Verfahren für eine computer-gestützte Erstellung einer dezentralen, elektrischen Topologie für eine Maschine

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Planung, Installation und Einrichtung von elektrischen Maschinen wie elektrischen Anlagen in der Automatisierungstechnik und insbesondere ein Verfahren für eine computer-gestützte Erstellung einer dezentralen, elektrischen Topologie für eine Maschine.

Hintergrund

Das Planen, Installieren und Einrichten von elektrischer Automatisierungstechnik ist eine komplexe Aufgabe. Dies gilt für zentralisierte Schaltschrankkonzepte ebenso, wie für dezentralisierte Konzepte, in denen Steuerungsmodule direkt an den Anlagen angebracht werden. Die entsprechenden Prozesse werden von unterschiedlichen Personen, wie Anlagen-Planer, Elektro-Planer, Installateur, Anlagenprogrammierer etc. durchgeführt.

Eine Herausforderung dabei ist die Gestaltung der Topologie für die elektrische Installationstechnik. Unter Topologie wird dabei insbesondere die Anordnung der Komponenten, wie Sensoren, Aktoren, Module und Kabel verstanden. Hier kann es für die Umsetzung von dezentralen Konzepten eine komplexe Aufgabe darstellen, die Topologie hinsichtlich der zu verbindenden elektrischen Komponenten, der Anzahl der Module, der Verbindungen zwischen Komponenten mit den einzelnen Modulen und der Module untereinander zu planen.

Es ist daher eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, eine verbesserte Lösung zur Erstellung einer dezentralen, elektrischen Topologie vorzuschlagen und dabei die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, System, Computerprogramm sowie eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren für eine computer-gestützte Erstellung einer dezentralen, elektrischen Topologie für eine Maschine, insbesondere eine Anlage, basierend auf einer Installationsvorgabe.

Die Maschine kann als wenigstens eine der nachfolgend genannten Maschinen ausgebildet sein:

Eine Automatisierungsanlage,

Eine Produktionsanlage,

Eine Logistikanlage,

Eine Produktionsstraße,

Ein Bearbeitungszentrum,

Ein Industrieroboter,

Eine Fertigungsanlage,

Ein Aggregat,

Ein Elektrogerät.

Insbesondere kann die Maschine dabei als eine Maschine mit modularem Charakter oder auch als mobile oder bewegliche Maschine ausgebildet sein, bei welcher einzelne Teile der Maschine modular gemäß einer Installationsvorgabe installiert werden. Diese Installation erfolgt zumindest teilweise manuell durch einen Benutzer wie einen Werker.

Die elektrischen Komponenten können Verbindungsmodule sein, welche eine dezentrale und modulare Verbindung von Installationselementen ermöglichen. Dezentral kann sich dabei darauf beziehen, dass die Verbindungsmodule zumindest teilweise einen zentralen Schaltschrank ersetzen, indem die Verbindungsmodule zwar jeweils nur einen Teil der Verbindungen für die Maschine bereitstellen, diese Verbindungen aber dezentral im Feld ermöglichen. Bei einer zentralen Topologie, also bspw. einem zentralisierten Schaltschrankkonzept, wird insbesondere von einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung gesprochen, d.h. der Startpunkt, die Verbindung und der Endpunkt sind klar definiert. Im Gegensatz dazu ist es bei dezentralen Anwendungen möglich, bzw. kann sogar oftmals notwendig sein, zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt mehrere Komponenten anzuordnen oder zu verbinden. In diesem Fall kann von einer Modul-Switch-Modul-Hub-Punkt-Verbindung gesprochen werden. Grundsätzlich können bei einer Maschine bspw. die folgenden Komponenten vorgesehen sein: Geräte wie Aktoren und/oder Sensoren, die Verbindungsmodule, Installationselemente, bspw. zur Verkabelung. Es ist denkbar, dass jedes der Verbindungsmodule mehrere Anschlussstellen, insbesondere Anschlüsse, aufweist. An die Anschlussstellen können verschiedene Installationselemente wie Kabel angeschlossen und damit elektrisch mit dem jeweiligen Verbindungsmodul verbunden werden. Die Anschlussstellen können entsprechend auch als Kabelanschlüsse bezeichnet werden. Darüber hinaus kann der jeweiligen Anschlussstelle auch eine Komponente zugeordnet werden, wenn diese Komponente mit der Anschlussstelle über eines der Installationselemente verbunden ist. Auf diese Weise kann über die angeschlossenen Installationselemente das jeweilige Verbindungsmodul mit verschiedenen Komponenten elektrisch verbunden werden. Somit kann das jeweilige Verbindungsmodul auch als Verteiler aufgefasst werden, welches Signale, insbesondere Steuerungssignale und/oder elektrische Signale, an die daran verbundenen Komponenten verteilt, um eine spezifizierte Funktionsfähigkeit der Maschine zu ermöglichen. Hierzu kann - insbesondere vorgegeben durch eine Steuerungsvorrichtung der Maschine - eine Adressierung der Anschlussstellen und/oder der diesen zugeordneten Komponenten zur Verteilung der Signale erfolgen. Die Adressierung bestimmt somit, an welches der Anschlussstellen bzw. der Komponenten ein Signal übertragen werden soll. Das Signal dient z. B. zur Ansteuerung eines Aktors und/oder zum Auslesen eines Sensors und/oder zum Konfigurieren und/oder Parametrieren eines Sensors.

Optional können die Verbindungsmodule als aktive und passive Verteiler ausgebildet sein. Damit ist insbesondere gemeint, dass ein jeweiliges Verbindungsmodul die Adressierung dynamisch vornehmen kann, wenn es als aktiver Verteiler ausgeführt ist, und die Adressierung statisch vornehmen kann, wenn es als passiver Verteiler ausgebildet ist. Bei der statischen Adressierung können die passiven Verteiler mit anderen Worten hart verdrahtet sein. Dies kann bedeuteten, dass bei der Adressierung z. B. durch die Steuerungsvorrichtung ausdrücklich die Anschlussstelle adressiert werden muss, an welche ein Signal verteilt werden soll. Bspw. ist hierzu die Steuerungsvorrichtung über einzelne Leitungen mit dem passiven Verteiler verbunden, wobei die einzelnen Leitungen im passiven Verteiler fest und vordefiniert auf die zugehörigen Anschlussstellen elektrisch verteilt sind. Dies hat den Vorteil einer einfachen konstruktiven Ausgestaltung des passiven Verteilers. Andererseits kann hierbei bei einer Veränderung der Anschlussstelle für eine der Komponenten, d. h. eine veränderte Belegung der Anschlussstellen, die Funktionsfähigkeit nicht immer erhalten bleiben, ohne dass die neue Konfiguration z. B. durch eine Änderung der Installationsvorgabe bei der Steuerung berücksichtigt wird. Dagegen kann bei der dynamischen Adressierung der aktive Verteiler selbst und/oder eine Software die Adressierung dynamisch anpassen, beispielsweise in einer Steuerungsdatei der Maschine. Mit anderen Worten kann softwaregestützt und/oder dynamisch die Adressierung der Anschlussstellen an eine veränderte Belegung der Anschlussstellen angepasst werden, vorzugsweise ohne eine Anpassung der Installationsvorgabe. In einem Beispiel kann die Geräteadressierung des Verteilers dynamisch geändert werden, wobei die Port-Adressierung gleichbleibt. Ein Gerät wird typischerweise anhand der Geräteadresse ausgewählt und sodann der entsprechende Port innerhalb des Geräts. Wenn eine Portbelegung nun geändert wird, kann diese neue Belegung gespeichert und ggf. als neue SPS-Datei übergeben werden.

Wenigstens eines oder sämtliche der Verbindungsmodule können als aktive(r) Verteiler ausgeführt sein. Der aktive Verteiler kann dazu ausgeführt sein, eine dynamische Adressierung seiner Anschlussstellen durchzuführen. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass der aktive Verteiler zumindest eine Belegungsinformation über die damit verbundenen Komponenten und/oder eine Belegung der Anschlussstellen erhält und/oder speichert. Unter der Belegung der Anschlussstellen kann die Zuordnung der Komponenten zu den damit verbundenen Anschlussstellen eines Verbindungsmoduls verstanden werden. Es kann möglich sein, dass bei einer Veränderung der Belegung die zumindest eine Belegungsinformation an die Veränderung angepasst wird. Mit anderen Worten kann der aktive Verteiler die Belegung der Anschlussstellen lernen und diese z. B. in einer Tabelle speichern. Alternativ kann dies softwareseitig erfolgen und der Verteiler kann entsprechend rekonfiguriert werden. Wenn der aktive Verteiler einen Steuerungsbefehl zur Signalverteilung von der Steuerungsvorrichtung erhält, kann der aktive Verteiler auf Basis der zumindest einen Belegungsinformation entscheiden, an welche der Anschlussstellen das Signal verteilt werden soll. Die dynamische Adressierung der Anschlussstellen ermöglicht eine effiziente Steuerung der verbundenen Komponenten, da der aktive Verteile in der Lage ist, die Signale nur an die Anschlussstelle zu verteilen, welche mit der gewünschten Komponente verbunden ist. Der Steuerungsbefehl kann von der Steuerungsvorrichtung hierzu bspw. über eine Datenverbindung wie einen Daten- und insbesondere Feldbus erhalten werden. Somit ist hierbei, im Gegensatz zum passiven Verteiler, keine harte Verdrahtung der Leitungen von der Steuerungsvorrichtung zu den Anschlussstellen mehr vorgesehen. Allerdings benötigt der aktive Verteiler einen Daten- und insbesondere Feldbusanschluss, um auf Basis der darüber übertragenen Daten dynamisch die Adressierung der Anschlussstellen bzw. Komponenten durchführen zu können.

Vorzugsweise kann das Installationselement ein Kabel und/oder ein Bauteil umfassen, wobei das Kabel mindestens oder genau einen Steckverbinder aufweisen kann, und bevorzugt einseitig konfektioniert sein kann, d.h. einseitig einen weiblichen oder männlichen Stecker und an der anderen Seite ein offenes Ende aufweist. Alternativ, kann das Kabel auch zweiseitig konfektioniert sein, d.h. an jeder Seite weist das Kabel einen weiblichen oder männlichen Stecker auf.

Das Verfahren kann dabei die nachfolgenden Schritte umfassen, welche vorzugsweise nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden, wobei die Schritte auch wiederholt ausgeführt werden können. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Ermitteln wenigstens einer Installationsinformation aus der Installationsvorgabe, insbesondere aus einem digitalisierten Schalt- und/oder Bauplan, wobei die Installationsvorgabe eine Funktionsfähigkeit der Maschine, und vorzugsweise eine zentrale Topologie von räumlich zentral angeordneten, elektrischen Komponenten der Maschine, spezifiziert, wobei bevorzugt die wenigstens eine Installationsinformation eCAD- und/oder mCAD-Daten und/oder einen Elektroschaltplan umfasst. Beispiele für mögliche Bestandteile der Installationsvorgabe werden in der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Der oben genannte digitalisierte Schaltplan kann eine maschinenlesbare Beschreibung einer Schaltung umfassen, beispielsweise im eCAD (elektronischer CAD)-Format. Ein eCAD- Schaltplan ist eine elektronische Darstellung eines elektrischen oder elektronischen Systems, die üblicherweise mit einer Computer-Aided Design (CAD) Software erstellt wird. Der Schaltplan zeigt typischerweise die Verbindungen zwischen verschiedenen elektronischen Komponenten, wie zum Beispiel Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, ICs (integrierte Schaltkreise) und anderen Bauteilen. In einem eCAD-Schaltplan können die Komponenten durch grafische Symbole dargestellt werden, die die elektrischen Eigenschaften und Funktionen der Bauteile repräsentieren. Diese Symbole sind in der Regel international standardisiert, um eine einheitliche Darstellung zu gewährleisten. Die Verbindungen zwischen den Komponenten können durch Linien oder Drähte auf dem Schaltplan dargestellt werden. Es kann gezeigt werden, wie die verschiedenen Komponenten miteinander verbunden sind, um das gewünschte elektronische System zu realisieren. Zusätzlich können Schaltzeichen, Beschriftungen, Werte und weitere Informationen in den Schaltplan eingefügt werden, um das Verständnis zu erleichtern. eCAD-Schaltpläne sind äußerst nützlich bei der Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von elektronischen Geräten und Systemen. Sie ermöglichen Ingenieuren, Technikern und anderen Fachleuten eine klare und präzise Darstellung der Schaltung, wodurch das Design, die Fehlerbehebung und die Weiterentwicklung des Systems erleichtert werden.

