KORAJDA, Bartosz (Ostlandstr. 54, Lohr-Sendelbach, 97816, DE)
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| Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine Patentansprüche 1. Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine, wobei die Arbeitsmaschine wenigstens eine Maschineneinheit (2) mit wenigstens einer Antriebseinrichtung (22) aufweist und diese Maschineneinheit (2) jeweils über wenigstens eine Steuerungseinrichtung (4) zum Steuern der Maschineneinheit (2) verfügt und diese Steuerungseinrichtung (4) eine Speichereinrichtungen aufweist, in der jeweils für den Betrieb der jeweiligen Maschineneinheiten (2) erforderliche Programme abgelegt sind, und wobei der oder den Maschineneinheiten (2) jeweils Schnittstellen (8) zum Datenaustausch zugewiesen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung einer Maschinenkonfiguration der Arbeitsmaschine (1 ) automatisch in allen Maschineneinheiten (2) die zur Änderung oder Inbetriebnahme der Maschinenkonfiguration nötigen Programme geladen werden und hierzu einheitliche Schnittstellen (8) verwendet werden und die Programme durch eine von der Arbeitsmaschine (1 ) unabhängige Plattform (20) zur Verfügung gestellt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Veränderung der Maschinenkonfiguration in jeder Maschineneinheit (2) wenigstens ein Basisprogramm erhalten bleibt. 3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Maschineneinheiten (2) zu einem Automatisierungssystem (12) zusammengefasst werden. 4. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Programme als Programm - Module von der Plattform zur Verfügung gestellt werden. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Programm - Module auf einem Server zur Verfügung stehen, welcher sich bevorzugt im Internet befindet. 6. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren eine Virtualisierung erfolgt. 7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Änderung der Maschinenkonfiguration nötigen Programme über die zum Betrieb der Antriebseinrichtungen (22) nötigen Feldbusse verteilt werden. 8. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steuerungseinrichtung eine diese eindeutig identifizierende Zeichenfolge zugeordnet ist. 9. Arbeitsmaschine (1 ) mit wenigstens einer Arbeitseinheit (2), wobei diese oder jede dieser Arbeitseinheiten (2) wenigstens eine Antriebseinrichtung (22) aufweist und dieser oder jeder dieser Arbeitseinheiten (2) jeweils eine Steuerungseinrichtung (4) zum Steuern der Arbeitseinheit (2) zugeordnet ist und diese Steuerungseinrichtungen (4) jeweils Speichereinrichtungen aufweisen, in denen jeweils für den Betrieb der jeweiligen Maschineneinheiten erforderliche Programme abgelegt sind, und wobei den Maschineneinheiten (2) jeweils Schnittstellen (8) zum Datenaustausch zugewiesen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen (8) einheitlich ausgebildet sind und zur Änderung einer Maschinenkonfiguration der Arbeitsmaschine (1 ) automatisch allen Maschineneinheiten (2) die zur Änderung der Maschinenkonfiguration nötigen Programme zuführbar sind und die Programme durch eine von der Arbeitsmaschine (1 ) unabhängige Plattform (20) zur Verfügung gestellt werden. 10. Arbeitsmaschine (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Steuerungseinrichtungen (4) jeweils ein Basis - Programm hinterlegt ist und die Programme auf diesem Basisprogramm basieren. 1 1. Arbeitsmaschine (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtungen (4) jeweils Sicherungsmechanismen zur Sicherung eines Installationspaketes der Steuerungseinrichtungen (4) aufweisen. 12. Arbeitsmaschine (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (4) über Echtzeitbusse (24) mit den Antriebseinrichtungen (22) der Maschineneinheiten (2) kommunizieren. 13. Arbeitsmaschine (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsmaschine aus einer Gruppe von Arbeitsmaschinen ausgewählt ist, welche Verpackungsmaschinen, Druckmaschinen, Textilherstellungsmaschinen, Automatisierungsanlagen, Kombinationen hieraus und dergleichen enthält. |
01.12.2010 - Kauth
Robert Bosch GmbH, Stuttgart
Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer
Arbeitsmaschine, sowie eine Arbeitsmaschine. Die vorliegende Erfindung kann insbesondere Anwendung finden bei Verpackungsmaschinen, Druckmaschinen,
Textilbearbeitungsmaschinen, Textilherstellungsmaschinen und Automatisierungsanlagen. Desweiteren sind Anwendungen auch denkbar bei Anlagen mit elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieben.
