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Die
Erfindung bezieht sich einerseits auf eine Anlage von kommunikationsfähigen Textilmaschinen, insbesondere
eine vernetzte Spinnerei, und andrerseits auf eine Textilmaschine
zur Verwendung in einer derartigen Anlage.
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Das
bevorzugte Kommunikationsmittel umfasst ein Netzwerk, das die Teile
der Anlage (Maschinen, Vorrichtungen, ..) miteinander und vorzugsweise
auch mit einer übergeordneten
Bedienungsstelle (auch Einstelleinrichtung oder „Zentrale" genannt) für die Datenübertragung verbindet. Diese
Anordnung ist aber nicht erfindungswesentlich. Die Datenübertragung
kann auch über
eine Punkt-Punkt Verbindung, ein drahtloses Netzwerk oder über Internet
erfolgen.
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Eine
vernetzte Anlage von Textilmaschinen („Anlage") zeichnet sich durch die folgenden
Merkmale aus:
- – es ist eine hohe Anzahl einzelner
programmierbaren Steuerungen vorhanden, die allenfalls von verschiedenen
Herstellern, wahrscheinlich zu verschiedenen Zeitpunkten installiert
wurden und daher mit verschiedenen Software-Releases ausgerüstet sind;
- – die
von diesen Steuerungen gesteuerten Arbeitselemente müssen viele
verschiedene Materialien unter verschiedenen Arbeitsbedingungen
verarbeiten;
- – die
Gestaltung der Anlage wird auch in Abhängigkeit von den Geschäftsgrundlage
des Betriebs bestimmt werden. Eine „Spinnerei" kann zum Beispiel Maschinen verschiedener
Typen umfassen. Eine Rotorspinnerei umfasst beispielsweise mindestens
ein Ballenöffner,
Putzereimaschinen, Karden, Strecken und Rotorspinnmaschinen. Eine
Ringspinnerei umfasst ebenfalls mindestens ein Ballenöffner, Putzereimaschinen, Karden,
Strecken, allenfalls Kämmereimaschinen,
Flyer und Ringspinnmaschinen.
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Kommunikation
in der Anlage
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Der
Begriff bezieht sich auf den Austausch von Informationen zwischen
Teile (Maschinen, Vorrichtungen ...) der Anlage mittels Übertragung
von Daten, die in den Steuerungen verarbeitet und in den den Steuerungen
zugeordneten Speicher gespeichert werden können. Diese Daten können zum
Erfüllen
der verschiedensten Aufgaben vorgesehen sein, z.B. die können z.B.
als Kommandos (Befehle), Einstellwerte für Betriebsparameter der verschiedenen
Einzelmaschinen, Darstellungsinformationen ... usw. dienen, wie
dem allgemeinen Steuerungs- bzw. Informatikfachmann aus verschiedenen
Anwendungen bekannt sein werden – vgl. z.B.
US-6479972B ,
DE-A-10124350 oder
DE-A-10130737 .
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Fernbedienung-
Bedien- und Anzeigekonzepte
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Das
Bedienen der Maschinen von einer übergeordneten ("entfernten" bzw. „zentralen") Stelle ist heute eine
selbstverständliche
Anforderung an einer vernetzten Anlage und es sind sehr viele Lösungen der
entsprechenden Steuerungsaufgaben bekannt. Das Bedienen der Maschinen
erfordert eine Anzeige, welche dem Bedienungskonzept, insbesondere
den an der Bedienungsstelle vorhandenen Bedienungsmittel bzw. Bedienungselementen,
angepasst werden muss.
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Das
heute verbreitete Bedienungskonzept in einer vernetzten Anlage sieht
die Verlagerung von Bedienungsfunktionen von der Einzelmaschine
zur zentralen Bedienungsstelle vor – siehe z.B.
DE-10055025-A , aber auch
DE-10124350-A und
DE-10130737-A . Diese bekannte
Fernsteuerungen übermitteln
Daten (insbesondere Kommandos bzw. Befehle) mit einer fix definierten
Funktionalität
(z.B. Sollwert – „Drehzahl" eines vorbestimmten
Maschinenelements, bzw. seines Antriebes). Um dies zu ermöglichen,
werden Daten gemäss
einem vorgegebenen Kommunikationskonzept von den einzelnen Maschinen
an die Zentrale gesandt, so dass an der Zentrale ein "virtuelles Abbild" der Anlage erzeugt
wird. Die Fernsteuerung erfolgt dann anhand dieses Abbilds, d.h.
beim Erzeugen eines Kommandos geht die Zentrale vom eigenen Abbild
der Anlage aus.
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Dieses
Konzept stellt sehr schwere Anforderungen an der Programmierung
bzw. der Gestaltung der zentralen Bedienungsstelle. Die Pflege der
Software in einer derartigen Anlage ist ausserordentlich aufwendig – eine Änderung
in einer Einzelmaschine irgendwo in der Anlage erfordert häufig Änderungen
in der Programmierung der Zentrale. Dies erweist sich meistens als
zeitraubend, zum Teil weil die Umprogrammierung oft mit Fehlern
behaftet ist.
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Die Erfindung
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Die
Erfindung sieht nun eine Bedienungseinrichtung für eine Textilmaschine mit einer
Computersteuerung vor, wobei der Zustand des Computers den Betriebszustand
einer gesteuerten Maschine beeinflussen kann. Die Einrichtung umfasst
vorzugsweise auch eine Bedieneinheit, welche den Zustand des Computers
beeinflussen kann. Weiter ist ein Kommunikationsmittel für den bidirektionalen
Austausch von Daten mit einer entfernten Bedienungsstelle vorgsehen.
Die Steuerung ist mit Software ausgerüstet, um den Betriebszustand einer
gesteuerten Maschinen derart gemäss
einem vorgegebenen Bedienungskonzept an der Bedieneinheit anzuzeigen,
dass über
die Bedieneinheit eingegebene Änderungsbefehle
zu einer Änderung
im Zustand des Computers führen.
Die Steuerung ist derart programmiert, dass auf Abfrage über das
Kommunikationsmittel die Steuerung Daten zum Absenden über das
Kommunikationsmittel bereitstellt, welche einem einstellbaren Betriebszustand
der Maschine entsprechen.
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Die
genannten Daten können
gemäss
dem in der Steuerung durch die Software vorgegebenen Bedienungskonzept
bereitgestellt werden.
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Die
Software kann gewählt
werden, um der Betriebszustand einer gesteuerten Maschine mittels
einer vorgegebenen Bedienungsoberfläche an der Bedieneinheit anzuzeigen
bzw. einzustellen. Die Einrichtung kann dann derart angeordnet werden,
dass auf Abfrage über
das Kommunikationsmittel die Steuerung ein Abbild ihrer Bedienungsoberfläche (Human
Machine Interface HMI) zur Übertragung über das
Kommunikationsmittel zur Verfügung
stellt.
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Das
Bedienungskonzept in der Maschine sieht vorzugsweise das Erzeugen
von Softkeys vor. Die Daten können
dann derart zusammengestellt werden, dass die gleichen Keys an der
entfernten Stelle erzeugt werden können.
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Die
Bedienungskonzept sieht auch vorzugsweise das Erstellen von vorgegebenen
Datenbilder gemäss
einem Menü vor.
Die Daten können
dann derart zusammengestellt werden, dass die gleichen Datenbilder
gemäss
dem gleichen Menü an
der entfernten Stelle erzeugt werden können.
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Das
Bedienungskonzept kann die Erzeugung von einstellbaren Datenbilder
vorsehen und die Einrichtung kann dann derart programmiert ist,
dass erst dann ein bestimmtes Datenbild zur Verfügung gestellt wird, wenn dieses
Datenbild über
das Kommunikationsmittel angefordert wird.