Der oben genannte digitalisierte Bauplan kann eine maschinenlesbare Beschreibung eines mechanischen Designs oder einer mechanischen Konstruktion umfassen, beispielsweise im mCAD (mechanischer CAD)-Format. Ein mCAD-Bauplan wird üblicherweise ebenfalls mit einer Computer-Aided Design (CAD) Software erstellt. Der Bauplan kann die Abmessungen, Formen und/oder Anordnung von mechanischen Komponenten, Bauteilen und/oder Baugruppen anzeigen. In einem mCAD-Bauplan können die mechanischen Komponenten durch grafische Symbole oder Modelle dargestellt werden, die ihre geometrischen Eigenschaften repräsentieren. Diese Modelle können dreidimensional (3D) sein, um die räumliche Darstellung des Designs zu ermöglichen, oder sie können zweidimensional (2D) sein, um bestimmte Ansichten oder Schnitte zu zeigen. Ein typischer mCAD-Bauplan enthält verschiedene Ansichten des Designs, wie beispielsweise Vorderansicht, Seitenansicht, Draufsicht und isometrische Ansicht. Diese Ansichten helfen dabei, das Design aus verschiedenen Perspektiven zu betrachten und Details besser zu verstehen. Zusätzlich enthält der Bauplan in der Regel Abmessungen, Toleranzen, Beschriftungen und/oder andere Informationen, die für die Fertigung, Montage und/oder Prüfung des mechanischen Teils oder Produkts relevant sind. mCAD-Baupläne sind im mechanischen Ingenieurwesen, in der Produktentwicklung, Architektur und anderen Bereichen weit verbreitet. Sie ermöglichen es Ingenieuren und Designern, komplexe mechanische Konstruktionen virtuell zu entwerfen, zu analysieren und zu optimieren, bevor sie physisch hergestellt werden. Dies trägt dazu bei, Fehler zu minimieren, die Entwicklungseffizienz zu steigern und letztendlich hochwertige mechanische Produkte zu liefern.

Besonders bevorzugt umfasst die Installationsvorgabe und/oder die wenigstens eine Installationsinformation eine Maschinenkonfiguration, insbesondere Anlagenkonfiguration, vorteilhafterweise aus mehreren miteinander verbundenen Komponenten, wie Aktoren, Sensoren, Kabeln und Modulen.

Die Maschinenkonfiguration kann sich auf die spezifischen Einstellungen, Parameter, Komponenten und/oder Optionen, die für eine bestimmte Maschine oder ein bestimmtes Maschinensystem festgelegt sind, beziehen. Es kann eine detaillierte Beschreibung der physischen und/oder funktionalen Merkmale der Maschine oder Anlage sein, die erforderlich sind, um sie für einen bestimmten Zweck oder eine bestimmte Aufgabe einzurichten und/oder zu betreiben. Die Maschinenkonfiguration kann eine Vielzahl von Informationen enthalten, wie zum Beispiel:

Komponenten und Teile: Eine Liste der Hauptkomponenten und Teile, die in der Maschine enthalten sind, sowie deren Spezifikationen.

Mechanische Einstellungen: Informationen über die Abmessungen, die Positionierung und die Einstellungen der mechanischen Teile der Maschine. Elektrische Einstellungen: Details zu den elektrischen Komponenten, Schaltungen und Verdrahtungen der Maschine.

Elektrische Parameter: Details zur Funktionsweise und Konfiguration von Messbereichen in Sensoren sowie Verfahrbereichen und Geschwindigkeiten bei Aktoren.

Steuerung und Automatisierung: Informationen über die verwendete Steuerungstechnologie, die Programmierung und die Automatisierungsfunktionen.

Betriebsparameter: Festlegung von Betriebsparametern wie Geschwindigkeit, Druck, Temperatur und andere relevante Betriebsbedingungen.

Sicherheitsvorkehrungen: Angabe der Sicherheitsausrüstung und -maßnahmen, die in der Maschine implementiert sind, um die Sicherheit der Bediener und Benutzer zu gewährleisten.

Optionale Erweiterungen: Mögliche Optionen oder Erweiterungen, die der Maschine hinzugefügt werden können, um ihre Funktionalität zu erweitern.

Eine klare und korrekte Dokumentation der Maschinenkonfiguration kann als Leitfaden für die Montage, Inbetriebnahme, Wartung und/oder den Betrieb der Maschine dienen. Es kann auch die Identifizierung von Problemen erleichtern, wenn Reparaturen und/oder Anpassungen erforderlich sind, und kann helfen, die Effizienz und/oder Zuverlässigkeit der Maschine zu verbessern.

Es ist weiter möglich, dass die Installationsvorgabe und/oder die wenigstens eine Installationsinformation wenigstens eine Spezifikation wie eine Topologie umfasst.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann eine Topologie eine Beschreibung der Anordnung der Komponenten, wie Sensoren, Aktoren, Module und/oder Kabel, der Maschine umfassen. Hierbei kann es sich um jegliche in der Maschine verbauten elektrischen Komponenten handeln, wie beispielsweise Ventilinseln, Sicherungen, Netzteile und dergleichen. Die Topologie kann dabei die strukturelle Anordnung, die Beziehungen und/oder die Verbindungen zwischen den Komponenten der Maschine beschreiben. Die Topologie kann die räumliche Anordnung der Komponenten und/oder die Art und Weise, wie sie miteinander verbunden sind, um die Funktion der Maschine zu ermöglichen, beschreiben. Die Topologie kann eine elektrische Schaltungstopologie umfassen, welche die Anordnung und/oder Verbindung der elektrischen Komponenten der Maschine beschreibt. Die Topologie kann eine mechanische Topologie umfassen, welche die räumliche Anordnung und/oder Verbindung der mechanischen Komponenten der Maschine beschreibt. Beispiele für mögliche Topologien werden in der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Während in der vorliegenden Offenbarung hauptsächlich eine dezentrale, elektrische Topologie beschrieben wird, versteht es sich, dass eine solche Topologie auch dezentral aktiv und/der passiv sein kann und ggf. auch mit Aspekten einer zentralen Topologie kombiniert werden kann.

Weiter ist es möglich, dass die wenigstens eine Spezifikation mindestens einen Schaltplan und/oder eine Verbindungsliste und/oder ein 3D-Modell, z. B. 3D-CAD-Modell, umfasst.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Simulieren mindestens einer dezentralen, elektrischen Topologie, insbesondere funktionsgewährleistenden Topologie, von räumlich dezentral angeordneten, elektrischen Komponenten der Maschine, bevorzugt durch eine erste Simulation, wobei das Simulieren auf Basis der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation unter Berücksichtigung der spezifizierten Funktionsfähigkeit der Maschine durchgeführt werden kann.

Das Simulieren einer elektrischen Topologie der Maschine bietet eine Vielzahl von technischen Vorteilen und Effekten, beispielsweise:

Fehlererkennung und -korrektur: Durch die Simulation kann man potenzielle Fehler und/oder Probleme in der elektrischen Schaltung frühzeitig erkennen. Dadurch lassen sich Fehler vor der tatsächlichen Implementierung der Schaltung beheben, was Zeit und Kosten sparen kann.

Designoptimierung: Simulationswerkzeuge ermöglichen es Ingenieuren, verschiedene Designoptionen zu vergleichen und zu optimieren, um die bestmögliche Leistung und Effizienz zu erzielen. Parameter wie Wirkungsgrad, Bandbreite und/oder Stabilität können geprüft und verbessert werden.

Verhaltensvorhersage: Die Simulation kann das Verhalten der elektrischen Schaltung unter verschiedenen Bedingungen Vorhersagen, z. B. bei Änderungen der Eingangsspannung, Temperatur und/oder Lastbedingungen. Dadurch können Ingenieure die Robustheit und/oder Zuverlässigkeit der Schaltung sicherstellen. Bewertung von Sicherheitsmaßnahmen: Simulationen ermöglichen es, Sicherheitsmaßnahmen und/oder Schutzschaltungen zu überprüfen und/oder zu bewerten, um sicherzustellen, dass die Schaltung vor möglichen Fehlfunktionen und/oder Schäden geschützt ist.

Bewertung von EMV und Rauschen: Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und/oder Rauschen können in der Simulation berücksichtigt werden, um potenzielle Störungen und/oder Interferenzen zwischen Komponenten zu identifizieren und/oder zu minimieren oder die Topologie so zu simulieren, dass Störungen minimiert werden.

Kosteneffizienz: Durch die Simulation können Designfehler frühzeitig erkannt und/oder korrigiert werden, was die Notwendigkeit von kostspieligen physischen Prototypen verringert und/oder den Entwicklungsprozess beschleunigen kann.

Sofern die Maschine gemäß einer durch die Simulation optimierten Topologie betrieben und/oder gebaut wird, kann sich dies positiv auf die Leistung, Effizienz und/oder Zuverlässigkeit der Maschine selbst auswirken. Hierdurch können zahlreiche technische Vorteile der Maschine selbst erzielt werden, beispielsweise:

Verbesserte Leistung: Eine optimierte Topologie ermöglicht es, die elektrischen Komponenten so anzuordnen und/oder zu verbinden, dass die Leistung der Maschine maximiert wird. Dies kann zu einer höheren Geschwindigkeit, größerer Genauigkeit, besseren Regelungsfunktionen und/oder insgesamt besserer Leistung führen.

Höhere Energieeffizienz: Durch die Optimierung der Topologie kann der Energieverbrauch der Maschine reduziert werden. Dies kann zu einer verbesserten Energieeffizienz führen, was sowohl die Betriebskosten senkt als auch umweltfreundlicher sein kann.

Bessere Wärmeableitung: Eine optimierte Topologie kann auch die Wärmeableitung berücksichtigen und dafür sorgen, dass die elektrischen Komponenten ordnungsgemäß gekühlt werden. Dadurch werden Überhitzungsprobleme vermieden, was die Lebensdauer der Komponenten verlängern kann.

Erhöhte Zuverlässigkeit: Durch die Optimierung können potenzielle Fehlerquellen minimiert werden, was zu einer höheren Zuverlässigkeit und/oder Ausfallsicherheit der Maschine führen kann. Dies ist besonders wichtig in kritischen Anwendungen, bei denen Ausfälle teuer und/oder gefährlich sein können.

Reduzierte elektromagnetische Störungen: Eine optimierte Topologie kann dazu beitragen, elektromagnetische Störungen innerhalb der Maschine zu minimieren und/oder das elektromagnetische Verhalten zu verbessern. Dies kann zu einer besseren elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) führen und/oder das Risiko von Interferenzen mit anderen Geräten verringern.

Vereinfachte Fertigung und Montage: Eine optimierte Topologie kann die Anzahl der Komponenten reduzieren und/oder eine einfachere Verdrahtung ermöglichen, was die Fertigungs- und/oder Montageprozesse vereinfachen und/oder die Produktionskosten senken kann.

Flexibilität und Anpassungsfähigkeit: Durch die Optimierung der Topologie kann die Maschine besser an spezifische Anforderungen und/oder Änderungen angepasst werden. Dies ermöglicht eine höhere Flexibilität bei der Anwendung der Maschine in verschiedenen Situationen.

Flexibilität: Die Optimierung der Topologie kann aufgrund von Bauteilverfügbarkeit und/oder Lieferzeiten angepasst werden.

