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Title:
MICROPROCESSOR-CONTROLLED CONTROL DEVICE FOR AN INJECTION MOLDING SYSTEM, COMPRISING A SIMULATION COMPUTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/111417
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a microprocessor-controlled control device for an injection molding system (70), which uses at least one I/O controller (50) for a sensor/actuator unit (50) of an injection molding machine (71) to produce plastics parts in a coordinated manner. The I/O controller (50) is connected to a real-time computer (40) of the control device via a real-time ethernet connection (41). According to the invention, a simulation computer (100) has at least one real-time ethernet interface (101) which can be connected to the real-time ethernet connection (41) of said at least one real-time processor (40) instead of the associated I/O controller (50), the simulation computer (100) being designed such as to simulate at least one machine function (70, 71, 72, 73, 74). For doing so, the output signals of the control are processed in real time by the simulation computer (100) and the input signals for control are supplied by simulation models (160, 171, 172, 173, 174) such that the behavior of the machine function is simulated in real time.

Inventors:
WERFELI FRIEDRICH (CH)
Application Number:
PCT/EP2014/050693
Publication Date:
July 24, 2014
Filing Date:
January 15, 2014
Export Citation:
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Assignee:
NETSTAL AG MASCHF GIESSEREI (CH)
International Classes:
G05B17/02; B29C45/76; G05B19/042; G05B19/05
Foreign References:
DE102010025954A12012-01-05
DE19543826A11997-05-28
DE10245176A12004-04-01
Other References:
XIAOPING LIAO ET AL: "Modeling of real-time monitoring and simulation for plastic injection molding process", INTELLIGENT MECHATRONICS AND AUTOMATION, 2004. PROCEEDINGS. 2004 INTER NATIONAL CONFERENCE ON CHENGDU, CHINA AUG. 26-31, 2004, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 26 August 2004 (2004-08-26), pages 60 - 65, XP010764430, ISBN: 978-0-7803-8748-5, DOI: 10.1109/ICIMA.2004.1384163
Attorney, Agent or Firm:
WILHELM, LUDWIG (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Mikroprozessor-gesteuerte Steuerungseinrichtung für eine Spritzgiessanla- ge (70; 71 , 72, 73, 74) mit mindestens einem Bedien interface (20, 21 ), mindestens einem Prozessor (10, 40) und mindestens einem I/O-Controller (50) für eine Sensor/Aktor-Einheit (60) einer Spritzgiessmaschine (71 ), um in einer koordinierten Weise Kunststoffteile herzustellen, wobei der mindestens eine I/O-Controller (50) mit mindestens einem Echtzeit-Prozessor (40) der Steuerungseinrichtung über eine Echtzeit-Ethernet-Verbindung (41 ) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Simulationsrechner (100) vorgesehen ist, der über mindestens eine Echt- zeit-Ethernet-Schnittstelle (101 , 102, 103, 104) verfügt, die mit der Echtzeit- Ethernet-Verbindung (41 ) des besagten mindestens einen Echtzeit-Prozessors (40) an Stelle des zugehörigen I/O-Controllers (50) verbindbar ist, wobei der Simulationsrechner (100) ausgestaltet ist, um mindestens eine Maschinenfunktion (70, 71 , 72, 73, 74) zu simulieren, indem in Echtzeit die Output-Signale der Steuerung durch den Simulationsrechner (100) verarbeitet und über Simulationsmodelle (160, 171 , 172, 173, 174) die Input-Signale zur Steuerung in einer Weise geliefert werden, welche das Verhalten der Maschinenfunktion (70, 71 , 72, 73. 74) in Echtzeit simuliert.

2. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine logische Umschalteinrichtung (300) vorgesehen ist, mit der jeweils einzelne Kommunikationskanäle zu Maschinenfunktionen über Echtzeit-Ethernet- Verbindungen (41 ) von Echtzeit-Prozessoren (40) und I/O-Controllern (50) wahlweise entweder mit den zugehörigen I/O-Controllern (50) oder mit den zugehörigen Kommunikationspartnern (101 , 102, 103, 104) des Simulationsrechners (100) verbindbar sind.

3. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der I/O-Controller (60) eine Sensor/Aktor-Einheit (50) eines Werkzeuges (72) ist und dass der Simulationsrechner (100) eine zugehörige Werkzeugsimulation (172) umfasst.

4. Steuerungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Simulationsverwaltung (200) vorgesehen ist, mit der sowohl der Simulationsrechner (100) als auch die Umschalteinrichtung (300) steuerbar ist.

5. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Simulationsverwaltung (200), der Simulationsrechner (100) und die Umschalteinrichtung (300) über eine Datenkommunikationsverbindung, insbesondere eine Ethernetverbindung, verbunden sind.

Description:
MIKROPROZESSOR-GESTEUERTE STEUERUNGSEINRICHTUNG FÜR EINE SPRITZGIESSANLAGE MIT EINEM

SIMULATIONSRECHNER

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikroprozessor-gesteuerte Steuerungseinrichtung für eine Spritzgiessanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 .

STAND DER TECHNIK

Aus dem Stand der Technik sind vielfältige mikroprozessor-gesteuerte Steuerungseinrichtungen für Spritzgiessanlagen bekannt. Diese richten sich auf den Einsatz einer Spritzgiessmaschine der Anlage, mit Werkzeugen gewünschte Teile zu produzieren. Neben mindestens einem solchen Werkzeug ist es bei komplexen Werkzeugen auch notwendig, einen oder mehrere Hilfsantriebe mit einzubeziehen. Meistens sind zusätzlich Handlinggeräte und weitere Peripheriegeräte beteiligt. Es kommt so üblicherweise eine beachtliche Produktionszelle zusammen, bei der die Maschine oft eine taktge- bende Aufgabe wahrnimmt.

Die Prozesse und die Werkzeuge werden immer komplexer und der Aufwand für die Inbetriebnahme und somit die Standzeit der Anlage steigen, ebenso das Risiko, beim Einfahren Produktionsmittel zu beschädigen und so weitere Standzeiten zu verursa- chen. Die Belastung der Einrichter wächst.

Bei der bekannten Vorgehensweise wird der Produktionsprozess auf der Produktionszelle schrittweise parametrisiert, konfiguriert und validiert. Es werden Überwachungen durch die Sensoren und Verriegelungen der Aktoren konfiguriert und ohne Werkzeug in Betrieb genommen, um das Risiko eines Schadens zu mindern. Es müssen Provisorien erstellt werden, um ohne Werkzeug zum Beispiel die Kernzugverriegelung zu validieren. Dies benötigt viel Zeit. Aus der WO 2010/022495 ist als Hilfestellung für die Auswahl der Komponenten einer solchen Produktionszelle ein virtuelles Modell einer Spritzgiessmaschine vorgesehen, für welche ein Einrichter verschiedene benötigte Komponenten auswählen und virtuell einsetzen kann. Eine direkte Hilfe beim realen Aufbau einer Produktionszelle mit den ausgewählten Teilen wird nicht gegeben.

Aus der WO 2009/105797 ist ein Verfahren zur benutzerseitig durch einen Grafikeditor unterstützten Erstellung, Änderung, Überwachung und/oder Optimierung des Ge- samtmaschinenablaufes einer programmgesteuerten Maschine oder Anlage bekannt. Dabei sollen an einem Grafikeditor die Maschinenabläufe synchronisiert programmiert werden, um die programmgesteuerte Maschine vorzu konfigurieren.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie diese Situation auf der Maschinenseite verbessert werden kann, um dem Einrichter einen schnelleren und sicheren Aufbau eine Produk- tionszelle zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird für eine Steuerung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine mikroprozessor-gesteuerte Steuerungseinrichtung für eine Spritzgiessanlage setzt mindestens einen I/O-Controller für eine Sensor/Aktor-Einheit einer Spritzgiessmaschine ein, um in einer koordinierten Weise Kunststoffteile herzustellen. Dabei ist der mindestens eine I/O-Controller mit mindestens einem Echtzeit-Prozessor der Steuerungseinrichtung über eine Echtzeit-Ethernet-Verbindung verbunden. Es ist nun ein Simulationsrechner vorgesehen, der über mindestens eine Echtzeit-Ethernet- Schnittstelle verfügt, die mit der Echtzeit-Ethernet-Verbindung des besagten mindestens einen Echtzeit-Prozessors an Stelle des zugehörigen I/O-Controllers verbindbar ist, wobei der Simulationsrechner ausgestaltet ist, um mindestens eine Maschinenfunktion (z.B., eine Maschinenfunktion der Spritzgießmaschine) zu simulieren, indem in Echtzeit die Output-Signale der Steuerung durch den Simulationsrechner verarbeitet und über Simulationsmodelle die Input-Signale zur Steuerung in einer Weise gelie- fert werden, welche das Verhalten der Maschinenfunktion in Echtzeit simuliert.