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Die
Bedienungseinrichtung kann derart programmiert werden, dass beim
Empfang eines Message über
das Kommunikationsmittel kontrolliert wird, ob dieses Message Daten
enthalten, welche die Ausführung einer
Bedienungsfunktion entsprechend dem in der Programmierung vorgegebenen
Bedienungskonzept erfordern.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine Textilmaschinenanlage mit einer
Mehrzahl von vernetzten Textilmaschinen mit Bedienungseinrichtungen
gemäss
der Erfindung. An mindestens einer, von den Maschinen entfernten
Stelle im Netzwerk kann eine weitere Bedienungseinrichtung mit einer
programmierbaren Steuerung und einer von der Steuerung getriebene
Anzeige vorhanden sein, wobei die letztgenannte Steuerung mit einer
Applikation programmiert ist, um Daten von einer ausgewählten Maschine
aufzurufen und anzuzeigen.
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Die
Anlage kann derart konzipiert werden, dass jede Maschine eine Bedieneinheit
mit einer Anzeige aufweist. Die Programmierung der Maschinen bzw.
der Bedienungseinrichtung an der entfernten Stelle kann derart gewählt werden,
dass eine vorgegebene Bedienungsfunktion an der entfernten Stelle
mit der entsprechenden Bedienungsfunktion an der ausgewählten Maschine
im wesentlichen gleich ist.
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Die
Anlage kann auch derart gestaltet werden, dass verschiedene Maschinentypen
mit der entfernten Bedienungsstelle über das Netzwerk gekoppelt
sind. Die Bedienmittel in der Bedienungsstelle wird dann vorzugsweise
derart gewählt
sind, dass die Bedienungsfunktion in der Bedienungsstelle maschinenneutral
ausgeführt
werden kann.
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Eine
Anlage gemäss
der Erfindung kann derart gestaltet werden, dass die Fernsteuerungsfunktion
völlig
unabhängig
von der Funktionalität
der einzelnen Textilmaschinen erfolgt. Die Bedienung an der Zentrale
erfolgt dann anhand der aktuellen Anzeige und den Zustand der Bedienelemente
auf einem Bedienpanel. Die übergeordneten
Bedienungsstelle kann mit einer Fernsteuereinrichtung ausgerüstet werden,
die keinerlei „Kenntnisse" der Steuerungsfunktionen
der einzelnen Textilmaschinen benötigt. Dies hat die folgenden
Vorteile:
- – es
kann eine Vielzahl verschiedenster Maschinen angeschlossen werden. Änderungen
an bestehenden Maschinenbedienungen oder neue Funktionalitäten, wie
sie in der Praxis häufig
vorkommen, verursachen in einem System gemäss diesem Prinzip im Normalfall
keinen Software Änderungsaufwand
auf dem übergeordneten
System.
- – Änderungen
dieser Art schlagen nicht mehr auf das übergeordnete System durch.
Der erwähnte Änderungsaufwand
fällt weg,
was eine massive Kostenersparnis bedeutet.
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Jede
Maschine kann eine Bedieneinheit mit einer Anzeige aufweisen und
die Programmierung kann derart gewählt werden, dass die Bedienungsfunktion
an der Bedienungsstelle mit der entsprechenden Bedienungsfunktion
an der ausgewählten
Maschine im wesentlichen gleich ist. Dies kann z.B. derart implementiert werden,
dass die zentrale Bedienungsstelle mit einem virtuellen Software
Panel versehen ist, wie dies auch in
US-6479792 vorgesehen
ist. Besonders bevorzugt ist eine Lösung, die ebenfalls in der
erwähnten
US-Schrift vorgesehen ist, wonach die Bedieneinheit an der Bedienungsstelle
die Bedieneinheiten an den Einzelmaschinen vollständig oder
teilweise repliziert.
-
Die
Daten können
derart übertragen
werden, dass die Darstellung an der Anzeige in der Bedienungsstelle
der Darstellung an der Anzeige in der Maschine entspricht. Dies
kann dadurch erzielt werden, dass die Daten mindestens teilweise
im Bildformat, gegebenenfalls komprimiert, übertragen werden.
-
Ausführungen
der Erfindung werden nun als Beispiele anhand der Zeichnung näher erklärt. Es zeigt:
-
1 eine Kopie der
7 aus
EP-A-512442 zum Zweck der
Darstellung einer typischen vernetzten Anlage;
-
2 eine Kopie der ergänzenden 8 aus der gleichen Schrift;
-
3 eine schematische Darstellung
einzelner Elemente einer vernetzten Anlage zur Erklärung eines möglichen
Bedienungs- und
Anzeigekonzepts für
diese Anlage;
-
4 Ansicht eines Bedienpanels
zur Verwendung in einer Maschine, die gemäss dieser Erfindung von einer
entfernten Bedienungsstelle bedient werden kann;
-
5 chematische Darstellung
einer möglichen
Menü- und
Bildstruktur zur Verwendung im Zusammenhang mit einer Bedieneinheit
gemäss
der 4;
-
6A bzw. 6B je ein Beispiel eines sogenannten
Datenbildes, das in der Struktur gemäss der 5 verwendet werden könnte;
-
7 Ansicht der Bedienoberfläche an der übergeordneten
Bedienungsstelle in einer Anlage gemäss dieser Erfndung;
-
8 Ansicht einer vereinfachten
Version der Bedienoberfläche
nach der 7;
-
9 schematische Darstellung
einer möglichen
Kommunikationsverbindung in einer Anlage gemäss der Erfindung;
-
10 eine schematische Darstellung
der Maschinensteuerung einer Maschine, die gemäss dieser Erfindung gestaltet
worden ist,
-
11 ein Zeitdiagramm zur
Erklärung
der Ermittlung von Tasteninformationen aus einem Message von der
Zentrale an eine Maschine, und
-
12 eine schematische (und
vereinfachte) Darstellung vom Ablaufprinzip einer "Session" einer übergeordneten
Bedienungsstelle nach dieser Erfindung mit einer ausgewählten Maschine
in der mit dieser Bedienungsstelle vernetzten Anlage.
-
Eine vernetzte Anlage
(Beispiel aus dem Stand der Technik –
EP-A-512442 )
-
Der
in der 1 schematisch
dargestellte Teil einer Ringspinnerei umfasst in der Reihenfolge
der Prozessstufen, d.h. der "Verkettung" der Maschinen:
- a) die Flyerstufe 300,
- b) eine Endspinnstufe 320, in diesem Fall durch Ringspinnmaschinen
gebildet,
- c) ein Vorgarntransportsystem 310, um Flyerspulen von
der Flyerstufe 300 an die Endspinnstufe 320 und leere
Hülsen
von der Endspinnstufe 320 zurück an die Flyerstufe 300 zu
tragen, und
- d) eine Umspulstufe 330, um die an den Ringspinnmaschinen
gebildeten Kopse in grössere
(zylindrische oder konische) Packungen umzuwandeln.
-
Jede
Verarbeitungsstufe
300,
320,
330 umfasst
eine Mehrzahl von Hauptarbeitseinheiten (Maschinen), die je mit
einer eigenen Steuerung versehen sind. Diese Steuerung ist in
1 nicht gezeigt, wird aber nachfolgend
etwas näher
erläutert.
An der jeweiligen Maschinensteuerung angehängt sind Robotikeinheiten (Bedienungsautomaten),
die dieser Maschine direkt zugeteilt werden. In
1 ist für jeden Flyer der Stufe
300 ein
eigener Doffer vorgesehen – die
Funktion Flyerdoffen ist in
1 mit
den Kasten
302 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z.B. in
EP-A1 0 360 149 bzw. in
DE-A1 37 02 265 gezeigt.
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In
der
1 sind auch für jede Ringspinnmaschine
der Stufe
320 ein Bedienungsautomat pro Spinnstellenreihe
zur Bedienung der Spinnstellen und eine Aufsteckungsbedienung für die Vorgarnzufuhr
vorgesehen. Die Funktion Spinnstellenbedienung ist mit den Kasten
322,
324 (ein
Kasten pro Spinnstellenreihe) und die Funktion Vorgarnzufuhr mit
den Kasten
326 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z.B. in
EP 394708 und 392482 gezeigt.
-
Das
Vorgarntransportsystem
310 ist auch mit einer eigenen Steuerung
versehen, die hier nicht näher erläutert sind.
Das System
310 umfasst eine Einheit zum Reinigen von Vorgarnspulen,
bevor sie an die Flyerstufe
300 zurückgegeben werden. In der
1 ist die Funktion Vorgarnspulenreiniger
durch den Kasten
312 angedeutet. Eine mögliche Ausführung dieses Anlagenteiles
ist zum Teil in
EP-A1
392 482 gezeigt.