Kompaktes Design: Eine optimierte Topologie kann dazu beitragen, die Größe und/oder das Gewicht der Maschine zu reduzieren, was bei Platzbeschränkungen und/oder mobilen Anwendungen vorteilhaft sein kann.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Initiieren einer Ausgabe wenigstens einer dezentralen, elektrischen, vorzugsweise optimierten und/oder automatisch generierten und/oder für die Maschine optimalen, Topologie auf Basis des Simulierens.

Die Ausgabe kann eine Ausgabe der wenigstens einen dezentralen, elektrischen Topologie an einen Nutzer umfassen, beispielsweise auf einer grafischen Benutzeroberfläche. Die ausgegebene Topologie stellt dem Nutzer somit eine Handlungsanweisung im Sinne einer Bauanleitung für die Maschine bereit. Eine bestimmungsmäßige Verwendung der ausgegebenen Topologie ist es, dass der Nutzer die Maschine gemäß der Topologie aufbaut, installiert und/oder betreibt. Insofern fungiert der Nutzer typischerweise lediglich als “Erfüllungsgehilfe”, wodurch sich die technischen Effekte der Erfindung bei bestimmungsgemäßer Verwendung tatsächlich in der physischen Realität manifestieren. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren eine oder mehrere technische Verwendungen, insbesondere nur technische Verwendungen, insbesondere keine nichttechnischen Verwendungen, der ausgegebenen Topologie.

Zusätzlich oder alternativ kann die Ausgabe auch eine Ausgabe wenigstens einer maschinenlesbaren dezentralen, elektrischen Topologie, insbesondere an die Maschine selbst, umfassen. Beispiele für eine solche maschinenlesbare Ausgabe werden weiter unten genauer beschrieben. Hierdurch wird eine direkte technische Wirkung auf die physische Realität erzielt.

Auf diese Weise kann auch ein Unterstützungssystem zur elektrischen Installation, insbesondere Verkabelung von Maschinen, insbesondere Anlagen, mit modularem Charakter bereitgestellt werden. Die Erfindung ermöglicht insbesondere eine einfachere, schnellere und fehlerfreiere Verkabelung. Die Schritte ermöglichen ferner eine Automatisierung des Prozesses der Erstellung der Topologie und führen damit zu einer Unterstützung für den Planer. Ferner kann auf diese Weise die Zuverlässigkeit und Qualität der Planung erhöht und sichergestellt werden. Mittels des optionalen Ermittelns von mCAD- Daten und/oder eCAD-Daten kann dabei ggf. selbständig erkannt werden, welche elektrischen Komponenten miteinander verbunden werden sollten und in welcher Reihenfolge diese Verbindung stattfinden sollte. Auf dieser Grundlage kann die optimierte Topologie mit sehr geringem Zeitaufwand erstellt und vorgeschlagen werden. Ebenso kann die schnelle und fehlerfreie Erstellung einer Stückliste für die verwendete Automatisierungstechnik auf Grundlage der automatisch generierten Topologie möglich sein.

Ein Benutzer kann bspw. ein Installateur und/oder Anlagenmechaniker und/oder Elektriker und/oder Werker und/oder Planer und/oder mechanischer Konstrukteur oder Entwickler und/oder elektrischer Konstrukteur oder Entwickler und/oder SPS-Programmierer und/oder Inbetriebnehmer und/oder Instandhalter und/oder Maschinenführer sein. Es ist möglich, dass der Benutzer das erfindungsgemäße Verfahren dadurch verwendet, dass das Verfahren über einen Computer für den Benutzer bereitgestellt wird. Hierzu kann ein Computerprogramm zumindest teilweise durch den Computer und/oder einen weiteren Computer ausgeführt werden, um die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte durchzuführen.

Für die Installation der Maschine können mehrere Installationselemente vorgesehen sein. Diesen Installationselementen kann jeweils ein Identifikator zugeordnet sein, durch welchen die Installationselemente eindeutig identifiziert werden können. Der Identifikator kann entsprechend eine Information sein, welche bspw. digital verarbeitet werden kann. Das jeweilige Installationselement kann den Identifikator dadurch aufweisen, dass ein physisches Identifikationsmittel am Installationselement vorgesehen und/oder angebracht ist. Die Installationselemente können bspw. Kabel oder Bauteile sein, welche ein funktionaler Teil der Maschine sind. Insbesondere werden über die Installationselemente Geräte der Maschine wie Aktoren und/oder Sensoren betrieben, also vorzugsweise angesteuert und/oder ausgelesen. Für den Betrieb der Geräte kann eine Steuerungsvorrichtung wie eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) vorgesehen sein, welche über die Installationselemente und Komponenten den elektrischen Betrieb der Geräte durchführen kann. Hierzu kann die Steuerungsvorrichtung mit den Komponenten in elektrischer Verbindung stehen.

Bei der Maschine, für welche die elektrische, dezentrale Topologie erstellt und/oder simuliert und/oder optimiert wird, kann es sich um eine existierende reale Maschine handeln. Die Installationsvorgabe und ihre möglichen Bestandteile (siehe weiter oben) können in diesem Fall automatisch oder zumindest computer-gestützt auf Basis von Eigenschaften der existierenden realen Maschine erzeugt werden. Beispielsweise kann aus der tatsächlichen elektrischen Verkabelung der Maschine der oben genannte digitalisierte Schaltplan erzeugt werden und/oder aus dem tatsächlichen Aufbau der Maschine der oben genannte digitalisierte Bauplan erzeugt werden. Insofern verwendet die Simulation Messungen der existierenden realen Maschine als Eingabe und kann somit Teil eines indirekten Messverfahrens sein, das den physikalischen Zustand eines existierenden realen Gegenstands berechnet und/oder vorhersagt.

Das oben beschriebene Vermessen und Simulieren einer existierenden realen Maschine kann seine zahlreichen vorteilhaften technischen Wirkungen (siehe weiter oben) beispielsweise dann entfalten, wenn die Maschine in einer Produktivumgebung (im “Feld”) neu aufgebaut wird und die Simulation vor der tatsächlichen Inbetriebnahme der Maschine durchgeführt wird. Auch ist es denkbar, die Maschine in einer Test- und/oder Versuchsumgebung aufzubauen und anschließend zu simulieren, sodass zu einem späteren Zeitpunkt in der Produktivumgebung unmittelbar eine Maschine gemäß der optimierten Topologie aufgebaut werden kann.

Bei der Maschine, für welche die elektrische, dezentrale Topologie erstellt und/oder simuliert und/oder optimiert wird, kann es sich auch um eine potentielle Maschine, d.h. einen Entwurf einer Maschine, handeln. Bereits hierdurch manifestieren sich jedoch die zahlreichen technischen Wirkungen auch in der realen Welt, da bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Erfindung nur Maschinen gemäß der simulierten bzw. Optimierten Topologie gebaut werden. Das Simulieren umfasst vorzugsweise ein erstes automatisches Simulieren einer ersten Annäherung an eine optimale Topologie durch optionale Kombination der mCAD und eCAD- Daten. Es ist möglich, dass anschließend eine automatische Optimierung der ersten Simulation anhand von Kriterien zu Präferenzen und technischen Rahmenbedingungen erfolgt. Sodann kann ein automatischer Vergleich aller erstellten Topologien vorgesehen sein. Die Ausgabe kann eine Ausgabe der optimalen Topologie für die jeweilige Anlagenspezifikation umfassen.

Die Topologie kann auf unterschiedlichen Abhängigkeiten beruhen. Es ist möglich, dass die Installationsvorgabe wenigstens eine der Abhängigkeiten aufweist, um darauf basierend die Simulation durchzuführen und/oder die Topologie zu erstellen. Insbesondere können die Abhängigkeiten dabei wenigstens eine der folgenden Angaben aufweisen: eine Anlagenkonfiguration, verfügbare Komponenten wie Aktoren und/oder Sensoren und/oder Module, verfügbare Kabel, verwendete Kommunikationsstandards, elektrische Leistungsabnahme, Bauteilrestriktionen (Leitungslänge, Temperaturverhalten, etc.), Komponenteninformationen über eine gegenseitige Beeinflussung der Komponenten (z. B. gegenseitige thermische und/oder elektromagnetische Beeinflussung, etc.), Kommunikationsgeschwindigkeit, Sicherheitsklassen, Installationstechnologie (MVK, Cube, Modulare IO-Systeme etc.), Busstandard (ProfiNet, ProfiSave, EtherCAT, EtherNet/IP).

Durch die Simulation und/oder basierend auf der Simulation kann ferner die wenigstens eine dezentrale, elektrische Topologie erstellt werden, bspw. durch wenigstens einen Algorithmus. Anschließend kann die Ausgabe der erstellten Topologie erfolgen. Die Topologie wird bspw. mittels eines Algorithmus erstellt, wobei der Algorithmus ein Regelwerk zur Erstellung einer Topologie abfährt. Der Algorithmus kann ein lernfähiger Algorithmus sein, welcher autonom entscheiden kann, ob das Regelwerk chronologisch abgefahren wird oder ob zumindest eine Regel übersprungen werden soll, beispielsweise wenn festgestellt wird, dass die Regel auf Grund von Details wie dem gegenwärtigen Ausführungskontext und/oder dem durch das Lernen aufgebauten Erfahrungswissen keine Anwendung findet. Hierdurch kann das System deutlich schneller und leistungsfähiger werden.

Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass der Schritt des Simulierens der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie die nachfolgenden Schritte umfasst:

Ermitteln wenigstens einer Maschinenspezifikation aus der Installationsvorgabe, wobei vorzugsweise die Maschinenspezifikation umfasst: Daten zu einer Art und/oder zu Restriktionen und/oder zu technischen Eigenschaften und/oder zu Platzierungen der elektrischen Komponenten in der Maschine, Verknüpfen der ermittelten Maschinenspezifikation mit einer Kommunikationsspezifikation für wenigstens eine Kommunikationsverbindung der elektrischen Komponenten in der Maschine.

Damit kann der Vorteil erzielt werden, dass in Abhängigkeit von der Maschinenspezifikation und insbesondere von der Anlagenkonfiguration eine geeignete Topologie ausgegeben werden kann. Vorteilhafterweise umfasst hierbei das Ermitteln der wenigstens einen Maschinenspezifikation, dass die verfügbaren und notwendigen Anlagenspezifikationsdaten zur Erstellung der Topologie automatisch erkannt werden.

Die Kommunikationsverbindung kann z. B. wenigstens eine Verbindung zur Übertragung von Signalen und/oder Daten, insbesondere Steuerungssignalen und/oder Steuerungsbefehlen von der Steuerungsvorrichtung zu der wenigstens einen elektrischen Komponente bzw. dem wenigstens einen Verbindungsmodul umfassen. Dabei kann die Kommunikationsverbindung wenigstens eine (harte) Verdrahtung von elektrischen Leitungen und/oder eine Datenverbindung wie einen Feldbus und/oder eine Kombination daraus umfassen. Die Kommunikationsspezifikation kann bspw. eine Adressierung von Anschlussstellen der elektrischen Komponenten bzw. Verbindungsmodule angeben. Auch ist es möglich, dass die Kommunikationsspezifikation weitere Informationen über die Kommunikationsverbindungen angibt, wie z. B. wenigstens eine Belegungsinformation und/oder einen Anschlussplan und/oder eine Kommunikationstechnologie und/oder dergleichen. Die Maschinenspezifikation kann z. B. Informationen umfassen, welche der Verbindungsmodule als passive Verteiler und welche der Verbindungsmodule als aktive Verteiler ausgeführt sind. Somit kann die Ausbildung der Verbindungsmodule als aktive oder passive Verteiler bei der Simulation berücksichtigt werden.

