EP1665192B1 - Method and device for communication with a plant - Google Patents

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Publication number
EP1665192B1
EP1665192B1 EP04765503.0A EP04765503A EP1665192B1 EP 1665192 B1 EP1665192 B1 EP 1665192B1 EP 04765503 A EP04765503 A EP 04765503A EP 1665192 B1 EP1665192 B1 EP 1665192B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
communication device
plant
operating time
battery
communication
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
EP04765503.0A
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German (de)
French (fr)
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EP1665192A1 (en
Inventor
Gottfried Rieger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1665192A1 publication Critical patent/EP1665192A1/en
Application granted granted Critical
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for communication with a system, in particular for operating and monitoring an automation system in industrial production.
  • Output devices or in other words observation devices, are, for example, warning lights, alphanumeric or graphic displays which inform the plant operator about the current state of the plant.
  • Input devices or in other words HMI devices, are e.g. Switches, knobs or keyboards for alphanumeric input that allow the operator to interact with the system.
  • HMI devices for the purpose of communication between user and equipment, so-called HMI devices, hereinafter referred to as communication devices, are fixed to the equipment itself or e.g. installed in the production hall where the system is located.
  • a typical communication device has a handy housing on which input and output devices are arranged. The data exchange with the system or with its control takes place via a permanently installed connection cable.
  • wired communication devices For very large or difficult to access systems wired communication devices are no longer manageable. For this purpose, there are mobile, ie freely movable, wirelessly communicating with the system and battery-powered communication devices, which handle the data exchange with the system via wireless connection.
  • the wireless communication devices must be equipped according to various industry standards with security features that help in case of danger, the safe state of the system can be achieved. For radio-based communication devices this is usually the so-called stop function.
  • the stop function is usually realized by a safety button on the communication device. Pressing this button causes the system to stop immediately.
  • the enabling function is triggered by a safe, two- or three-stage enabling button in order to activate safety-critical movements, such as those in the pressed or half-pressed position of the button. to trigger the process of a plant part or moving a robot arms.
  • a safe, two- or three-stage enabling button in order to activate safety-critical movements, such as those in the pressed or half-pressed position of the button. to trigger the process of a plant part or moving a robot arms.
  • the consent button By releasing or completely pressing (panic function) the consent button, the corresponding movement is stopped immediately, so to speak, the consent to this lifted.
  • a controlled deregistration of the mobile communication device from the system takes place, after which it is again transmitted via e.g. Fixed wired communication devices are operated and monitored, but continue to operate normally without triggering the safety shutdown. Also, known devices for the state of charge of the battery are present. The operator has to draw the right conclusions himself, e.g. stop operating and monitoring the system in good time using the mobile communication device and logging it out of the system properly so as not to activate the on-board safety functions.
  • the object of the invention is to provide a method and a device to allow the operator as possible to use the full battery capacity, and yet to avoid the battery shutdown caused by plant shutdown.
  • the object is achieved by a method for communication with a system, in particular for operating and monitoring an automation system in industrial production.
  • a battery-powered communication device is present to exchange data with the system.
  • the state of charge of the battery is determined and determined from the state of charge, the estimated remaining life of the communication device.
  • a measure is taken in the system or in the communication device.
  • a meaningful size is determined, which can be further processed in the system or in the communication device.
  • the time e.g. in minutes, provides much more useful information than the knowledge of the state of charge of the battery, e.g. in percent.
  • Due to the time determined measures can be taken in the system or in the communication device. These may e.g. consist in reducing the power consumption in the communication device by the brightness of a display located thereon is lowered. Or the user is displayed as a measure with sufficient remaining time no information about state of charge or remaining time. As a result, he is not distracted because he does not need to worry about the state of charge at this time. Other measures may be the issuing of an audible, visual or mechanical warning to the user, e.g. by honking, flashing or vibrating the communication device when approaching remaining time zero.
  • the threshold value can be set individually for each system. For example, if the operator needs little time to complete any work with the communication device, the threshold can be kept very low, so that, as a rule, ie for most battery states, the operator is never faced with any action. For residual maturities above the threshold value, the operator is not bothered, for example, the functionality of the communication device is completely given. The operator does not need to process additional information.
  • An advantageous measure is to display the remaining time to the operator.
  • the display can be permanent or only below a given threshold for the remaining time.
  • the indication of the remaining time in minutes is e.g. via an alphanumeric display on the communication device.
  • the user can assess much better, whether or which work he can still properly complete with the help of the communication device in the remaining time before the battery is completely emptied.
  • the user can use the almost full operating time of the communication device as possible and still log off the communication device in time at the plant, i. properly release control of the mobile communication device, avoiding the system's automatic shutdown of the entire system.
  • the functionality of the communication device is changed as a function of the remaining time.
  • the functionality it is possible to guide the user purposefully and to take decisions from him. For example, the user can never trigger functions on the system via the communication device, which can not be locked within the determined remaining term. This avoids that the user triggers an excessively long process, which would inevitably lead to the activation of the system-side safety functions due to tearing off of the radio contact after battery depletion. The user can not accidentally activate such operations.
  • a plurality of threshold values are predetermined and the functionality of the communication device is successively changed upon reaching each threshold value.
  • a targeted user guidance on the communication device can be realized, in which, for example, its functionality is gradually reduced, for example, with decreasing remaining time.
  • the operator must restrict himself increasingly in the operation of the plant. As a result, he can be led to an always safe use of the communication device, whereby much responsibility for incorrect operation of the communication device is taken away.
  • Escalation levels are implemented in the communication device, ranging from an unrestricted normal operation over warnings and restrictions of functionality to automatic intervention in the triggered by the communication device functions or stopping the system.
  • the functionality is changed in such a way that a consent function that can be triggered by the communication device on the system is forcibly deactivated. As of a certain remaining time, a possibly given by the user approval function is automatically canceled and is not re-activated. This prevents the operator, for example, from carrying out safety-relevant movements in a system for which he no longer has enough time at the communication device. Safe plant operation is always granted here.
  • the functionality is changed in such a way that a stop function that can be triggered by the communication device on the system is forcibly activated. This is e.g. a final level of security given to trigger the safe plant downtime, if the user has overlooked despite all warnings about the remaining time remaining before the complete emptying of the battery, and the inevitable associated demolition of the radio link control of the mobile communication device defined.
  • the object is further achieved by a device for communication with a system, in particular for operating and monitoring an automation system in industrial production.
  • the device has a battery-containing Communication device for exchanging data with the system. It also has a measuring device for determining the state of charge of the battery and the expected remaining life of the communication device. In addition, it has a cooperating with the measuring device control device for taking action in the system or in the communication device.
  • the battery is usually a rechargeable battery.
  • the measuring device may e.g. a standard module for state of charge measurement of the accumulator be, which is partly already integrated in the accumulator itself today.
  • a current sensor for determining the current power consumption of the communication device, possibly linked to a program module in the operating software of the communication device so the calculation of the remaining time can be done.
  • the control device is also realized, for example, as a program module or else a corresponding control IC, which emits various electrical control signals depending on the state of charge.
  • a threshold value switch is included in the device, which cooperates with the measuring device and the control device.