-
Die
Ringspinnmaschinen der Stufe 320 und Spulmaschinen der
Stufe 330 bilden zusammen einen Maschinenverbund, wodurch
der Transport der Kopse an die Spulmaschinen gewährleistet ist. Die Steuerung dieses
Verbundes erfolgt von der Spulmaschine.
-
Ein
Netzwerk 350 ist vorgesehen, wodurch alle Maschinen der
Stufen 300, 320, 330 und das System 310 für den Signalaustausch
(Datenübermittlung)
mit einem Prozessleitrechner 340 verbunden sind. Der Rechner 340 bedient
direkt ein Alarmsystem 342 und eine Bedienung 344 z.B.
in einer Leitstelle oder in einem Meisterbüro.
-
Eine
sehr wichtige Teilfunktion beim Umspulen von Ringspinngarn ist die
sogenannte Garnreinigung, die mit dem Kasten 360 angedeutet
ist. Der Garnreiniger ist über
das Netzwerk 350 mit dem Prozessleitrechner 340 verbunden.
Durch diese Vorrichtung werden Garndefekte eliminiert und gleichzeitig
Informationen in Form von Daten gewonnen, die Rückschlüsse auf die vorangehenden Verfahrensstufen
ermöglichen.
Die Garnreinigungsfunktion wird an der Spulmaschine ausgeführt.
-
Jede
Maschine ist auch mit einer Bedienungsoberfläche versehen, die mit der jeweiligen
Steuerung verbunden ist und Mensch-Maschine-Kommunikation unterstützt. Die
Bedienungsoberfläche
kann auch als "Bedienungskonsole" bezeichnet werden.
Ein Beispiel einer solchen Bedienungsoberfläche ist in
DE-A1 37 34 277 gezeigt,
allerdings nicht für
eine Ringspinnmaschine, sondern für eine Strecke. Ein anderer
Beispiel ist in
DE-A-19536670 gezeigt.
-
Eine
Anlage kann derart programmiert und ausgelegt sein, dass der Leitrechner 340 Bedienungsunterstützung über die
Bedienungsoberfläche
der jeweiligen Maschine leisten kann, d.h. der Leitrechner kann Steuerbefehle über das
Netz 350 senden und die Maschinensteuerungen können derartige
Steuerbefehle empfangen und befolgen, so dass der Zustand der Bedienungsoberfläche vom
Leitrechner 340 über
die jeweilige Steuerung bestimmt wird.
-
2 zeigt eine mögliche Variante
der Architektur für
eine Prozess-Steuerung
nach 1. 2 zeigt nochmals den Leitrechner 340 und
das Netzwerk 350 zusammen mit einem Rechner 390 einer
Maschinensteuerung der Anlage, z.B. des Vorgarntransportsystems 310,
das zur Erläuterung
der Informatik einer "Maschine" gleichgesetzt werden
kann. Jeder Rechner 340, 390 hat ihm zugeordnete
Speicher 343, 345 bzw. 391 und Treiber 347, 349 bzw. 393, 394, 395, 396.
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Die
Treiber 349 bzw. 394 bestimmen die notwendigen
Schnittstellen für
die Kommunikation der Rechner 340, 390 mit ihren
jeweiligen Bedienungsoberflächen,
hier als Anzeige, Bedienung und Drucker angedeutet. Der Treiber 347 bestimmt
die Schnittstelle zwischen dem Leitrechner 340 und dem
Netzwerk 350 und der Treiber 393 die Schnittstelle
zwischen dem Netzwerk 350 und der Maschinensteuerung bzw.
dem Rechner 390.
-
Der
Treiber 395 bestimmt die Schnittstellen zwischen der Maschinensteuerung 390 und
den dadurch gesteuerten Antrieben (Aktorik). Der Treiber 396 bestimmt
die Schnittstelle zwischen der Maschinensteuerung 390 der
ihr zugeordneten Sensorik.
-
Modernere Bedienungs-
und Anzeigekonzegte (Beispiel – 3 bis 5)
-
Die
wesentlichen Hardware-Elemente zur Implementierung eines Bedienungs-
und Anzeigekonzepts sind einerseits die Bedieneinheit mit manuell
betätigbaren
Bedienungselemente und andrerseits die Anzeige, vorzugsweise in
der Form eines Bildschirms aber allenfalls in einer einfacheren
Form, z.B. eines Zeilen-Displays (vgl.
DE-3734277-A ). Die Bedieneinheit
und die Anzeige zusammen bilden eine sogenannte Bedieneroberfläche.
-
Im
Netzwerk gemäss
der 3 sind zwei verschiedene
Typen von Bedieneroberflächen
abgebildet. Der erste Typ I ist in der Form eines käuflichen
Personal Computers (PC) realisiert und ist an einer "übergeordneten Bedienungsstelle" vorgesehen. Diese
Bedienungsstelle entspricht der "Zentrale", die in der 1 bzw. der 2 mit dem "Prozessleitrechner" 340 dargestellt ist, und sie
wird einfachheitshalber nachfolgend als "Zentrale" bezeichnet. Am Ende dieser Beschreibung
wird die Bezeichnung "Zentrale" näher erläutert. Die Anzeige
ist in der Form eines Bildschirms 10, wie dies normalerweise
in der Standardausrüstung
eines Personal Computers mitgeliefert wird. Die Bedieneinheit umfasst
sowohl eine Tastatur 12 als auch ein Maus 14.
Der Computer selbst mit Rechen- und Speichermodulen ist nicht in
der 3 abgebildet worden,
dient aber als Treiber für
die dargestellten Bedieneinheit und Anzeige.
-
Der
zweite Typ II ist in der Form eines Bedienpanels vorgesehen, wobei
drei Bedienpanele 16, je ein Panel für drei Textilmaschinen, in
der 3 gezeigt sind.
Die drei Bedienpanele 16 werden üner ein Local Area Netweork
LAN mit der Zentrale für
bidirektionale Datenübertragung
verbunden. Die Panele 16, die als Beispiele für eine beliebige
Anzahl Panele in der vernetzten Anlage dienen, sind weitestgehend
identisch und sind nachfolgend insbesondere anhand der 4 näher erklärt.
-
Jedes
Panel
16 umfasst eine Anzeige
18 und drei Reihen
20,
22,
24 von
sogenannten „Hardkeys". Die Anzeige
18 ist
auch in diesem Fall in der Form eines Bildschirms vorgesehen, allerdings
ist dieses Bildschirm erheblich kleiner als das entsprechende Hardware-Element
in einem PC. Die Hardkeys und die Anzeige
18 sind zur Datenübertragung
mit der jeweiligen Maschinensteuerung (nicht gezeigt) verbunden,
die auch in diesem Fall als Treiber für die Bedienungsoberfläche dient.
Jede Maschinensteuerung ist auch derart programmiert, dass auf der
entsprechenden Anzeige
18 eine Reihe
26 von „virtuellen" Bedienungselementen
(sogenannten „Softkeys") erscheint. Die
Erzeugung einer Anzeige mit Softkeys ist mittlerweile bekannter
Stand der Technik und muss hier nicht beschrieben werden –
US 5801941 kann als Beispiel
für bekannte
Lösungen
dienen.
-
Das
gesamte Panel, inklusiver Steuerung mit eingebetteten Prozessor(en),
ist von der Fa. Bernecker & Rainer
("B&R") unter dem Namen "Power-Panel" erhältlich,
wobei Alternativprodukten von anderen Firmen zur Erfüllung der
gleichen Aufgabe verwendbar sind. Die Programmierung der Steuerung
(des Treibers für
die Bedienungsoberfläche)
ist vorzugsweise derart ausgeführt,
dass vorbestimmte "Bilder" aufgerufen werden können, wobei
eine dreistufige Struktur mit mindestens einem Grundbild, einem
Menübild
und mehreren Datenbilder (Beispiel,
5)
möglich
ist. Das Menübild
und die Datenbilder sind im System gemäss der
5 in einem "Kreis" angeordnet, d.h. es kann durch die
Betätigung
einer einzigen Bedienungstaste sukzessiv das Menübild und sämtliche Datenbilder durchlaufen
werden (vgl.