Auch ist es möglich, dass erst durch das Simulieren definiert wird, welche Anzahl und/oder Arten von elektrischen Komponenten und vorzugsweise Verbindungsmodulen (z. B. aktiver oder passiver Verteiler, Anzahl der Anschlussstellen, z. B. 4 oder 8 Anschlüsse) für die dezentrale, elektrische Topologie vorgesehen wird. Diese Definition kann bspw. auf Basis des Verknüpfens der ermittelten Maschinenspezifikation mit der Kommunikationsspezifikation erfolgen und in der Ausgabe der Topologie angegeben werden. Dabei ist es möglich, dass in Abhängigkeit von Informationen in der Maschinenspezifikation wie den benötigten Potential kreisen (z. B. für die Sensoren) konkrete Arten von elektrischen Komponenten wie Verbindungsmodule, Kabel, Adapter oder T- Verteiler definiert werden. Es ist weiter denkbar, dass die Maschinenspezifikation zumindest eine branchenspezifische Anforderung an die Maschine umfasst, um diese bei dem Simulieren zu berücksichtigen. Die wenigstens eine Anforderung kann z. B. vor dem Simulieren aktiv durch eine Benutzerschnittstelle abgefragt werden. Die branchenspezifischen Anforderungen können z. B. Anforderungen an das Schutzniveau und/oder eine intrinsische Sicherheit und/oder einer Druckfestigkeit und/oder eines Sicherheitsintegritätslevels der elektrischen Komponenten festlegen und sich somit auf die Auswahl der Art und/oder Anzahl der Komponenten durch das Simulieren dienen. Es ist weiter denkbar, dass bei der Abfrage eine übergeordnete Kategorie wie die Branche bei dem Benutzer abgefragt wird und sodann auf eine Datenbank zurückgegriffen wird, um daraus die spezifischen Anforderungen für die Kategorie automatisch zu ermitteln.

Ebenfalls ist es möglich, dass die Simulation durch einen iterativen und/oder interaktiven Prozess vorbereitet wird, bei welchem wesentliche Informationen wie die Maschinenspezifikation über eine Benutzerschnittstelle abgefragt werden. Auch ist es denkbar, dass hierzu die Teile einer bestehenden Maschine abgescannt und eingelesen werden, um diese bei der Simulation zu berücksichtigen. Auch sind auf diese Weise eine iterative Verfeinerung und Optimierung der Planung möglich. Ferner können Optimierungsparameter abgefragt und bei der Simulation berücksichtigt werden. Die Optimierungsparameter umfasst z. B. wenigstens einen der folgenden: Einbauzeit, Aufwand, Komplexität, Bauteilverfügbarkeit, Herstellerherkunft.

Auch ist es optional denkbar, dass der Schritt des Simulierens der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie den nachfolgenden Schritt umfasst: Auswerten eines vordefinierten Regelwerks, um die dezentrale, elektrische Topologie anhand des Regelwerks zu erstellen, wobei vorzugsweise das Regelwerk die dezentrale, elektrische Topologie definiert. Das Auswerten des Regelwerks kann dabei automatisch durch einen Algorithmus erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass anhand von vordefinierten Installationsregeln, wie z.B. geringe räumliche Abstände von Modulen zu der Sensor- und Aktorebene, und technischen Bedingungen, wie beispielsweise Installation im Außenbereich, insbesondere im Feld außerhalb des Schaltschranks, für die Erstellung einer geeigneten Topologie eine zielgerichtete und schnellere Auswertung erfolgen kann. Auch ist es möglich, dass das Regelwerk eine Optimierungsregel umfasst, um wenigstens einen angegebenen Optimierungsparameter zu berücksichtigen. Darüber hinaus kann das Regelwerk geeignet sein, die Anforderungen und/oder einen Zustand der Pin-Belegung und/oder die Belegungsinformation (einer Anschlussbelegung) und/oder die Anforderungen an die Potentialkreise bei der Maschine zu berücksichtigen. Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:

Bereitstellen von wenigstens einem Bewertungskriterium, welches vorzugsweise wenigstens eine Installationspräferenz und/oder wenigstens ein Optimierungsziel und/oder wenigstens eine Installationsbedingung für eine Installation der dezentralen, elektrischen Topologie umfasst,

Simulieren mindestens einer weiteren dezentralen, elektrischen Topologie auf Basis, bevorzugt durch eine zweite Simulation, vorzugsweise durch eine Veränderung, der simulierten mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie und auf Basis des wenigstens einen bereitgestellten Bewertungskriteriums, vorzugsweise für die Erstellung einer optimalen dezentralen, elektrischen Topologie, welche wenigstens eine oder höchstens alle des wenigstens einen Bewertungskriteriums erfüllt.

Dies ermöglicht es, dass mit Hilfe der festgelegten Präferenzen und optimierten Installationsziele eine qualitativ umfassendere und bessere dezentrale, elektrische Topologie bewertet und ausgewählt werden kann.

Ferner kann das Initiieren der Ausgabe der wenigstens einen dezentralen, elektrischen Topologie umfassen: Initiieren der Ausgabe wenigstens einer der simulierten weiteren dezentralen, elektrischen Topologie, vorzugsweise der optimalen dezentralen, elektrischen Topologie.

Das wenigstens eine Optimierungsziel kann z. B. wenigstens eine der folgenden Ziele umfassen: Wartungsfreundlichkeit, CO2-Verbrauch, Materialverbrauch, Materialkosten, Arbeitsaufwand, Montagefreundlichkeit, Montageeffizienz, Umsetzungseffizienz, Unabhängigkeit von der Verfügbarkeit von Fachkräften, und dergleichen.

Um einen Widerspruch unterschiedlicher Optimierungsziele aufzulösen, kann eine Gewichtung der Optimierungsziele vorgesehen sein. Durch die Gewichtung der Optimierungsziele lassen sich der Erfüllungsgrad der jeweiligen Optimierung darstellen und ausgeben.

Die Installationspräferenz kann auch als Präferenzkriterium verstanden werden. Bevor eine zweite Simulation durchgeführt wird, können die wenigstens eine Installationspräferenz und/oder das wenigstens eine Optimierungsziel und/oder die wenigstens eine Installationsbedingung in Bedingungen (insbesondere Regeln und technische Bedingungen) umformuliert werden, nach welchen ein Algorithmus die Eignung einer Topologie bewerten und ordnen kann. Anhand dieser Bedingungen kann dann die zweite Simulation durchgeführt werden, welche auf Basis der ersten funktionsgewährleistenden Topologie wenigstens eine mögliche Topologie erstellen kann, die mindestens eine und höchstens alle dieser Bedingungen erfüllt.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Verfahren nach dem Simulieren der mindestens einen weiteren dezentralen, elektrischen Topologie den nachfolgenden weiteren Schritt umfasst: Analysieren der mindestens einen simulierten, weiteren dezentralen, elektrischen Topologie hinsichtlich einer Erfüllung des wenigstens einen Bewertungskriteriums, wobei vorzugsweise eine Anzahl und Art der erfüllten Bewertungskriterien sowie mögliche Widersprüche berücksichtigt werden, wobei bevorzugt das Analysieren ein Vergleichen der bereits simulierten, weiteren dezentralen, elektrischen Topologie umfasst. Diese Analyse ermöglicht eine signifikante qualitative Verbesserung der Bewertung der simulierten, weiteren dezentralen, elektrischen Topologie.

Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der nachfolgende Schritt durchgeführt wird: Durchführen eines Optimierungsvorgangs, bei welchem mindestens zwei Merkmale aus wenigstens zwei der simulierten, weiteren dezentralen, elektrischen Topologien kombiniert werden, um die optimale dezentrale, elektrischen Topologie zu erstellen, vorzugsweise nur unter der Bedingung, dass die Kombination widerspruchsfrei möglich ist. Dies hat den Vorteil, dass durch die Kombination verschiedener Merkmale ein besserer Optimierungsprozess für die Erstellung einer optimalen, dezentralen, elektrischen Topologie erfolgen kann.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum interaktiven und/oder iterativen Simulieren der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie der Maschine.

Beim interaktiven Simulieren der mindestens einen Topologie kann der Benutzer während der Simulation interaktiv eingreifen und/oder bestimmte Parameter und/oder Einstellungen ändern, um sofortige Ergebnisse zu erhalten. Das bedeutet, dass der Benutzer die Möglichkeit hat, die Auswirkungen von Änderungen in Echtzeit zu sehen und/oder das Verhalten der Maschine während der Simulation zu beeinflussen. Interaktive Simulationen können besonders nützlich sein, um schnell verschiedene Szenarien zu testen, Designoptionen zu vergleichen und/oder ein besseres Verständnis für das Verhalten der Maschine zu entwickeln. Beim iterativen Simulieren der mindestens einen Topologie kann der Benutzer eine Reihe von wiederholten Simulationen durchführen, wobei er bestimmte Parameter und/oder Konfigurationen schrittweise verändern kann, um das Design und/oder die Leistung der Maschine zu optimieren. Die Ergebnisse jeder Simulation können als Ausgangspunkt für die nächste Iteration dienen, wobei jedes Mal kleine Anpassungen vorgenommen werden können, um das Design schrittweise zu verbessern. Dieser iterative Prozess kann wiederholt werden, bis das optimale Ergebnis erreicht ist. Iterative Simulationen können besonders nützlich sein, um die Maschinenkonfiguration kontinuierlich zu verbessern und/oder die Leistung zu optimieren, da sie einen schrittweisen und/oder systematischen Ansatz ermöglichen.

Zusammengefasst bedeutet "interaktives" Simulieren, dass der Benutzer während der Simulation interaktiv eingreifen und/oder Änderungen vornehmen kann, während "iteratives" Simulieren darauf hinweist, dass der Benutzer eine Reihe von wiederholten Simulationen durchführen kann, um das Design und/oder die Leistung schrittweise zu verbessern. Beide Ansätze können miteinander kombiniert werden, um einen effizienten und/oder erfolgreichen Simulationsprozess zu ermöglichen.

Hierdurch ist eine besonders interaktive und/oder iterative Verfeinerung der Topologie in einer Planungsphase und/oder einer Aufbauphase der Maschine möglich. Das interaktive bzw. iterative Vorgehen stellt somit eine ständige bzw. geführte Mensch- Maschine-Interaktion bereit, durch welche der Nutzer bei der Ausführung der technischen Aufgabe, z.B. der Anlagenplanung oder dem Anlagenaufbau, unterstützt wird. Beispiele einer entsprechenden Benutzeroberfläche werden nachfolgend in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele weiter erläutert.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Simulieren eine Echtzeitsimulation. Echtzeitsimulationen zeichnen sich dadurch aus, dass sie in Echtzeit, d.h. ohne wesentliche Verzögerung, ablaufen und/oder Ergebnisse sofort geliefert werden. In diesem Zusammenhang bezieht sich "Echtzeit" auf die Fähigkeit einer Simulation, Ergebnisse und/oder Reaktionen im Wesentlichen in der gleichen Geschwindigkeit zu liefern, wie sie in der realen Welt auftreten würden. Das bedeutet, dass die Simulation die Berechnungen und/oder Analyse in Echtzeit durchführt, ohne merkliche Verzögerung oder Zeitunterschiede. In anderen Worten: Wenn eine Simulation als "Echtzeitsimulation" bezeichnet wird, bedeutet dies, dass sie so schnell arbeitet, dass sie die Ergebnisse sofort liefert, sobald eine Änderung und/oder eine Eingabe vorgenommen wird. Dies ermöglicht es dem Benutzer, die Auswirkungen seiner Aktionen und/oder Änderungen in der Simulation sofort zu sehen und/oder unmittelbares Feedback zu erhalten. Die Echtzeitsimulation stellt also eine noch enger mit dem Nutzer verzahnte ständige bzw. geführte Mensch- Maschine-Interaktion bereit, durch welche der Nutzer bei der Ausführung der technischen Aufgabe, z.B. der Anlagenplanung oder dem Anlagenaufbau, noch besser unterstützt wird.

Es kann optional möglich sein, dass der Optimierungsvorgang übergangen wird und wenigstens oder genau eine der simulierten, weiteren dezentralen, elektrischen Topologien als die optimale dezentrale, elektrische Topologie erstellt wird, wenn ein Ergebnis des Analysierens ergibt, dass diese Topologie das wenigstens eine Bewertungskriterium erfüllt, wobei andernfalls der Optimierungsvorgang durchgeführt wird, um die optimale dezentrale, elektrische Topologie zu erstellen.

