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WO2005124479A1 - System und verfahren zum konfigurieren und parametrieren einer maschine der automatisierungstechnik - Google Patents

System und verfahren zum konfigurieren und parametrieren einer maschine der automatisierungstechnik Download PDF

Info

Publication number
WO2005124479A1
WO2005124479A1 PCT/EP2005/052824 EP2005052824W WO2005124479A1 WO 2005124479 A1 WO2005124479 A1 WO 2005124479A1 EP 2005052824 W EP2005052824 W EP 2005052824W WO 2005124479 A1 WO2005124479 A1 WO 2005124479A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
technology objects
mechatronic
signal flow
objects
machine
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/052824
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Fister
Raimund Kram
Volker Wolff
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US11/630,192 priority Critical patent/US7596417B2/en
Publication of WO2005124479A1 publication Critical patent/WO2005124479A1/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
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0426—Programming the control sequence
    • 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
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • 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
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/23—Pc programming
    • G05B2219/23255—Object oriented programming, OOP
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a system for configuring and / or parameterizing an automatable machine with a model, the technology objects of which represent functional elements of the machine. Furthermore, the present invention relates to a corresponding method for configuring and / or parameterizing an automatable machine.
  • Automated production machines often consist of a large number of modules or functional elements. Such a production machine is indicated symbolically in FIG. This production machine is used, for example, to manufacture tablet blisters.
  • a feeder or puller is provided as the entry station.
  • a production station 1, an intermediate station and a production station n then follow.
  • these modules are spatially arranged in this order.
  • the mechatronic model not only includes the actual mechanical components such as unwinders, production stations and exit stations, but also virtual components such as the production master, intermediate buffer and virtual gear.
  • the mechatronic model shows the signal flow between these functional elements.
  • the individual functional elements which can also be referred to as technology objects, are stored in one or more lists in accordance with FIG. 3.
  • the individual technology objects can be displayed and edited in such a tree-like list. Specifically, the individual technology objects can be parameterized there and interconnected with other technology objects. In this way, an entire system can be configured and parameterized.
  • a disadvantage of this list display is that systems can only be manageable to a certain degree of complexity for the operator, and the functional relationships between the individual technology objects can only be represented and understood with little clarity.
  • the list in FIG. 3 is an alphanumeric list in which the technology objects or components of an automation project are shown and defined, for example for a production machine.
  • the list contains information about interdependencies of the technology objects with one another by means of so-called r "linking".
  • the object of the present invention is therefore to facilitate the configuration and / or parameterization of an automatable machine.
  • this is achieved by a system for configuring and / or parameterizing an automatable machine with a model, the technology objects of which represent functional elements of the machine, the technology objects of the model being able to be represented graphically and an echonic signal flow between technology objects being able to be determined at the graphic level ,
  • the invention provides a method for configuring and / or parameterizing an automatable machine by providing a model whose Technology objects represent functional elements of the machine, graphical representation of the technology objects of the model and definition of a mechatronic signal flow between technology objects on a graphic level.
  • the invention thus enables automation of a production machine by modeling a mechatronic signal flow and using the existing programming environment for sequence programming.
  • the mechatronic model can be created directly and graphically in a simple manner and implemented accordingly in the technology objects of the automation project.
  • the visual representation of the mechatronic model proves to be extremely helpful for the operator. It is also advantageous that the graphic representation of the mechatronic modeling and the mechatronic signal flow is now separate from the sequence programming. The sequence programming is still carried out with the usual programming tools and programming editors.
  • the graphic mechatronic modeling and definition of the technological objects or functions in complex production machines has proven to be particularly advantageous. This applies in particular to machines with several similar modules, since these can be easily duplicated and programmed together.
  • the automation projects for such machines are in fact difficult and unclear in project lists for the technology objects.
  • the invention now also enables a complex overall system for the automation of a production machine consisting of a programming environment (for example IEC 61131-3 compliant language or structured text or MotionControlChart) for sequence programming and the mechatronic model for modeling the mechatronic Define signal flow of the production machine.
  • a programming environment for example IEC 61131-3 compliant language or structured text or MotionControlChart
  • mechatronic interconnections between the technology objects can be carried out visually.