DE-19535670-A ).
-
Die
verschiedenen Bilder können
z.B. den folgenden Informationsgehalt aufweisen:
Grundbild – Übersicht über Werte,
Zustände
usw., die für
die zutreffende Maschine besonders wichtig sind, d.h. das Grundbild
ist maschinenspezifisch und wird für die verschiedenen Maschinentypen
verschieden sein. Es kann aber auch z.B. ein Störungsbild anstelle vom Übersichtsichtsbild
erscheinen, wenn die Funktion der Maschine durch eine Störung beeinträchtigt wird.
Menübild – dieses
Bild enthält
alle Menüpunkte,
die angewählt
werden können.
Datenbild – mehrere
Werte können
pro Datenbild angezeigt werden und durch geeignete Bedienungsschritte (nachfolgend
näher erklärt) geändert werden.
Vorzugsweise ist auch das Anzeigen von Grafiken und Diagrammen möglich. Ein
Datenbild entspricht somit einem herrschenden (Teil)Zustand (Betriebszustand)
der gesteuerten Maschine. Durch das Ändern eines Datenbilds kann
eine Änderung
im entsprechenden Zustand der Maschine eingeleitet werden, d.h.
das Ändern
eines Datenbilds stellt das Neueinstellen (oder Neu-Einrichtender Maschine
dar.
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Ein "Power-Panel" (
4) kann dann beispielsweise folgenderweise
ausgeführt
sein:
Anzeige – 320·240 Pixeln
(LCD, schwarz- weiss); grafik-fähig;
kein Touch-Screen
(vgl.
EP-511941-A ).
Jedes Bild kann somit in 15 Zeilen zu je 40 Zeichen aufgeteilt werden.
-
Reihe 20 (Hardkeys):
-
- – Taste 30 (links) – Zurück zum Grundbild
(z.B. Standard-Übersichtsbild)
- – Taste 32 – Rücktaste
schnell – Rückwärts schnell
im Menübild
- – Taste 34 – Rücktaste
langsam – Rückwärts langsam
im Datenbild
- – Taste 36 – Vortaste
langsam – Vorwärts langsam
im Datenbild
- – Taste 38 – Vortaste
schnell – Vorwärts schnell
im Menübild
- – Taste 40 – Sprachumschaltung.
-
Die
Hardkeys der Reihen 22, 24 bilden maschinen-spezifische
Tasten, die derart mit der Recheneinheit (CPU, nicht gezeigt) verbunden
sind, dass sie vorbestimmten (durch die Programmierung nicht veränderbaren)
Funktionen erfüllen.
Im allgemeinen sind sie für
die vorliegende Erfindung nicht wichtig und werden deshalb nicht
näher erklärt. Zwei
dieser tasten haben aber eine derartige Bedeutung, dass sie speziell
erwähnt werden
sollten:
Taste 42 – Reihe 24, links – ist die
Stopptaste (Maschine AUS).
Taste 44 – Reihe 24,
rechts – ist
die Starttaste (Maschine EIN).
-
Ausserdem
umfasst das Panel eine "Statusanzeige" 46, die
durch mehrere LEDs (Licht emittierende Dioden) gebildet wird. Die
LEDs werden je mit einem Pictogramm beschrieben, welches ein vorgegebenes
Element des Betriebzustandes der Maschine darstellt. Da die Einzelelemente
der Statusanzeige für
die Erfindung nicht wichtig sind, werden sie hier nicht einzel behandelt.
In Abhängigkeit
vom Bedienungs- und Anzeigekonzept ist es allenfalls erforderlich,
das "Blinken" einer LED zu emulieren.
Das Blinken kann lokal in der Zentrale "erzeugt" werden, sofern die entsprechende Statusinformation
von der Maschine erhalten wird, d.h. es ist nicht notwendig, eine
ständig
wiederholende Änderung
in der virtuellen Bedienungsoberfläche durch die (quasi-)kontinuierliche Übertragung
stetig wechselnder Daten zu emulieren.
-
Bedienungsschritte – Bedeutung
der Datenbilder (6)
-
Ein
Datenbild unterscheidet sich von einer "Maske" oder "Schablone" dadurch, dass das Bild mit Daten versehen
ist, die allenfalls dynamisch (z.B. interaktiv, durch die Bedienungspersonen)
veränderbar
sind, während
einer Maske eher statisch gestaltet ist. Ein Datenbild kann aus
einer Maske (Schablone) zusammen mit den zugeordneten Daten erstellt
werden.
-
Es
können
in der Maschinensteuerung viele verschiedene Datenbilder vorgesehen
werden, z.B. Bilder mit änderbaren
(einstellbaren) Werten, Bilder mit Werten nur zum Anzeigen (nicht
interaktiv veränderbare
Bilder), Bilder mit Grafiken, Bilder mit Diagrammen, Testbilder
.... Die wichtigsten Datenbilder für diese Erfindung sind die
Bilder mit einstellbaren (interaktiv veränderbaren) Werten. Das Ändern eines
derartigen Bildes wird nun kurz anhand der 6A und 6B beschrieben
werden.
-
6A zeigt ein Datenbild mit
zwei Einstellwerte ("Einstellungen") für eine bestimmte
Maschine, z.B. eine Karde oder eine Strecke, nämlich:
- – Sollwert
Bandgewicht
- – Kannenfülllänge.
-
Das
Datenbild enthält
auch ein wählbares
Kommando (Befehl) – "Kannenfüllung zurücksetzen". Das dargestellte
Kommando "Nein" kann durch das Betätigen eines
Bedienungselements in "Ja" umgestellt werden.
-
Dieses
Bild stellt eine sinnvolle Verknüpfung
einzelner Einstellwerte für
das bestimmte Maschinentyp dar. Für andere Maschinentypen wären derartige
Einstellwerte gar nicht relevant, bzw. sie wären vielleicht anders unter
den definierten Datenbilder aufgeteilt, d.h. die Definition der
Datenbilder ist maschinenspezifisch. Die Definition der Datenbilder
könnte
sogar den speziellen Anforderungen des Endbenutzers angepasst werden,
was aber normalerweise nicht der Fall ist. Die angezeigten Einstellwerte
stellen den momentanen (Betriebs)Zustand der Maschine dar, sofern
dieser Zustand durch das ausgewählte
Datenbild dargelegt werden kann, d.h. im Beispiel nach der 6A arbeitet die Maschine
mit einem Soll-Bandgewicht von 5 ktex um eine Kannenfülllänge von
7300 m zu erzeugen. Wenn die Soll-Länge erreicht wird, leitet die
Steuerung einen Kannenwechsel ein.
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Das
Datenbild in 6A enthält aber
ebenfalls die vorerwähnten
Softkeys (Reihe 26, 4).
Diese virtuellen Tasten sind frei programmierbar, d.h. ihre jeweilige
Funktionen können
für jedes
Datenbild individuell festgelegt werden. Es wird davon ausgegangen,
dass die Programmierung in diesem Fall derart gemacht wird, dass
allen sechs Softkeys je eine eigene Funktion zugeordnet werden und
zwar:
Taste 61A – links – im Datenbild
nach oben springen
Taste 62A – im Datenbild nach unten springen
Taste 63A – gewählten Wert
reduzieren
Taste 64A – gewählten Wert erhöhen
Taste 65A – im Kreis
der Bilder ein Bild rückwärts
Taste 66A – im Kreis
der Bilder ein Bild vorwärts.
-
Die
Anzeige wird auch durch die Steuerung getrieben, auch die Funktionen
der Softkeys auf dem Bildschirm im Bereich der jeweiligen Taste
mittels eines geeigneten Symbols (Icon) einzublenden, wie dies auch in
der 6A angedeutet ist.
Aus dieser Beschreibung wird klar sein, dass die Softkeys der Reihe 26 (4) zum Teil die Funktionen
der Hardkeys der Reihe 20 nachbilden bzw. nachdoppeln.
Wie aber aus der Beschreibung der 6B ersichtlich
wird, können
die Funktionen der Softkeys in Abhängigkeit von den Bedienungsschritte
geändert
werden, während
die Funktionen der Hardkeys fest programmiert sind.