Es können daher nach der zweiten Simulation die erstellten möglichen Topologien auf die Erfüllung der durch die Bewertungskriterien definierten Bedingungen analysiert werden, auf die Anzahl und Art der erfüllten Bedingungen verglichen und auf mögliche Widersprüche untersucht werden. Die Analyse kann zwei mögliche Ergebnisse liefern, nämlich: a. Wenigstens eine der simulierten Topologien erfüllt alle der Bedingungen und führt zur Funktionsfähigkeit der Maschine. Es ist kein Optimierungsvorgang nötig. Es kann dann die Ausgabe derart erfolgen, dass mindestens eine der optimalen Topologien ohne eine Optimierung ausgegeben wird, b. Keine der simulierten Topologien erfüllt alle der Bedingungen. Es kann dann ein Optimierungsvorgang durchgeführt werden, welcher zum Ziel die Kombination von wenigstens zwei Merkmalen aus wenigstens zwei der simulierten Topologien hat, um ein Optimierungsziel zu erreichen. Eine Kombination kann ggf. nur dann durchgeführt werden, falls eine Kombination mindestens zweier Topologien widerspruchsfrei möglich ist und die Kombination wenigstens eine weitere der Bedingung erfüllt als die jeweils nicht-kombinierten Topologien. Es kann dann die Ausgabe derart erfolgen, dass die Topologie ausgegeben wird, die nach der Optimierung die Bedingungen am besten erfüllt. Sollten mehr als eine Topologie die Bedingungen gleich gut erfüllen, so können ggf. alle optimalen Topologien ausgegeben werden.

Dies ermöglicht es, dass eine deutlich verbesserte Flexibilität für den Optimierungsprozess hinsichtlich der zu erstellenden optimalen, dezentralen, elektrischen Topologie gewährleistet wird. Nach einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass das Initiieren der Ausgabe der wenigstens einer dezentralen, elektrischen Topologie eine Ausgabe von mehreren identifizierten optimalen topologischen Anordnungen von räumlich dezentral angeordneten, elektrischen Komponenten umfasst, vorzugsweise dann, wenn diese das wenigstens eine Bewertungskriterium gleich erfüllen. Dies ermöglicht es, eine schnellere Auswahl der ausgegebenen topologischen Anordnungen zu gewährleisten.

Ferner kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Verfahren die weiteren nachfolgenden Schritte umfasst:

Prüfen einer Vollständigkeit und/oder einer Eignung der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation, insbesondere der eCAD- und mCAD-Daten, für das Simulieren der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie; und

Festlegen einer Simulationsstrategie für das Simulieren der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Prüfens, wobei das Simulieren dann durchgeführt wird, wenn das Prüfen ergibt, dass die wenigstens eine ermittelte Installationsinformation vollständig und/oder geeignet, insbesondere qualitativ ausreichend, ist, wobei vorzugsweise das Simulieren auch dann durchgeführt wird, wenn das Prüfen ergibt, dass mCAD-Daten in der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation fehlen, wobei bevorzugt andernfalls eine Benutzereingabe zur Eingabe fehlender Installationsinformationen und/oder eine Handlungsempfehlung initiiert wird.

Dies ermöglicht es, die zuverlässige Erstellung einer optimierten Topologie auch bei nicht vollständigen Daten zu gewährleisten.

Es ist ferner denkbar, dass in dem Fall, dass das Prüfen ergibt, dass ein Teil der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation, vorzugsweise die eCAD-Daten, nicht vollständig und/oder qualitativ nicht ausreichend ist, eine Benutzereingabe zur Eingabe des Teils, insbesondere der eCAD-Daten, initiiert wird, um die wenigstens eine ermittelte Installationsinformation in der Art mit dem Teil, insbesondere der eCAD-Daten, anzureichern, dass das Simulieren zur Erstellung der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie ermöglicht wird. Somit kann in anderen Worten der fehlende Teil automatisiert angereicht werden. Dies hat den Vorteil, dass die Qualität der Simulation gesteigert wird und eine schnellere Auswahl der optimalen, dezentralen, elektrischen Topologie gewährleistet wird. Nach einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation aus historischen Daten generiert wird, insbesondere in dem Fall, dass das Prüfen ergibt, dass mCAD-Daten in der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation fehlen. Damit kann auf Basis bereits gesammelter Daten ein Fehlen von Daten kompensiert werden.

Damit wird es ermöglicht, dass die Qualität des Simulierens deutlich verbessert werden kann.

Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Ausgabe wenigstens eine der folgenden Angaben umfasst, wobei vorzugsweise die Angaben automatisch generiert werden: eine Angabe zu einer Verkabelung der elektrischen Topologie; eine Stückliste für die Komponenten der Maschine; eine generierte Betriebsmittelkennzeichnung für eine optimierte dezentrale, elektrische Topologie; eine Angabe zu Verbindungen der Komponenten miteinander; eine Installationsanleitung hinsichtlich einer Reihenfolge der Verbindung der Komponenten miteinander; eine Installationsunterstützung eines Werkes bei der Installation der Maschine, vorzugsweise durch wenigstens eine Installationsanweisung; und einen elektrischen Anschluss- und/oder Schaltplan.

Dies hat den Vorteil, dass anhand der jeweils ausgegebenen Information bei der Ausgabe eine schnellere Realisierung ermöglicht wird.

Darüber hinaus ist es möglich, dass die Ausgabe wenigstens eine Steuerungsspezifikation, vorzugsweise eine Maschinensteuerungsspezifikation für die Ansteuerung bei der Maschine und insbesondere eine Maschinensteuerungsdatei, umfasst. Die Steuerungsspezifikation kann maschinenlesbar sein, um zumindest durch die Steuerungsvorrichtung und/oder durch die Verbindungsmodule ausgelesen zu werden und/oder um die Funktionalität der Maschine automatisiert bereitstellen zu können. Somit kann die Installation der Maschine durch die Ausgabe und die zugrundeliegende Simulation weiter unterstützt und automatisiert werden. Die Steuerungsspezifikation kann z. B. zumindest eine Belegungsinformation und/oder Adressierungsinformation umfassen, um die Adressierung der Anschlussstellen der Verbindungsmodule zu ermöglichen. Bspw. können dabei durch die Steuerungsspezifikation die Adressen für die Anschlussstellen und/oder die damit verbundenen Komponenten vergeben und/oder zugeordnet sein. Insbesondere im Zusammenhang mit aktiven Verteilern kann davon gesprochen werden, dass die Steuerungsspezifikation die E/A Adressen umfasst. Ferner kann die Steuerungsspezifikation, bevorzugt die Maschinensteuerungsdatei, Steuerungsinformationen für die Steuerungsvorrichtung aufweisen. Dabei kann die Maschinensteuerungsdatei als eine Steuerungsdatei in einem binären Format ausgeführt sein.

Des Weiteren kann die Steuerungsspezifikation in einem standardisierten Format wie einem GSDML-, IODD-, und/oder XML (basierten-) Format kodiert sein. IODD steht hierbei für IODD (IO Device Description), welche detaillierte Informationen über die Funktionen und Eigenschaften eines IO-Link-Geräts, wie zum Beispiel die verfügbaren Prozessdaten, Diagnosedaten und Parameterdaten, bereitstellen kann. GSDML steht für „General Station Description Markup Language“. Es handelt sich dabei um eine XML-basierte, standardisierte Sprache zur Beschreibung der Eigenschaften und Funktionen von Automatisierungsgeräten, die mit dem PROFINET-Protokoll kompatibel sind. PROFINET ist ein weit verbreitetes industrielles Ethernet-Standardprotokoll für die Automatisierungstechnik. Eine GSDML Spezifikation kann dabei durch die Simulation zentral erstellt und abgeglichen werden. Wie bei lODD-Dateien für IO-Link-Geräte werden auch GSDML-Dateien in einem standardisierten Format bereitgestellt, was die Interoperabilität und Kompatibilität über verschiedene Hersteller und Systeme hinweg sicherstellt.

Ferner ist es möglich, dass die Steuerungsspezifikation eine Konfiguration für die elektrischen Komponenten wie für ein Verbindungsmodul und/oder einen Sensor und/oder einen Aktor und/oder eine Anpassung wenigstens einer Belegungsinformation wie von E/A Adressen in einer Maschinensteuerungsdatei aufweist. Auch kann die Steuerungsspezifikation eine Ergänzungsinformation über Komponenten aufweisen, welche gegenüber der ermittelten Installationsvorgabe bei der Topologie hinzugekommen sind.

Weiter kann die Steuerungsspezifikation zumindest eine Treiberdatei (wie eine IODD) aufweisen, welche auf den Verbindungsmodulen, insbesondere den aktiven Verteilern, installiert werden kann. Darüber hinaus kann die Steuerungsspezifikation Informationen über die Herstelleridentifikation, das Gerätemodell, die Revision, die Hardware- und Softwareversion sowie andere spezifische Geräteinformationen über wenigstens eine der elektrischen Komponenten umfassen.

Weiter ist es denkbar, dass die Maschinenspezifikation und/oder die Ausgabe der Topologie eine Bestell-Liste aufweist, in welcher die Komponenten und/oder Installationselemente aufgelistet sind, welche zum Aufbau der Maschine entsprechend der simulierten Topologie benötigt werden.

Die Ausgabe der wenigstens einen dezentralen elektrischen Topologie kann maschinenlesbar sein oder zumindest einen maschinenlesbaren Teil umfassen. Die maschinenlesbare Ausgabe bzw. der maschinenlesbare Teil kann zumindest eine Steueranweisung und/oder ein Steuersignal umfassen. Die maschinenlesbare Ausgabe bzw. der maschinenlesbare Teil kann zum zumindest teilweisen Steuern eines technischen Systems, beispielsweise der Maschine bzw. Anlage, und/oder zum zumindest teilweisen Steuern eines technischen Prozesses konfiguriert sein.

In einem Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausgabe, insbesondere die ausgegebene wenigstens eine dezentrale, elektrische Topologie, zumindest eine Steueranweisung umfasst oder spezifiziert. Die zumindest eine Steueranweisung kann von einer Steuerungsvorrichtung (nachfolgend auch Steuerung oder SPS genannt) maschinenlesbar und/oder ausführbar sein. Die Steuerungsvorrichtung kann der Maschine bzw. der Anlage zugeordnet sein, insbesondere kann die Steuerungsvorrichtung eine Steuerungsvorrichtung derjenigen Maschine bzw. Anlage sein, für die im Rahmen des beschriebenen Verfahrens eine Topologie erstellt wird.

In einem Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren den weiteren Schritt des Übertragens der zumindest einen Steueranweisung an die Steuerungsvorrichtung der Maschine bzw. Anlage um die Steuerungsvorrichtung der Maschine bzw. Anlage dazu zu veranlassen, die zumindest eine Steueranweisung auszuführen.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren den weiteren Schritt des Ausführens der zumindest einen Steueranweisung durch die Steuerungsvorrichtung der Maschine bzw. Anlage.

Hierzu kann die Ausgabe ein sogenanntes SPS-Projekt umfassen bzw. ein solches SPS- Projekt bzw. zumindest Teile davon automatisch erstellen. Das SPS-Projekt kann Informationen umfassen, beispielsweise in Form von einem oder mehreren Objekten, welche zur Erstellung eines Steuerungsprogramms nötig sind. Dies können Programmierbausteine (z.B. Programme, Funktionsbausteine, Funktionen, globale Variablenlisten (GVLs), usw.) und/oder weitere Informationen, die benötigt werden, um das Programm auf einer SPS ausführen zu können, sein (z.B. referenzierte Tasks, Bibliotheksverwalter, Visualisierungen, usw.). Das SPS-Projekt kann in einem maschinenlesbaren Format wie PLCopen XML oder AML in einer oder mehreren entsprechenden Dateien ausgebildet sein.

Die maschinenlesbare Ausgabe kann als Basis für einen Soll/Ist-Abgleich der Topologie in der Anwendung dienen. Beispielsweise kann die Steuerung unter Verwendung der maschinenlesbaren Ausgabe verifizieren, dass in der Maschine bzw. Anlage die programmierten Geräte auch tatsächlich in der entsprechenden Reihenfolge und/oder Form vorhanden sind.