Derartige Maschinen werden üblicherweise mit einer bestimmten Konfiguration wie beispielweise mit verschiedenen Maschineneinheiten ausgeliefert. Oftmals ist es jedoch erforderlich, zu späteren Zeitpunkten diese Maschinenkonfiguration zu ändern,
beispielsweise weitere Aggregate hinzuzufügen oder Updates der
Datenverarbeitungsprogramme durchzuführen. Derartige Erweiterungen oder
Konfigurationsänderungen sind dabei im Stand der Technik relativ mühsam. Es muss üblicherweise an den einzelnen Aggregaten jeweils separat die Änderung durchgeführt werden. Im Stand der Technik wird dabei in erster Linie die Nachladbarkeit von Codes, wie z. B. DLLs, Librarys und dergleichen betrachtet. Die entsprechende neue
Maschinenkonfiguration, die Konfiguration von Busteilnehmern, der Eingabeelemente und auch die Verknüpfung von Aktorik und Sensorik muss dabei üblicherweise in Einzelschritten verfolgt werden. Dies führt zu einer starren Softwaresetupkonfiguration, welche ein
Nachladen von Software oder Projektmodulen verhindert. Weiterer Nachteil besteht darin, dass bestimmte Projekt- und Gerätekonfigurationen nicht wiederverwendbar sind.
Oftmals ist jedoch zur Reduktion der Herstellkosten gerade eine derartige
Wiederverwendbarkeit von Komponenten gewünscht. Weiterhin wird seitens der Anwender derartiger Maschinen eine höhere Flexibilität und Wirtschaftlichkeit auch der unterschiedlichen Applikationen gefordert.
Auch kann das Basisprogramm verschiedene Komponenten zum Betreiben einer
Automatisierungslösung enthalten, wie beispielweise eine SPS-Laufzeitumgebung, eine Interpolator, eine Treiber für Peripherie, ein Software-Oszilloskop, Speicherverwaltung, Robotersteuerung, Kommunikationsdienste, Fehlerbehandlung und dergleichen.
Weiterhin ist es auch möglich, das Basisprogramm zu aktualisieren. Dies kann
beispielsweise durch einen Servicetechniker erfolgen oder auch direkt durch einen Kunden, der das Basisprogramm auf einen Datenträger zur Verfügung hat. Gründe für eine
Aktualisierung des Basisprogramms können beispielsweise Fehlerbehebungen oder Funktionserweiterungen sein oder auch die Notwendigkeit eines größeren oder anderen Softwareumfangs auf dem Gerät.
Hinsichtlich der jeweiligen Engineeringmodule werden eine einfache Bedienbarkeit, eine verbesserte Kollaboration, sowie ein gemeinsames Arbeiten an Projekten gefordert.
Daneben soll auch eine einfache Wartung der Engineeringsoftware möglich sein, beispielsweise schnelle Update-rollouts oder das Management unterschiedlicher Versionen (die Kompatibilität). Daneben werden oftmals auch offene Schnittstellen und die
Erweiterbarkeit durch Tools weiterer Anwender gefordert.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Arbeitsmaschine nach Anspruch 9 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine weist die Arbeitsmaschine wenigstens eine Maschineneinheit mit wenigstens einer Antriebseinrichtung auf und diese Maschineneinheit verfügt über wenigstens eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Maschineneinheit und diese Steuerungseinrichtung weist eine
Speichereinrichtung auf, in der jeweils für den Betrieb der jeweiligen Maschineneinheit erforderliche Programme abgelegt sind. Weiterhin weist die Maschineneinheit bzw. die Steuerungseinrichtung eine Schnittstelle zum Datenaustausch auf. Erfindungsgemäß werden zur Veränderung einer Maschinenkonfiguration der Arbeitsmaschine automatisch in allen Maschineneinheiten oder Steuerungseinrichtungen die zur Änderung oder Inbetriebnahme der Maschinenkonfiguration nötigen Programme geladen und hierzu einheitliche Schnittstellen verwendet, wobei die Programme durch eine von der Arbeitsmaschine unabhängige Plattform zur Verfügung gestellt werden.