  • This is e.g. realized as an electrical comparator or as a program module and triggers depending on the remaining time by the delivery of a control signal from a measure.
  • the device has a display device for the remaining time.
  • This may be a separate display in the form of a light bar labeled with times, but also the display of the time display in an existing anyway on the communication device alphanumeric display.
  • a switch is provided in the device, which cooperates with the measuring device and so is coupled to the remaining term.
  • the switch may be, for example, a program module of the operating software located in the communication device in order to change the functionality of the communication device.
  • An advantageous embodiment of the device provides a deactivatable by the switch enable switch. Is e.g. provided as a measure the deactivation of the enabling function, the enabling switch can be deactivated by the switch, that is, the electrical contact in the enabling switch is completely interrupted. Even a pressure on the consent switch no longer leads to an electrical connection and the consent is canceled and can no longer be activated.
  • the contact on the stop button can be closed without the switch actually being depressed by the user. This is similar to a forced pressure on the stop button.
  • Fig. 1 shows a plant 2 for industrial production with a communication device 4 in a partially broken representation for wireless data exchange with the system 2.
  • the wireless data exchange takes place via a radio link 6 between two, attached to the system 2 and the communication device 4 antennas 8 and 10th
  • the communication device 4 has on its upper side 12 a centrally arranged, rectangular display 14. Left and right of the display 14 are parallel to the display edge arranged control buttons 16, of which Fig. 1 only the two left are visible. Parallel to the bottom of the display 14 two enabling buttons 18 are arranged at the lower edge. Above the display 14, a stop button 20 is attached to the communication device 4.
  • a measuring device 26 for determining the state of charge of the accumulator 22 is connected to the accumulator 22 via a measuring line 24.
  • the measuring device 26 is connected to a control device 28.
  • the control device 28 is in turn connected via control lines 30 and 32 to the enabling buttons 18 and the stop button 20.
  • a changeover switch 33 is integrated, which is also connected to the measuring device 26.
  • the changeover switch 33 serves to influence the functionality of the communication device 4, that is, for example, to influence the display 14 and the function of the button 16 and enabling button 18.
  • the switch 33 thus has an influence on the running in the communication device 4 or the system 2 control software.
  • a pressure on the stop button 20 causes in the system 2 an immediate plant standstill.
  • the functionality of the stop button 20 thus corresponds to that of an industry standard red and yellow emergency stop button.
  • the stop button 20 since it works only battery-dependent and its release is transmitted only via an insecure radio link 6 to the system 2, not red-yellow.
  • the control buttons 16 and enabling button 18 are assigned depending on the programming of the system or the communication device 4 and the respective state of the running in the communication device 4 operating program with various functions, it is called softkeys.
  • the enabling buttons 18 are associated with safety-relevant functions, which are activated only during the holding of the enabling button 18. For example, the pressure on the left enabling button 18 causes the procedure of a robot arm in the system 2. By releasing the corresponding button 18, this movement stops immediately.
  • the stop button 20 can be activated, so the system 2 are stopped, without this is actually pressed mechanically.
  • the control lines 30, however, cause a withdrawal of the consent function in the enabling buttons 18, so its deactivation, without that they are actually released. Also renewed pressure on the enabling button 18 causes no renewed consent function.
  • the display 14 is a graphics-capable matrix display, which is also freely programmable depending on the software program in the system 2 or in the communication device 4.
  • a charge indicator 34 which reflects the state of charge of the accumulator 22 in the communication device 4.
  • Fig. 1 the accumulator is charged to about three quarters, so six of the eight segments 36 of the charging indicator 32 are shown as black bars.
  • This display takes the communication device 4 serving user that sufficient energy in the accumulator 22 is available to work initially with the communication device 4 without restriction.
  • Fig. 2 shows a mobile, portable communication device 4 in an alternative, round embodiment with a total of eight Control buttons 16 and five enabling buttons 18.
  • the communication device 4 is shown in plan view.
  • Fig. 2a the accumulator 22 is fully charged, so all eight segments 36 of the charging indicator 34 are shown as black bars.
  • the state of charge of the accumulator 22 drops, whereupon the segments 36 of the charging indicator 34, starting from the left, gradually go out.
  • the residual time of the communication device 4 is constantly determined internally and transmitted to the control device 28 and monitored by it so to speak.
  • the calculation of the remaining time is carried out in the communication device 4 in the measuring device 26 from the state of charge of the accumulator 22, the resulting amount of final energy in the accumulator 22 and the current power consumption of the communication device 4 per unit time, either as fixed empirical value or measured by an ammeter not shown.
  • Fig. 1b is determined as the maximum remaining time a time of 30min. Four of the eight segments 36 are extinguished, the accumulator 22 has thus dropped to about half its state of charge.
  • the threshold value the value of 30 minutes residual maturity is set in the control device 28. Therefore, the following measure is taken at this time by the control device 28: Upon reaching the remaining term of 30 minutes, the expected remaining maximum remaining term of the communication device 4 is displayed in a status line 38 below the charging display 34 in alphanumeric representation.
  • a warning window 40 is displayed on the display 14.
  • the user is informed by the text message "Critical battery status reached" that the accumulator 22 has fallen to a critical state of charge, in this case half the emptying of the accumulator 22 is reached.
  • the user is additionally advised to note from now on the remaining time during which the communication device 4 is still operational.
  • the warning window 40 which covers, for example, process information of the plant shown on the display 14, can be made to disappear by pressing a control knob 16.
  • the jam line 38 remains displayed during the 30-minute remaining term of the communication device 4. From this point on, the jam line 38 thus provides the user with more precise information about the remaining operating time than the charge indicator 34. If the accumulator 22 is as shown in FIG Fig.1 or 2a loaded more than half, which corresponds to a remaining time of more than 30 minutes, on the other hand, no status line 38 is displayed in order not to bother the user with unnecessary information.
  • Fig. 1b the full safety-relevant functionality of the communication device 4 is still available, ie that all enabling buttons 18 and the stop button 20 are ready for operation.
  • the functionality of some control buttons 16, however, is changed so that they in Fig. 2b no longer trigger a function.
  • the blocked functions are intended to trigger events in the Appendix 2, which last longer than 30 minutes, and thus exceed the remaining term of the communication device 4. In order for the user to perform these operations in Fig. 2b is no longer accidentally triggered, which would necessarily lead to a loss of control after 30 minutes, these functions are no longer available.
  • a further threshold value is stored in the control unit 28 in the communication device 4, in which a warning window 40 appears again in the display 14 as a measure.
  • the warning message indicates that from now on the enabling buttons 18 are deactivated.
  • an enabling button 18, which is held depressed at this moment, is deactivated, ie the enabling function is immediately withdrawn via the control line 30, which leads to an immediate stop of the movement on the system 2 caused by it.
  • no safety-critical function on the other enabling button 18 can be triggered more.
  • the alert window 40 also informs the operator that the stop button 20 is still operational, but the stop function on the system is not activated, so the system is still in normal operating condition. A pressure on the stop button 20 would still cause the immediate plant downtime.
  • the warning window 40 since it is in this case already a critical warning of the user, displayed flashing, accompanied by audible warning tones from a speaker, not shown, and by vibration of the communication device 4, namely by vibration of the accumulator 22. This draws the user's attention to the display 14, even if he does not see it there, as he is e.g. Annex 2 is observed.
  • the stop function on the system 2 activated ie the system 2 from the communication device 4 stopped defined. This is done by a threshold value of one minute in the control device 28 as a measure and is achieved by the activation of the stop button 20 via the control line 32. The operator is informed this again via a warning window 40, which no longer, as in Fig. 1b and c can be removed by pressing a button on a control knob 16.
  • the user of the communication device 4 only has the option of connecting it again, for example, to an accumulator charging station, not shown, or at least switching it off within the last operating minute in order to avoid a total discharge of the accumulator 22.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kommunikation mit einer Anlage, insbesondere zum Bedienen und Beobachten einer Automatisierungsanlage in der industriellen Fertigung.The invention relates to a method and a device for communication with a system, in particular for operating and monitoring an automation system in industrial production.