Der Simulationsrechner bzw. die Simulationsumgebung kann über die Simulationsmodelle die Input-Signale zur Steuerung in einer Weise liefern, welche das Verhalten der Maschinenfunktion in Echtzeit derart simuliert, dass dasselbe Verhalten entsteht wie bei einer physischen Ausführung.

Der Simulationsrechner bzw. die Simulationsumgebung kann also derart ausgestaltet sein, um das physikalische Verhalten, beispielsweise eines Aktors, der durch den Aktor bewegten Mechanik und/oder der durch die bewegte Mechanik aktivierten Senso- ren, durch Modellrechnungen zu simulieren. Die Steuerung kann Steuersignale für den Aktor erzeugen und erhält in Echtzeit über die Modellrechnung der Simulation die Reaktion der virtuellen Mechanik und Sensoren, genau so, wie wenn anstelle der Modellrechnung die physische Ausführung dieser Funktion vorhanden wäre. Als Funktion (Maschinenfunktion) kann eine Fähigkeit der Maschine bezeichnet werden, z.B. die Fähigkeit eine Achse zu bewegen. Als Achse kann der Freiheitsgrad einer Mechanik in einer Linear- oder Rotationsachse bezeichnet werden oder eines Prozesses mit einem Freiheitsgrad von Parameter. Beispielsweise das Verschieben eines Aggregates nach vorn oder zurück; das Öffnen, Schließen und Kraftaufbauen einer Schließeinheit (z.B. der Spritzgießmaschine); oder das Ein- und Ausfahren eines Werkzeugs (z.B. Werkzeugkernes). Für die Simulation kann immer eine für sich abgeschlossene Funktion behandelt werden.

Basierend auf den Echtzeit-Ethernet-Verbindungen können Kommunikationskanäle zu den einzelnen Funktionen vorgesehen sein. Die Kommunikationskanäle oder die Funktionen können, müssen aber nicht auf einzelne Echtzeit-Ethernet-Verbindungen beschränkt sein. Die Erfindung basiert auf der Einsicht, dass eine Betriebsart der Maschine von Vorteil wäre, in der sich die Maschine und ihre Komponenten nicht bewegen, und so die Programmierung und die Parametrierung der Steuerung erstellt und überprüft werden kann, ohne dass die reellen Komponenten verfügbar sein müssen oder, wenn sie ver- fügbar sind, nicht bewegt werden müssen. Es ist dabei das Ziel, dass sich die simulierte Funktion gleich verhält wie die reelle Funktion.

Die reelle Maschine und ihr Umfeld kann so durch eine Simulation der Maschinenphysik ersetzt werden und die Maschinensteuerung mit der Simulation kann sich gleich verhalten wie die Maschinensteuerung mit der reellen Maschine mit ihrem Umfeld. Mit anderen Worten, die Simulation kann eine Funktion der realen Maschinen widerspiegeln.