Damit steht für jede Maschineneinheit eine Steuerungseinrichtung zur Verfügung, es wäre jedoch auch möglich, dass eine Steuerungseinrichtung mehrere Maschineneinheiten steuert. Neben dem Begriff Steuerungseinrichtung wird im Folgenden auch der Begriff
Automatisierungssystem verwendet. Vorteilhaft weist die Arbeitsmaschine mehrere
Maschineneinheiten auf. Diese Maschineneinheiten können dabei unabhängig oder auch abhängig voneinander arbeiten. Auch sind Synchronisationen der einzelnen Arbeitseinheiten denkbar. Die Maschineneinheiten weisen dabei vorteilhaft mehrere Antriebseinrichtungen auf, wobei vorteilhaft die von diesen Antriebseinrichtungen durchgeführten Bewegungen von Maschinenelementen wenigstens teilweise aufeinander abgestimmt sind und wobei besonders bevorzugt diese Antriebseinrichtungen von besagter Steuereinrichtung gesteuert werden.
Bei einem bevorzugten Verfahren bleibt bei einer Veränderung der Maschinenkonfiguration in jeder Maschineneinheit bzw. in jeder Steuerungseinrichtung wenigstens ein
Basisprogramm erhalten.
Dieses Basisprogramm kann nach der Fertigung auf die Hardware gespielt werden und ist im Auslieferungszustand bevorzugt als einzige Softwarekomponente auf dem Gerät vorhanden. Alle weiteren Softwarekomponenten werden zu einem späteren Zeitpunkt auf dem Gerät installiert. Diese Installation wird dabei bevorzugt von dem genannten Basisprogramm durchgeführt. Bevorzugt enthält daher das Basisprogramm eine Funktionalität, um in einem Netzwerk nach einem Verzeichnisserver zu suchen, um sich bei diesem Verzeichnisserver zu authentifizieren (wobei dies bevorzugt mit einer Identifikationsnummer und einem
Verfahren zur elektronischen Signatur erfolgt). Weiterhin ist das Basisprogramm bevorzugt in der Lage, die vom Verzeichnisserver gelisteten Softwarekomponenten entgegenzunehmen und bevorzugt auch dazu, um die Softwarekomponenten nach einem Verfahren zur
Datenkompression zu dekomprimieren. Es wird daher eine modulare und bevorzugt auch skalierbare Lösung zur Erstellung und zum Nachladen von Software bzw. Projektmodulen vorgeschlagen. Dies führt dazu, dass
Projektkonfigurationen und Gerätekonfigurationen wiederverwendbar sind und bevorzugt auch die nachladbaren Elemente durch einen Verteilungsdienst über eine
Vernetzungsinfrastruktur zur Verfügung gestellt werden können.
Unter einheitlichen Schnittstellen wird verstanden, dass insbesondere eine standardisierte Schnittstellenbeschreibung vorliegt, welche das nachträgliche„Andocken" verschiedener voneinander unabhängiger oder abhängiger Module erlaubt. Diese Module enthalten alle für den Einsatz nötigen Informationen, beispielsweise das Programmierungssystem oder das Laufzeitsystem. Diese Module werden automatisch auf allen Geräten bzw.
Steuerungseinrichtungen der Arbeitsmaschine verteilt, installiert und nachgeladen.
Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass zunächst ein sehr schlanker
Plattformrahmen verteilt werden kann und dass weiterhin nur die notwendigen Module nachgeladen werden. Auf diese Weise ist eine einfache Verteilung möglich. Weiterhin ist eine nachträgliche Erweiterung vorhandener Programme um neue Funktionalitäten möglich, sowie auch eine automatische Verteilung auf unterschiedliche Geräte. Bevorzugt unterstützt bzw. implementiert jede der genannten Softwarekomponenten eine Vielzahl von Aktionen, wobei diese Aktionen aus einer Gruppe von Aktionen ausgewählt sind, welche das Starten der Softwarekomponente, das Stoppen der Softwarekomponente, die Installation der Softwarekomponente, das Aktualisieren der Softwarekomponente, die Abfrage nach angebotenen Schnittstellen, die Abfrage nach benötigten Schnittstellen, Kombinationen hieraus und dergleichen enthält. Vorteilhaft unterstützt bzw. implementiert jede der genannten Softwarekomponenten alle dieser genannten Funktionen.
Bevorzugt weist jede der genannten Softwarekomponenten eine Zustandsmaschine, die ihren aktuellen Betriebsmodus beschreibt, auf. Die Zustände sind dabei aus einer Gruppe von Zuständen ausgewählt, welche einen installierten Zustand, einen deinstallierten Zustand, einen startenden Zustand, einen stoppenden Zustand, einen aktiven Zustand, einen inaktiven Zustand, einen Fehlerzustand, und/oder dergleichen umfasst. Die
Zustandsübergänge erfolgen über die oben gelisteten Aktionen. Innerhalb des Zustands„Starten", der bevorzugt von allen Softwarekomponenten unterstützt wird, kann dann jede Softwarekomponente ihre spezifische Funktionalität ausprägen und während des Zustands„Aktiv" zur Verfügung stellen. Die einheitliche Schnittstelle ermöglicht es dem Basisprogramm jedoch bevorzugt, alle Softwarekomponenten hinsichtlich Verteilung und Installation gleich zu behalten.
Weitere mögliche Aufgaben des Basisprogramms bestehen darin, die besagten
Softwarekomponenten mit Verfahren zur elektronischen Signatur auf Gültigkeit oder
Veränderung durch einen Dritten zu prüfen und weiterhin auch darin, die
Softwarekomponenten auf der Steuerungseinrichtung zu installieren oder zu aktualisieren, wobei dies beispielsweise auf einem permanenten oder flüchtigen Speicher erfolgen kann. Schließlich erfüllt das Basisprogramm vorteilhaft die Funktion, die Softwarekomponenten in der Steuerungseinrichtung zu starten.
Im Stand der Technik bringen die oben beschriebenen Basisprogramme das Problem mit sich, dass sie immer komplexer werden und auch die Basisprogramme in unterschiedliche Komponenten aufgeteilt werden, wobei jedoch nicht jede Maschine die gleichen
Komponenten auf der Steuerung benötigt. Dies erfordert wiederum eine Produktstrategie, eine Preisdifferenzierung und unterschiedliche Fehlerkorrekturen, sowie Lizenzfragen.
Durch die Erfindung wird daher ein vereinfachtes Verfahren zur Verfügung gestellt, um unterschiedliche Komponentenzusammenstellungen auf einer Hardware zu unterstützen und diese auf der Hardware zu installieren und zu verteilen. Unter einer Änderung der
Konfiguration wird insbesondere das Hinzufügen oder Ersetzen einer neuen Einheit verstanden, der Austausch einer Einheit, eine Aktualisierung der Software einer bestimmten Einheit und dergleichen.