Die maschinenlesbare Ausgabe kann feldbusspezifisch aufbereitet sein und/oder Steuerungs- bzw. SPS-Hersteller-spezifische Daten und/oder Modul- bzw. Modul-Hersteller spezifische Daten und/oder Komponenten, insbesondere Sensor und Aktor, spezifische Daten und/oder Inhalte umfassen, z.B.:

Profinet: Gerätename und/oder Netzwerkinformationen

EtherCAT : Gerätename und/oder Netzwerkinformationen und/oder Slot Adresse

Ethernet/IP: Gerätename und/oder Netzwerkinformationen und/oder Mac-Adresse

Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen (sog. Safety-Anwendungen) kann in die maschinenlesbare Ausgabe ein zusätzlicher Safety-Teil integriert sein. Falls beispielsweise zwei SPS-Einheiten vorgesehen sind (eine Safety-SPS und eine Standard-SPS) können zwei getrennte Dateien verwendet werden. Ferner kann für alle Safety-Komponenten eine Prüfsumme in der Datei integriert sein.

Die maschinenlesbare Ausgabe kann ferner einen oder mehrere der nachfolgenden Teile aufweisen, beispielsweise als Sub-Dateien des SPS-Projekts, welche ebenfalls automatisch erstellt werden können:

GSDML (Gerätespezifische Datei Markup Language) zum automatisierten Geräte/Modul-abhängigen Setzen von für den Betrieb der angeschlossenen Sensoren und/oder Aktoren nötigen Parameter

GSD (Geräte-Stammdaten-Datei) zur Spezifikation von Geräteeigenschaften wie Protokolle und/oder Kenndaten bzw. ggf. nur die Kurzfassung IODD (IO Device Description) zur Definition des spezifischen Device-Application- Tags für jedes IO-Link Device

ESI/ ENI (EtherCAT Slave Information/ EtherCAT Network Information ) zum automatisierten Geräte/Modul-abhängigen Setzen von für den Betrieb der angeschlossenen Sensoren und/oder Aktoren nötigen Parameter

Die obigen Informationen können, insbesondere in Summe, einen automatischen Start-Up einer Maschine ermöglichen (Plug&Play). Um einen Soll/Ist-Abgleich der Topologie bei der Montage zu gewährleisten, kann es ausreichend sein, das SPS-Projekt ohne GSD und IODD vorzusehen.

Ferner kann die Ausgabe der wenigstens einen dezentralen elektrischen Topologie als Basis für das Erzeugen einer Verwaltungsschale dienen. Eine Verwaltungsschale kann einen Datenpool umfassen, in welchem Hersteller- und Komponenten-spezifische Daten (z.B. PIM, Datenblatt, Handbücher, usw.) mit dem SPS-Projekt assoziiert werden. Dies kann im Betrieb eine weitreichende Datenkonsistenz über den kompletten Produktlebenszyklus ermöglichen bzw. begünstigen und/oder eine spätere systemseitig automatische Identifikation von hardwareseitigen Fehlern, bis hin zur Bestellung von Ersatzteilen, ermöglichen.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, bei einer Fehlfunktion den Produktionsprozess automatisch anzupassen und/oder nur noch bestimmte Teile und/oder Produkte herzustellen. In anderen Worten kann also eine zustandsabhängige autonome Produktionsplanung und/oder -Steuerung ermöglicht werden. Ebenso können die Installationsanleitungen und/oder Änderungen mit angehängt und somit dezentral verfügbar gemacht werden.

Ein weiterer optionaler Aspekt betrifft die automatische Erstellung der lODD-onboard-Datei, beispielsweise in Form einer Verschmelzung der GSD- und/oder GSDML- sowie der IODD- Dateien. Dies kann das einmalige Aufspielen sowie das Plug-and-Play von Ersatzteilen ermöglichen, ohne dass diese bei der Verwendung von lODD-onboard explizit vorprogrammiert werden müssten. Nach erstmaliger Inbetriebnahme mit IODD onboard können danach die Bauteile auf beliebige Steckplätze gesteckt werden, wobei die SPS sich die Informationen automatisch suchen kann.

Auch ein automatisches Auslassen der BOM (Bill of Materials)-Liste kann vorgesehen sein. Dies kann eine autonome Optimierung nach Materialverfügbarkeit am Markt umfassen, was als Basis für eine autonome lieferdatengerechte Produktionssteuerung und/oder Fertigungsplanung dienen kann. Dies kann zusätzlich oder alternativ ein automatisches Generieren einer kundenspezifischen Preisliste und/oder einer Kreuzliste der BOM nach Anbietern umfassen.

Vorzugsweise kann die Ausgabe eine optimierte Planung umfassen. Bspw. führt die darauf basierende automatisch generierte Stückliste dazu, dass nur die absolut erforderliche Anzahl von Komponenten und Kabeln, insbesondere Steckverbinder, in der notwendigen Menge (z.B. Stückzahl, Kabellänge) verbaut werden. Dies führt dazu, dass es nicht durch eventuelle Fehlplanungen (sowohl Fehlplanungen der Topologie als auch Fehlplanungen der Stückliste) zu Materialverschwendung kommt.

Dies ermöglicht es, dass eine effizientere und schnellere Umsetzung der ausgegebenen Planung gewährleistet wird.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein System für eine computer-gestützte Erstellung einer dezentralen, elektrischen Topologie für eine Maschine, insbesondere einer Anlage, basierend auf einer Installationsvorgabe, umfassend eine Ermittlungsvorrichtung, insbesondere eine Eingabevorrichtung und/oder eine Kamera und/oder ein Datenspeicher, für das Ermitteln, insbesondere Einlesen oder Eingeben, von wenigstens einer Installationsinformation der Installationsvorgabe, insbesondere von mCAD- und/oder eCAD-Daten, sowie eine (vorzugsweise erfindungsgemäße) Vorrichtung zur Datenverarbeitung, umfassend Mittel zur Ausführung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Damit bringt das erfindungsgemäße System die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind.

Es kann somit neben einem Verfahren auch ein System zur Erstellung einer Topologie in der dezentralen elektrischen Automatisierungstechnik bereitgestellt werden.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung kann eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung sein, umfassend Mittel zur Ausführung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Datenverarbeitung, diesen veranlassen, die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Damit bringt das erfindungsgemäße Computerprogramm die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der Offenbarung wird auf die folgenden Zeichnungen verwiesen:

Fig. 1 : Eine zentrale Verschaltung bei einer Maschine mittels eines Schaltschranks.

Fig. 2: Eine dezentrale Verschaltung gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 3 Eine schematische Darstellung von Teilen eines Systems gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 4 Eine schematische Darstellung von Einzelheiten eines Verfahrens gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 5 Eine schematische Darstellung von Schritten eines Verfahrens gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 6 Ein Beispiel eines zentralen Stromlaufplans als ein möglicher Bestandteil einer Installationsvorgabe gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 7 Ein Beispiel einer Verbindungsliste als ein möglicher Bestandteil einer Installationsvorgabe gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 8 Ein Beispiel eines digitalisierten Bauplans (mCAD) als ein möglicher Bestandteil einer Installationsvorgabe gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 9 Ein Beispiel eines digitalisierten Bauplans (mCAD) mit elektrischen Bauteilen als ein möglicher Bestandteil einer Installationsvorgabe gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 10 Ein Beispiel einer automatischen Erkennung von Verbindungen und Komponenten gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 11 Ein Beispiel einer Anzeige einer zentralen Topologie gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 12 Ein erstes Beispiel einer Anzeige einer dezentralen Topologie als Optimierungsergebnis gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 13 Ein zweites Beispiel einer Anzeige einer dezentralen Topologie als Optimierungsergebnis gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Fig. 14 Ein erstes Beispiel einer Benutzeroberfläche zur iterativen Verfeinerung einer Topologie gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 15 Ein zweites Beispiel einer Benutzeroberfläche zur iterativen Verfeinerung einer Topologie gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Fig. 16 Ein drittes Beispiel einer Benutzeroberfläche zur iterativen Verfeinerung einer Topologie gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Planung der Topologie elektrischer, dezentraler Automatisierungstechnik ist in der Durchführung durch einen menschlichen Planer ein zeitaufwendiger Prozess. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, welche durch eine Automatisierung auf Basis von mCAD- und / oder eCAD-Daten die Effizienz in der Planung substanziell zu steigern. Die Automatisierung Erstellung kann dabei zu einer optimalen Gestaltung der elektrischen Topologie führen, wobei die Optimierung der Gestaltung bezüglich unterschiedlichen Optimierungszielen vorgenommen werden kann: Hierbei steht oftmals die Montageeffizienz im Vordergrund. Somit kann die automatisierte Erstellung der elektrischen Topologie auch zu einer höheren Montageeffizienz im Sinne einer optimalen Anordnung der Komponenten führen, als auch zu einer höheren Umsetzungseffizienz, welche durch die Bereitstellung einer fehlerfreien Installationsvorgabe für einen Benutzer, insbesondere Werker realisiert wird.

Die automatisierte Erstellung der elektrischen Topologie stellt ferner sicher, dass Planungsfehler mit hoher Zuverlässigkeit vermieden werden können (bspw. fehlerhafte Verbindungen oder vergessenen Verbindungen). Dadurch ist die Qualität der Planung garantiert und Fehler, die ansonsten ggfs. erst in einem späteren Schritt (wie der Installation oder der Programmierung) erkannt würden, treten gar nicht erst auf.

In Fig. 1 ist schematisch eine zentrale Verschaltung mittels eines Schaltschranks 9 dargestellt, um diese einer dezentralen Verschaltung mittels räumlich dezentral angeordneten, elektrischen Komponenten 4 einer Maschine 1 in Fig. 2 gegenüberzustellen. Anstelle einer Verbindung sämtlicher Geräte 5 wie Sensoren und Aktoren unmittelbar mit dem Schaltschrank 9 wie in Fig. 1 dargestellt, können bei der dezentralen Verschaltung in Fig. 2 mehrere Komponenten 4, also insbesondere Verbindungsmodule 4, eingesetzt werden. Diese ermöglichen, wie der Schaltschrank 9, eine Kopplung der Geräte 5 mit einer Steuerungsvorrichtung 8 wie einer SPS. Allerdings können die Verbindungsmodule 4 dezentral und verteilt in der Nähe zu den Geräten 5 vorgesehen sein. Die Verbindungsmodule 4 verschalten somit jeweils die Geräte 5 nur teilweise, wobei die Verbindungsmodule 4 oder beispielsweise ein und/oder mehrere Verbindungsmodule 4 über jeweils einen und/oder mehrere Hubs 6 zusammen die gesamte Verschaltung vornehmen.

Um die Konfiguration und/oder Ansteuerung der Verbindungsmodule 4 zentral zu ermöglichen, kann ein Mastermodul 3 mehreren der einzelnen Verbindungsmodulen 4 vorgeschaltet sein. Ebenfalls ist es möglich, dass eine weitere Untergliederung der Verschaltung mittels wenigstens eines Hubs 6 erfolgt.

In Fig. 3 sind Teile eines Systems 2 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt. Das System 2 kann eine Vorrichtung 30 zur Datenverarbeitung aufweisen, wobei diese Datenverarbeitungsvorrichtung 30 Mittel zur Ausführung der Schritte eines Verfahren 100 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung umfassen kann. Ferner kann wenigstens eine elektrische Komponente 4, vorzugsweise in der Form eines Verbindungsmoduls 4 zur Verbindung mit einem Installationselement 10 und weiteren Installationselementen 10, vorgesehen sein. Die Komponente 4 kann für die Verbindung wenigstens eine Anschlussstelle 42 aufweisen. Auch ist ein den jeweiligen Anschlussstellen 42 zugeordnetes Anzeigeelement 41 dargestellt.