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Es
wird nun angenommen, dass die Soll-Länge von 7300 m auf 7301 m erhöht werden
sollte. Um dies zu bewerkstelligen wird die Kannenfülllänge zuerst
mit der "Taste" 61A oder 62A gewählt – das Erreichen
des gewünschten
Feldes wird durch das Hervorheben des entsprechenden Werts im Datenbild
angedeutet, wie dies in der 6A mittels
Hintergrundschattierung gezeigt ist. Die erforderliche Änderung
wird (für
eine Erhöhung,
wie hier gewünscht
wird) dann durch die Betätigung
der Taste 64A eingetragen, wobei das Einstellintervall
(den minimalen Änderungsschritt – z.B. 0,5
m, 1 m ....) durch die Programmierung der Steuerung vorbestimmt
ist. Das geänderte
Datenbild erscheint sofort auf der Anzeige (6B), es ist aber noch nicht steuerungswirksam,
d.h. es führt
noch nicht zu einer Änderung
im Betriebszustand der Maschine.
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Mit
der Änderung
eines Einstellwerts geht auch eine Änderung der Funktionen der
Softkeys Hand-in-Hand, wie dies in der 6B mittels veränderten Icons angedeutet ist.
Diese Änderung
ist in der Programmierung vorbestimmt und wird selbsttätig durch
die Steuerung ausgeführt,
sobald eine Änderung
in einem Datenbild festgestellt wird. Die Tasten 61B und 62B haben
demgemäss
nun keine Funktion – d.h.
es kann vorläufig
nicht aus dem gewählten
Einstellfeld (Fülllänge) gesprungen
werden. Die mittleren Tasten 63B und 64B erfüllen die
gleiche Funktionen (Wert reduzieren bzw. erhöhen) wie die entsprechenden
Tasten 63A und 64A in der 6A. Die Taste 65B erlaubt die
Rückstellung,
d.h. das Streichen der Änderung.
Die Taste 66B erfüllt nun
die bekannte "Eingeben" (ENTER) Funktion – wenn diese
Taste betätigt
wird, wird das neue Bild gespeichert und die Steuerung leitet die
entsprechenden Änderungen
in den Zuständen
der Maschinenaktorik (d.h. im Betriebszustand der Maschine) ein.
-
Realisierung
eines Konzepts gemäss
der Erfindung – Beispiel
-
Die
Steuerungsfunktionalität
ist individuell in jeder Maschine der Anlage durch die jeweilige
Programmierung definiert (vgl. WO 1992/13121).
-
Wie
schon anhand der 3 bis 6 erklärt wurden, sind die Bedienungsfunktionen
auch in der Maschine – individuell
für jede
Maschine oder zumindest individuell für jeden Maschinentyp – definiert.
-
Gemäss dem Beispiel,
der nachfolgend näher
erklärt
wird, soll nun die Zentrale I (3)
eine beliebige, mit dem Netz LAN verbundene Maschine auswählen und
die in dieser Maschine festgelegte Bedienungsfunktionalität übernehmen
können.
Die Zentrale muss daher nicht mit irgendeinen bestimmten Bedienungsfunktionen
(vor)programmiert werden.
-
Die
vorgesehene Wirkung ist aus einem Vergleich der 3 und 7 ersichtlich.
Auf dem Bildschirm 10 in der Zentrale erscheint, wenn die
Zentrale im entsprechenden Modus arbeitet, eine Emulation des Bedienpanels
der ausgewählten
Maschine inklusiv eines Abbildes 50 von einem selektiv
wählbaren
Bedienungsbild (Grundbild, Menübild
oder Datenbild, siehe 5 bzw. 6) aus der Steuerung der
jeweils ausgewählten
Maschine. Ein Beispiel eines derartigen Abbildes ist in der 7 gezeigt und zwar in der
Form des Menübildes
der ausgewählten
Maschine, wobei zu betonen ist, dass das Abbild 50, so
wie es in der 7 erscheint,
nicht auf dem Bedienpanel der Maschine, sondern auf dem Bildschirm 10 des
zentralen Personal Computers erscheint, nachdem die ausgewählten Maschine
dazu veranlasst worden ist, die dazu erforderlichen Informationen
an die Zentrale zu schicken (auf dem Bedienpanel der Maschine kann
der wesentliche Bildinhalt auch gleichzeitig erscheinen, obwohl
dies für
das Erfindungskonzept nicht wesentlich ist).
-
Die
Anzeige in der Zentrale umfasst somit nicht nur die einzelnen Menüpunkte,
die hier nicht individuell angesprochen werden sollten, sondern
auch die Softkeys, die in (bzw. durch die Programmierung) der Steuerung
der ausgewählten
Maschine erzeugt werden. Im Fall des Menübildes können keine Angaben durch die Bedienung
geändert
werden. Die mittleren Tasten werden somit "nicht belegt" (bleiben funktionlos), während die
Tasten 71 (links), 72, 73 und 74 (rechts)
die gleichen Funktionen erfüllen
können,
wie die entsprechenden Tasten (61A, 62A, 65A und 66A)
in der 6A. An der Zentrale
kann man somit genau die gleichen Bedienungsfunktionen ausüben, wie
anhand der Anzeige 18 (inklusive derer Softkeys) der ausgewählten Maschine möglich ist.
-
Die
Emulation gemäss
der 7 geht aber auch
einen Schritt weiter. Es wird in diesem Beispiel auch die Statusanzeige 46E (vgl.
Statusanzeige 46, 4),
sowie zwei Hardkeys nämlich
die Taste 30E für
das Zurücksetzen
zum Grundbild und die Taste 40E für die Sprachumschaltung (vgl.
Tasten 30, 40 in der 4) emuliert. Schliesslich umfasst die
virtuelle Bedieneinheit gemäss
der 7 eine selektiv
veränderbare
Anzeige 51 der effektiv gewählten Maschine. Diese ist mit
einer Kommunikationsadresse versehen, die zum Verbinden der Zentrale
mit der gewählten
Maschine mittels des Netzwerks erforderlich ist. Sofern die Hardkeys 22, 24 (4) der Maschine speziell
programmiert sind, können
die entsprechenden Funktionen, in diesem Beispiel, nicht an der
Zentrale ausgeübt
werden, da nur die Informationen zum Emulieren der Softkeys sowie
der erwähnten Hardkeys 30 bzw. 40 von
der Maschine an die Zentrale übermittelt
werden. Es wäre
prinzipiell möglich,
auch die Funktionen der anderen Hardkeys des Maschinen-Bedienpanels
z.B. an Tasten der Tastatur 12 (3) in der Zentrale zu übertragen.
Dies wird sich aber selten als wünschenswert
erweisen und ist in zwei Fällen
klar nicht erwünscht,
nämlich
für die
Stopptaste 42 und Starttaste 44 (4).
-
Die
relativ ausführliche
Emulation gemäss
der 7 ist nicht erfindungswesentlich – ein vereinfachter Beispiel
ist in der 8 gezeigt.
Es wird in diesem Fall keine Statusanzeige emuliert. Die gewählte Maschine wird
mittels Anzeige 51V angezeigt, die Auswahl ist aber nicht
an der "virtuellen
Bedienungsoberfläche" veränderbar,
sondern wird mittels einer anderen zentralen Steuerungsfunktion
(nicht gezeigt) festgelegt. Die emulierten Hardkeys 30E und 40E erscheinen
auch im Beispiel gemäss 8 und erfüllen die
gleichen Funktionen, wie die entsprechenden Bedienungselemente in
der 7. Das Abbild 50 eines
gewählten
Bedienungsbildes aus der Maschine wird auf jeden Fall in diesem
Beispiel beibehalten, da derartige Bilder (in diesem Beispiel, mit
einem Bedienungskonzept gemäss
den 5 und 6) die wesentlichen Elemente
zur Bedienung der Einzelmaschinen bilden. Es sollte aber betont
werden, dass die Verwendung von "Datenbilder" ("Masken") bloss als Beispiel
gilt – welches
Bedienungs- und Anzeigekonzept auch immer in der gewählten Maschine
verwendet wird, dieses Konzept bildet auch die Grundlage für die Emulation
in der Zentrale.