Industrielle Automatisierungsanlagen benötigen mit ihnen in Verbindung stehende Ein- oder Ausgabegeräte, um betrieben werden zu können; hierbei handelt es sich um die sogenannte Prozesskopplung. Ausgabegeräte, oder mit anderen Worten Beobachtungsgeräte, sind zum Beispiel Kontrollleuchten, alphanumerische oder graphische Displays, die den Anlagenbediener über den aktuellen Anlagenzustand informieren. Eingabegeräte, oder mit anderen Worten Bediengeräte, sind z.B. Schalter, Drehknöpfe oder Tastaturen zur alphanumerischen Eingabe, die es dem Bediener ermöglichen, auf die Anlage einzuwirken.Industrial automation equipment requires associated input or output devices to operate; this is the so-called process coupling. Output devices, or in other words observation devices, are, for example, warning lights, alphanumeric or graphic displays which inform the plant operator about the current state of the plant. Input devices, or in other words HMI devices, are e.g. Switches, knobs or keyboards for alphanumeric input that allow the operator to interact with the system.

In herkömmlicher Weise sind zum Zweck der Kommunikation zwischen Benutzer und Anlage sogenannte Bedien- und Beobachtungsgeräte, im folgenden kurz Kommunikationsgerät genannt, fest an der Anlage selbst oder z.B. in der Fertigungshalle, in der sich die Anlage befindet, installiert. Ein typisches Kommunikationsgerät weist ein handliches Gehäuse auf, an dem Ein- und Ausgabegeräte angeordnet sind. Der Datenaustausch mit der Anlage bzw. mit deren Steuerung erfolgt über eine fest installierte Anschlussleitung.Conventionally, for the purpose of communication between user and equipment, so-called HMI devices, hereinafter referred to as communication devices, are fixed to the equipment itself or e.g. installed in the production hall where the system is located. A typical communication device has a handy housing on which input and output devices are arranged. The data exchange with the system or with its control takes place via a permanently installed connection cable.

Bei sehr großen oder schwer zugänglichen Anlagen sind kabelgebundene Kommunikationsgeräte nicht mehr handhabbar. Hierzu existieren mobile, also frei bewegliche, drahtlos mit der Anlage kommunizierende und batteriebetriebene Kommunikationsgeräte, welche den Datenaustausch mit der Anlage per Funkverbindung abwickeln.For very large or difficult to access systems wired communication devices are no longer manageable. For this purpose, there are mobile, ie freely movable, wirelessly communicating with the system and battery-powered communication devices, which handle the data exchange with the system via wireless connection.

Die drahtlos arbeitenden Kommunikationsgeräte müssen gemäß verschiedener Industrienormen mit Sicherheitsfunktionen ausgestattet sein, mit Hilfe derer im Gefahrenfalle der sichere Anlagenzustand erreicht werden kann. Für funkbasierte Kommunikationsgeräte handelt es sich hierbei meist um die sogenannte Stoppfunktion. Die Stoppfunktion wird in der Regel durch einen Sicherheitstaster am Kommunikationsgerät realisiert. Ein Druck auf diesen Taster bewirkt den sofortigen Stillstand der Anlage.The wireless communication devices must be equipped according to various industry standards with security features that help in case of danger, the safe state of the system can be achieved. For radio-based communication devices this is usually the so-called stop function. The stop function is usually realized by a safety button on the communication device. Pressing this button causes the system to stop immediately.

Am Kommunikationsgerät können auch sogenannte Zustimmfunktionen vorgesehen sein sein. Durch einen sicheren, zwei- bzw. dreistufigen Zustimmtaster wird die Zustimmfunktion ausgelöst, um in der gedrückten bzw. halbgedrückten Position des Tasters sicherheitskritische Bewegungen, wie z.B. das Verfahren eines Anlagenteils oder das Bewegen eines Roboterarmen auszulösen. Durch Loslassen bzw. komplettes Durchdrücken (Panikfunktion) des Zustimmtasters wird die entsprechende Bewegung sofort gestoppt, sozusagen die Zustimmung hierzu aufgehoben.At the communication device also so-called consent functions can be provided. The enabling function is triggered by a safe, two- or three-stage enabling button in order to activate safety-critical movements, such as those in the pressed or half-pressed position of the button. to trigger the process of a plant part or moving a robot arms. By releasing or completely pressing (panic function) the consent button, the corresponding movement is stopped immediately, so to speak, the consent to this lifted.

Bei kabellos arbeitenden, und daher batteriebetriebenen Kommunikationsgeräten ist nun naturgemäß die Einsatzdauer durch die in der Batterie bzw. dem Akkumulator gespeicherte Energie begrenzt. Ein vollständiges Entleeren der Batterie hätte zur Folge, dass die Kommunikation zwischen Kommunikationsgerät und Anlage abbräche und folglich keine Information mehr zur Anlage übermittelt würde. Die am Kommunikationsgerät kurz vor Abbruch der Verbindung gegebene Zustimmung könnte nicht mehr zurückgenommen werden oder die Stoppfunktion nicht mehr ausgelöst werden. Heute gängige Lösungen weisen anlageseitig zusätzlich Sicherungsmechanismen auf, die z.B. bei Abbruch der Funkverbindung zum Kommunikationsgerät den sofortigen Anlagenstillstand und somit auch die Zurücknahme jeder Zustimmung zur Folge haben.When working wirelessly, and therefore battery-powered communication devices now the duration of use is naturally limited by the energy stored in the battery or the accumulator. A complete emptying of the battery would mean that the communication between the communication device and the system would stop and consequently no information would be transmitted to the system. The given at the communication device shortly before the termination of the connection agreement could not be withdrawn or the stop function can not be triggered. Today common solutions have additional security mechanisms on the plant side, which, for example, when the radio connection to the communication device is aborted, result in the immediate plant shutdown and thus also the withdrawal of any consent.

Bei laufender Produktion ist jedoch ein Anlagenstillstand aus Kosten- und Aufwandsgründen möglichst zu vermeiden. Somit gilt es vor allem zu vermeiden, dass die Anlage nur wegen Entleerung der Batterie im mobilen Kommunikationsgerät, und nicht wegen einer tatsächlichen Gefahrensituation angehalten wird.With ongoing production, however, a plant shutdown for cost and effort reasons is to be avoided as far as possible. Thus, it is important to avoid that the system is stopped only because of emptying of the battery in the mobile communication device, and not because of an actual hazardous situation.

Normalerweise erfolgt ohne Abriss der Funkverbindung eine kontrollierte Abmeldung des mobilen Kommunikationsgerätes von der Anlage, worauf diese wieder über z.B. festinstallierte kabelgebundene Kommunikationsgeräte bedient und beobachtet wird, aber normal, ohne Auslösen der Sicherheitsabschaltung weiterläuft. Auch sind an bekannten Kommunikationsgeräten Anzeigen für den Ladezustand der Batterie vorhanden. Der Bediener muss hieraus selbst die richtigen Schlüsse ziehen, z.B. rechtzeitig die Bedienung und Beobachtung der Anlage mit Hilfe des mobilen Kommunikationsgerätes beenden, und dieses ordnungsgemäß von der Anlage abmelden, um nicht die anlageneigenen Sicherheitsfunktionen zu aktivieren.Normally, without demolition of the radio link, a controlled deregistration of the mobile communication device from the system takes place, after which it is again transmitted via e.g. Fixed wired communication devices are operated and monitored, but continue to operate normally without triggering the safety shutdown. Also, known devices for the state of charge of the battery are present. The operator has to draw the right conclusions himself, e.g. stop operating and monitoring the system in good time using the mobile communication device and logging it out of the system properly so as not to activate the on-board safety functions.

Aus der WO 02/49509 A2 - Flaherty et al. "Medical Apparatus Remote Control and Method" ist eine Fernsteuerung für ein medizinisches Gerät bekannt, bei der solche Funktionen, die nicht der Steuerung des Gerätes dienen, mit nachlassender Batteriespannung deaktiviert werden.From the WO 02/49509 A2 Flaherty et al. "Medical Apparatus Remote Control and Method" is a remote control for a medical device is known in which such functions that are not used to control the device, are deactivated with decreasing battery voltage.

Aus der Druckschrift US 5,587,924 - Rossi "Automatic System for Handling Batteries" ist eine Meßeinrichtung bekannt, mit der die Restlaufzeit eines batteriebetriebenen Gerätes abgeschätzt werden kann.From the publication US 5,587,924 - Rossi "Automatic System for Handling Batteries" is a measuring device with which the remaining life of a battery-powered device can be estimated.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung anzugeben, um dem Bediener möglichst die Nutzung der vollen Batteriekapazität zu ermöglichen, und dennoch den durch Batterieentleerung bedingten Anlagenstillstand zu vermeiden.The object of the invention is to provide a method and a device to allow the operator as possible to use the full battery capacity, and yet to avoid the battery shutdown caused by plant shutdown.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Kommunikation mit einer Anlage, insbesondere zum Bedienen und Beobachten einer Automatisierungsanlage in der industriellen Fertigung. Bei diesem Verfahren ist zum Austausch von Daten mit der Anlage ein batteriebetriebenes Kommunikationsgerät vorhanden. Der Ladezustand der Batterie wird ermittelt und aus dem Ladezustand die voraussichtliche Restlaufzeit des Kommunikationsgerätes ermittelt. Abhängig von der ermittelten Restlaufzeit wird in der Anlage oder im Kommunikationsgerät eine Maßnahme ergriffen.The object is achieved by a method for communication with a system, in particular for operating and monitoring an automation system in industrial production. In this method, a battery-powered communication device is present to exchange data with the system. The state of charge of the battery is determined and determined from the state of charge, the estimated remaining life of the communication device. Depending on the residual time determined, a measure is taken in the system or in the communication device.

