3 on the support sheet 2 on.
  • ⁇ design elements 3 with identical function ⁇ codes "X".
  • a carrier film 2 is depicted with design elements 3, which only perform display functions.
  • design elements of the function code "3" is assigned, for example. Accordingly, the positioning of each design element 3 on the Trä ⁇ gerfolie 2 reads the identification mark of the left upper design element "301" and the identification ⁇ identifier of the right arranged therefrom Design elements "302". Both identification marks are shown symbolically in FIG.
  • a continuous Se ⁇ can rien number or the like used slaughter._In this case, the function code would be used as part of the serial number. It is essential in awarding the identification mark that the original position of the design elements 3 on the carrier foil 2 can be reconstructed.
  • FIG. 1 A single design element 3 with display function in plan view is shown in FIG.
  • the inner Be ⁇ is rich enclosed 8 of the shaping element 3 of a rotating electrical conduit arrangement 9, which serves to in ⁇ inductive power supply of the design element.
  • the design element 3 has a layered construction.
  • the bottom or rear side 10 of the design element 3 is formed by a back cover 11.
  • the rear cover 11 is provided with an adhesive component (not shown), so that the design element 3 can be removed from the carrier film 2 (not shown in FIG. 3) and glued onto a control panel.
  • a touch-sensitive element 13 which is preferably the operation of the BlackBerrysele ⁇ ment 3 during its configuration, for confirming Mel ⁇ tions or to switch the display mode, as well as various electronic components 14th
  • a layered display unit 15 which consists of a plurality of display elements (not shown), such as organic light-emitting diodes (OLEDs), and serves as a display unit.
  • a transparent Frontab- cover 16 the front or upper side 17 includes the Gestal ⁇ tung element 3 in such a way that the light emitted from the display unit 15 can pass to the outside.
  • Rear cover 11 and front cover 16 hermetically enclose only a structural height 18 of a few millimeters design element 3 and thus ensure safe operation even under the toughest industrial conditions. Vorzugswei- se all components of the design element in Po ⁇ lymerelektronik are executed. If the design element 3 is designed for operating purposes, it also has operating elements, for example pushbuttons, switches, etc., exclusively or in addition to display elements, and these components are preferably also embodied in polymer electronics.
  • FIG. 1 A schematic representation of a design element 3 is shown in FIG.
  • the design element 3 has a control unit 21, which is connected both to the display unit 15 and to the touch-sensitive element 13. Connected to the control unit 21 is a Schmspei ⁇ cher 22 and a communication unit 23 for high frequency data transmission. In addition, an identification ⁇ unit 24 is connected to the control unit 21.
  • the identifier "XYZ" of the design element 3 is stored in the identification unit 24, for example in the form of a data record in a data memory 25.
  • the electrical line arrangement 9 serves for the inductive power supply of all components of the design element 3.
  • the control unit 27 includes a control panel 28 and wei ⁇ tere, required for operation of the control panel 28 components. These components is in particular a control module 29th which is connected via address, data and Steuerlei ⁇ lines 30 (for example via a Profibus connection) with the outside world, such as a computer network or ei ⁇ ner control unit of an automation device or the like (not shown), and the Ansteue ⁇ tion of the control panel 28 is used.
  • Another component is a communication module 31, which is used to provide a data Communication with the communication units 23 of the individual design elements 3 is provided and designed for high-frequency data transmission.
  • the communication ⁇ module 31 may be integrated in the control module 29 or formed se- ready.
  • the non-contact transmission method based on electromagnetic alternating fields known from RFID (Radio Frequency Identification) technology is used for energy supply. This technique has the advantage that, like all other components, it can be embodied as printable electronic components.
  • control module 29 and control panel 28 Due to the wireless data transmission between the control module 29 and control panel 28 by means of high-frequency technology, these components can be arranged at a distance from one another.
  • control panel is mounted loading ⁇ diene unit 27 at an easily accessible top of a programmable controller 28, while the Steuermo- 29 and other components of the operating unit are mounted on a back side 27 less accessible dul.
  • this separate arrangement is symbolized by a dashed line.
  • the control module 29 is further connected to a memory module 32, which serves to store configuration data, in particular in the form of a configuration table.
  • a touch-sensitive element 33 is provided which is connected to the control module 29 and used to operate the control module 29, in particular during a configura ⁇ tion method.
  • Control module 29, communication module 32 and memory module 31 are preferably as parts of a Computer system configured, on which a computer program from ⁇ running, the execution of all the tialmaschine in connection with Ini ⁇ , configuration and operation of the control panel ste ⁇ Henden processes is formed.
  • Steps of a configuration process are shown.
  • all design elements 3 arranged on the control panel 28 are initialized by an initialization process in which all design elements 3 are addressed by means of an initialization power surge initiated by the control module 29 and detected upon feedback (step 43).
  • a display for example of the form "name”, then takes place on those design elements 3 which have not yet been configured (FIG. step 45).
  • FIG 7 shows a control panel 28 in this situation with associated configuration table 35.
  • the Ge ⁇ a design element "nAMEL" is already configured.
  • the confectionary ⁇ gurationstabelle 35 has the appropriate entries for ID mark 36 and code 37th
  • the selection is made of a particular Gestal ⁇ processing element 3 (step 46) by a simple touch of the touch-sensitive element 13 ( "Set") of the elements of design (in FIG 7, with “R” hereinafter).