-
Die "Bedienungsphilosophie", die in diesem Beispiel
realisiert wird, umfasst also zwei vorteilhafte Prinzipien:
- i) Die Bedienungsfunktionen werden grundsätzlich in
der Maschine realisiert, wobei eine ausgewählte Gruppe dieser Funktionen
durch die Erzeugung des "virtuellen
Bedienpanels" 50 auf
der Anzeige 10 auch an der Zentrale ausgeübt werden
können.
- ii) Die Bedienungsoberfläche
kann in der ganzen Anlage einheitlich strukturiert bzw. gestaltet
werden, sofern die vernetzten Maschinen dies ermöglichen.
-
Wenn
Maschinen von verschiedenen Hersteller in einer Anlage vernetzt
werden, ist es natürlich
unwahrscheinlich, dass eine einheitliche Bedienungsoberfläche für alle Maschinen
beibehalten werden kann. Da aber die Einzelmaschinen in einer derartigen
Anlage anhand verschiedener Bedienungsoberflächen bedient werden müssen, stellt
es kein prinzipielles Bedienungsproblem dar, die verschiedenen Bedienungsoberflächen an
der Zentrale zu emulieren. Auch wenn alle Maschinen der vernetzten
Anlage "aus einem
Hand" stammen, werden
gewisse Unterschiede zwischen den Bedienungsoberflächen der
Einzelmaschinen meistens unvermeidbar sein. Eine vorgegebene Grundstruktur
des Bedienungs- und Anzeigekonzepts kann aber dann für alle Maschinen
der Anlage gelten und auch die Einzelheiten können für Maschinen des gleichen Typs
einheitlich definiert werden.
-
Die
Erfindung ist aber auch nicht auf die Implementierung der einen
oder der anderen dieser Prinzipien eingeschränkt. Sie kann auch dann Vorteile
bieten, wenn, wie in der
DE-10055025-A insbesondere
in der Spalte 4, Zeilen 23 bis 31 vorgesehen ist, die Bedienungsfunktionen
gemäss
einem vorgegebenen Regel zwischen den Maschinen und der Zentrale
aufgeteilt sind. Das Aufrufen der speziellen Bedienungsfunktionen
der Maschinen in der Zentrale ist auch in einem solchen Fall möglich und
sinnvoll. Sie kann auch Vorteile bieten, wenn die an die Zentrale übertragenen
Informationen nicht zum Replizieren (bzw. Duplizieren – zum Bilden
eines Duplikats) des ausgewählten
Bedienpanels verwendet, sondern zum Anzeigen an der Zentrale durch
die Software der Zentralsteuerung nach einem vorgegebenen Regel
umgestaltet werden.
-
Kommunikationsmittel (9)
-
9 zeigt schematisch die
Verbindung für
die Datenübertragung
zwischen der Steuerung 80 einer ausgewählten Maschine und der Steuerung 81 der
Zentrale I, 3. Es wird
dabei angenommen, dass ein Ethernet Netzwerk benutzt wird – dies stellt
aber nur eine mögliche
Variante unter vielen dar, es wäre
z.B. als Alternative prinzipiell eine Wireless-Verbindung möglich. Die
Betriebssysteme der Steuerungen 80, 81 stellen die
Ethernet Layers 82, bzw. 83 sowie die UDP Sockets
zur Verfügung.
Jeder " Socket" stellt eine gebräuchliche
Kommunikations-Schnittstelle aus dem Gebiet der Internet-Protokolle dar. In
dieser Anwendung werden UDP Sockets verwendet. (UDP = "User Datagram Protocol"). Es sind auch Alternativlösungen (z.B.
Sockets mit TCP/IP Protokoll) für
diese Aufgabe bekannt und in einer Anlage gemäss der Erfindung anwendbar.
-
Der "Display Server" 84 wird
als Standardausrüstung
vom Bedienpanel an der Maschine gebildet während der "Display Client" in der Zentrale in die Programmierung
der PC Software realisiert werden kann, z.B. mit Visual Basic 6.
Mit den Bezeichnungen "Display
Server" und "Display Client" wird angedeutet,
dass die Anzeige (Display) am PC (Client) – nach dem Prinzip einer INTERNET
Applikation – effektiv
von einem Host Computer ("Server" – an der gewählten Maschine)
getrieben wird. Die Software, die in der Zentrale zur Realisierung dieser
Erfindung notwendig ist, kann als eine "RemotePanelApplikation" bezeichnet werden.
-
Die Übertragung
der Informationen erfolgt gemäss
einem vorgegebenen Messageaufbau. Die moderne „Internettechnologie" ermöglicht das
Verschicken von sogenannten "Frames" (Datenrahmen oder
Datenpakete), die ineinander verpackt sind. Dies ermöglicht den
Aufbau standardisierter Kommunikationsschichten, die weitgehend
voneinander unabhängig
sind. Der Messageaufbau kann beliebig vom Fachmann in Abhängigkeit
von der gewählten
Technik gewählt
werden. Bloss als Beispiel wird das nachfolgende Schema für den geeigneten
Aufbau eines Datenframes angegeben:
-
Die
Verwendung von diesem Aufbau zur Übertragung von Informationen
von der Zentrale an die Maschine wird nachfolgend, ebenfalls als
Beispiel, näher
erläutert.
-
Die Maschinensteuerung
(10)
-
Die 10 zeigt schematisch gewisse
Anpassungen, die an der Maschinensteuerung bzw. ihrer Programmierung
erforderlich sind. Es wird dabei angenommen, dass die gleiche Steuerung
sowohl zum Steuern der Maschine wie auch zum Treiben des Bedienpanels
(als Display Server, vgl. 9)
dient. Es können
aber verschiedene, miteinander für
den Datenaustausch verknüpften
Steuerungen zum Ausübern
dieser Funktionen vorgesehen werden. Die Maschine ist also in diesem
Fall mit einem Mikrocomputer 90 versehen, die ein Mikroprozessor 91 sowie
weitere, nicht angedeutete Modulen (Speicher-, Input/Output- usw.)
umfasst. Der Prozessor ist mit Sensoren der Maschine über die
Leitung 92 sowie mit Aktoren (Antriebe) der Maschine über die
Leitung 93 verbunden. Die Maschine, schematisch mit 94 angedeutet,
ist auch mit einem Bedienpanel 16 gemäss der 4 ausgerüstet.
-
Verschiedene
Funktionen der Steuerung (bzw. ihrer Programmierung) werden zum
Zweck der Darlegung und Erklärung
als "Modulen" durch einzelne Kasten
angedeutet – sämtliche
Funktionen sind aber in der Software implementiert – es sind
keine Hardware-Anpassungen erforderlich. Die Steuerung erzeugt Signale, die über den
Treiber 95 die Anzeige 18 treiben, und sie erhält auch
Signale vom Treiber 96, welche die Eingaben über die
Hardkeys 22, 24 (4)
für das
Weiterleiten an den Prozessor 91 aufbereiten. Neu umfasst
der Mikrocomputer 90 auch eine Bilderstellungseinheit 97 und
eine Tastenermittlungseinheit 98, wobei die letztgenannte
Einheit erst später
in dieser Beschreibung erklärt
wird. Die Bilderstellungseinheit 97 kann von der Steuerung
dazu veranlasst werden (ENABLE), Daten ab dem Treiberfunktion 95 zu übernehmen
und für
das Absenden an die Zentrale bereitzustellen. Diese Daten sind derart
gewählt,
dass sie an der Zentrale die schon beschriebene Emulation erzeugen
lassen. Die Einheit 97 kann die Bildverarbeitung (im Sinne
der Datenkomprimierung, z.B. anhand eines Bildreduktionsalgorithmus
für die
Bildkompression) vorsehen, wobei dies nicht unbedingt erforderlich
ist. Die individuelle Maschine, anhand der eigenen Programmierung,
insbesondere in der Bilderstellungseinheit 97, legt daher
fest, welche Art von Emulation (z.B. gemäss der 7 oder der 8 oder
gemäss
einem anderen Prinzip) an der Zentrale erzeugt wird.