  • a suitable graphic tool can be provided for this. It is advantageous here to reduce the information content of the mechatronic signal flow to the information required for mechatronic modeling, for example by dispensing with control and sequence information and functional parameterizations.
  • the signal flow of the configuration system or method according to the invention preferably contains information about position, speed, acceleration, pressure, force and / or moment.
  • the mechatronic signal flow and the mechatronic modeling of movement information can thus be expanded to general technological parameters.
  • the functional elements or ⁇ ., .. technology objects can have real and virtual elements. Actuators, sensors and other machine units, but also objects without mechanical equivalence, such as computing modules, for example, can be modeled to modify the mechatronic signal flow.
  • the functional elements can advantageously be instantiated, configured, parameterized and commanded with graphic support. Since this can be done directly from the graphic, mechatronic modeling, the user friendliness is significantly increased.
  • the system according to the invention can have a test device for checking the consistency of the mechatronic signal flow between the technology objects. This check can be carried out in the engineering system as well as in the execution system. This significantly simplifies configuration for the operator.
  • An activation device for activating and deactivating the technology objects can also be provided online and / or offline. This ensures flexible adaptation to modular applications.
  • the system can have a modification device for modifying a signal path for a mechatronic signal flow during the runtime. This allows the technological signal flow to be changed at runtime.
  • the system contains a transformation device for converting technology objects defined in at least one list into the graphically represented technology objects.
  • the transformation device should also be able to convert graphic technology objects into a list format for storage in a project list. This ensures that the graphical representation of the mechatronic machine model and the alphanumeric project lists of the technological components are consistent and mutually convertible * «After the conversion, further processing in list form or in graphic form can be carried out accordingly.
  • FIG. 2 shows a mechatronic model according to the prior art for a production machine according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an automation project in a project Naviga. Tor in list form according to the prior art.
  • FIG. 4 shows a visualization of a mechatronic model according to the invention in an overview form; and 5 shows a visualization of the mechatronic model of FIG. 4 in a detailed representation.
  • the graphical mechatronic model shown in FIG. 4 corresponds in principle to the model in FIG. 2 as a project designer would record it.
  • the exemplary mechatronic model from FIG. 4 consists of six technology objects: two cams, two axes, a synchronous object and a computing object.
  • the individual technology objects have different numbers of inputs I and outputs A.
  • the technology objects can be coupled via connections V via these inputs I and outputs A.
  • the connections V symbolize a signal flow for the transmission of information regarding position, speed, acceleration, pressure, force, moment and the like.
  • the graphics tool also enables a detailed representation of the mechatronic model according to FIG. 5.
  • Each input E and each output A is given a corresponding designation with regard to its function.
  • setting menus M can also be offered in the individual technology objects, as is the case here for the technology objects Axis_2, For ula 0object_2 and Axis_3.
  • the individual technology objects can be coupled to one another, for example, by clicking on the respective outputs and inputs A, E.
  • axis_1 is connected to axis_2.
  • Axis_2 is represented by two technology objects, one of which takes over the calculation of the synchronism ("Following Object") and the other represents the following axis ("Following Axis").
  • a second connection exists between the cam __1 and the axis_2. This means that the translation profile of cam disk_1 is loaded into axis_2 via connection V2. At the same time, a second transmission profile is loaded into axis_2 via connection V3 from cam disk_2. Under predetermined conditions, the two gear ratios are then used to generate an output signal.
  • the calculation object or Formula Object_2 receives an actual value from the positioning axis_l and converts this into an output value (MotionOutl) according to its programmed formula. This value is passed on to axis_2 via a connection V6.
  • MotionOutl an output value
  • the interconnection of the prefabricated technology objects is checked for consistency so that errors in the interconnection can be corrected automatically. Derar- Errors cannot be avoided from the outset, even if the graphic mechatronic model offers the project designer extensive support.
  • mechatronic modules or governor objects When creating a mechatronic machine model directly, you can start with virtual mechatronic modules or governor objects.
  • the governor objects are then assigned to real actuators or sensors (e.g. sensors or axes), or the virtual mechatronic units (e.g. virtual reduction of the machine cycle) are retained.
  • the inclusion of mechatronic modules without mechanical equivalent (e.g. virtual axis) serves to simplify the mechatronic representation and implementation of the production tasks.
  • the mechatronic signal curve present at a certain point in time and / or the functional elements or technology objects active at a certain point in time can be displayed in an online view on the mechatronic machine model. In this way it can be recognized in real time when a module is activated or deactivated.
  • the graphic, mechatronic machine model as shown in FIGS. 4 and 5, can be derived from an existing project list of the functional objects, technological objects and machine modules, as shown in FIG. 3. For this purpose, it is provided that it is possible to switch between a view of the machine model and a view of the project structure or list.