Vorteilhafterweise ist die Steuerung und die Maschinensimulation in einem Büro ohne Produktionszelle lauffähig, sodass die Konfiguration und die Parametrierung des Produktionsprozesses losgelöst von der Maschine in der Arbeitsvorbereitung vorgenommen werden kann. Dazu sind eine entsprechende Laufzeit-Umgebung, die Maschinendaten und die Simulationsmodelle der beteiligten Komponenten notwendig. Die Simulationsumgebung kann alle relevanten Funktionen der Maschine (Maschinenfunktionen) oder der Produktionszelle aufweisen. Die Simulationsumgebung kann auf einer erweiterten Steuerung ablaufen (z.B., ein Simulationsrechner). Damit kann die Steuerung ohne weitere Zusatzausrüstung autonom eine Maschine oder eine Spritzgießanlage simulieren. Die Simulationsumgebung verarbeitet in Echtzeit die Output- Signale der Steuerung und liefert über die Simulationsmodelle die Input-Signale zur Steuerung in einer Weise, welche das Verhalten der physischen Ausführung (d.h., der Maschinenfunktion oder das Verhalten der reellen Maschine oder Maschinenkomponente) in Echtzeit simuliert. Dabei können auch Fehlersituationen und/oder Grenzwerte in den Modellen abgebildet werden.

Vorzugsweise kann ferner eine Auswahl struktur realisiert sein, welche es erlaubt, Funktionen auszuwählen, ob sie real, mit vorzugsweise Bewegungen der Mechanik oder nur in der Simulation, ohne entsprechende Bewegungen, ablaufen können. Bei Aktivierung der Simulation aller Funktionen erlaubt dies einen simulierten Produktions- Prozess ablaufen zu lassen und so die Inbetriebnahme zu unterstützen und zu erlauben die Konfiguration und Parametrierung der Spritzgießanlage zu überprüfen. Wird im nächsten Schritt die physische Anlage in Betrieb genommen, besteht die Gewissheit, dass die Funktionen richtig aufgesetzt sind.

Ferner kann eine logische Umschalteinrichtung vorgesehen sein, mit der jeweils einzelne Kommunikationskanäle zu Funktionen (z.B. Maschinenfunktionen) über Echt- zeit-Ethernet-Verbindungen von Echtzeit-Prozessoren und I/O-Controllern wahlweise entweder mit den zugehörigen I/O-Controllern oder mit den zugehörigen Echtzeit- Ethernet-Schnittstellen (bzw. Kommunikationspartnern oder Kommunikationsschnittstellen) des Simulationsrechners verbindbar sind. Damit ist es möglich, die Simulation der Maschine oder der Produktionszelle, die eine Maschine enthält, losgelöst von der physischen Anwesenheit der beschriebenen Systeme an einem beliebigen Ort auf einem geeigneten Rechnersystem zu betreiben. Damit können Rezepte und Prozesse erarbeitet und gestestet werden, indem die entsprechenden Daten der Systeme der Simulation bekannt gemacht werden, was vor- zugsweise über eine Datenübertragung geschieht.

Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Spritzgiessmaschine mit dem

Schaltbild der Komponenten einer bekannten Steuerung; Fig. 2 ein Schaltbild der Steuerung gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung; und

Fig. 3 ein Schaltbild der Steuerung gemäss einem zweiten erweitertem Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Spritzgiessmaschine mit dem Schalt- bild der Komponenten einer bekannten Steuerung. Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Industrie-PC bezeichnet, welcher mit einer Bedienerkonsole 20 über eine computergestützte Benutzerschnittstelle 21 als Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) verbunden ist. Die Spritzgiessmaschine kann weiter über angebundene Komponenten 30 für ein Produktionsleitsystem (MES) und die Überwachung und Steuerung der techni- sehen Prozesse in einer Leitebene (SCADA) verbunden. Diese Verbindung des Industrie-PC 10 mit der Leitsystem-Komponente 30 kann durch eine Ethernetverbin- dung 31 basierend auf TCP/IP realisiert sein.