  • the sign Identischenskenn ⁇ is transferred 36 of the selected design element 3 to the control module 29 and a free code 37 ermit ⁇ telt.
  • the code 37 ensures that each processing element Gestal- 3 clearly identi used in addressing system ⁇ fizierbar is. If, for example, design elements with the same identification marks 36 on a control panel 28 are used by different webs 1, the distinguishability of these two design elements is established by the code 37.
  • the determination of the code number 37 is preferably carried out using the identification mark 36 of the individual design element in conjunction with the selection information generated by the keystroke on the touch-sensitive element 13.
  • step 49 the code number is entered in the table 37 tion configura ⁇ 35 and transmitted to the design element 3 back to where it is in the identification unit 24, for instance in a PROM 38, stored (step 49), see FIG. 4 shows the alternative of storing the code number 37 exclusively in the configuration table 35, If additional storage in the design element 3, the further data processing is facilitated.
  • step 50 After the assignment of the code number 37, the assignment of a name 39 for the design element 3 and the entry of the new name in the configuration table 35 takes place (step 50).
  • the design element "Name2" is already configured in the second control panel 28 'shown in FIG 7. Now, the configuration elements "Name3", “Name4" and "Name5" are configured.
  • the configuration of these three FischSelemen ⁇ run 3 carried out using a ready by the control module 29 ⁇ provided, callable macro function such that automa ⁇ shows all not yet configured design elements are configured 3 consecutively without further any manual confirmation of the configuration process by Actuate the ⁇ gen a "set” or "reset” button is required.
  • the second configuration table 35 ' shows a snapshot in which it is determined that the design element with the identification mark 36 "301" already existed and was assigned for the design element "Name 2". Then the code "01" is created and assigned the design element with the identification "301” and the code "01” the name "Name 5". In the further course of the configuration, the designation "name 4" is assigned to a first design element with the identification code "302". For another design element ( "Name3") with the ID code "302" of the code is also made unique addressing ⁇ light "01" by association. Design elements with unique identification mark (in this example the design element "NAMEL”) is preferably automatically Code number "00" or über ⁇ no code assigned.
  • Step 51 Otherwise, the configuration table 35 is stored and the configuration process is ended (Step 52).
  • the third panel 28 '' in FIG 7 illustrates ei ⁇ NEN state is configured fer 3 ⁇ tig in which all the design elements and are thus ready for use.
  • the Configu ⁇ rations 80 are displayed in the third Konfigurationstabel- Ie 35 ''.
  • Steps 43 and 44 it is established whether contiguous Gestal ⁇ processing elements are present, therefore, an automatic voltage of Alloc ⁇ made at generating control panel functions to the found design elements.
  • the control panel 28 is a six-digit seven-segment display is provided, six contiguous seven-segment display elements can ⁇ -composition separated from a corresponding carrier foil and placed on the panel.
  • the control module 29 recognizes other words inde ⁇ dig that five other identical and contiguous Ge ⁇ staltungsieri are present and performs the configuration including the incorporation of these design elements into the address system (steps 47 to 50). As a result, the control module 29 is the contiguous arrangement of the six Sie ⁇ ben segment display design elements on the control panel 28th known, so that a control of the six-digit seven-segment display is possible.
  • no design elements are separated from the carrier film 2 at all . Rather, the entire carrier film 2 or a larger contiguous part thereof is applied to the control panel 2t. Depending on the control panel functions are provided, then the control module 29 in the configuration searches for the required design elements out currency ⁇ rend unused lead ⁇ ben the unnecessary design elements.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gestaltungselement (3) für ein Bedienfeld (28) einer Vorrichtung (27). Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (1) mit einer Anzahl von auf ein Trägerelement (2) angeordneten Gestaltungselementen (3), eine Vorrichtung (27) mit einer Anzahl 10 von frei auf einem Bedienfeld (28) positionierbaren Gestaltungselementen (3) sowie ein Verfahren zur Konfiguration einer solchen Vorrichtung (27) und ein entsprechenden Computerprogramm. Um ein besonders flexibel handhabbares Bedienfeld (28) bereitzustellen wird vorgeschlagen, einzelne Gestaltungselemente (3) frei auf einem Bedienfeld (28) zu positionieren. Energieversorgung und Datenübertragung zu einem Steuermodul (29) erfolgt dabei kontaktlos. Bei den Gestaltungselementen (3) handelt es sich vorzugsweise um gedruckte Polymer-Elektronik-Komponenten mit eigener Elektronik (21, 20 22, 24).

Description

Beschreibung
Gestaltungselement für ein Bedienfeld einer Vorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gestaltungselement für ein Bedienfeld einer Vorrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einer Anzahl von auf ein Trä¬ gerelement angeordneten Gestaltungselementen, eine Vorrich¬ tung mit einer Anzahl von frei auf einem Bedienfeld positio- nierbaren Gestaltungselementen sowie ein Verfahren zur Konfi¬ guration einer solchen Vorrichtung und ein entsprechenden Computerprogramm.
Für Geräte der Automatisierungstechnik sind Bedienfelder (Operator panels) bekannt, die als Mensch-Maschine-Schnitt¬ stellen dienen. Aussehen und Funktionalität dieser Bedienfel¬ der werden bei deren Herstellung dauerhaft festgelegt. So um- fasst ein Bedienfeld beispielsweise eine Anzahl von Anzeige¬ elementen und eine Anzahl von Bedienelementen, beispielsweise Tastern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich¬ tung mit einem besonders flexibel handhabbaren Bedienfeld be¬ reitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängi- gen Patentansprüchen angegebenen Schutzgegenstände gelöst.