Es ist darüber hinaus dargestellt, dass die Komponenten 4 und wenigstens ein Computer 30, 31 (dargestellt mit einer Benutzeroberfläche 32) und/oder eine Steuerungsvorrichtung 8 über ein Bussystem 21 jeweils zur bidirektionalen Kommunikation miteinander verbunden sein können. Die bidirektionale Kommunikation kann auf Basis eines Kommunikationsprotokolls für ein Feldbussystem vorgesehen sein, insbesondere auf Basis eines ProfiNet-, Ethernet/IP- , EtherCAT- oder 802.3-Standards. Auch kann die bidirektionale Kommunikation kabelgebunden über ein Bussystem 21 oder kabellos mittels Bluetooth und/oder WLAN, auf Basis eines Standards gemäß IEEE 802.11 oder auf Basis eines Mobilfunk- Telekommunikationsstandards ausgeführt sein. Um einen Betrieb der Komponente 4 zu ermöglichen, kann die Komponente 4 ferner mit einer Energieversorgung 13 verbunden sein.

Ferner ist ein Computerprogramm 20 dargestellt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer 30 diesen veranlassen, die Schritte des Verfahrens 100 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung auszuführen.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 für eine computer-gestützte Erstellung einer dezentralen, elektrischen Topologie für eine Maschine 1 basierend auf einer Installationsvorgabe 200 visualisiert. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt 101 kann ein Ermitteln wenigstens einer Installationsinformation aus der Installationsvorgabe 200, insbesondere aus einem digitalisierten Schalt- und/oder Bauplan, vorgesehen sein. Die Installationsvorgabe 200 kann eine Funktionsfähigkeit der Maschine 1 und vorzugsweise eine zentrale Topologie von räumlich zentral angeordneten, elektrischen Komponenten der Maschine spezifizieren, wobei vorzugsweise die wenigstens eine Installationsinformation eCAD- und/oder mCAD-Daten umfasst. In anderen Worten kann in den eCAD- und/oder mCAD-Daten eine Topologie, vorzugsweise zentrale Topologie, der Maschine definiert sein. Diese kann z. B. Betriebsmittelkennzeichnungen und/oder Anschlussspezifikationen und/oder dergleichen umfassen. Entsprechend wird auf diese Weise auch eine Funktionalität spezifiziert.

Ferner kann gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 102 ein Simulieren mindestens einer dezentralen, elektrischen Topologie von räumlich dezentral angeordneten, elektrischen Komponenten 4 der Maschine 1 durchgeführt werden, wobei das Simulieren auf Basis der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation unter Berücksichtigung der spezifizierten Funktionsfähigkeit der Maschine 1 durchgeführt wird. In einem dritten Verfahrensschritt 103 erfolgt eine Ausgabe wenigstens einer dezentralen, elektrischen Topologie auf Basis des Simulierens 102, insbesondere eine Ausgabe wenigstens einer optimierten, dezentralen, elektrischen Topologie auf Basis des Simulierens 102.

Der Schritt des Simulierens 102 der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie kann ferner ein Ermitteln wenigstens einer Maschinenspezifikation aus der Installationsvorgabe 200 umfassen. Ebenfalls kann ein Verknüpfen der ermittelten Maschinenspezifikation mit einer Kommunikationsspezifikation für wenigstens eine Kommunikationsverbindung der elektrischen Komponenten 4 in der Maschine 1 vorgesehen sein. Auch ist es möglich, dass der Schritt des Simulierens 102 der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie ein Auswerten eines vordefinierten Regelwerks umfasst, um die dezentrale, elektrische Topologie anhand des Regelwerks zu erstellen, wobei vorzugsweise das Regelwerk die dezentrale, elektrische Topologie definiert.

Um die simulierten Topologien an die Anforderungen der Maschine 1 auszurichten, kann ferner wenigstens ein Bewertungskriterium bereitgestellt werden. Dieses kann in anderen Worten wenigstens eine Rahmenbedingung für die Simulation umfassen, wie z. B. eine Installationspräferenz und/oder wenigstens ein Optimierungsziel und/oder wenigstens eine Installationsbedingung für eine Installation der dezentralen, elektrischen Topologie umfassen. Anschließend kann ein zweites Simulieren mindestens einer weiteren dezentralen, elektrischen Topologie auf Basis, vorzugsweise durch eine Veränderung, der simulierten mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie (der ersten Simulation) und auf Basis des wenigstens einen bereitgestellten Bewertungskriteriums erfolgen.

Darüber hinaus ist es möglich, dass eine Analyse der mindestens einen simulierten, weiteren dezentralen, elektrischen Topologie hinsichtlich einer Erfüllung des wenigstens einen Bewertungskriteriums erfolgt. Anschließend kann ein Optimierungsvorgang erfolgen, bei welchem mindestens zwei Merkmale aus wenigstens zwei der simulierten, weiteren dezentralen, elektrischen Topologien kombiniert werden, um die optimale dezentrale, elektrischen Topologie zu erstellen.

Es ist auch möglich, dass der Optimierungsvorgang übergangen wird und wenigstens oder genau eine der simulierten, weiteren dezentralen, elektrischen Topologien als die optimale dezentrale, elektrische Topologie erstellt wird, wenn ein Ergebnis des Analysierens ergibt, dass diese Topologie das wenigstens eine Bewertungskriterium erfüllt, wobei andernfalls der Optimierungsvorgang durchgeführt wird, um die optimale dezentrale, elektrische Topologie zu erstellen. Es kann außerdem eine Prüfung auf Vollständigkeit und/oder Eignung der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation, insbesondere der eCAD- und mCAD- Daten, für das Simulieren 102 der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie vorgesehen sein. Abhängig von einem Ergebnis des Prüfens kann sodann eine Simulationsstrategie für das Simulieren 102 der mindestens einen dezentralen, elektrischen Topologie festgelegt werden. Dabei kann das Simulieren 102 dann durchgeführt werden, wenn das Prüfen ergibt, dass die wenigstens eine ermittelte Installationsinformation vollständig und/oder geeignet, insbesondere qualitativ ausreichend, ist, wobei vorzugsweise das Simulieren 102 auch dann durchgeführt wird, wenn das Prüfen ergibt, dass mCAD- Daten in der wenigstens einen ermittelten Installationsinformation fehlen, wobei bevorzugt andernfalls eine Benutzereingabe zur Eingabe fehlender Installationsinformationen initiiert wird. Der Simulationsansatz kann somit auch die Möglichkeit eröffnen, bei fehlenden oder fehlerhaften mCAD-Daten eine erste Näherung der Topologie zu erstellen. Dabei kann die Simulation ggf. bei fehlerhaften mCAD-Daten auf einen Datenbestand einer Datenquelle zugreifen, z.B. auf historischen Daten, sodass das computerimplementierte System basierend auf dem Datenbestand die mCAD-Daten vervollständigen kann. Bei fehlenden mCAD-Daten kann die Simulation sich ferner der im eCAD hinterlegten elektrischen Betriebsmittelkennzeichnung bedienen, welche für jedes Bauteil Orts- und Betriebsmittelinformationen enthält.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für ein System 2 für eine computer-gestützte Erstellung einer dezentralen, elektrischen Topologie für eine Maschine 1, insbesondere einer Anlage 1, basierend auf einer Installationsvorgabe 200, gezeigt. Es kann eine Ermittlungsvorrichtung 210 für das Ermitteln von wenigstens einer Installationsinformation der Installationsvorgabe 200 vorgesehen sein. Auch kann eine Vorrichtung 30 zur Datenverarbeitung Teil des Systems 2 sein. Die Ermittlungsvorrichtung 210 kann dazu ausgeführt sein, die ausführenden Komponenten 4 (also insbesondere Art, Restriktionen, technische Eigenschaften, Platzierung etc.), vorzugsweise mCAD-Daten, und/oder die elektrischen / kommunikativen Verbindungen (elektrischer Anschlussplan), vorzugsweise eCAD-Daten, und/oder die vorhandenen Komponenten 4 zu ermitteln bzw. einzulesen.

Die Ermittlungsvorrichtung 210 kann die zur Erstellung erforderlichen Daten, wie mCAD- und/oder eCAD-Daten, ermitteln. Dies kann bedeuten, dass die für die Erstellung der Topologie relevanten Daten in das System importiert, kombiniert und verarbeitet werden. Ferner kann eine Verknüpfungseinheit 220 vorgesehen sein, welche die Daten verknüpft und überprüft, ob alle notwendigen Daten vorhanden sind. Eine ebenfalls optional vorgesehene Entscheidungseinheit 230 kann anschließend entscheiden, welcher Handlungsstrang durchgeführt wird. Dabei können vorteilhafterweise folgende Handlungsstränge zur Auswahl stehen: a) alle Daten sind vorhanden und korrekt, das System 2 simuliert die erste Topologie, b) es liegen teilweise fehlende und/oder falsche mCAD-Daten vor, wobei eine Anreicherungseinheit 240, welche mit dem Benutzer kommunizieren kann oder das System 2 mit Daten so weit anreichern kann, dass die Maschine 1 funktionsfähig wird, wobei das System 2 diese Daten aus einem Datenspeicher 33, welcher z.B. historische Daten enthält, anreichern und auf Tauglichkeit prüfen kann, und/oder c) es wird bei fehlenden mCAD-Daten auf Basis der im eCAD (zentrale Darstellung) enthaltenden Betriebsmittelkennzeichnungen iterativ eine dezentrale Näherung der mCAD- Daten erstellt.