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Abstract

Die Konfigurierung eines Automatisierungsprozesses soll vereinfacht werden. Hierzu ist vorgesehen, dass die verschiedenen Technologieobjekte als Modellkomponenten grafisch dargestellt werden. Der jeweilige mechatronische Signalfluss zwischen den Technologieobjekten lässt sich auf grafischer Ebene mittels Verbindungen (V), mit denen die Eingänge (E) und die Ausgänge (A) der Technologieobjekte verbunden werden können, festlegen. Ein derartiges grafisches Mechatronikmodell erleichtert die Projektierung eines Automatisierungsprozesses wesentlich.

Description

SYSTEM UND VERFAHREN ZUM KONFIGURIEREN UND PARAMETRIEREN EINER MASCHINE DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Konfigurieren und/oder Parametrieren einer automatisierbaren Maschine mit einem Modell, dessen Technologieobjekte Funktionselemente der Maschine repräsentieren. Darüber hinaus betrifft die vor- liegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Konfigurieren und/oder Parametrieren einer automatisierbaren Maschine.
Automatisierbare Produktionsmaschinen bestehen häufig aus einer Vielzahl von Modulen bzw. Funktionselementen. In FIG 1 ist eine derartige Produktionsmaschine symbolhaft angedeutet. Diese Produktionsmaschine dient beispielsweise zur Herstellung von Tablettenblistern. Als Eingangsstation ist hier ein Anleger oder Abzieher vorgesehen. Es schließen sich dann eine Produktionsstation 1, eine Zwischenstation und eine Produktionsstation n an. Am Ende der Produktioηsstraße befindet sich eine Ausgangsstation, die beispielsweise durch einen Verpacker oder Stapler realisiert wird. Für den außenstehenden Betrachter sind diese Module räumlich in dieser Reihen- folge angeordnet.
Um die funktioneile Beziehung zwischen diesen einzelnen Modulen zu erfassen, ist es vorteilhaft, ein entsprechendes me- chatronisches Modell aufzustellen. Ein solches Modell ist vereinfacht in FIG 2 wiedergegeben. Das mechatronische Modell umfasst dabei nicht nur die tatsächlichen mechanischen Komponenten wie Abwickler, Produktionsstationen und Ausgangsstationen, sondern auch virtuelle Komponenten, wie den Produktionsmaster, Zwischenpuffer und virtuelle Getriebe. Darüber hinaus zeigt das mechatronische Modell den Signalfluss zwischen diesen Funktionselementen. Zur Umsetzung in ein Steuerungsprojekt werden die einzelnen Funktionselemente, die auch als Technologieobjekte bezeichnet werden können, in einer oder mehreren Listen entsprechend FIG 3 abgelegt . In einer solchen baumartig strukturierten Liste können die einzelnen Technologieobjekte angezeigt und editiert werden. Speziell lassen sich die einzelnen Technologieobjekte dort parametrieren und mit anderen Technologieobjekten verschalten. Auf diese Weise lässt sich ein Gesamtsystem konfigurieren und parametrieren. Nachteilig an dieser Listen- darstellung ist jedoch, dass Systeme nur bis zu einem gewissen Komplexitätsgrad für den Bediener überschaubar sind und die funktioneilen Beziehungen zwischen den einzelnen Technologieobjekten nur wenig übersichtlich darstellbar und nachvollziehbar sind.
Die Liste von FIG 3 ist eine alphanumerische Liste, in der die Technologieobjekte bzw. -komponenten eines Automatisierungsprojekts beispielsweise für eine Produktionsmaschine dargestellt und definiert sind. In der Liste finden sich An- gaben über Abhängigkeiten der Technologieobjekte untereinander durch sogenannte r"Verlinkung" .
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, das Konfigurieren und/oder Parametrieren einer automatisier- baren Maschine zu erleichtern.
Erfindungsgemäß wird dies gelöst durch ein System zum Konfigurieren und/oder Parametrieren einer automatisierbaren Maschine mit einem Modell, dessen Technologieobjekte Funktions- elemente der Maschine repräsentieren, wobei die Technologieobjekte des Modells grafisch darstellbar sind und ein echa- tronischer Signalfluss zwischen Technologieobjekten auf grafischer Ebene festlegbar ist.
Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Konfigurieren und/oder Parametrieren einer automatisierbaren Maschine durch Bereitstellen eines Modells, dessen Technologieobjekte Funktionselemente der Maschine repräsentieren, grafisches Darstellen der Technologieobjekte des Modells und Festlegen eines mechatronischen Signalflusses zwischen Technologieobjekten auf grafischer Ebene.
Die Erfindung ermöglicht damit eine Automatisierung einer Produktionsmaschine über die Modellierung eines mechatronischen Signalflusses und Nutzung der bestehenden Programmierumgebung für die AblaufProgrammierung. Das mechatronische Mo- dell kann dabei auf einfache Weise direkt graphisch erstellt und in die Technologieobjekte des Automatisierungsprojekts entsprechend umgesetzt werden. Dabei erweist sich die visuelle Darstellung des mechatronischen Modells für den Bediener als äußerst hilfreich. Vorteilhaft ist ebenso, dass nun die grafische Darstellung der mechatronischen Modellierung und des mechatronischen Signalflusses von der Ablaufprogrammierung getrennt ist . Die Ablaufprogrammierung wird nach wie vor mit den üblichen Programmiertools und Programmiereditoren ausgeführt .
Besonders vorteilhaft erweist sich die grafische mechatronische Modellierung und Definition der technologischen Objekte bzw. Funktionen bei komplexen Produktionsmaschinen, wie komplexen Verpackungsmaschinen und Druckmaschinen mit vielen Technologieobjekten. Insbesondere gilt dies auch bei Maschinen mit mehreren ähnlichen Modulen, da diese leicht vervielfältigt und gemeinsam programmiert werden können. Die Automatisierungsprojekte für solche Maschinen sind nämlich in Projektlisten für die Technologieobjekte nur schwierig und wenig übersichtlich darstellbar. Durch die Erfindung lässt sich nun auch ein komplexes Gesamtsystem für die Automatisierung einer Produktionsmaschine bestehend aus einer Programmierumgebung (z.B. IEC 61131-3 konforme Sprache oder Struc- tured Text oder MotionControlChart) für die Ablaufprogrammie- rung und aus dem mechatronischen Modell für die Modellierung des mechatronischen Signalflusses der Produktionsmaschine definieren. Mit Hilfe des erfinduήgsge äßen grafischen Konfigurierungssystems lassen sich Funktionsobjekte bzw. Technologieobjekte mit grafischen Hilfsmitteln nutzerfreundlich definieren und bereitstellen. Darüber hinaus können mechatronische Verschal- tungen zwischen den Technologieobjekten visuell unterstützt durchgeführt werden. Hierzu kann ein entsprechendes geeignetes grafisches Tool bereitgestellt werden. Dabei ist es vorteilhaft, den Informationsinhalt des mechatronischen Signalflusses auf die für die mechatronische Modellierung notwen- dige Information beispielsweise unter Verzicht auf Steuer- und Ablaufinformationen sowie Funktionsparametrierungen zu reduzieren.
Vorzugsweise beinhaltet der Signalfluss des erfindungsgemäßen Konfigurierungssystems bzw. -Verfahrens Angaben über Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Druck, Kraft und/oder Moment. Damit kann der mechatronische Signalfluss die mechatronische Modellierung von Bewegungsinformation auf allgemeine technologische Größen erweitert werden.
Die Funktionselemente bzw^.,.. Technologieobjekte können reale und virtuelle Elemente aufweisen. Damit können beispielsweise Aktoren, Sensoren und andere Maschineneinheiten, aber auch Objekte ohne mechanische Äquivalenz wie beispielsweise Re- chenmodule zur Modifikation des mechatronischen Signalflusses modelliert werden. Vorteilhafterweise können die Funktionselemente mit grafischer Unterstützung instanziiert, konfiguriert, parametriert und kommandiert werden. Da dies direkt aus der grafischen, mechatronischen Modellierung heraus er- folgen kann, ist die Bedienerfreundlichkeit deutlich erhöht.