Ein Kerngedanke der Erfindung ist es dabei, einzelne Gestal¬ tungselemente frei auf einem Bedienfeld zu positionieren. Bei den Gestaltungselementen kann es sich dabei um Elemente mit Anzeigefunktion, Elemente mit Bedienfunktion oder um Elemente mit Anzeige- und Bedienfunktion handeln. Unter einer Bedien¬ funktion wird dabei beispielsweise eine Eingabe- oder eine sonstige Schaltfunktion verstanden.
Jedes Gestaltungselement weist eine eigene Steuer- und Kom¬ munikationseinheit auf. Die Kommunikationseinheit ist dabei vorzugsweise für eine drahtlose Kommunikation ausgebildet, so dass eine Datenübertragung zu dem Bedienfeld bei freier Posi¬ tionierung gewährleistet ist. Darüber hinaus weist jedes Ge¬ staltungselement ein eindeutiges Identifikationskennzeichen auf, welches die Funktion des Gestaltungselements kennzeich- net, und zur Adressierung des Gestaltungselements auf dem Be¬ dienfeld verwendet werden kann. Die Identifikationskenn¬ zeichen der einzelnen Gestaltungselemente dienen während der Konfiguration des Bedienfeldes zur Adressierung der Gestal¬ tungselemente derart, dass jedes Gestaltungselement auf dem Bedienfeld identifiziert und eine entsprechende Adressie¬ rungsinformation angegeben werden wird.
Durch Neukonfiguration des Bedienfeldes lässt sich dessen Ge¬ staltung jederzeit abändern. Eine anwendungsspezifische Ge- staltung ist ebenso möglich, indem neue Gestaltungselemente auf dem Bedienfeld angebracht werden. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Gestaltungselemente lösbar auf dem Bedienfeld angebracht sind. Das Bedienfeld selbst ist mit einem Steuer- und Kommunikationsmodul verbunden, das die Da- tenübertragung zu den Gestaltungselementen bereitstellt.
Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn eine kon¬ taktlose Energieversorgung der einzelnen Gestaltungselemente auf dem Bedienfeld vorgesehen ist. Eine aufwändige Verkabe- lung der einzelnen Gestaltungselemente kann dann entfallen. Besonders vorteilhaft ist wegen ihrer vergleichsweise ein¬ fachen Ausführung eine induktive Energieversorgung. Andere einsetzbare Techniken basieren auf Radiowellen- oder Infra¬ rotwellenübertragung.
Die für die Kommunikation zwischen den Gestaltungselementen und dem Steuermodul des Bedienfeldes vorgesehenen Bauteile sind für eine kontaktlose Datenübertragung ausgebildet, so dass auch vergleichsweise hohe Datenaufkommen schnell und sicher übertragen werden können. Vorzugsweise erfolgt die Da¬ tenübertragung mit einer besonders schnellen und sicheren Technik, insbesondere einem Hochfrequenz-Verfahren. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich eine gemeinsame Übertragungsstrecke für eine kombinierte Energie- und Daten¬ übertragung vorzusehen. In diesem Fall werden weniger Kompo¬ nenten benötigt, so dass der erforderliche Bauplatz verrin- gert ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin¬ dung weist das Gestaltungselement ein Bedienelement, bei¬ spielsweise in Form eines berührungssensitiven Elements oder Tasters auf. Hiermit wird eine manuelle Bedienung jedes ein¬ zelnen Gestaltungselements ermöglicht, was insbesondere zu Konfigurationszwecken dienlich ist.
Die Ausführung der Gestaltungselemente folgt vorzugsweise über Polymer-Elektronik. Im Vergleich zu aufwändigen Be- schichtungs- bzw. Ätztechniken auf Basis herkömmlicher Halb¬ leiter lassen sich derartige elektronische Komponenten mit relativ einfachen Druckverfahren aufbringen. Durch das Auf¬ drucken einer Vielzahl von Gestaltungselementen auf ein Trä- gerelement, beispielsweise in Form einer flexiblen Folie
(Nutzen) , unter Verwendung von Sieb-, Tampon-, Offset-, Tief¬ bzw. Tintenstrahldruck oder Microcontact Printing wird eine preisgünstige Massenfertigung gewährleistete. Die Gestal¬ tungselemente sind dabei vorzugsweise zeilen- und spaltenför- mig nach Art einer Matrix auf dem Trägerelement angeordnet und lassen sich einzeln oder gruppenweise aus diesem Träger¬ element heraustrennen, insbesondere herausschneiden.