Vorteilhaft erfolgt weiterhin die Änderung der Maschinenkonfiguration unter Zuhilfenahme eines Verzeichnisdienstes. Dieser Verzeichnisdienst hält dabei die jeweiligen
Programmkomponenten für die Verteilung bereit. Weiterhin weist dieser Verzeichnisdienst eine Datenbank auf, in der aufgelistet ist, welche Version von welcher Softwarekomponente auf welcher Steuerungseinrichtung zu installieren ist. Weiterhin verfügt der Verzeichnisdienst vorteilhaft über Methoden zur Authentifizierung und elektronischen Signatur, sowie besonders bevorzugt auch über Methoden zur Übertragung von Softwarekomponenten. Vorteilhaft ist dabei dieser Verzeichnisdienst an eine Netzwerkinfrastruktur angeschlossen oder anschließbar.
Die bislang komplexe Firmwarefunktionalität wird daher bevorzugt in einzelne, bevorzugt versionierte Komponenten aufgespalten. Daneben wird vorzugsweise auch eine
Beschreibungsdatei zur Verfügung gestellt, welche die Abhängigkeitsbeziehungen unter den Komponenten bzw. Modulen beschreibt. Auf diese Komponenten können bevorzugt während deren Verteilung Methoden zur Datenkompression angewandt werden, um die Verteilung und Installation im Netzwerk zu beschleunigen
Vorteilhaft ist die Steuerungseinrichtung in der Fertigung nur mit einer Basisfirmware ohne direkte Firmwarefunktionalität bestückt.
In einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden mehrere Maschineneinheiten zu einem Automatisierungssystem zusammengefasst. Dies bedeutet, dass eine Steuerungseinrichtung mehrere Maschineneinheiten steuern kann.
Vorteilhaft werden die Programme als Programmmodule, welche bevorzugt mit dem
Basisprogramm zusammenwirken, von der Plattform zur Verfügung gestellt.
Dabei ist es möglich, dass eine Installation und Verteilung der Programme bzw.
Komponenten erfolgt, ohne dass die Echtzeitfähigkeit und der Determinismus der
Automatisierungshardware negativ beeinflusst wird. Bevorzugt erfolgt die Verteilung und Installation ohne einen Eingriff von Benutzern, wie Servicetechnikern, an dem Gerät selbst. Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren stehen die Programmmodule auf einem Server zur Verfügung, insbesondere einem Server, der sich im Internet befindet.
Dabei werden, wie erwähnt, Programmfunktionen in Form von Modulen installiert, wobei sich der Verzeichnisserver in einem globalen oder aber lokalen Netzwerk (Local Area Network) befinden kann. Bei dem oben erwähnten Verzeichnisserver muss es sich dabei nicht um einen dezidierten Server handeln, auch eine Automatisierungshardware mit entsprechendem Anschluss an die Netzinfrastruktur kann als Verzeichnisserver dienen. Der oder die Verzeichnisserver können dabei in einem hierarchischen Netzverbund verknüpft sein, wobei in diesem Fall ein Masterverzeichnisserver dann die Komponenten verwaltet, die ein Slave-Verzeichnisserver weiter verteilen darf. Bevorzugt können einzelne Komponenten bzw. Module nicht nur installiert, sondern auch wieder deinstalliert werden. Dabei ist es möglich, dass eine Steuerungseinrichtung bzw. Automatisierungshardware nur als
Weiterleitungsstelle zu einer weiteren Steuerungseinrichtung bzw.
Automatisierungshardware dienen kann, welche den Verzeichnisserver nicht direkt erreichen kann. In diesem Fall kann gegebenenfalls eine Umsetzung auf ein anderes Protokoll oder Übertragungsmedium (Feldbus auf Ethernet) erfolgen.