Das erfindungsgemäße System kann eine Prüfeinrichtung zum Überprüfen der Konsistenz des mechatronischen Signalflusses zwischen den Technologieobjekten aufweisen. Diese Überprüfung kann im Engineering-System wie auch im AblaufSystem erfolgen. Dadurch wird dem Bediener die Projektierung deutlich erleichtert . Es kann ferner eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren und Deaktivieren der Technologieobjekte online und/oder offline vorgesehen sein. Dadurch ist eine flexible Anpassung an modulare Anwendungen gewährleistet .
Des Weiteren kann das System eine Modifikationseinrichtung zum Modifizieren eines Signalpfads für einen mechatronischen Signalfluss während der Laufzeit aufweisen. Hiermit lässt sich zur Laufzeit der technologische Signalfluss verändern.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das System eine Transformationseinrichtung zur Umsetzung von in mindestens einer Liste definierten Technologieobjekten in die grafisch dargestellten Technologieobjekte. Die Transforma- tionseinrichtung sollte umgekehrt auch in der Lage sein, grafische Technologieobjekte in ein Listenformat zur Ablage in einer Projektliste umzuwandeln. Damit ist eine Durchgängigkeit und gegenseitige Konvertierbarkeit von grafischer Darstellung des mechatronischen Maschinenmodells und den alpha- numerischen Projektlisten der technologischen Komponenten gegeben*« Nach der Umwandlung kann entsprechend eine weitere Bearbeitung in Listenform oder in grafischer Form erfolgen.
Die vorliegende Erfindung ist anhand der beigefügten Zeich- nungen näher erläutert, in denen zeigen:
FIG 1 einen räumlichen odularen Aufbau einer Produktionsmaschine;
FIG 2 eine Mechatronikmodellierung gemäß dem Stand der Technik für eine Produktionsmaschine nach FIG 1;
FIG 3 ein Automatisierungsprojekt in einem Projekt-Naviga- . tor in Listenform gemäß dem Stand der Technik.
FIG 4 eine erfindungsgemäße Visualisierung eines Mechatro- nikmodells in Übersichtsform; und FIG 5 eine erfindungsgemäße Visualisierung des Mechatronik- modells von FIG 4 in ausführlicher Darstellung.
Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
Das in FIG 4 wiedergegebene grafische Mechatronikmodell entspricht prinzipiell dem Modell von FIG 2, wie es ein Projekt- designer aufzeichnen würde. Das beispielhaft gewählte Mechatronikmodell von FIG 4 besteht aus sechs Technologieobjekten: zwei Kurvenscheiben, zwei Achsen, einem GleichlaufObjekt und einem Rechenobjekt. Die einzelnen Technologieobjekte besitzen je nach Funktion unterschiedliche Anzahlen von Eingängen E und Ausgängen A. Über diese Eingänge E und Ausgänge A sind die Technologieobjekte durch Verbindungen V koppelbar. Die Verbindungen V symbolisieren einen Signalfluss zur Übertragung von Informationen hinsichtlich Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Druck, Kraft, Moment und dergleichen. Mit dieser grafischen Konfiguriermöglichkeit kann der Bediener rasch und übersichtlich ein komplexes Automatisierungsprojekt konfigurieren. In der in FIG 4 wiedergegebenen Übersichtsdarstellung benötigt der Bediener jedoch Kenntnisse über die einzelnen Eingänge E und Ausgänge A jedes verwende- ten Technologieobjekts. Diese Kenntnis wird der geübte Projektdesigner nach gewisser Zeit erlangen.
Das Grafiktool ermöglicht aber auch eine ausführliche Darstellung des Mechatronikmodells entsprechend FIG 5. Dabei ist jeder Eingang E und jeder Ausgang A mit einer entsprechenden Bezeichnung hinsichtlich seiner Funktion versehen. Darüber hinaus können in den einzelnen Technologieobjekten noch Einstellmenüs M angeboten werden, wie dies mit vorliegenden Fall für die Technologieobjekte Achse_2, For ula 0bjekt_2 und Ach- se_3 der Fall ist. Die einzelnen Technologieobjekte können beispielsweise durch Anklicken der jeweiligen Aus- und Eingänge A, E miteinander gekoppelt werden. Im