Jedes einzelne Gestaltungselement, welches für sich voll funktionsfähig und vorzugsweise hermetisch dicht ist, kann derart aus einem solchen Nutzen herausgetrennt und auf einem Bedienfeld aufgebracht, beispielsweise aufgeklebt werden. Hierzu sind Klebe- bzw. Adhäsionsverfahren oder beliebige an¬ dere Verbindungstechniken anwendbar, die eine für den jewei- ligen Verwendungszweck ausreichende Verbindungsfestigkeit sicherstellen. Vorzugsweise werden dabei lösbare Verbindungen genutzt, so dass die einzelnen Gestaltungselemente bei einer Änderung des Bedienfeld-Layouts, beispielsweise aufgrund ei¬ ner neuen Maschinenkomponente, bei einem erforderlichen Aus¬ tausch eines Gestaltungselements wegen eines Defekts oder dergleichen oder im Fall einer Wartung schnell und unkompli- ziert von dem Bedienfeld entfernt werden können. Nach dem
Aufbringen der Gestaltungselemente wird ein Konfigurations¬ verfahren durchgeführt, in dem eine Zuordnung der einzelnen Gestaltungselemente zu ihren Funktionen auf dem Bedienfeld erfolgt. Vorzugsweise erfolgt hierbei zunächst ein Initiali- sieren, bei dem festgestellt wird, wie viele Gestaltungsele¬ mente sich auf dem Bedienfeld befinden. Im Anschluss daran erfolgt für jedes einzelne Gestaltungselement die für den Be¬ trieb erforderliche Adresszuordnung. Ganz besonders vorteil¬ haft für eine besonders einfache Konfiguration ist es, wenn sowohl das Bedienfeld, als auch jedes Gestaltungselement we¬ nigstens eine gesonderte Eingabevorrichtung, vorzugsweise ei¬ nen berührungssensitiven Bereich, zum Eingang von Befehlen für den Konfigurationsvorgang aufweist.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Bedienfeld, bei¬ spielsweise für ein Automatisierungsgerät, ein Mobiltelefon oder ein sonstiges Gerät für privaten oder industriellen Ein¬ satz bereitgestellt, das als eine Art Server in einem draht¬ losen lokalen Netzwerk betrieben werden kann. Dabei kommuni- ziert das Bedienfeld mit den Gestaltungselementen, die als
Clients dienen. Bei der Adressierung der Gestaltungselemente und bei der Durchführung der Datenübertragung kommen vor¬ zugsweise Techniken und Protokolle zum Einsatz, die aus her¬ kömmlichen, vorzugsweise drahtlosen Netzwerken, wie bei- spielsweise WLAN oder Bluetooth, bekannt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len näher erläutert, die mit Hilfe der Figuren beschrieben werden. Hierbei zeigen:
FIG 1 ein mit Gestaltungselementen bedrucktes Trägerele¬ ment, FIG 2 eine vereinfachte Darstellung eines Gestaltungsele¬ mentes in Draufsicht,
FIG 3 eine vereinfachte Darstellung eines Gestaltungsele¬ mentes in Schnittdarstellung, FIG 4 ein Gestaltungselement in Blockdarstellung,
FIG 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung mit Bedienfeld, Steuermodul und Kommunikationsmodul,
FIG 6 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm des Konfigurations¬ verfahrens, FIG 7 eine symbolhafte Darstellung eines Bedienfeldes sowie den Inhalt einer Konfigurationstabelle während eines Konfigurationsvorganges .
FIG 1 zeigt einen Abschnitt einer Rolle oder Bahn 1, beste- hend im Wesentlichen aus einer Trägerfolie 2 mit aufgedruck¬ ten Gestaltungselementen 3 in Polymerelektronik, die in Zei¬ len 4 und Spalten 5 angeordnet sind. Zwischen den einzelnen Gestaltungselementen 3 sind horizontal und vertikal angeord¬ nete, gegebenenfalls vorgestanzte Schnitt- oder Trennlinien 6 vorgesehen, an denen Gestaltungselemente 3 einzeln oder grup¬ penweise aus der Trägerfolie 2 herausgeschnitten bzw. heraus¬ getrennt werden können. Jedes Gestaltungselement 3 weist ein dreistelliges Identifikationskennzeichen der Form „XYZ" auf. Dieses umfasst zum einen einen Funktionscode „X" und zum an- deren eine Spaltennummer „YZ". Der Funktionscode „X" gibt da¬ bei an, ob es sich bei dem Gestaltungselement 3 um ein Anzei¬ geelement oder aber ein Bedienelement bzw. ein Element mit Anzeige- und Bedienfunktion handelt. Die Spaltennummer „YZ" gibt die Position des Gestaltungselements 3 auf der Trägerfo- lie 2 an. Vorzugsweise sind auf einer Trägerfolie 2 aus¬ schließlich Gestaltungselemente 3 mit identischen Funktions¬ codes „X" aufgebracht. Im Beispiel ist eine Trägerfolie 2 mit Gestaltungselementen 3 abgebildet, die ausschließlich Anzei¬ gefunktionen wahrnehmen. Derartigen Gestaltungselementen ist beispielsweise der Funktionscode „3" zugeordnet. Entsprechend der Positionierung jedes Gestaltungselementes 3 auf der Trä¬ gerfolie 2 lautet das Identifikationskennzeichen des linken oberen Gestaltungselementes „301" und das Identifikations¬ kennzeichen des rechts davon angeordneten Gestaltungselemen¬ tes „302". Beide Identifikationskennzeichen sind symbolhaft in FIG 1 eingezeichnet. Alternativ zu dieser Ausführung des Identifikationskennzeichens kann auch eine fortlaufende Se¬ riennummer oder dergleichen verwendet werden._In diesem Fall würde der Funktionscode als Teil der Seriennummer verwendet werden. Wesentlich bei der Vergabe der Identifikationskenn¬ zeichen ist, dass die ursprüngliche Position der Gestaltungs- elemente 3 auf der Trägerfolie 2 nachvollzogen werden kann.