Der Industrie-PC 10 der Spritzgiessmaschine kommuniziert des Weiteren über ein nicht Echtzeit-Ethernet 31 mit Echtzeitrechnern 40, die ihrerseits eine Vielzahl von l/O- Controllern 50 bedienen, die mit Sensoren und Aktoren verbunden sind, die in der schematischen Darstellung der Fig. 1 pauschal mit dem Bezugszeichen 60 versehen sind. Die Aktoren / Aktuatoren bilden die Stellglieder im Regelkreis der nachfolgend beschriebenen Einheiten der schematisch dargestellten Produktionszelle 70. Für die Realisierung der Echt-Zeit-Ethernet 41 Verbindungen und den Schnittstellen der Echtzeitrechner 40 sind aus dem Stand der Technik verschiedene Feldbussysteme mit benötigten Buszyklen von weniger als 1 Millisekunde bis hinab zu 100 Mikrosekunden bekannt, wie Ethernet/IP als offener Industriestandard, für das Komponenten insbesondere durch Mitglieder der ODVA (Open DeviceNet Vendor Association) zu bezie- hen sind. Dabei sind die Verbindungen zwischen I/O-Controllern 50 und Sensor/Aktor-Einheiten 60 mit einer Vielzahl von hier jeweils fünf Verbindungslinien 51 dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel repräsentieren die Verbindungslinien 51 logische Verbindungen und nicht physische Leitungen. Alternativ hierzu können die Verbindungslinien 51 auch als Verbindungsleitungen (d.h., als physische Leitungen) ausgebildet sein. Sowohl diese Anzahl als auch die Anzahl und Ausgestaltung der I/O Controller 50 ist beispielhaft gewählt. Die technische Umsetzung der Spritzgiessanlage ist mit dem alle Baugruppen verbindenden Bezugszeichen 70 für die Maschine insgesamt bezeichnet, welche die Sensor-Aktor-Baugruppen 60 umfasst, die der Kunststoff- Spritzgiessmaschine 71 , den Werkzeugen 72, den Handlings-Einheiten 73 und/oder allfälligen Peripheriegeräten 74 zugeordnet sind. Dabei ist zu notieren, dass üblicherweise eben zusätzlich zur Maschine 71 selber auch ein Informationsaustausch mit Werkzeug-, Handling- und/oder weiteren Peripheriegeräten 72, 73 und 74 stattfindet oder dass diese direkt gesteuert werden. Peripheriegeräte können ihrerseits eigene Bedienkonsolen haben (hier nicht dargestellt).

Wie eingangs erwähnt ist bei der bekannten Vorgehensweise der Einstellung der Steuerung des Produktionsprozesses auf der Produktionszelle 70 diese schrittweise parametrisiert, konfiguriert und validiert.

Die Fig. 2 zeigt nun ein Schaltbild der Steuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, aufbauend bei der Steuerung nach Fig. 1 . Mit anderen Worten, es wird bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung von der vorgestellten Produktionszelle 70 und der Steuerung durch den Industrie-PC 10 ausgegangen und die neuen Steuerungselemente schematisch dargestellt. Gleiche Merkmale sind in allen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Natürlich sind die nachfolgend erläuterten Steuerungselemente auch bei anderen Ausgestaltungen einer mik- roprozessor-gesteuerten Steuerungseinrichtung für eine Spritzgiessanlage mit mindestens einem Bedien interface 22 und mindestens einem Prozessor für mindestens einen I/O-Controller 50 und einen Sensor/Aktor-Einheit 60 eines Werkzeuges 72 einer Produktionszelle 70 der Spritzgiessmaschine 71 einsetzbar. Die Simulations-Umgebung 100 geht von einer Anbindung durch die Echtzeit-Ethernet Verbindungen 41 aus; setzt also an den I/O-Controllern 50 der Fig. 1 an. Die Echtzeitrechner 40 der bekannten Steuerung nach Fig. 1 werden über ihre einzelnen dedizier- ten Echtzeit-Ethernet Verbindungen 41 an entsprechende Echtzeit-Ethernet-Schnitt- stellen 101 , 102, 103 und 104 der Simulationsumgebung 100 verbunden. Dabei wird Echtzeit-Ethernet auch kürzer als RT-Ethernet bezeichnet. Alternativ können die Echtzeit-Ethernet Verbindungen 41 ebenfalls logische Verbindung repräsentieren. Ferner ist es nicht wichtig wie viele Verbindungen existieren oder wie sie angeordnet sind, vielmehr ist es wichtig, dass die identischen Signale, die sonst mit den I/O-Contollern ausgetauscht werden, der Simulationsumgebung 100 zugeführt werden.