vorliegenden Fall ist beispielsweise die Achse_l mit der Achse_2 verbunden. Achse_2 ist durch zwei Technologieobjekte repräsentiert, wobei eines davon die Berechnung des Gleichlaufes ("Following Object") übernimmt und das andere die Folgeachse ("Following Axis") darstellt. Damit wird ein Signalfluss definiert, der beispielsweise eine Ist- Geschwindigkeit der Achse_l an die Achse_2 übermittelt. Eine zweite Verbindung besteht zwischen der Kurvenscheibe__l und der Achse_2. Dies bedeutet, dass in die Achse_2 das Übersetzungsprofil der Kurvenscheibe_l über die Verbindung V2 geladen wird. Gleichzeitig wird über die Verbindung V3 von der Kurvenscheibe_2 ein zweites Übersetzungsprofil in die Achse_2 geladen. Unter vorgegebenen Bedingungen werden dann die beiden Übersetzungsverhältnisse zum Erzeugen eines Ausgangssignals herangezogen.
Über eine weitere Verbindung V5 erhält das Rechnungsobjekt bzw. Formula Object_2 von der Positionierachse_l einen Ist- Wert (Actual Values) und setzt diesen entsprechend seiner einprogrammierten Formel in einen Ausgangswert (MotionOutl) um. Dieser Wert wird über eine Verbindung V6 an die Achse_2 weitergegeben. In dem mechatronischen Gesamtmodell der Ma- schine beim Engineering werden jedoch nur die relevanten Aspekte dargestellt . Nicht relevante Aspekte wie die Ablaufprogrammierung werden bewusst nicht wiedergegeben.
Auf diese Weise lassen sich die einzelnen Technologieobjekte mit ihren Signalflüssen sehr komfortabel konfigurieren. Unabhängig von dem mechatronischen Modell für die Konfigurierung ist eine entsprechende Programmierumgebung für die Ablaufprogrammierung des Gesamtsystems vorzusehen.
Die Verschaltung der vorgefertigten Technologieobjekte wird hinsichtlich ihrer Konsistenz überprüft, so dass Fehler bei der Verschaltung automatisch korrigiert werden können. Derar- tige Fehler sind von vorne herein nicht zu vermeiden, auch wenn das grafische Mechatronikmodell dem Projektdesigner eine umfassende Unterstützung bietet.
Bei der direkten grafischen Erstellung eines mechatronischen Maschinenmodells kann zunächst mit virtuellen mechatronischen Modulen oder Statthalterobjekten begonnen werden. Anschließend erfolgt eine Zuordnung der Statthalterobjekte zu realen Aktoren bzw. Sensoren (z.B. Geber oder Achsen), oder die virtuellen mechatronischen Einheiten (z.B. virtuelle Untersetzung des Maschinenzyklusses) werden beibehalten. Die Einbeziehung von mechatronischen Modulen ohne mechanische Entsprechung (z.B. virtuelle Achse) dient zur vereinfachten mechatronischen Darstellung und Realisierung der Produktions- aufgäbe.
Der zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegende mechatronische Signalverlauf und/oder die zu einem gewissen Zeitpunkt aktiven Funktionselemente bzw. Technologieobjekte lassen sich in einer Online-Sicht auf dem mechatronischen Maschinenmodell darstellen. Damit lässt sich unter Umständen in..Echtzeit erkennen, wann ein Modul aktiviert oder deaktiviert ist .
Das grafische, mechatronische Maschinenmodell, wie es in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, kann aus einer vorhandenen Projektliste der Funktionsobjekte, technologischen Objekte und Maschinenmodule, wie sie in FIG 3 dargestellt ist, abgeleitet werden. Hierzu ist vorgesehen, dass zwischen einer Ansicht des Maschinenmodells und einer Ansicht der Projektstruktur bzw. -liste gewechselt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. System zum Konfigurieren und/oder Parametrieren einer automatisierbaren Maschine mit - einem Modell, dessen Technologieobjekte Funktionselemente der Maschine repräsentieren, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- die Technologieobjekte des Modells grafisch darstellbar sind und
- ein mechatronischer Signalfluss (VI bis V6) zwischen Technologieobjekten auf grafischer Ebene festlegbar ist.