Ein einzelnes Gestaltungselement 3 mit Anzeigefunktion in Draufsicht ist in FIG 2 abgebildet. Dabei ist der innere Be¬ reich 8 des Gestaltungselementes 3 von einer umlaufenden elektrischen Leitungsanordnung 9 umschlossen, welche der in¬ duktiven Energieversorgung des Gestaltungselementes 3 dient.
Wie aus der in FIG 3 gezeigten Schnittdarstellung hervorgeht, ist das Gestaltungselement 3 schichtartig aufgebaut. Die Un- ter- bzw. Rückseite 10 des Gestaltungselementes 3 wird dabei von einer Rückabdeckung 11 gebildet. Die Rückabdeckung 11 ist mit einer Klebstoffkomponente (nicht abgebildet) versehen, so dass das Gestaltungselement 3 von der Trägerfolie 2 (in FIG 3 nicht abgebildet) abgezogen und auf einem Bedienfeld aufge- klebt werden kann. Oberhalb der Rückabdeckung 11 befindet sich in einer ersten Lage ein berührungssensitives Element 13, welches vorzugsweise der Bedienung des Gestaltungsele¬ ments 3 während dessen Konfiguration, zum Bestätigen von Mel¬ dungen oder zum Umschalten des Anzeigemodus dient, sowie ver- schiedene Elektronik-Komponenten 14. Diese Komponenten werden von einer schichtförmigen Anzeigeeinheit 15 überdeckt, die aus einer Vielzahl von Anzeigeelementen (nicht abgebildet) , beispielsweise Organic Light-Emitting Diodes (OLEDs), besteht und als Anzeigeeinheit dient. Eine transparente Frontab- deckung 16 schließt die Vorder- bzw. Oberseite 17 des Gestal¬ tungselementes 3 derart ab, dass das von der Anzeigeeinheit 15 emittierte Licht nach Außen dringen kann. Rückabdeckung 11 und Frontabdeckung 16 umschließen das lediglich eine Bauhöhe 18 von wenigen Millimetern aufweisende Gestaltungselement 3 hermetisch und gewährleisten damit eine sichere Funktion auch unter härtesten industriellen Einsatzbedingungen. Vorzugswei- se sind sämtliche Bestandteile des Gestaltungselements in Po¬ lymerelektronik ausgeführt. Ist das Gestaltungselement 3 für Bedienzwecke ausgebildet, weist es also ausschließlich oder zusätzlich zu Anzeigeelementen auch Bedienelemente, bei¬ spielsweise Taster, Schalter etc. auf, so sind vorzugsweise auch diese Komponenten in Polymer-Elektronik ausgeführt.
Eine schematische Darstellung eines Gestaltungselementes 3 ist in FIG 4 abgebildet. Das Gestaltungselement 3 weist eine Steuereinheit 21 auf, die sowohl mit der Anzeigeeinheit 15 als auch mit dem berührungssensitiven Element 13 verbunden ist. An die Steuereinheit 21 angeschlossen ist ein Bildspei¬ cher 22 und eine Kommunikationseinheit 23 zur Hochfrequenz- Datenübertragung. Darüber hinaus ist eine Identifikations¬ einheit 24 mit der Steuereinheit 21 verbunden. In der Identi- fikationseinheit 24 ist das Identifikationskennzeichen „XYZ" des Gestaltungselementes 3 abgelegt, beispielsweise in Form eines Datensatzes in einem Datenspeicher 25. Die elektrische Leitungsanordnung 9 dient zur induktiven Energieversorgung sämtlicher Komponenten des Gestaltungselements 3.
Eine schematische Darstellung einer Bedieneinheit 27 eines Automatisierungsgerätes (nicht abgebildet) zeigt FIG 5. Die Bedieneinheit 27 umfasst dabei ein Bedienfeld 28 sowie wei¬ tere, zum Betrieb des Bedienfeldes 28 erforderliche Komponen- ten. Bei diesen Komponenten handelt es sich insbesondere um ein Steuermodul 29, das über Adress-, Daten- und Steuerlei¬ tungen 30 (beispielsweise über einen Profibus-Anschluss) mit der Außenwelt, beispielsweise mit einem Rechnernetz oder ei¬ ner Steuereinheit eines Automatisierungsgerätes oder der- gleichen (nicht abgebildet) verbunden ist, und der Ansteue¬ rung des Bedienfeldes 28 dient. Eine weitere Komponente ist ein Kommunikationsmodul 31, das zur Bereitstellung einer Da- tenkommunikation mit den Kommunikationseinheiten 23 der ein¬ zelnen Gestaltungselementen 3 vorgesehen und zur Hochfre¬ quenz-Datenübertragung ausgebildet ist. Das Kommunikations¬ modul 31 kann in dem Steuermodul 29 integriert oder aber se- parat ausgebildet sein.
Das Bedienfeld 28, auf dem unterschiedliche Gestaltungsele¬ mente 3, teils einzeln, teils gruppiert angeordnet sind, ist mit einer das gesamte Bedienfeld umschließenden Leitungsan- Ordnung 9 versehen, welche der induktiven Energieversorgung der auf dem Bedienfeld 28 angeordneten Gestaltungselemente 3 dient. Zur Energieversorgung wird das der RFID (Radio Frequency Identification) -Technik bekannte berührungslose Übertragungsverfahren auf Basis elektromagnetischer Wechsel- felder eingesetzt. Diese Technik hat den Vorteil, dass sie ebenso wie alle übrigen Komponenten als druckbare Elektronik¬ komponenten ausgeführt werden kann.