-
Zusätzlich ist
der Mikrocomputer mit einem Send-Speicher 54, einem Empfang-Speicher 56 und
einer Zugangskontrolle 58 versehen, wobei diese Elemente
oder äquivalente
Alternativen normalerweise in einer kommunikationsfähigen Maschine
vorgesehen werden müssen.
Die Speicher 54, 56 sind mit dem LAN gekoppelt,
wobei vorgesehen ist, dass die Maschine auf Anfrage ein Message
gemäss
einem vorgegebenen Messageaufbau erstellt, in den Sende-Speicher 54 zum
Absenden ablegt und anschliessend sendet. Die Daten werden vorzugsweise
von der Maschine an die Zentrale im Bildformat übertragen und es wird vorzugsweise nur
ein (Standard)Format dafür
benutzt. Damit sind alle Maschinen und die Zentrale, trotz allenfalls
verschiedener Softwarestandards, für die Datenübertragung, die zum Ausführen dieser
Erfindung notwendig ist, miteinander kommunikationsfähig. Es
kann sinnvollerweise ein Bitmap Format (BMP, PCX, TIFF usw.) gewählt werden,
wobei Vektor- oder Metafile Grafikformate (z.B. DXF, CGM, GIF, JPG
usw.) prinzipiell auch verwendbar sind. Das gewählte Format ist massgebend
für die
Programmierung der Bilderstellungseinheit 97. Wie schon
angedeutet, kann die Bildübertragungszeit
durch Datenkomprimierungsverfahren (z.B. RLE – Run Length Encoding oder
LZW – Lempel/Ziv/Welch)
erheblich reduziert werden. Wie schon angedeutet, können auch
Teile des Bildes "lokal" in der Zentrale
erzeugt werden, wenn die Zentrale die dazu erforderlichen Informationen
erhält.
-
Beim
Empfang von einem Message aus dem Netz werden die neueingetroffenen
Daten zuerst im Empfang-Speicher 56 abgelegt und erst dann
an die Weiterverarbeitungsfunktionen im Prozessor 91 weitergegeben
werden, wenn die Zugangskontrolle 58 dies zulässt. Der
Prozessor 91 prüft
daher die Messages und akzeptiert oder verwirft diese.
-
Die
Einheit
98 stellt fest, ob aus dem Netz eine Message mit
Tasteninformationen eingetroffen ist. Diese Funktion wird nun anhand
der
11 in Kombination
mit der nachfolgenden Messageaufbau erklärt werden. Es wird dabei angenommen,
die Maschine habe ein bestimmtes Datenbild (vgl.
6) an die Zentrale gesandt. Die Maschine
ist derart programmiert, dass dieses (zuletzt gesandte) Datenbild
bis auf weiteres für die
Fernbedienung gilt ("gültig" ist). Wenn ein Message
mit Bedienungscharakter von der Zentrale erhalten wird, geht die
Maschine daher davon aus, dass sich das Message auf das "gültige" Datenbild bezieht. Wenn an der Zentrale
eine Taste betätigt
wird, sendet die Zentrale an die gewählte Maschine ein Message mit
dem folgenden Aufbau:
-
Da
im virtuellen Panel eigentlich sechs Softkeys abgebildet sind aber
nur ein Charakter zur Übertragung
der Informationen bezüglich
der Betätigung
vorgesehen ist, muss dieser Charakter kodiert sein, um die Gesamtinformation
darzulegen. Die Softkeys werden also in der Programmierung der Maschine
von Links nach Rechts (gemäss
der 6 und entsprechend
in der 7) "numeriert". Im Beispiel gemäss der 6:
Taste 61A – links – im Datenbild
nach oben springen – Betätigungscharakter "1"
Taste 62A – im Datenbild
nach unten springen – Betätigungscharakter "2"
Taste 63A – gewählten Wert
reduzieren – Betätigungscharakter "3"
Taste 64A – gewählten Wert
erhöhen – Betätigungscharakter "4"
Taste 65A – im Kreis
der Bilder ein Bild rückwärts – Betätigungscharakter "5"
Taste 66A – im Kreis
der Bilder ein Bild vorwärts – Betätigungscharakter "6"
-
Ein
Message gibt also an, z.B. dass ein mittels des Betätigungscharakters
angegebenes Softkey zu einem feststellbaren Zeitpunkt betätigt wurde,
d.h. bei Betätigung
eines Softkeys wird dessen Nummer mittels einer Message übertragen.
Später
folgt ein zweites Message, das angibt, dass die Betätigung dieses
Softkeys abgestellt wurde. Die Maschinensteuerung ist in der Lage
anhand dieser Information die Zeitspanne der Betätigung zu ermitteln. Die Bedeutung
dieser Informationen (Softkey für
eine bestimmte Zeitspanne betätigt)
ist in der Programmierung der Maschine festgelegt und kann daraus
ermittelt werden. Die Steuerung ist daher in der Lage Anpassungen
im Betriebszustand der Maschine einzuleiten und zwar auf die gleiche
Art und Weise, wie derartige Anpassungen nach der Betätigung einer
der Softkeys 26 (4)
am Bedienungspanel 18 der Maschine selbst eingeleitet werden.
In einem derartigen System sollten, zur Vermeidung von Verfälschungen,
die Informationen praktisch ohne Verzögerung (oder zumindest mit
einer vorhersehbaren Verzögerung) übertragen
werden.
-
Eine Session (12).
-
Der
Begriff "Session" bedeutet in dieser
Beschreibung eine Periode kontinuierlicher bzw. quasi-kontinuierlicher
Kommunikationsverbindung zwischen einem PC mit einer RemotePanelApplikation
und einer ausgewählter
Maschine (Host), die mit einem Bedienpanel ausgerüstet ist,
das geeignet ist, mit der RemotePanelApplikation zusammenzuarbeiten.
-
Die 12 zeigt nun schematisch,
dass eine Session eröffnet
wird, wenn eine bestimmte Maschine (in der 12, rechts) von der Zentrale (in der 12, links) über das
Netzwerk eine "Identifikation" (oberster Pfeil)
empfängt,
die effektiv angibt, dass dieses Signal von einer entfernten Stelle
stammt, die mit der RemotePanelApplikation ausgerüstet ist.
Die Kommunikationsverbindung besteht dann zwischen der Zentrale
und dieser Maschine und die Signalübertragung erfolgt gemäss dem Diagramm
in der 12 seriell von
oben nach unten. wobei die effektive Übertragung in der 12 durch das Weglassen überflüssiger Einzelheiten
stark vereinfacht wurde.
-
Es
wird hier angenommen, die Maschine zeige schon am eigenen Bedienpanel
zur Zeit der Anfrage von der Zentrale ein Datenbild – "Datenbild 1". Dieses Bild wird
nun an die Zentrale gesandt (zweiter Pfeil von oben), wobei die Übertragung
des Bildes eigentlich abschnittsweise erfolgen kann, um die Maschinensteuerung
zu entlasten. Das Absenden kann auch wiederholt werden (nicht gezeigt),
wobei der Inhalt des Bildes allenfalls zwischen nachfolgenden Sendungen ändert (Beispiel – Datenbild
mit einer Grafik, welche die Leistung der Maschine als eine Funktion
der Zeit darstellt). 'Das
Datenbild ist aber im Beispiel gemäss der 12 für den
vorgesehenen Bedienungsschritt am entfernten Stelle nicht geeignet.
Die Bedienungsperson an der entfernten Stelle betätigt daher
ein Softkey, welches das Springen auf das nächste Bild (vgl. dem Bedienungskonzept
gemäss
der 5 und 6) veranlasst (in der 12, dritter Pfeil von oben).