Durch die ermittelte Restlaufzeit des Kommunikationsgerätes, also die Zeit, die dessen Benutzer noch verbleibt, um mit der Anlage drahtlos zu kommunizieren, ist eine aussagekräftige Größe ermittelt, die in der Anlage oder im Kommunikationsgerät weiterverarbeitet werden kann. Die Zeit, z.B. in Minuten, liefert wesentlich nützlichere Information als das Wissen um den Ladezustand der Batterie, z.B. in Prozent.Due to the determined remaining term of the communication device, so the time his user still remains to communicate wirelessly with the system, a meaningful size is determined, which can be further processed in the system or in the communication device. The time, e.g. in minutes, provides much more useful information than the knowledge of the state of charge of the battery, e.g. in percent.

Aufgrund der ermittelten Zeit können in der Anlage oder im Kommunikationsgerät Maßnahmen ergriffen werden. Diese können z.B. darin bestehen, den Stromverbrauch im Kommunikationsgerät zu senken, indem die Helligkeit eines daran befindlichen Displays erniedrigt wird. Oder dem Benutzer wird als Maßnahme bei ausreichender Restlaufzeit keine Informationen über Ladezustand oder Restlaufzeit angezeigt. Hierdurch wird er nicht abgelenkt, da er sich zu dieser Zeit um den Ladezustand nicht zu sorgen braucht. Andere Maßnahmen können die Ausgabe einer akustischen, optischen oder mechanischen Warnung an den Benutzer sein, z.B. durch Hupen, Blinken oder Vibrieren des Kommunikationsgerätes bei Annäherung an Restlaufzeit Null.Due to the time determined measures can be taken in the system or in the communication device. These may e.g. consist in reducing the power consumption in the communication device by the brightness of a display located thereon is lowered. Or the user is displayed as a measure with sufficient remaining time no information about state of charge or remaining time. As a result, he is not distracted because he does not need to worry about the state of charge at this time. Other measures may be the issuing of an audible, visual or mechanical warning to the user, e.g. by honking, flashing or vibrating the communication device when approaching remaining time zero.

Besonders vorteilhaft ist die Vorgabe eines Schwellwertes für die Restlaufzeit und die Ergreifung der Maßnahme bei Erreichen des Schwellwertes. Der Schwellwert kann hierbei individuell für jede Anlage eingestellt werden. Benötigt der Bediener z.B. nur wenig Zeit, um jedwede Arbeit mit dem Kommunikationsgerät abzuschließen, so kann der Schwellwert sehr niedrig gehalten werden, so dass im Regelfall, d.h. für die meisten Ladezustände der Batterie, der Bediener nie mit Maßnahmen konfrontiert ist. Für Restlaufzeiten oberhalb des Schwellwertes wird der Bediener z.B. nicht belästigt, die Funktionalität des Kommunikationsgerätes ist vollständig gegeben. Der Bediener braucht keine zusätzlichen Informationen zu verarbeiten.Particularly advantageous is the specification of a threshold value for the residual maturity and the seizure of the measure upon reaching the threshold. The threshold value can be set individually for each system. For example, if the operator needs little time to complete any work with the communication device, the threshold can be kept very low, so that, as a rule, ie for most battery states, the operator is never faced with any action. For residual maturities above the threshold value, the operator is not bothered, for example, the functionality of the communication device is completely given. The operator does not need to process additional information.

Eine vorteilhafte Maßnahme ist, dem Bediener die Restlaufzeit anzuzeigen. Die Anzeige kann dauerhaft oder nur unterhalb eines gegebenen Schwellwertes für die Restlaufzeit erfolgen.An advantageous measure is to display the remaining time to the operator. The display can be permanent or only below a given threshold for the remaining time.

Die Anzeige der Restlaufzeit in Minuten erfolgt z.B. über ein alphanumerisches Display am Kommunikationsgerät.The indication of the remaining time in minutes is e.g. via an alphanumeric display on the communication device.

Bei Anzeige der Restlaufzeit anstelle des Ladezustandes der Batterie, z.B. in Prozent, kann der Benutzer wesentlich besser einschätzen, ob oder welche Arbeiten er mit Hilfe des Kommunikationsgerätes in der verbleibenden Restlaufzeit noch ordnungsgemäß abschließen kann, bevor die Batterie gänzlich entleert ist. Der Benutzer kann so möglichst die nahezu volle Betriebsdauer des Kommunikationsgerätes nutzen und das Kommunikationsgerät dennoch rechtzeitig bei der Anlage abmelden, d.h. die Kontrolle vom mobilen Kommunikationsgerät ordnungsgemäß abgeben, und so die automatische anlagenseitige Sicherheitsabschaltung der gesamten Anlage vermeiden.If the remaining time is displayed instead of the state of charge of the battery, e.g. in percent, the user can assess much better, whether or which work he can still properly complete with the help of the communication device in the remaining time before the battery is completely emptied. The user can use the almost full operating time of the communication device as possible and still log off the communication device in time at the plant, i. properly release control of the mobile communication device, avoiding the system's automatic shutdown of the entire system.

Erfindungsgemäß wird als Maßnahme die Funktionalität des Kommunikationsgerätes abhängig von der Restlaufzeit geändert. Durch die Änderung der Funktionalität ist es möglich, den Benutzer gezielt zu führen und ihm Entscheidungen abzunehmen. Z.B. kann der Benutzer über das Kommunikationsgerät nie Funktionen an der Anlage auslösen, die nicht innerhalb der ermittelten Restlaufzeit abschließbar sind. So wird vermieden, dass der Benutzer einen zu lange dauernden Vorgang auslöst, der zwangsläufig zur Aktivierung der anlagenseitigen Sicherheitsfunktionen wegen Abreißen des Funkkontaktes nach Batterieentleerung führen würde. Der Benutzer kann derartige Vorgänge auch nicht versehentlich aktivieren.According to the invention, the functionality of the communication device is changed as a function of the remaining time. By changing the functionality, it is possible to guide the user purposefully and to take decisions from him. For example, the user can never trigger functions on the system via the communication device, which can not be locked within the determined remaining term. This avoids that the user triggers an excessively long process, which would inevitably lead to the activation of the system-side safety functions due to tearing off of the radio contact after battery depletion. The user can not accidentally activate such operations.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere Schwellwerte vorgegeben und bei Erreichen jedes Schwellwertes die Funktionalität des Kommunikationsgerätes sukzessive geändert. Hierdurch kann eine gezielte Benutzerführung am Kommunikationsgerät realisiert werden, in dem z.B. dessen Funktionalität sukzessive, z.B. mit abnehmender Restlaufzeit immer stärker beschränkt wird. So muss sich der Bediener mit abnehmender Restlaufzeit immer mehr in der Anlagenbedienung einschränken. Hierdurch kann er zu einer stets sicheren Benutzung des Kommunikationsgerätes geführt werden, wodurch ihm viel Verantwortung für Fehlbedienung des Kommunikationsgerätes abgenommen wird.In a preferred embodiment, a plurality of threshold values are predetermined and the functionality of the communication device is successively changed upon reaching each threshold value. In this way, a targeted user guidance on the communication device can be realized, in which, for example, its functionality is gradually reduced, for example, with decreasing remaining time. Thus, with decreasing remaining running time, the operator must restrict himself increasingly in the operation of the plant. As a result, he can be led to an always safe use of the communication device, whereby much responsibility for incorrect operation of the communication device is taken away.