2. System nach Anspruch 1, wobei der Signalfluss Angaben über Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Druck, Kraft und/oder Moment beinhaltet .
3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Funktionselemente reale und virtuelle Elemente umfassen.
4. System nach .einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diβ, Funktionselemente instanziierbar, konfigurierbar, parame- trierbar und kommandierbar sind.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Prüfeinrichtung zum Überprüfen der Konsistenz des mechanischen Signalflusses zwischen den Technologieobjekten aufweist .
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren und Deaktivieren der Technologieobjekte online und/oder offline aufweist.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Modifikationseinrichtung zum Modifizieren eines Signalpfads für einen mechatronischen Signalfluss während der Laufzeit der Maschine aufweist.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Transformationseinrichtung zur Umsetzung von in mindestens einer Liste definierten Technologieobjekten in die grafisch dargestellten Technologieobjekte aufweist.
9. System nach Anspruch 8, wobei die Transformationseinrichtung zur Umwandlung grafischer Technologieobjekte in ein Listenformat geeignet ist .
10. Verfahren zum Konfigurieren und/oder Parametrieren einer automatisierbaren Maschine durch
- Bereitstellen eines Modells, dessen Technologieobjekte Funktionselemente der Maschine repräsentieren, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h - grafisches Darstellen der Technologieobjekte des Modells und
- Festlegen eines mechatronischen Signalflusses (VI bis V6) zwischen Technologieobjekten auf grafischer Ebene.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Signalfluss Angaben über Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Druck/ Kraft und/oder Moment beinhaltet.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Funktions- elemente reale und virtuelle Elemente umfassen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Funktionselemente instanziiert, konfiguriert, parametriert und kommandiert werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Konsistenz des mechatronischen Signalflusses zwischen den Technologieobjekten überprüft wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Technologieobjekte online und/oder offline aktiviert oder deaktiviert werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei ein Signalpfad für einen mechatronischen Signalfluss während der Laufzeit der Maschine modifiziert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei Technologieobjekte, die in mindestens einer Liste definiert sind, in die grafisch dargestellten Technologieobjekte umgesetzt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei die grafisch dargestellten Technologieobjekte zur Ablage in einer Liste in ein entsprechendes Listenformat umgewandelt werden.
PCT/EP2005/052824 2004-06-22 2005-06-17 System und verfahren zum konfigurieren und parametrieren einer maschine der automatisierungstechnik WO2005124479A1 (de)

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US11/630,192 US7596417B2 (en) 2004-06-22 2005-06-17 System and method for configuring and parametrizing a machine used in automation technology

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004030032.1A DE102004030032B4 (de) 2004-06-22 2004-06-22 System und Verfahren zum Konfigurieren und Parametieren einer automatisierbaren Maschine
DE102004030032.1 2004-06-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005124479A1 true WO2005124479A1 (de) 2005-12-29

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Family Applications (1)

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Country Status (3)

Country Link
US (1) US7596417B2 (de)
DE (1) DE102004030032B4 (de)
WO (1) WO2005124479A1 (de)

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