Auf Grund der drahtlosen Datenübertragung zwischen Steuermo- dul 29 und Bedienfeld 28 mittels Hochfrequenz-Technik können diese Komponenten voneinander beabstandet angeordnet sein. So ist es beispielsweise möglich, dass das Bedienfeld 28 der Be¬ dieneinheit 27 an einer leicht zugänglichen Oberseite eines Automatisierungsgerätes angebracht ist, während das Steuermo- dul 29 und andere Komponenten der Bedieneinheit 27 an einer schwerer zugänglichen Rückseite montiert sind. In FIG 5 ist diese getrennte Anordnung durch eine strichpunktierte Linie symbolisiert .
Das Steuermodul 29 ist weiterhin mit einem Speichermodul 32 verbunden, das der Speicherung von Konfigurationsdaten, ins¬ besondere in Form einer Konfigurationstabelle, dient. Darüber hinaus ist ein berührungssensitives Element 33 vorgesehen, die mit dem Steuermodul 29 verbunden ist und zur Bedienung des Steuermoduls 29, insbesondere während eines Konfigura¬ tionsverfahrens, dient. Steuermodul 29, Kommunikationsmodul 32 und Speichermodul 31 sind vorzugsweise als Teile eines Computersystems ausgebildet, auf dem ein Computerprogramm ab¬ läuft, das zur Ausführung sämtlicher im Zusammenhang mit Ini¬ tialisierung, Konfiguration und Betrieb des Bedienfeldes ste¬ henden Abläufe ausgebildet ist.
Nachdem die verschiedenen Gestaltungselemente 3 (Anzeige¬ bzw. Bedienelemente) aus den Rollen oder Bahnen 1 herausge¬ trennt und je nach den spezifischen Anforderungen der Bedien¬ einheit 27 bzw. des Anwendungsfalles auf dem Bedienfeld 28 positioniert wurden, erfolgt eine Konfiguration des Bedien¬ feldes 28, in der Informationen über die vorhandenen Gestal¬ tungselemente 3 ermittelt und in einer Konfigurationstabelle 35 in der Bedieneinheit 27 abgelegt werden. Beispielhafte Darstellungen des Bedienfeldes 28 sowie der Konfigurations- tabelle 35 zeigt FIG 7, während in FIG 6 die einzelnen
Schritte eines Konfigurationsverfahrens dargestellt sind.
In einem ersten Schritt 41 wird dabei das Konfigurationsver¬ fahren durch eine doppelte Berührung des als „Reset"-Taster ausgebildeten Bedienelementes 33 an dem Steuermodul 29 ge¬ startet. Daraufhin wird in einem zweiten Schritt 42 die Kon¬ figurationstabelle 35 aus dem Speichermodul 32 in das Steuer¬ modul 29 geladen. Wenn dort noch keine Konfigurationstabelle gespeichert ist, so wird diese jetzt erstellt.
Zugleich erfolgt eine Initialisierung sämtlicher auf dem Be¬ dienfeld 28 angeordneter Gestaltungselemente 3 durch einen Initialisierungsprozeß, bei dem mit Hilfe eines von dem Steuermodul 29 initialisierten Initialisierungs-Stromstoßes alle Gestaltungselemente 3 angesprochen und bei Rückmeldung erfasst werden (Schritt 43) . Dabei wird durch eine geeignete Anordnung der Komponenten sichergestellt, dass nur das zu dem Steuermodul 29 gehörige Bedienfeld 28 in die Initialisierung einbezogen wird, während andere, evtl. in der näheren Umge- bung vorhandene Bedienfelder nicht angesprochen werden. Nach einer Auswertung der in der Konfigurationstabelle 35 enthaltenen Informationen und einem Abgleich mit den aus der Initialisierung erhaltenen Informationen (Schritt 44) erfolgt dann eine Anzeige, beispielsweise der Form „Name?", auf den- jenigen Gestaltungselementen 3, die noch nicht konfiguriert sind (Schritt 45) . FIG 7 zeigt ein Bedienfeld 28 in dieser Situation mit dazugehöriger Konfigurationstabelle 35. Das Ge¬ staltungselement „Namel" ist bereits konfiguriert. Die Konfi¬ gurationstabelle 35 weist die entsprechenden Einträge für Identifikationskennzeichen 36 und Kennziffer 37 auf.
Anschließend erfolgt die Auswahl eines bestimmten Gestal¬ tungselementes 3 (Schritt 46) durch eine einfache Berührung des berührungssensitiven Elements 13 („Set") des Gestaltungs- elements (in FIG 7 mit „R" bezeichnet) . In dem sich an¬ schließenden Schritten 47, 48 wird das Identifikationskenn¬ zeichen 36 des ausgewählten Gestaltungselements 3 zu dem Steuermodul 29 übertragen und eine freie Kennziffer 37 ermit¬ telt. Die Kennziffer 37 stellt sicher, dass jedes Gestal- tungselement 3 im verwendeten Adresssystem eindeutig identi¬ fizierbar ist. Werden beispielsweise von verschiedenen Bahnen 1 Gestaltungselemente mit gleichen Identifikationskennzeichen 36 auf einem Bedienfeld 28 verwendet, wird die Unterscheid- barkeit dieser beiden Gestaltungselemente durch die Kennzif- fer 37 hergestellt. Die Ermittlung der Kennziffer 37 erfolgt vorzugsweise unter Verwendung des Identifikationskennzeichens 36 des einzelnen Gestaltungselements in Verbindung mit der durch den Tastendruck auf das berührungssensitive Element 13 erzeugten Auswahlinformation.