Durch die sukzessive Änderung der Funktionalität können z.B. Eskalationsstufen im Kommunikationsgerät realisiert werden, die von einem uneingeschränkten Normalbetrieb über Warnungen und Einschränkungen der Funktionalität bis hin zum automatischen Eingriff in die durch das Kommunikationsgerät auslösbaren Funktionen oder das Anhalten der Anlage reichen.By successively changing the functionality, e.g. Escalation levels are implemented in the communication device, ranging from an unrestricted normal operation over warnings and restrictions of functionality to automatic intervention in the triggered by the communication device functions or stopping the system.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Funktonalität dahingehend geändert, das eine durch das Kommunikationsgerät an der Anlage auslösbare Zustimmfunktion zwangsdeaktiviert wird. Ab einer bestimmten Restlaufzeit wird somit eine eventuell vom Benutzer gegebene Zustimmfunktion automatisch aufgehoben und ist auch nicht wieder aktivierbar. Dies hindert den Bediener beispielsweise daran, noch sicherheitsrelevante Verfahrbewegungen in einer Anlage auszuführen, zu denen ihm nicht mehr genügend Zeit am Kommunikationsgerät zur Verfügung steht. Ein sicherer Anlagenbetrieb ist hierbei stets gewährt.In a preferred embodiment, the functionality is changed in such a way that a consent function that can be triggered by the communication device on the system is forcibly deactivated. As of a certain remaining time, a possibly given by the user approval function is automatically canceled and is not re-activated. This prevents the operator, for example, from carrying out safety-relevant movements in a system for which he no longer has enough time at the communication device. Safe plant operation is always granted here.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Funktionalität dahingehend geändert, dass eine durch das Kommunikationsgerät an der Anlage auslösbare Stoppfunktion zwangsaktiviert wird. Hierdurch ist z.B. eine letzte Sicherheitsstufe gegeben, um den sicheren Anlagenstillstand auszulösen, falls der Benutzer trotz sämtlicher Warnungen über die verbliebene Restlaufzeit übersehen hat, vor der vollständigen Entleerung der Batterie, und dem damit zwangsläufig verbundenen Abriss der Funkstrecke die Kontrolle vom mobilen Kommunikationsgerät definiert abzugeben.In a further preferred embodiment, the functionality is changed in such a way that a stop function that can be triggered by the communication device on the system is forcibly activated. This is e.g. a final level of security given to trigger the safe plant downtime, if the user has overlooked despite all warnings about the remaining time remaining before the complete emptying of the battery, and the inevitable associated demolition of the radio link control of the mobile communication device defined.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Einrichtung zur Kommunikation mit einer Anlage, insbesondere zum Bedienen und Beobachten einer Automatisierungsanlage in der industriellen Fertigung. Die Einrichtung weist ein eine Batterie enthaltendes Kommunikationsgerät zum Austausch von Daten mit der Anlage auf. Sie weist darüber hinaus eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Ladezustands der Batterie und der voraussichtlichen Restlaufzeit des Kommunikationsgerätes auf. Außerdem weist sie eine mit der Messeinrichtung zusammenwirkende Steuereinrichtung zur Ergreifung von Maßnahmen in der Anlage oder im Kommunikationsgerät auf.The object is further achieved by a device for communication with a system, in particular for operating and monitoring an automation system in industrial production. The device has a battery-containing Communication device for exchanging data with the system. It also has a measuring device for determining the state of charge of the battery and the expected remaining life of the communication device. In addition, it has a cooperating with the measuring device control device for taking action in the system or in the communication device.

Die Batterie ist im Regelfall ein wiederaufladbarer Akkumulator. Die Messeinrichtung kann z.B. ein Standardmodul zur Ladezustandmessung des Akkumulators sein, welches heute teilweise bereits im Akkumulator selbst integriert ist. In Verbindung mit z.B. einem Stromsensor zur Ermittlung des aktuellen Strombedarfs des Kommunikationsgerätes, eventuell verknüpft mit einem Programmmodul in der Betriebssoftware des Kommunikationsgerätes kann so die Berechnung der Restlaufzeit erfolgen. Die Steuereinrichtung ist beispielsweise ebenfalls als Programmmodul realisiert oder auch ein entsprechendes Steuer-IC, welches je nach Ladezustand verschiedene elektrische Steuersignale abgibt.The battery is usually a rechargeable battery. The measuring device may e.g. a standard module for state of charge measurement of the accumulator be, which is partly already integrated in the accumulator itself today. In connection with e.g. a current sensor for determining the current power consumption of the communication device, possibly linked to a program module in the operating software of the communication device so the calculation of the remaining time can be done. The control device is also realized, for example, as a program module or else a corresponding control IC, which emits various electrical control signals depending on the state of charge.

Besonders vorteilhaft ist in der Einrichtung ein Schwellwertschalter enthalten, der mit der Messeinrichtung und der Steuereinrichtung zusammenwirkt. Dieser ist z.B. als elektrischer Komparator oder als Programmmodul realisiert und löst abhängig von der Restlaufzeit durch die Abgabe eines Steuersignals eine Maßnahme aus.Particularly advantageously, a threshold value switch is included in the device, which cooperates with the measuring device and the control device. This is e.g. realized as an electrical comparator or as a program module and triggers depending on the remaining time by the delivery of a control signal from a measure.

Vorteilhaft ist auch, wenn die Einrichtung eine Anzeigeeinrichtung für die Restlaufzeit aufweist. Dies kann eine separate Anzeige in Form eines mit Zeitangaben beschrifteten Leuchtbalkens sein, aber auch die Einblendung der Zeitanzeige in ein sowieso am Kommunikationsgerät vorhandenes alphanumerisches Display.It is also advantageous if the device has a display device for the remaining time. This may be a separate display in the form of a light bar labeled with times, but also the display of the time display in an existing anyway on the communication device alphanumeric display.

In vorteilhafter Weise ist in der Einrichtung ein Umschalter vorgesehen, der mit der Messeinrichtung zusammenwirkt und so an die Restlaufzeit gekoppelt ist. Der Umschalter kann z.B. ein Programmmodul der im Kommunikationsgerät befindlichen Betriebssoftware sein, um die Funktionalität des Kommunikationsgerätes zu ändern.Advantageously, a switch is provided in the device, which cooperates with the measuring device and so is coupled to the remaining term. The switch may be, for example, a program module of the operating software located in the communication device in order to change the functionality of the communication device.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht einen durch den Umschalter deaktivierbaren Zustimmschalter vor. Ist z.B. als Maßnahme die Deaktivierung der Zustimmfunktion vorgesehen, so kann der Zustimmschalter durch den Umschalter deaktiviert werden, das heißt der elektrische Kontakt im Zustimmschalter wird gänzlich unterbrochen. Auch ein Druck auf den Zustimmschalter führt so nicht mehr zu einer elektrischen Verbindung und die Zustimmung ist aufgehoben und kann auch nicht mehr aktiviert werden.An advantageous embodiment of the device provides a deactivatable by the switch enable switch. Is e.g. provided as a measure the deactivation of the enabling function, the enabling switch can be deactivated by the switch, that is, the electrical contact in the enabling switch is completely interrupted. Even a pressure on the consent switch no longer leads to an electrical connection and the consent is canceled and can no longer be activated.

Vorteilhaft ist auch, einen durch den Umschalter aktivierbaren Stopptaster vorzusehen. So kann bei der Maßnahme der Aktivierung der Stoppfunktion der Kontakt am Stopptaster geschlossen werden, ohne dass der Schalter tatsächlich vom Benutzer niedergedrückt wird. Dies gleicht einem erzwungenen Druck auf den Stopptaster.It is also advantageous to provide an activatable by the switch stop button. Thus, in the measure of activating the stop function, the contact on the stop button can be closed without the switch actually being depressed by the user. This is similar to a forced pressure on the stop button.

Für die weitere Beschreibung wird auf die Ausführungsbeispiel der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen, jeweils in einer Prinzipskizze:

Fig. 1
eine Automatisierungsanlage mit mobilem Kommunikationsgerät in perspektivischer Darstellung,
Fig.2
eine alternative Ausführung eines mobilen Kommunikationsgerätes in Draufsicht, in vier verschiedenen Betriebszuständen (a bis d) in einer Prinzipskizze.
For further description, reference is made to the embodiment of the drawings. It shows, each in a schematic diagram:
Fig. 1
an automation system with mobile communication device in perspective view,
Fig.2
an alternative embodiment of a mobile communication device in plan view, in four different operating states (a to d) in a schematic diagram.