Eine Steuerungseinheit kann auch nur indirekt mit dem Verzeichnisserver verbunden sein, beispielsweise über eine andere Steuerungseinheit. In diesem Fall werden die
Softwarekomponenten bevorzugt über die Steuerungseinheit weitergeleitet. Die Verteilung und Installation neuer Softwarekomponenten kann beispielsweise auf Initiative der
Steuerungseinheit (z.B. beim Einschalten) oder des Verzeichnisdienstes (durch
Benutzereingabe) geschehen.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren erfolgt eine Virtualisierung. Dies bedeutet, dass ein Betriebsprogramm von der darunterliegenden Hardware entkoppelt wird. Auf diese Weise ist eine freiere Konfiguration der Maschine möglich.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren werden die zur Änderung der
Maschinenkonfiguration nötigen Programme über die zum Betrieb der Antriebseinrichtungen nötigen Feldbusse verteilt. Mit anderen Worten ist eine Verteilung über die zum Betrieb der Steuerungseinrichtung bzw. Automatisierungshardware vorhandenen Feldbusse und
Netzwerke auf der Leitebene möglich.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren ist jeder Steuerungseinrichtung eine diese eindeutig identifizierende Zeichenfolge zugeordnet. Bei dieser Zeichenfolge handelt es sich insbesondere um eine Identifikationsnummer. Nach Übergabe dieser Identifikationsnummer kann von der Plattform ermittelt werden, welche Komponenten installiert oder übertragen werden müssen. Vorteilhaft sind, wie oben erwähnt, die Komponenten oder Module auch durch elektronische Signaturen geschützt, sodass die Basisfirmware die Korrektheit der zu installierenden Komponenten verifizieren kann. Weiterhin ist es vorteilhaft auch möglich, dass der aktuelle Installationszustand auf Steuerungseinrichtungen gesichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder hergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Arbeitsmaschine mit wenigstens einer Arbeitseinheit, wobei diese oder jede dieser Arbeitseinheiten wenigstens eine
Antriebseinrichtung aufweist und jede dieser Arbeitseinheiten jeweils eine
Steuerungseinrichtung zum Steuern der Arbeitseinheit zugeordnet ist und diese
Steuerungseinrichtung oder diese Steuerungseinrichtungen jeweils Speichereinrichtungen aufweisen, in denen jeweils für den Betrieb der jeweiligen Maschineneinheiten erforderliche Programme abgelegt sind und wobei den Maschineneinheiten jeweils Schnittstellen zum Datenaustausch zugewiesen sind.
Erfindungsgemäß sind die Schnittstellen einheitlich ausgebildet und zur Änderung einer Maschinenkonfiguration der Arbeitsmaschine sind automatisch allen Maschineneinheiten, die zur Änderung der Maschinenkonfiguration nötigen Programme zuführbar und die Programme werden durch eine von der Arbeitsmaschine unabhängige Plattform zur Verfügung gestellt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist in den Steuerungseinrichtungen jeweils ein Basisprogramm hinterlegt und die oben erwähnten Programme basieren auf diesem
Basisprogramm bzw. interagieren mit diesem Basisprogramm. Damit sind hier die
Programme modular aufgebaut.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Steuerungseinrichtungen jeweils
Sicherungsmechanismen zur Sicherung eines Installationspaketes der
Steuerungseinrichtungen auf. Vorteilhaft kommunizieren die Steuerungseinrichtungen über Echtzeitbusse mit den Antriebeinrichtungen der Maschineneinheiten.
Weiterhin ist vorteilhaft, die Arbeitsmaschine aus einer Gruppe von Arbeitsmaschinen ausgewählt, welche Verpackungsmaschinen, Druckmaschinen, Textilherstellungsmaschinen, Automatisierungsanlagen, Kombinationen hieraus und dergleichen enthält.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Modularisierung der Programme;
Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung zur Veranschaulichung des
erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einer Plattformlösung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der vorliegenden
Erfindung. Eine in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Arbeitsmaschine weist dabei hier 2 Maschineneinheiten 2 auf. Diese Maschineneinheiten 2 weisen dabei jeweils eine Vielzahl von Antriebseinrichtungen 22 auf, wobei sich hier beispielsweise um Servoantriebe, um hydraulische oder auch pneumatische Antriebe handeln kann. Die Bezugszeichen 26 beziehen sich jeweils auf Antriebsverstärker, welche über Echtzeitbusse 24 an den jeweiligen Steuerungseinrichtungen 4 angeschlossen sind. Das Bezugszeichen 16 kennzeichnet eine Visualisierungseinheit, welche dem Benutzer die Handhabung des Systems erlaubt bzw. erleichtert. Über diese Visualisierungseinheit 16 können beispielsweise für die jeweilige Konfiguration charakteristische Daten ausgegeben werden.