Dieser Befehl wird von der Maschine empfangen und sein Inhalt wird
in der Maschinensteuerung gemäss
dem schon erklärten
Auslegungskonzept ermittelt – die
Maschine beginnt daher das Datenbild 2 zu senden (vierter
Pfeil von oben), das ebenfalls wiederholt gesendet werden kann,
bis aus der entfernten Stelle ein neues Bild angefordert wird (fünfter Pfeil
von oben). Dieses Vorgehen kann mehrmals wiederholt werden, bis
das gewünschte
Bild – in
diesem Fall, Datenbild x – von
der Maschine an die Zentrale gesandt wird. Daraufhin erfolgt im
dargestellten Beispiel ein Bedienereingriff in die Maschinensteuerung,
dadurch dass an der Zentrale eine Taste betätigt wird, welches eine Änderung
im gezeigten Datenbild veranlasst. Diese Handlung wird gemäss dem Schema
nach der 11 (Angabe
vom Anfang und Ende der Betätigung)
an die Maschine mitgeteilt. Die Session kann dann mittels einer
entsprechenden Übertragung
von der Zentrale an die Maschine abgebrochen werden (unterster Pfeil
in der 12), obwohl dies
nicht prinzipiell erforderlich ist.
-
Zu
bemerken ist, dass die Zentrale gemäss dem in der Maschine programmierten
Bedienungskonzept arbeitet. In diesem Beispiel wurde ein Konzept
gemäss
den 5 und 6 angenommen, d.h. es werden
Datenbilder seriell gemäss
einem Menü aufgerufen,
wobei diese Bilder in einer vorgegebenen Reihenfolge (oder allenfalls
in der umgekehrten Reihenfolge) aufgerufen werden müssen. Dieses
Bedienungskonzept ist hier bloss als Beispiel verwendet worden.
-
"Browser Funktion" der Zentrale
-
Die
Software der Zentrale arbeitet "browser-artig" um Informationen
von den Maschinen der Anlage zu gewinnen. Die Maschinensteuerungen
arbeiten daher "host-artig", indem sie reagieren
auf die Anfragen aus der Zentrale durch das Absenden, oder zumindest
das zur Verfügung
stellen, von den angeforderten Informationen aufbereitet in einem
geeigneten Übertragungsformat.
Den Maschinen werden somit jeweilige Adressen zugeordnet, die an
der Zentrale selektiv gewählt
werden können,
um die entsprechende Kommunikationsverbindung über das Netzwerk aufbauen zu
lassen. Jede Maschinensteuerung muss natürlich in der Lage sein, die
eigene Abfrageadresse zu erkennen, wenn die entsprechenden Signale
von der Zentrale aus über
das Netzwerk gesandt werden. Die Verbindung soll kontinuierlich
oder quasi-kontinuierlich während
einer "Abfrage-Session" bestehenbleiben,
d.h. solange die Zentrale von der Bedienung instruiert wird, Informationen
von einer gewählten
Maschinen aufzurufen bzw. Informationen an diese Maschine zu übertragen.
Dadurch wird es der Zentrale ermöglicht,
durch die Datenbilder in den Speichern der Maschinensteuerung zu "scrollen". Die Kommunikationsverbindung
sollte derart gestaltet sein, dass die Anforderungen bezüglich Antwortgeschwindigkeiten
an der Zentrale erfüllt
werden können.
-
Eine
strenge Prioritätsregel
für Bedienungsschritte,
die einerseits an der Zentrale bzw. andrerseits an der Maschine
unternommen werden, ist nicht nötig,
kann aber vorgesehen werden. Es kann z.B. festgelegt werden, dass
- – die
erteilten Befehle (an der Maschine oder an der Zentrale) in der
Reihenfolge der Eingabe ausgeführt werden,
oder
- – die
an der Maschine erteilten Befehle zuerst ausgeführt werden, oder
- – die
an der Zentrale erteilten Befehle zuerst ausgeführt werden.
-
Die
Fernbedienung der Maschine von der Zentrale aus kann bei Bedarf
gesperrt werden – die
Bedienung der Zentrale arbeitet in diesem Fall nur als Betrachter
(Viewer). Im umgekehrten Fall könnte
auch die lokale Bedienung an der Maschine gesperrt und nur eine
Bedienung über
die Zentrale zugelassen werden, wobei dies nicht für sicherheitsrelevanten
Funktionen gelten darf.
-
"Zentrale" – entfernte
bzw. übergeordnete
Bedienungsstelle
-
Aus
den bisherigen Erklärungen
sollte klar sein, dass die "Zentrale" nicht mehr an einer
vorgegebenen Stelle (mit speziell ausgebauten Hardware- und Software-Ressourcen)
z.B. im "Meisterbüro" vorgesehen werden
muss. Vielmehr kann nun "irgendein" (käuflicher)
PC am Netzwerk (1 bzw. 2) für den Datenaustausch angehängt werden
und mit einer RemotePanelApplikation versehen werden – d.h. es
können
ohne weiteres mehrere geeignete PCs an verschiedenen Stellen im
Netz vorgesehen werden und es kann jeder derartige PC mit einer
ausgewählter
Maschine eine "Session" durchführen. Der "Client PC" muss nicht mal dazu
in der Anlage vorgesehen werden – er kann mittels einer geeigneten
Verbindung (z.B. über
das INTERNET) mit dem Netzwerk innerhalb der Anlage verbunden werden.
-
Fernsteuerung – Fernbedienung
-
Die
Erfindung befasst sich nicht direkt mit dem Ändern des Betriebszustands
der Maschine (mit der „Fernsteuerung"), sondern mit der
Frage der Bedienung/Anzeige, d.h. mit der Vermittlung zwischen dem
Betriebszustand der Maschine und der menschlichen Bedienung. Die
Vermittlung des Betriebszustands stellt ein Aufgabenbereich dar,
der von der Problematik der „Steuerung" losgelöst werden
kann.
-
In
jeder Maschine wird die Problematik (die Aufgabe) der Vermittlung
auf eine bestimmte Art und Weise („nach einem vorgegebenen Bedienungskonzept") gelöst. Die
Kernidee der Erfindung liegt nun darin, dass für jede vernetzte Maschine (gleichgültig wie
die Vermittlungsaufgabe für
diese Maschine gelöst
wurde) diejenige Lösung,
die für
eine abgefragte Maschine gewählt
wurde, beim Fernbedienen dieser Maschine auch für die Zentrale gelten wird.
Anders ausgedruckt, jede Maschine schickt „Vermittlungsdaten" (Bedienungs- bzw. Anzeigedaten)
nach dem eigenen Bedienungskonzept, wie auch immer dieses (maschinenindividuelle)
Konzept gestaltet ist, und die Zentrale muss damit fertig werden.
Nochmals anders ausgedruckt, das Bedienungskonzept wird für jede Maschine
in der Maschine festgelegt und die Zentrale, welche diese Maschine „bedienen" will, muss sich
dem jeweiligen Bedienungskonzept der gewählten Maschine anpassen.
-
Das
gewählte
Bedienungskonzept kann soweit möglich
von der Steuerungsapplikation unabhängig gestaltet werden – es ist
aber unvermeidbar, dass gewisse Elemente des Konzepts maschinenbezogen
bleiben (eine Karde wird nach wie vor anders als eine Ringspinnmaschine
gesteuert). Vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist die Verwendung
mäschinenneutraler
Bedienungselemente z.B. ein Element welches in einem Datenbild ("Einstellungsmaske") das „Weiterschalten" (bzw. „Ändern") ermöglicht,
gleichgültig
welcher Betriebsparameter momentan zum Neueinstellen gewählt wurde.
-
Es
spielt dabei an und für
sich keine Rolle, ob die Maschine programmiert ist, nur „ein einziges
aktuelles Bild aus dem Bedienungssystem" oder „den ganzen Inhalt des Bedienungssystems" an die Zentrale
zu senden. Es können
beide Möglichkeiten
innerhalb des Rahmens vom erfinderischen Konzept verwendet werden.
Das Grundkonzept der Erfindung kann auch mit verschiedener Formen
der „Rücksendung" von der Zentrale
verwendet werden. Es gibt für
diese Teilaufgabe viele denkbare Lösungen, wie
- – „Änderungssignale", wobei die Art und
Weise der Änderung
durch jede Maschine für
sich individuell ermittelt werden muss;
- – sofern
ein Wert einem erkennbaren Betriebsparameter zugeordnet werden kann, Übertragung
eines neuen Wertes für
diesen Parameter (der gewählte
Betriebsparameter muss sowohl in der Zentrale als auch in der Maschine „erkennbar" sein);
- – die
Zentrale ist in der Lage, die empfangenen Daten derart auszulegen,
dass maschinenspezifische Kommandos zurückgesandt werden können.