Im Anschluss darin wird die Kennziffer 37 in die Konfigura¬ tionstabelle 35 eingetragen und an das Gestaltungselement 3 zurück übertragen, wo es in der Identifikationseinheit 24, beispielsweise in einem PROM 38, abgelegt wird (Schritt 49), vgl. FIG 4. Gegenüber der Alternative, die Kennziffer 37 aus¬ schließlich in der Konfigurationstabelle 35 zu speichern, wird bei einer zusätzlichen Speicherung im Gestaltungselement 3 die weitere Datenverarbeitung erleichtert .
Nach der Zuordnung der Kennziffer 37 erfolgt die Vergabe ei- nes Namens 39 für das Gestaltungselement 3 und die Eintragung des neuen Namens in die Konfigurationstabelle 35 (Schritt 50) . In dem in FIG 7 gezeigten zweiten Bedienfeld 28' ist das Gestaltungselement „Name2" bereits konfiguriert. Nun erfolgt die Konfiguration der Gestaltungselemente „Name3", „Name4" und „Name5". Die Konfiguration dieser drei Gestaltungselemen¬ te 3 erfolgt mit Hilfe einer durch das Steuermodul 29 bereit¬ gestellten, aufrufbaren Makrofunktion derart, dass automa¬ tisch alle noch nicht konfigurierten Gestaltungselemente 3 nacheinander konfiguriert werden, ohne dass eine weitere ma- nuelle Bestätigung des Konfigurationsvorganges durch Betäti¬ gen einer „Set"- oder „Reset"-Taste erforderlich ist. Die zweite Konfigurationstabelle 35' zeigt eine Momentaufnahme, bei der festgestellt wird, dass das Gestaltungselement mit dem Identifikationskennzeichen 36 „301" bereits vorhanden und für das Gestaltungselement „Name 2" vergeben wurde. Daraufhin wird die Kennziffer „01" erstellt und dem Gestaltungselement mit dem Identifikationskennzeichen „301" und der Kennziffer „01" die Bezeichnung „Name 5" zugeordnet. Im weiteren Verlauf der Konfiguration wird einem ersten Gestaltungselement mit dem Identifikationskennzeichen „302" die Bezeichnung „Name 4" zugeordnet. Für ein weiteres Gestaltungselement („Name3") mit dem Identifikationskennzeichen „302" wird durch Zuordnung der Kennziffer „01" ebenfalls eine eindeutige Adressierung ermög¬ licht. Gestaltungselementen mit eindeutigen Identifikations- kennzeichen (im Beispiel das Gestaltungselement „Namel") wird vorzugsweise automatisch die Kennziffer „00" oder aber über¬ haupt keine Kennziffer zugeordnet.
Soll das Konfigurationsverfahren fortgesetzt werden, kann jetzt ein weiteres Gestaltungselement 3 ausgewählt werden
(Schritt 51) . Anderenfalls wird die Konfigurationstabelle 35 abgespeichert und das Konfigurationsverfahren beendet (Schritt 52) . Das dritte Bedienfeld 28'' in FIG 7 stellt ei¬ nen Zustand dar, in dem sämtliche Gestaltungselemente 3 fer¬ tig konfiguriert und damit einsatzbereit sind. Die Konfigu¬ rationsinformationen sind in der dritten Konfigurationstabel- Ie 35' ' abgebildet.