Über eine Ein-/Ausgabeeinrichtung 18 können Seitens des Benutzers Befehle eingegeben werden. Diese Ein-/Ausgabeeinrichtung 18 kann dabei über einen Feldbus 28 mit der Steuerungseinrichtung 4 verbunden sein. Die Steuerungseinrichtungen 4 weisen dabei jeweils einheitliche Schnittstellen 8 auf, über welche Konfigurationsänderungen möglich sind. Zu diesem Zweck ist hier eine Leitebene 20 vorgesehen, auf der beispielsweise einzelne Programmmodule abgelegt sein können.
Bei einer Konfigurationsänderung können diese Programmmodule den einzelnen
Schnittstellen 8 und damit auch den einzelnen Steuerungseinrichtungen 4 zugeführt werden. Entsprechend wäre es auch möglich, dass sich die entsprechende Intelligenz in den jeweiligen Antriebsverstärkern 26 befindet und die Programmmodule jeweils in diese
Antriebsverstärker 26 geladen werden. Die Programmmodule können dabei über Ethernet 32 bzw. das Internet 30 zur Verfügung gestellt werden. Das Bezugszeichen 14 kennzeichnet ein Engineeringmodul, welches ein Bearbeiten der einzelnen Softwaremodule erlaubt.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Modularisierung der Datenverarbeitungsprogramme bzw. der Software. Dabei ist jeweils ein Basisprogramm 40 in der oben beschriebenen Art
vorgesehen, sowie eine Vielzahl von Programmen bzw. Programmmodulen 42, die auf diesem Basismodul 40 aufbauen. Diese Komponenten können bei einem
Konfigurationswechsel in den einzelnen Steuerungseinrichtungen installiert bzw. ersetzt werden. Jede der genannten Steuerungseinrichtungen 4 aus Fig. 1 weist eine eindeutige Identifikationsnummer auf. In der Steuerungseinrichtung bzw. der Automatisierungshardware kann konfiguriert werden, ob und an welchen Verzeichnisdienst sich die
Automatisierungshardware beim Einschalten oder bei einer expliziten Aktivierung verbinden soll.
Nach einer Übergabe der Identifikationsnummer ermittelt der Verzeichnisserver anhand seiner Datenbank die zu installierenden und zu aktualisierenden Komponenten und überträgt diese an die Steuerungseinrichtung 4. Damit werden die einzelnen Programme 42 von dem Basisprogramm bzw. der Basisfirmware 40 installiert, aktualisiert und gestartet.
Fig. 3 zeigt eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei ist auch hier wieder die bereits in Fig. 2 veranschaulichte offene, modulare und skaliere
Plattformlösung aus dem Basisprogramm 40 und den Programmen 42 darstellt. Genauer wird hier eine Modularisierung der Programme bzw. der Software vorgenommen. Wie man an Fig. 3 erkennt, ist das sich auf diese Weise ergebene Projekt von der darunterliegenden Hardware bzw. der Engineeringumgebung 46 entkoppelt. Über eine Vielzahl von
Webinterfaces ist ein Herunterladen der einzelnen Programme 42 bzw. Anwendungen möglich. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass zum Herunterladen ein Webserver 30, insbesondere Google chrome 54 dient. Das Bezugszeichen 48 kennzeichnet die
Transportschicht (Transportlayer) und das Bezugszeichen 52 die Laufzeit (Runtime).