Die Simulationsumgebung 100 bietet für jede Funktion der Steuerung (Maschinenfunktion) ein simuliertes Modell der physischen Maschinen-Ausführung an, das sich idealer Weise wie die reale physische Maschinen-Funktion inkl. der Mechanik und/oder Fehlerfälle verhält. Die Steuerung sieht daher simulierte I/O-Devices (z.B. I/O-Controller) und simulierte Sensoren und Aktoren 160 mit simulierten Funktionen der Maschinen und Geräte 171 , 172. 173, 174 und kann sie von den physischen Ausgestaltungen (d.h., von den reellen Maschinenkomponenten) nicht unterscheiden. Die Simulations-Umgebung 100 in Fig. 2 besteht aus einem oder mehreren Rechnern (Simulationsrechner) mit Echtzeitbetriebssystemen 140 oder Rechnern mit Betriebssystemen ohne Echtzeitfähigkeit 1 10, die über Ethernet 31 oder Echtzeit-Ethernet- Verbindungen 41 verbunden sind. Die Bezugszeichen 171 , 172, 173, 174 bezeichnen eine simulierte Kunststoff- Spritzgiessmaschine, ein simuliertes Werkzeug, eine simulierte Handlings-Einheit und ein simuliertes Peripheriegerät, die als reine Software zu verstehen sind, welche, je nach Echtzeitanforderungen und Rechenleistungsbedarf, auf den genannten Rechnern 1 10 und 140 abgearbeitet wird. Übergeordnet ist die Simulationsverwaltung 200, die vorzugsweise eine Fernsteuerung über eine Ethernet-Leitung 31 beinhaltet. Damit lässt sich die Simulation auch Remote von einem Büro aus oder durch den Anwendungstechniker beim Maschinenhersteller konfigurieren und parametrieren. Die Simu- lationsverwaltung 200 ermöglicht einen Zugriff auf eine Modellbibliothek, aus der die Modelle (z.B. Simulationsmodelle der einzelnen Maschinenkomponenten) bezogen werden können. Die Elemente der Simulationssoftware an sich sind dem Fachmann geläufig, beispielsweise aus WO 2010/022495 und WO 2009/105797. Wesentlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Anschluss der Simulationsumgebung 100 an die reale Steuerung über die dort vorliegenden Echtzeit-Ethernet-Verbindungen 41 an den Echtzeit-Ethernet-Schnittstellen 101 , 102, 103, 104.

Die Fig. 3 zeigt ein Schaltbild der Steuerung gemäß einem zweiten erweiterten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung. Dabei sind die Einheiten 20 und 21 der Fig. 1 mit dem Industrie-PC 10 in einem Bedienrechner 22 zusammengefasst worden. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 umfasst sowohl die bekannte tatsächliche Maschine 70 aus Fig. 1 als auch die weiteren Elemente Simulationsumgebung 100 aus Fig. 2. Zusätzlich ist schematisch eine logische Umschaltungssteuerung 300 dargestellt, die über eine oder mehrere Echtzeit-Ethernet-Schnittstellen 301 , 302, 303, 304 verfügt. Ein wesentlicher Unterscheid zu der Ausgestaltung nach Fig. 2 ist, dass die Adressaten und Empfänger der Meldungen oder Signale durch die Umschaltungssteuerung 300 geändert werden können, so dass die Steuerung entweder mit der physischen Funktion (d.h., mit der reellen Maschine bzw. Anlage) oder mit der simulierten Funktion die Informationen bzw. Signale austauscht. Mit anderen Worten, die Steuerung kann durch die Umschaltungssteuerung 300 wahlweise mit der Spritzgießanlage 70 (oder mit deren einzelnen Komponenten 71 , 72, 73, 74) oder mit der Simulationsum- gebung 100 verbunden werden. Die Umschaltungssteuerung 300 wird durch eine Betriebsart der Steuerung aktiviert und durch entsprechende Auswahl der Funktionen umgeschaltet. Diese Umschaltung ist eine Funktion der Steuerung und wird in der embedded CPU 40 ausgeführt. Die Funktion der nicht gewählten Ausprägung oder Maschinenfunktion wird deaktiviert.

Alternativ, beispielsweise bei einer Ausgestaltung mit physischen Verbindungsleitungen, sind die Bezugszeichen 301 , 302, 303 und 304 für die Schnittstellen so gewählt, dass sie sowohl für die Verbindungen der Echtzeit-Ethernetverbindungen 41 der Steuerungseinrichtung von den Echtzeitprozessoren 40 zu entweder den l/O- Controllern 50 entsprechend Fig. 1 oder den Schnittstellen 101 bis 104 der simulierten Sensor/Aktoren-Einheiten 160 der Simulationsumgebung 100 entsprechen.