Fig. 1 zeigt eine Anlage 2 zur industriellen Fertigung mit einem Kommunikationsgerät 4 in teilweise aufgebrochener Darstellung zum drahtlosen Datenaustausch mit der Anlage 2. Der drahtlose Datenaustausch erfolgt über eine Funkstrecke 6 zwischen zwei, an der Anlage 2 und am Kommunikationsgerät 4 angebrachte Antennen 8 und 10. Fig. 1 shows a plant 2 for industrial production with a communication device 4 in a partially broken representation for wireless data exchange with the system 2. The wireless data exchange takes place via a radio link 6 between two, attached to the system 2 and the communication device 4 antennas 8 and 10th

Das Kommunikationsgerät 4 weist an seiner Oberseite 12 eine zentral angeordnete, rechteckige Anzeige 14 auf. Links und rechts der Anzeige 14 befinden sich parallel zum Anzeigenrand angeordnete Bedienknöpfe 16, von denen in Fig. 1 nur die beiden linken sichtbar sind. Parallel zur Unterseite der Anzeige 14 sind an deren unterem Rand zwei Zustimmtaster 18 angeordnet. Oberhalb der Anzeige 14 ist ein Stopptaster 20 am Kommunikationsgerät 4 angebracht.The communication device 4 has on its upper side 12 a centrally arranged, rectangular display 14. Left and right of the display 14 are parallel to the display edge arranged control buttons 16, of which Fig. 1 only the two left are visible. Parallel to the bottom of the display 14 two enabling buttons 18 are arranged at the lower edge. Above the display 14, a stop button 20 is attached to the communication device 4.

Im Inneren des Kommunikationsgerätes 4 befindet sich ein Akkumulator 22, der dieses mit elektrischer Energie versorgt. Am Akkumulator 22 ist über eine Messleitung 24 eine Messeinrichtung 26 zur Ermittlung des Ladezustands des Akkumulators 22 angeschlossen. Die Messeinrichtung 26 ist verbunden mit einer Steuereinrichtung 28. Die Steuereinrichtung 28 ist wiederum über Steuerleitungen 30 und 32 mit den Zustimmtastern 18 und dem Stopptaster 20 verbunden.Inside the communication device 4 is an accumulator 22, which supplies this with electrical energy. A measuring device 26 for determining the state of charge of the accumulator 22 is connected to the accumulator 22 via a measuring line 24. The measuring device 26 is connected to a control device 28. The control device 28 is in turn connected via control lines 30 and 32 to the enabling buttons 18 and the stop button 20.

In der Steuereinrichtung 28 ist ein Umschalter 33 integriert, der ebenfalls mit der Messeinrichtung 26 verbunden ist. Der Umschalter 33 dient zur Beeinflussung der Funktionalität des Kommunikationsgerätes 4, das heißt zum Beispiel zur Beeinflussung der Anzeige 14 und der Funktion der Taster 16 und Zustimmtaster 18. Der Umschalter 33 hat somit Einfluss auf die im Kommunikationsgerät 4 oder der Anlage 2 ablaufende Steuersoftware.In the control device 28, a changeover switch 33 is integrated, which is also connected to the measuring device 26. The changeover switch 33 serves to influence the functionality of the communication device 4, that is, for example, to influence the display 14 and the function of the button 16 and enabling button 18. The switch 33 thus has an influence on the running in the communication device 4 or the system 2 control software.

Ein Druck auf den Stopptaster 20 bewirkt in der Anlage 2 einen sofortigen Anlagenstillstand. Die Funktionalität des Stopptasters 20 entspricht also der eines industrienormgerechten rot-gelben Not-Aus-Tasters. Allerdings darf der Stopptaster 20, da er nur batterieabhängig funktioniert und seine Auslösung nur über eine unsichere Funkverbindung 6 zur Anlage 2 übermittelt wird, nicht rot-gelb ausgeführt sein. Die Bedienknöpfe 16 und Zustimmtaster 18 sind je nach Programmierung der Anlage bzw. des Kommunikationsgerätes 4 und dem jeweiligen Zustand des im Kommunikationsgerät 4 ablaufenden Bedienprogramms mit verschiedenen Funktionen belegt, es handelt sich um sogenannte Softkeys. Die Zustimmtaster 18 sind hierbei sicherheitsrelevanten Funktionen zugeordnet, die nur während des Festhaltens der Zustimmtaster 18 aktiviert sind. Z.B. bewirkt der Druck auf den linken Zustimmtaster 18 das Verfahren eines Roboterarmes in der Anlage 2. Durch Loslassen des entsprechenden Tasters 18 stoppt diese Bewegung sofort.A pressure on the stop button 20 causes in the system 2 an immediate plant standstill. The functionality of the stop button 20 thus corresponds to that of an industry standard red and yellow emergency stop button. However, the stop button 20, since it works only battery-dependent and its release is transmitted only via an insecure radio link 6 to the system 2, not red-yellow. The control buttons 16 and enabling button 18 are assigned depending on the programming of the system or the communication device 4 and the respective state of the running in the communication device 4 operating program with various functions, it is called softkeys. The enabling buttons 18 are associated with safety-relevant functions, which are activated only during the holding of the enabling button 18. For example, the pressure on the left enabling button 18 causes the procedure of a robot arm in the system 2. By releasing the corresponding button 18, this movement stops immediately.

Durch die Steuerleitung 32 kann der Stopptaster 20 aktiviert werden, also die Anlage 2 angehalten werden, ohne dass dieser tatsächlich mechanisch eingedrückt wird. Die Steuerleitungen 30 hingegen bewirken eine Zurücknahme der Zustimmfunktion in den Zustimmtastern 18, also dessen Deaktivierung, ohne dass diese tatsächlich losgelassen werden. Auch erneuter Druck auf den Zustimmtaster 18 bewirkt keine neuerliche Zustimmfunktion.By the control line 32, the stop button 20 can be activated, so the system 2 are stopped, without this is actually pressed mechanically. The control lines 30, however, cause a withdrawal of the consent function in the enabling buttons 18, so its deactivation, without that they are actually released. Also renewed pressure on the enabling button 18 causes no renewed consent function.

Die Anzeige 14 ist eine grafikfähige Matrixänzeige, welche ebenfalls je nach Softwareprogramm in der Anlage 2 bzw. im Kommunikationsgerät 4 frei programmierbar ist. Im rechten oberen Eck der Anzeige 14 befindet sich eine Ladeanzeige 34, welche den Ladezustand des Akkumulators 22 im Kommunikationsgerät 4 wiederspiegelt. In Fig. 1 ist der Akkumulator zu ca. dreiviertel geladen, weshalb sechs der acht Segmente 36 der Ladeanzeige 32 als schwarze Balken dargestellt sind. Dieser Anzeige entnimmt der das Kommunikationsgerät 4 bedienende Benutzer, dass ihm ausreichend Energie im Akkumulator 22 zur Verfügung steht, um zunächst uneingeschränkt mit dem Kommunikationsgerät 4 arbeiten zu können.The display 14 is a graphics-capable matrix display, which is also freely programmable depending on the software program in the system 2 or in the communication device 4. In the upper right corner of the display 14 is a charge indicator 34, which reflects the state of charge of the accumulator 22 in the communication device 4. In Fig. 1 the accumulator is charged to about three quarters, so six of the eight segments 36 of the charging indicator 32 are shown as black bars. This display takes the communication device 4 serving user that sufficient energy in the accumulator 22 is available to work initially with the communication device 4 without restriction.

Fig. 2 zeigt ein mobiles, tragbares Kommunikationsgerät 4 in einer alternativen, runden Ausführungsform mit insgesamt acht Bedienknöpfen 16 und fünf Zustimmtastern 18. Das Kommunikationsgerät 4 ist in Draufsicht dargestellt. Fig. 2 shows a mobile, portable communication device 4 in an alternative, round embodiment with a total of eight Control buttons 16 and five enabling buttons 18. The communication device 4 is shown in plan view.