Auch eine Kopplung zwischen den einzelnen Programmen bzw. Softwaremodulen 42 ist gelöst, wodurch insbesondere die Implementierung geändert werden kann. Fig. 4 veranschaulicht dieses Modulsystem. Dabei sind die einzelnen Module jeweils in Gruppen 45 (Bundles) zusammengefasst. Diese Gruppen 45 weisen dabei öffentliche Schnittstellen 8 zur Kommunikation auf. Daneben ist ein dynamisches Ablaufmodell für diese Gruppen vorgesehen (Laufzeitdynamik), welches deren Installation Starten, Auffrischen, Stoppen und Deinstallieren zur Laufzeit 52 der virtuellen Maschine erlaubt. Im Rahmen der Modularisierung der Softwaremodule ist auch eine Festlegung der zur modularisierenden Funktionen und auch eine Festlegung der Größe und des Umfangs der einzelnen Module bzw. Programme 42 möglich.
Umgekehrt wäre es auch möglich, wie in Fig. 3 veranschaulicht, einzelne Programme 42 bzw. Softwaremodule ins Netz 30 auszulagern, sodass der Kunde selbst entscheiden kann, welche Module 42 er benötigt, um dann diese anschießend in Form von Applikationen zu installieren.
Der Vorteil einer browserbasierten Lösung, wie in Fig. 3 veranschaulicht, bietet den Vorteil, dass hier der Browser das Betriebssystem ersetzt und die Dokumente direkt im Browser bearbeitet werden können. Derzeit stellt, wie oben erwähnt, Google chrome einen derartigen Service zur Verfügung. Der Vorteil dieser Vorgehensweise dient einer Senkung der
Hardwarekosten und bietet weiterhin die Möglichkeit, Rechner mit geringer
Speicherkapazität und Prozessorleistung einzusetzen.
Wie in Fig. 3 veranschaulicht, wird weiterhin eine Virtualisierung vorgenommen. Unter einer Virtualisierung versteht man allgemein die Entkopplung eines Betriebssystems von der darunterliegenden Hardware. Dies kann dadurch erreicht werden, indem zwischen der Hardware und dem Betriebssystem eine Abstraktionsschicht definiert wird, die dem
Betriebssystem in den installierten Gastsystemen das vorhanden sein von echter Hardware vortäuscht. Im Rahmen dieser Vorgehensweise wäre es auch möglich, die einzelnen Applikationsprogramme 42 von der darunterliegenden Hardware zu entkoppeln. Daneben kann auch eine Programmierung mit virtuellen Geräten vorgenommen werden und erst anschließend ein Mapping auf die physikalischen Geräte bzw. erst beim Herunterladen derselben. Weiterhin ist es möglich, ein allgemein gültiges Projekt oder Programm zu erstellen, welches auf mehreren unterschiedlich konfigurierten Maschinen lauffähig ist. In diesem Zusammen wird auf die zeitgleich mit der vorliegenden Patentanmeldung mit dem Titel„Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine mit virtueller Automatisierung" hingewiesen. Der Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme vollständig zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Durch die oben erwähnte Modularisierung der Softwareprogramme ist es damit möglich, ein beliebiges leeres Frame (Basisprogramm) beliebig zu konfigurieren bzw. mit den einzelnen Softwarekomponenten zu bestücken. Dabei kann diese Bestückung, wie oben erwähnt, insbesondere aus dem Netz erfolgen.
Bezugszeichenliste
1 Arbeitsmaschine
2 Maschineneinheit
4 Steuerungseinrichtung
8 Schnittstelle
14 Engineeringmodul
16 Visualisierungseinheit
18 Ein-/Ausgabeeinrichtung
20 Leitebene
22 Antriebseinrichtungen
24 Echtzeitbusse
26 Antriebsverstärker
28 Feldbus
30 Internet
32 Ethernet
40 Basisprogramm, Basisfirmware
42 weitere Programme, Softwaremodule
45 einzelne Gruppen
46 Engineeringumgebung
48 Transportschicht
52 Laufzeit
54 Google chrome