Werden aus der Trägerfolie 2 mehrere zusammenhängende Gestal¬ tungselemente 3 gruppenweise herausgetrennt und auf dem Be¬ dienfeld 28 angeordnet, erfolgt vorzugsweise eine verein- fachte Konfiguration. Da die Gestaltungselemente aufgrund ihrer ursprünglichen Position auf der Trägerfolie 2 in ihrem Identifikationskennzeichen 36 aufeinanderfolgende Zeilen- /Spaltennummern sowie identische Funktionscodes aufweisen, ist nur die Konfiguration eines dieser Gestaltungselemente 3 erforderlich. Da nach Initialisierung und Auswertung
(Schritte 43 und 44) feststeht, ob zusammenhängende Gestal¬ tungselemente vorliegen, kann somit eine automatische Zuord¬ nung der zu generierenden Bedienfeldfunktionalitäten zu den vorgefundenen Gestaltungselementen erfolgen. Eine zeit- und kostenintensive Einzelkonfiguration sämtlicher Gestaltungs¬ elemente entfällt. Ist beispielsweise für das Bedienfeld 28 eine sechsstellige Sieben-Segment-Anzeige vorgesehen, können sechs zusammenhängende Sieben-Segment-Anzeige-Gestaltungs¬ elemente aus einer entsprechenden Trägerfolie herausgetrennt und auf dem Bedienfeld angeordnet werden. Nach der Rückmel¬ dung aller sechs Gestaltungselemente während der Initialisie¬ rung reicht dann die Konfiguration eines der sechs Gestal¬ tungselemente, gestartet beispielsweise durch Berühren des berührungssensitiven Elements 13, aus, um zugleich die weite- ren fünf Gestaltungselemente automatisch mit zu konfigurie¬ ren. Das Steuermodul 29 erkennt mit anderen Worten selbstän¬ dig, dass fünf weitere identische und zusammenhängende Ge¬ staltungselemente vorhanden sind und führt die Konfiguration einschließlich der Aufnahme dieser Gestaltungselemente in das Adreßsystem durch (Schritte 47 bis 50) . Im Ergebnis ist dem Steuermodul 29 die zusammenhängende Anordnung der sechs Sie¬ ben-Segment-Anzeige-Gestaltungselemente auf dem Bedienfeld 28 bekannt, so dass eine Ansteuerung der sechsstellige Sieben- Segment-Anzeige möglich ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden über- haupt keine Gestaltungselemente aus der Trägerfolie 2 heraus¬ getrennt. Vielmehr wird die gesamte Trägerfolie 2 oder ein größerer zusammenhängender Teil hiervon auf dem Bedienfeld 2t aufgebracht. Je nachdem, welche Bedienfeldfunktionalitäten vorgesehen sind, sucht sich dann das Steuermodul 29 bei der Konfiguration die benötigten Gestaltungselemente heraus, wäh¬ rend die nicht benötigten Gestaltungselemente unbenutzt blei¬ ben.

Claims

Patentansprüche
1. Gestaltungselement (3) für ein Bedienfeld (28) einer Vor¬ richtung (27) , - mit einer Anzeigeeinheit (15) und/oder einer Bedieneinheit,
- mit einer Steuereinheit (21) zum Ansteuern der Anzeigeein¬ heit (15) und/oder der Bedieneinheit,
- mit einer Identifikationseinheit (24) zum Bereitstellen ei¬ nes Identifikationskennzeichens (36) für das Gestaltungs- element (3) und
- mit einer Kommunikationseinheit (23) zum Übertragen von Da¬ ten zwischen dem Gestaltungselement (3) und der Vorrichtung
(27) .
2. Gestaltungselement (3) nach Anspruch 1, g e k e n n ¬ z e i c h n e t d u r c h , eine Speichereinheit (22) zum Speichern von Anzeigedaten.
3. Gestaltungselement (3) nach Anspruch 1 oder 2, g e - k e n n z e i c h n e t d u r c h , eine kontaktlose Ener¬ gieversorgung (9) .
4. Gestaltungselement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kom- munikationseinheit (23) zur Bereitstellung einer kontaktlosen Datenübertragung ausgebildet ist.
5. Gestaltungselement (3) nach einem der Ansprüche 1 bis
4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h , ein Bedien- element (13) .
6. Verwendung eines Gestaltungselements (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, für ein Bedienfeld (28) einer Vorrichtung
(27), insbesondere eines Automatisierungsgerätes.
7. Vorrichtung (1) mit einer Anzahl von auf einem Trägerele¬ ment (2) angeordneten, einzeln oder gruppenweise heraustrenn- baren Gestaltungselementen (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass die Gestaltungselemente (3) in Polymer-Elektronik ausgeführt sind.
9. Vorrichtung (27) mit einer Anzahl von frei auf einem Be¬ dienfeld (28) positionierbaren Gestaltungselementen (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5
- mit einem Steuermodul (29) zur Ansteuerung der Gestal¬ tungselemente (3) und
- mit einem Kommunikationsmodul (31) zur Übertragung von Daten zwischen dem Steuermodul (29) und den Gestaltungs- elementen (3) .
10. Vorrichtung (27) nach Anspruch 9, g e k e n n ¬ z e i c h n e t d u r c h , ein Speichermodul (32) zum Speichern von Konfigurationsdaten.
11. Vorrichtung (27) nach Anspruch 9 oder 10, g e k e n n ¬ z e i c h n e t d u r c h , ein Energieversorgungsmodul
(9) zur Bereitstellung einer kontaktlosen Energieversorgung für die Gestaltungselemente (3) .
12. Vorrichtung (27) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Kommuni¬ kationsmodul (31) zur Bereitstellung einer kontaktlosen Da¬ tenübertragung ausgebildet ist.
13. Verfahren zur Konfiguration einer Vorrichtung (27) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, mit den Schritten:
- Auswählen eines nicht konfigurierten Gestaltungselements
(3), - Festlegen einer Verwendung des Gestaltungselements (3) anhand seines Identifikationskennzeichens (35) , - Speichern der Verwendungsinformation (37) in einem Spei¬ chermodul (32) der Vorrichtung (27) .
14. Computerprogramm zur Konfiguration einer Vorrichtung (27; nach einem der Ansprüche 9 bis 12, mit
- Computerprogrammbefehlen zum Auswählen eines nicht kon¬ figurierten Gestaltungselements (3) ,
- Computerprogrammbefehlen zum Festlegen einer Verwendung des Gestaltungselements (3) anhand seines Identifika- tionskennzeichens (35) ,
- Computerprogrammbefehlen zum Speichern der Verwendungs¬ information (37) in einem Speichermodul (32) der Vorrich¬ tung (27), wenn das Computerprogramm auf einem Rechner ausgeführt wird.
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