In Fig. 2a ist der Akkumulator 22 vollständig geladen, weshalb alle acht Segmente 36 der Ladeanzeige 34 als schwarze Balken dargestellt sind. Durch Betrieb des Kommunikationsgerätes 4 wird im Akkumulator 22 gespeicherte Energie verbraucht. Der Ladezustand des Akkumulators 22 sinkt, woraufhin schrittweise die Segmente 36 der Ladeanzeige 34, von links her beginnend erlöschen.In Fig. 2a the accumulator 22 is fully charged, so all eight segments 36 of the charging indicator 34 are shown as black bars. By operation of the communication device 4 stored energy is consumed in the accumulator 22. The state of charge of the accumulator 22 drops, whereupon the segments 36 of the charging indicator 34, starting from the left, gradually go out.

Obwohl nicht angezeigt, wird geräteintern ständig die Restlaufzeit des Kommunikationsgerätes 4 ermittelt und an die Steuereinrichtung 28 übertragen und sozusagen von dieser überwacht. Die Berechnung der Restlaufzeit erfolgt im Kommunikationsgerät 4 in der Messeinrichtung 26 aus dem Ladezustand des Akkumulators 22, der daraus resultierenden Endenergiemenge im Akkumulator 22 und des aktuellen Stromverbrauchs des Kommunikationsgerätes 4 pro Zeiteinheit, entweder als fest eingestellter Erfahrungswert oder gemessen durch einen nicht dargestellten Strommesser.Although not indicated, the residual time of the communication device 4 is constantly determined internally and transmitted to the control device 28 and monitored by it so to speak. The calculation of the remaining time is carried out in the communication device 4 in the measuring device 26 from the state of charge of the accumulator 22, the resulting amount of final energy in the accumulator 22 and the current power consumption of the communication device 4 per unit time, either as fixed empirical value or measured by an ammeter not shown.

In Fig. 1b ist als maximale Restlaufzeit eine Zeit von 30min ermittelt. Vier der acht Segmente 36 sind erloschen, der Akkumulator 22 also etwa auf seinen halben Ladezustand abgesunken. Als Schwellwert ist in der Steuereinrichtung 28 der Wert von 30 Minuten Restlaufzeit eingestellt. Deshalb wird zu diesem Zeitpunkt durch die Steuereinrichtung 28 folgende Maßnahme ergriffen: Mit Erreichen der Restlaufzeit von 30 Minuten wird unterhalb der Ladeanzeige 34 in alphanumerischer Darstellung die voraussichtlich verbleibenden maximale Restlaufzeit des Kommunikationsgerätes 4 in einer Statuszeile 38 eingeblendet.In Fig. 1b is determined as the maximum remaining time a time of 30min. Four of the eight segments 36 are extinguished, the accumulator 22 has thus dropped to about half its state of charge. As the threshold value, the value of 30 minutes residual maturity is set in the control device 28. Therefore, the following measure is taken at this time by the control device 28: Upon reaching the remaining term of 30 minutes, the expected remaining maximum remaining term of the communication device 4 is displayed in a status line 38 below the charging display 34 in alphanumeric representation.

Gleichzeitig wird auf der Anzeige 14 ein Warnfenster 40 eingeblendet. Im Warnfenster 40 wird der Benutzer durch die Textmeldung "Kritischer Batteriezustand erreicht" darüber informiert, dass der Akkumulator 22 auf einen kritischen Ladezustand abgesunken ist, in diesem Fall die halbe Entleerung des Akkumulators 22 erreicht ist.At the same time a warning window 40 is displayed on the display 14. In the warning window 40, the user is informed by the text message "Critical battery status reached" that the accumulator 22 has fallen to a critical state of charge, in this case half the emptying of the accumulator 22 is reached.

Hierdurch wird der Benutzer zusätzlich hingewiesen, fortan die Restlaufzeit zu beachten, während der das Kommunikationsgerät 4 noch maximal betriebsbereit bleibt. Das Warnfenster 40, welches z.B. auf der Anzeige 14 dargestellte Prozessinformationen der Anlage bedeckt, kann durch Druck auf einen Bedienknopf 16 zum Verschwinden gebracht werden. Die Stauszeile 38 dagegen verbleibt während der 30minütigen Restlaufzeit des Kommunikationsgerätes 4 eingeblendet. Die Stauszeile 38 liefert dem Benutzer ab diesem Zeitpunkt also eine genauere Information über die verbleibenden Betriebszeit als die Ladeanzeige 34. Ist der Akkumulator 22, wie in Fig.1 oder 2a mehr als die Hälfte geladen, was einer Restlaufzeit von über 30 Minuten entspricht, wird dagegen keine Statuszeile 38 eingeblendet, um den Benutzer nicht mit unnötiger Information zu belästigen.As a result, the user is additionally advised to note from now on the remaining time during which the communication device 4 is still operational. The warning window 40, which covers, for example, process information of the plant shown on the display 14, can be made to disappear by pressing a control knob 16. The jam line 38, however, remains displayed during the 30-minute remaining term of the communication device 4. From this point on, the jam line 38 thus provides the user with more precise information about the remaining operating time than the charge indicator 34. If the accumulator 22 is as shown in FIG Fig.1 or 2a loaded more than half, which corresponds to a remaining time of more than 30 minutes, on the other hand, no status line 38 is displayed in order not to bother the user with unnecessary information.

In Fig. 1b ist die volle sicherheitsrelevante Funktionalität des Kommunikationsgerätes 4 weiterhin verfügbar, d.h. dass sämtliche Zustimmtaster 18 und der Stopptaster 20 betriebsbereit sind. Die Funktionalität einiger Bedienknöpfe 16 ist jedoch dahingehend geändert, dass diese in Fig. 2b keine Funktion mehr auslösen. Die blockierten Funktionen sind dazu bestimmt, Vorgänge in der Anlage 2 auszulösen, die länger als 30 Minuten dauern, und so die Restlaufzeit des Kommunikationsgerätes 4 übersteigen. Damit der Benutzer diese Vorgänge zum in Fig. 2b dargestellten Zeitpunkt nicht mehr versehentlich auslöst, was zwingenderweise zu einem Kontrollverlust nach 30 Minuten führen würde, sind diese Funktionen nicht mehr verfügbar.In Fig. 1b, the full safety-relevant functionality of the communication device 4 is still available, ie that all enabling buttons 18 and the stop button 20 are ready for operation. The functionality of some control buttons 16, however, is changed so that they in Fig. 2b no longer trigger a function. The blocked functions are intended to trigger events in the Appendix 2, which last longer than 30 minutes, and thus exceed the remaining term of the communication device 4. In order for the user to perform these operations in Fig. 2b is no longer accidentally triggered, which would necessarily lead to a loss of control after 30 minutes, these functions are no longer available.

Im Falle einer linearen Abnahme des Ladezustandes des Akkumulators 22 über der Zeit verschwindet alle siebeneinhalb Minuten ein Segment 36 der Ladeanzeige 34. In der Statuszeile 38 dagegen wird die restliche Laufzeit minutengenau angezeigt. In Fig. 1c beträgt die Restlaufzeit acht Minuten, weshalb noch zwei Segmente 36 der Ladeanzeige 34 zu sehen sind.In the event of a linear decrease in the state of charge of the accumulator 22 over time, a segment 36 of the charge indicator 34 disappears every seven and a half minutes. In the status line 38 however, the remaining runtime is displayed to the minute. In Fig. 1c, the remaining time is eight minutes, which is why two more segments 36 of the charging indicator 34 can be seen.