Mit anderen Worten, die Umschaltungssteuerung 300 gestattet es und gibt dem Benutzer die Möglichkeit, an der Umschaltungssteuerung 300 für jede durch die Steuerung über einen Echtzeitrechner 40 tatsächlich gesteuerte Maschinenfunktion (z.B. für jedes Aktor/Sensor-Element 60) zwischen den zwei Betriebsarten hin- und herzu- schalten, also entweder diese Funktion oder dieses Element der Maschine mit der Simulationsumgebung 100 zu simulieren oder mit dieser Funktion oder diesem Element über den zugehörigen I/O-Controller 50 auf der realen Maschine zu arbeiten. Da für jede Bewegungsachse die Betriebsart gewählt werden kann, ist auch ein Mischbetrieb möglich.

Wenn zum Beispiel ein Werkzeug noch fehlt, können die Überwachungen und Verriegelungen der Kernzüge mittels der Werkzeug-Simulation gefahren werden. Es ist dann nicht mehr notwendig, an der Produktionsanlage provisorische Hydraulikzylinder mit Überwachungsendschalter vorzusehen.

Ist ein empfindliches Werkzeug montiert, können die Hilfssteuerungen überprüft werden, indem sich die Schliesseinheit nur simuliert bewegt, die Hilfssteuerungen sich aber tatsächlich bewegen. So kann das Risiko eines Werkzeugschadens vermindert werden.

Es sind in der Fig. 3 mehr I/O-Controller 50 dargestellt als die vier Verbindungen zu den Echtzeitprozessoren 40. Grundsätzlich könnten Sensoren/Aktoren 60 vorgesehen sein, die nicht simuliert werden, obwohl die Möglichkeit der vollständigen Simulation ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist.

Die Umschaltungseinheit 300 gemäß Fig. 3 kann alternativ als gesonderte Baugruppe ausgeführt werden. Sie kann natürlich über eine einfache Ethernetverbindung mit an- deren Steuereinrichtungen wie dem Industrie-PC 10 und dessen Konsole 20, mit der Simulationsumgebung 100 oder mit der Simulationsverwaltung 200 verbunden sein, damit die Umschaltung ein nachgeschalteter untergeordneter Auswahlprozess ist. Ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Spritzgießmaschine oder Spritzgießanlage weist beispielsweise einen Schritt der Simulation von Maschinenfunktionen trotz Fehlen von Anlagenkomponenten durch Simulation der Komponenten auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren einen Schritt zur Simulation von Maschinenfunktionen bei erhöhter Gefahr von Schäden aufweisen.

BEZUGSZEICHENLISTE

Industrie-PC 1 10 Rechner ohne Echtzeitbe¬

Bedienerkonsole triebssystem

Benutzerschnittstelle 140 Rechner mit Echtzeitbe¬

Bedienrechner triebssystem

Leitsystem-Komponenten 160 Simulierte Sensor/Aktor-

Ethernet-Verbindung Einheit

Echtzeitrechner 171 simulierte Kunststoff-

Echtzeit-Ethernet Spritzgiessmaschine l/0-Controllern 172 simuliertes Werkzeug

Verbindungsleitung 173 simulierte Handlings-

Sensor/Aktor Einheit

Produktionszelle 74 simuliertes Peripheriegerät

Kunststoff- 200 Simulationsverwaltung

Spritzgiessmaschine 300 Umschaltungssteuerung

Werkzeug 301 Echtzeit (RT)-Ethernet-

Handlings-Einheit Schnittstelle

Peripheriegerät 302 RT-Ethernet-Schnittstelle

Simulationsumgebung 303 RT-Ethernet-Schnittstelle

Echtzeit-(RT)-Ethernet- 304 RT-Ethernet-Schnittstelle

Schnittstelle

RT-Ethernet-Schnittstelle

RT-Eth ern et-Sch n ittstel I e

RT-Ethernet-Schnittstelle