Darüber hinaus kann das System 2 eine erste Simulationseinheit 261 aufweisen, welche eine erste Topologie in einer ersten Simulation bzw. ersten Iteration simuliert, die die Funktionsfähigkeit der Maschine prinzipiell gewährleistet und ausgibt, wobei während der Simulation ein Algorithmus ein Regelwerk chronologisch abfahren kann. Ferner kann ein Präferenzsystem 250 vorgesehen sein, welche die vom Benutzer gewichten Präferenzen (Optimierungsziele) in technische Rahmenbedingungen übersetzt. Auch kann eine zweite Simulationseinheit 262 vorgesehen sein, welche die zur Erfüllung der technischen Rahmenbedingungen notwendigen Änderungen der ersten Topologie schrittweise simuliert. Das Ergebnis können dann auch mehrere Topologien sein, welche die unterschiedlichen technischen Rahmenbedingungen ggf. teilweise erfüllen. Eine Ausgabeeinheit 270 kann anschließend die finalen Topologien, die dem gewichteten Präferenzsystem 250 am besten entsprechen, ausgeben.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit weiteren Einzelheiten gezeigt. Gemäß den Verfahrensschritten 301 , 302 werden zunächst die zur Erstellung der Topologie die relevanten MCAD und ECAD-Datensätze in das (in Fig. 3 dargestellte) System 2 importiert, kombiniert und verarbeitet. Anschließend wird gemäß 303 überprüft, ob alle notwendigen Informationen vorhanden sind und ob sich die Informationen zur Erstellung einer Topologie eignen. Gemäß 304 kann die Prüfung drei mögliche Ergebnisse liefern. In einem ersten Ergebnis 304 sind die Daten vollständig und qualitativ ausreichend. Es kann sodann die erste Simulation einer Topologie erstellt werden. Gemäß einem zweiten Ergebnis 305 sind die ECAD-Daten nicht vollständig oder die Qualität der Daten ist nicht ausreichend hoch. Der Benutzer kann dann aufgefordert werden, eine entsprechende Menge an ECAD-Daten einzugeben, die zur ausreichenden Anreicherung des Datensatzes zur Simulation der Topologie geeignet ist. Daraufhin kann eine erste Simulation der Topologie durchgeführt werden. Ein drittes Ergebnis 306 indiziert, dass die relevanten MCAD-Daten fehlen. Es kann dann eine erste Iteration durchgeführt werden, da eine erste Simulation der Topologie möglich ist, wenn wenigstens die ECAD-Daten vollständig vorhanden sind. Das Vorhandensein der vollständigen MCAD-Daten ist nicht zwingend notwendig zur Simulation einer ersten Topologie. Gemäß 307 wird nach der Prüfung durch die Verknüpfung von Daten zu der Art, Restriktionen, technischen Eigenschaften und der Platzierungen der Komponenten in der Maschine (MCAD) mit Daten zu ihren kommunikativen Verbindungen (ECAD) im System 2 eine erste Topologie simuliert, die die Funktionsfähigkeit der Anlage prinzipiell gewährleistet, wobei während der Simulation ein Algorithmus ein Regelwerk 308 chronologisch abfährt. Das Regelwerk 308 wird zuvor in das System 2 eingegeben. Bevor die zweite Simulation durchgeführt wird, können bei 309 zuvor definierte Präferenzkriterien und Optimierungsziele in Regeln und technische Bedingungen 310 umformuliert werden, nach welchen ein Algorithmus die Eignung einer Topologie bewerten und ordnen kann. Die Regeln des Regelwerks umfassen dabei beispielweise Bedingungen oder Ziele wie Wartungsfreundlichkeit, CO2-Verbrauch, Materialverbrauch, Material Verfügbarkeit, Mate rial kosten, Arbeitsaufwand, Montagefreundlichkeit, Montageeffizienz, Umsetzungseffizienz, Unabhängigkeit von der Verfügbarkeit von Fachkräften, und dergleichen. Anhand dieser definierten Bedingungen 310 kann bei 311 eine zweite Simulation durchgeführt werden, welche auf Basis der ersten funktionsgewährleistenden Topologie aus der ersten Simulation wenigstens eine mögliche Topologie erstellt, die mindestens eine und höchstens alle Bedingungen 310 erfüllt. Die erstellten Topologien können dann bei 312 ausgegeben werden. Optional können bei 313 nach dieser zweiten Simulation die erstellten möglichen Topologien auf die Erfüllung der Bedingungen 310 hin analysiert werden, auf die Anzahl und Art der erfüllten Bedingungen verglichen und auf mögliche Widersprüche untersucht werden. Die Analyse kann zwei mögliche Ergebnisse liefern: Das erste Ergebnis kann sein, dass wenigstens eine der simulierten Topologien alle definierten Bedingungen 310 erfüllt und zur Funktionsfähigkeit der Maschine 1 führt. Es ist somit kein Optimierungsvorgang nötig. Das zweite Ergebnis kann sein, dass keine der simulierten Topologien alle definierten Bedingungen 310 erfüllt. Es wird ein Optimierungsvorgang durchgeführt, welcher die Kombination von wenigstens zwei Merkmalen aus wenigstens zwei der in Schritt 311 simulierten Topologien zum Ziel hat, um ein Optimierungsziel zu erreichen. Eine Kombination wird nur dann durchgeführt, falls eine Kombination mindestens zweier Topologien aus Schritt 311 widerspruchsfrei möglich ist und die Kombination wenigstens eine weitere Bedingung 310 erfüllt als die jeweils nichtkombinierten Topologien aus 311. Die Ausgabe kann somit zwei mögliche Ergebnisse liefern: Trifft das erste Ergebnis zu, so wird mindestens einer der optimalen Topologien ohne eine Optimierung ausgegeben. Trifft das zweite Ergebnis zu, so wird die Topologie ausgegeben, die nach der Optimierung bei 309 definierten Bedingungen 310 am besten erfüllt. Sollten mehr als eine Topologie die Bedingungen gleich gut erfüllen, so werden alle optimalen Topologien ausgegeben.

Wie bereits erläutert worden ist, kann eine Installationsvorgabe, welche als Eingabe der Simulation dienen kann, verschiedene Bestandteile aufweisen. Beispielhafte Bestandteile sind ohne Anspruch auf Vollständigkeit in den Fig. 6 bis 9 dargestellt. So zeigt Fig. 6 ein Beispiel eines zentralen Stromlaufplans. Fig. 7 zeigt eine beispielhafte Verbindungsliste. Zwei Beispiele eines digitalisierten Bauplans (mCAD) sind in Fig. 8 und 9 dargestellt.

Hinsichtlich der Topologie zeigt Fig. 10 ein Beispiel einer automatischen Erkennung von Verbindungen und Komponenten gemäß möglicher Ausführungsbeispielen der Erfindung. Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer Anzeige einer zentralen Topologie. Zwei Beispiele von Anzeigen einer dezentralen Topologie als Optimierungsergebnis gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung sind in Fig. 12 und 13 dargestellt.

Wie ebenfalls bereit erläutert worden ist, kann gemäß einiger Aspekte der Erfindung eine iterative Verfeinerung einer Topologie erfolgen. Beispielhafte grafische Benutzeroberflächen sind in Fig. 14, 15 und 16 dargestellt. Obwohl einige Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, ist es klar, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, wobei ein Element oder eine Vorrichtung einem Verfahrensschritt oder einem Merkmal eines Verfahrensschritts entspricht. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahrensschritt beschrieben werden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Elements oder Merkmals eines entsprechenden Geräts dar.

Ausführungsformen der Erfindung können auf einem Computersystem implementiert werden. Bei dem Computersystem kann es sich um ein lokales Computergerät (z. B. Personal Computer, Laptop, Tablet-Computer oder Mobiltelefon) mit einem oder mehreren Prozessoren und einem oder mehreren Speichergeräten handeln oder um ein verteiltes Computersystem (z. B. ein Cloud-Computersystem mit einem oder mehreren Prozessoren und einem oder mehreren Speichergeräten, die an verschiedenen Orten verteilt sind, z. B. bei einem lokalen Client und/oder einer oder mehreren entfernten Serverfarmen und/oder Datenzentren). Das Computersystem kann jede beliebige Schaltung oder Kombination von Schaltungen umfassen. In einer Ausführungsform kann das Computersystem einen oder mehrere Prozessoren beliebiger Art umfassen. Der hier verwendete Begriff "Prozessor" kann jede Art von Rechenschaltung bezeichnen, z. B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen CISC-Mikroprozessor (Complex Instruction Set Computing), einen RISC-Mikroprozessor (Reduced Instruction Set Computing), einen VLIW-Mikroprozessor (Very Long Instruction Word), einen Grafikprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen Mehrkernprozessor, ein FPGA (Field Programmable Gate Array) oder jede andere Art von Prozessor oder Verarbeitungsschaltung. Andere Arten von Schaltkreisen, die im Computersystem enthalten sein können, können ein kundenspezifischer Schaltkreis, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) oder ähnliches sein, wie z. B. ein oder mehrere Schaltkreise (z. B. ein Kommunikationsschaltkreis) zur Verwendung in drahtlosen Geräten wie Mobiltelefonen, Tablet-Computern, Laptop-Computern, Zwei-Wege- Funkgeräten und ähnlichen elektronischen Systemen. Das Computersystem kann eine oder mehrere Speichervorrichtungen enthalten, die ein oder mehrere für die jeweilige Anwendung geeignete Speicherelemente umfassen können, wie z. B. einen Hauptspeicher in Form eines Direktzugriffsspeichers (RAM), eine oder mehrere Festplatten und/oder ein oder mehrere Laufwerke, die Wechseldatenträger wie Compact Disks (CD), Flash-Speicherkarten, digitale Videodisks (DVD) und dergleichen verarbeiten. Das Computersystem kann auch ein Anzeigegerät, einen oder mehrere Lautsprecher und eine Tastatur und/oder ein Steuergerät enthalten, das eine Maus, einen Trackball, einen Touchscreen, ein Spracherkennungsgerät oder ein anderes Gerät umfassen kann, das es einem System benutzer ermöglicht, Informationen in das Computersystem einzugeben und Informationen von ihm zu empfangen.

Einige oder alle Verfahrensschritte können von einem Hardware-Gerät (oder unter Verwendung eines solchen) ausgeführt werden, wie z. B. einem Prozessor, einem Mikroprozessor, einem programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung. In einigen Ausführungsformen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte von einem solchen Gerät ausgeführt werden.

Abhängig von bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsformen der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementierung kann unter Verwendung eines nicht-übertragbaren Speichermediums wie eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Diskette, einer DVD, einer Blu-Ray, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers erfolgen, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem Zusammenwirken (oder Zusammenwirken können), so dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Daher kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.

Einige Ausführungsformen der Erfindung umfassen einen Datenträger mit elektronisch lesbaren Steuersignalen, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem zusammenzuarbeiten, so dass eines der hier beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.

Im Allgemeinen können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert werden, wobei der Programmcode zur Durchführung eines der Verfahren dient, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Der Programmcode kann zum Beispiel auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.

Andere Ausführungsformen umfassen das Computerprogramm zur Durchführung eines der hier beschriebenen Verfahren, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.

Mit anderen Worten, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher ein Speichermedium (oder ein Datenträger oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren gespeichert ist, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das aufgezeichnete Medium sind typischerweise greifbar und/oder nicht-übertragbar. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät, wie hierin beschrieben, mit einem Prozessor und dem Speichermedium.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist daher ein Datenstrom oder eine Folge von Signalen, die das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellen. Der Datenstrom bzw. die Signalfolge kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass er bzw. sie über eine Datenkommunikationsverbindung, z.B. über das Internet, übertragen werden kann.

Eine weitere Ausführungsform umfasst ein Verarbeitungsmittel, z. B. einen Computer oder ein programmierbares Logikgerät, das so konfiguriert oder angepasst ist, dass es eines der hierin beschriebenen Verfahren durchführen kann.

Eine weitere Ausführungsform umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das so konfiguriert ist, dass sie bzw. es ein Computerprogramm zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren an einen Empfänger überträgt (z. B. auf elektronischem oder optischem Weg). Bei dem Empfänger kann es sich beispielsweise um einen Computer, ein mobiles Gerät, ein Speichergerät oder dergleichen handeln. Die Vorrichtung oder das System kann zum Beispiel einen Dateiserver zur Übertragung des Computerprogramms an den Empfänger umfassen.

In einigen Ausführungsformen kann eine programmierbare Logikvorrichtung (z. B. ein feldprogrammierbares Gate-Array) verwendet werden, um einige oder alle Funktionen der hier beschriebenen Verfahren auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann ein feldprogrammierbares Gate-Array mit einem Mikroprozessor Zusammenarbeiten, um eines der hier beschriebenen Verfahren durchzuführen. Im Allgemeinen werden die Verfahren vorzugsweise von einem beliebigen Hardware-Gerät durchgeführt.

Liste der Bezugszeichen

1 Maschine, Anlage

2 System

3 Mastermodul 4 Modul, Komponente, Verbindungsmodul

5 Geräte, Sensor, Aktor

6 Hub

8 Steuerungsvorrichtung, SPS

9 Schaltschrank

13 Energieversorgung

20 Computerprogramm

21 Bussystem

30 Vorrichtung

31 Computer

32 Benutzeroberfläche

33 Datenspeicher

41 Anzeigeelement

42 Anschlussstelle, Steckplatz

100 Verfahren

101 erster Verfahrensschritt

102 zweiter Verfahrensschritt

103 dritter Verfahrensschritt

104 vierter Verfahrensschritt

200 Installationsvorgabe

210 Ermittlungsvorrichtung

220 Verknüpfungseinheit

230 Entscheidungseinheit

240 Anreicherungseinheit

250 Präferenzsystem

261 erste Simulationseinheit

262 zweite Simulationseinheit 270 Ausgabeeinheit

301 weiterer Verfahrensschritt: Ermittlung mCAD-Daten

302 weiterer Verfahrensschritt: Ermittlung eCAD-Daten 303 weiterer Verfahrensschritt: Prüfung

304 weiterer Verfahrensschritt: Erhalt erstes Ergebnis

305 weiterer Verfahrensschritt: Erhalt zweites Ergebnis

306 weiterer Verfahrensschritt: Erhalt drittes Ergebnis

307 weiterer Verfahrensschritt: Erhalt erste Simulation 308 weiterer Verfahrensschritt: Bereitstellung Regelwerke

309 weiterer Verfahrensschritt: Optimierung

310 weiterer Verfahrensschritt: Bereitstellung Rahmenbedingungen

311 weiterer Verfahrensschritt: zweite Simulation

312 weiterer Verfahrensschritt: Bereitstellung Topologie 313 weiterer Verfahrensschritt: Analyse

314 weiterer Verfahrensschritt: Weitere Bereitstellung Topologie