Mit dem Erreichen der Acht-Minuten-Grenze ist im Kommunikationsgerät 4 ein weiterer Schwellwert in der Steuerung 28 abgelegt, bei dem als Maßnahme wiederum ein Warnfenster 40 in der Anzeige 14 erscheint. Die Warnmeldung gibt an, dass ab sofort die Zustimmtaster 18 deaktiviert sind. D.h., ein in diesem Moment gedrückt gehaltener Zustimmtaster 18 wird deaktiviert, also die Zustimmfunktion über die Steuerleitung 30 sofort zurückgenommen, was zu einem sofortigen Halt der durch diesen verursachten Bewegung an der Anlage 2 führt. Auch kann keinerlei sicherheitskritische Funktion über die anderen Zustimmtaster 18 mehr ausgelöst werden. Das Warnfenster 40 informiert den Bediener außerdem darüber, dass der Stopptaster 20 immer noch betriebsbereit ist, aber die Stoppfunktion an der Anlage nicht aktiviert ist, sich die Anlage also weiterhin im normalen Betriebszustand befindet. Ein Druck auf den Stopptaster 20 würde dennoch den sofortigen Anlagenstillstand bewirken.Upon reaching the eight-minute limit, a further threshold value is stored in the control unit 28 in the communication device 4, in which a warning window 40 appears again in the display 14 as a measure. The warning message indicates that from now on the enabling buttons 18 are deactivated. In other words, an enabling button 18, which is held depressed at this moment, is deactivated, ie the enabling function is immediately withdrawn via the control line 30, which leads to an immediate stop of the movement on the system 2 caused by it. Also, no safety-critical function on the other enabling button 18 can be triggered more. The alert window 40 also informs the operator that the stop button 20 is still operational, but the stop function on the system is not activated, so the system is still in normal operating condition. A pressure on the stop button 20 would still cause the immediate plant downtime.

Der Bediener weiß nun, dass er noch acht Minuten Zeit hat, seine Arbeit mit dem Kommunikationsgerät 4 abzuschließen und dieses ordnungsgemäß an der Anlage 2 abzumelden bzw. außer Betrieb zu setzen. Das Warnfenster 40 ist, da es sich in diesem Falle bereits um eine kritische Warnung des Benutzers handelt, blinkend dargestellt, durch akustische Warntöne aus einem nicht dargestellten Lautsprecher und durch Vibration des Kommunikationsgerät 4, nämlich durch Vibration des Akkumulators 22, begleitet. Dies zieht die Aufmerksamkeit des Benutzers auf die Anzeige 14, selbst wenn dieser gerade nicht dorthin sieht, da er z.B. die Anlage 2 beobachtet.The operator now knows that he has eight minutes left to complete his work with the communication device 4 and to log it off properly at the plant 2 or put it out of operation. The warning window 40, since it is in this case already a critical warning of the user, displayed flashing, accompanied by audible warning tones from a speaker, not shown, and by vibration of the communication device 4, namely by vibration of the accumulator 22. This draws the user's attention to the display 14, even if he does not see it there, as he is e.g. Annex 2 is observed.

Führt der Benutzer keine definierte Abmeldung des Kommunikationsgerätes 4 an der Anlage 2 durch, so besteht die Gefahr, dass der Akkumulator 22 vollständig entladen ist, hierdurch der Funkkontakt 6 zur Anlage 2 abreißt und die Anlage 2 in einen gefährlichen Betriebszustand geraten würde, der jedoch durch die anlageninterne Notabschaltung (STOPP) abgefangen wird.If the user does not carry out a defined logoff of the communication device 4 on the system 2, there is the risk that the battery 22 is completely discharged, as a result the radio contact 6 to Annex 2 breaks off and the system 2 would fall into a dangerous operating condition, which is intercepted by the plant-internal emergency stop (STOP).

Um nicht auf diesen letzten Sicherheitsmechanismus zurückgreifen zu müssen, wird in Fig. 2d bei einer Restlaufzeit von einer Minute die Stoppfunktion an der Anlage 2 aktiviert, d.h. die Anlage 2 vom Kommunikationsgerät 4 aus definiert angehalten. Dies geschieht durch einen Schwellwert von einer Minute in der Steuereinrichtung 28 als Maßnahme und wird erreicht durch die Aktivierung des Stopptaster 20 über die Steuerleitung 32. Dem Bediener wird dies wiederum über ein Warnfenster 40 mitgeteilt, welches sich nicht mehr, wie in Fig. 1b und c durch einen Tastendruck auf einen Bedienknopf 16 entfernen lässt. Gemäß Fig. 1d verbleibt dem Benutzer des Kommunikationsgerätes 4 nur noch die Möglichkeit, dieses wieder z.B. an eine an der Anlage 2 befindliche, nicht dargestellte Akkumulatorladestation anzuschließen oder zumindest innerhalb der letzten Betriebsminute abzuschalten, um eine Tiefentladung des Akkumulators 22 zu vermeiden.In order not to have to resort to this last safety mechanism, in Fig. 2d with a residual maturity of one minute, the stop function on the system 2 activated, ie the system 2 from the communication device 4 stopped defined. This is done by a threshold value of one minute in the control device 28 as a measure and is achieved by the activation of the stop button 20 via the control line 32. The operator is informed this again via a warning window 40, which no longer, as in Fig. 1b and c can be removed by pressing a button on a control knob 16. According to FIG. 1d, the user of the communication device 4 only has the option of connecting it again, for example, to an accumulator charging station, not shown, or at least switching it off within the last operating minute in order to avoid a total discharge of the accumulator 22.

Die verschiedenen Warnstufen in den Figuren 2b und 2c sollten jedoch im Normalfall vermeiden, dass die letzte Warnstufe von Fig. 2d aktiviert und damit die Anlage angehalten wird. Dies führt nämlich z.B. zu Produktionsausfällen und sonstigen Nachteilen, die mit einem Anlagenstilstand einhergehen. Durch die verschiedenen Warnschwellen und Warnmeldungen 40 sollte der Bediener zumindest vor Erreichen der letzten Schwelle von einer Minute Restlaufzeit das Kommunikationsgerät 4 ordnungsgemäß an der Anlage 2 abmelden, um eben diesen Anlagenstillstand zu vermeiden.The different warning levels in the FIGS. 2b and 2c however, should normally avoid the last warning level of Fig. 2d activated and thus the system is stopped. For example, this leads to production losses and other disadvantages associated with a plant style situation. Due to the various warning thresholds and warning messages 40, the operator should log off the communication device 4 properly at the system 2, at least before reaching the last threshold of one minute remaining time, in order to precisely avoid this system standstill.

Claims (13)

  1. Method for communication with a plant (2), in particular for the operation and monitoring of an automated plant in industrial manufacture, wherein in a battery-operated communication device (4) for the exchange of data with the plant (2) the state of charge of the battery (22) is determined,
    characterised in that
    the expected remaining operating time of the communication device (4) is determined from the state of charge and, depending on the remaining operating time determined, a measure is taken in the plant (2) or in the communication device (4),
    wherein those functions which are intended to trigger operations in the plant (2) that cannot be completed within the remaining operating time are blocked on the communication device (4).
  2. Method according to claim 1, wherein a threshold value is predetermined for the remaining operating time and the measure is taken when the threshold value is reached.
  3. Method according to claim 1 or 2, wherein, as a measure, the remaining operating time is displayed to an operator of the communication device (4).
  4. Method according to any one of the preceding claims, wherein, as a measure, the functionality of the communication device (4) is changed.
  5. Method according to claim 4, wherein multiple threshold values are predetermined and the functionality is changed gradually as each threshold value is reached.
  6. Method according to claim 4 or 5, wherein the functionality is changed to the effect that a consent function which can be triggered in the plant (2) via the communication device (4) is compulsorily deactivated.
  7. Method according to any one of claims 4 to 6, wherein the functionality is changed to the effect that a stop function which can be triggered in the plant (2) via the communication device (4) is compulsorily activated.
  8. Device for communication with a plant (2), in particular for the operation and monitoring of an automated plant in industrial manufacture, comprising a communication device (4), having a battery (22), for the exchange of data with the plant (2),
    characterised by
    a measuring device (26) for determining the state of charge of the battery (22) and the expected remaining operating time of the communication device (4) and comprising a control device (28), interacting with the measuring device (26), for taking measures in the plant (2) or the communication device (4), wherein
    the measures comprise blocking those functions of the communication device (4) which are intended to trigger operations in the plant (2) that cannot be completed within the remaining operating time.
  9. Device according to claim 8, comprising a threshold switch interacting with the measuring device (26) and the control device (28).
  10. Device according to claim 8 or 9, comprising a display device (14) for displaying the remaining operating time.
  11. Device according to any one of claims 8 to 10, comprising a change-over switch (33), interacting with the control device (28), for changing the functionality of the communication device (4).
  12. Device according to claim 11, comprising a consent key (18) which can be deactivated via the change-over switch (33).
  13. Device according to claim 11 or 12, comprising a stop key (20) which can be activated via the change-over switch (33).
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