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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Bedienungssystem bzw. ein Bedienungskonzept
für eine Textilmaschine
und auf die Gestaltung einer Maschine gemäss diesem Konzept.
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Die
nicht vorveröffentlichte
DE Patentanmeldung 103 40 234.9 vom 29.08.2003 beschreibt eine Bedienungseinrichtung
für eine
Textilmaschine mit
einer Computersteuerung, wobei der Zustand
des Computers den Betriebszustand einer gesteuerten Maschine beeinflussen
kann;
einer Bedieneinheit, welche den Zustand des Computers
beeinflussen kann;
einem Kommunikationsmittel für den bidirektionalen Austausch
von Daten mit einer entfernten Bedienungsstelle, und
Software,
um den Betriebszustand einer gesteuerten Maschinen derart gemäss einem
vorgegebenen Bedienungskonzept an der Bedieneinheit anzuzeigen, dass über die
Bedieneinheit eingegebene Änderungsbefehle
zu einer Änderung
im Zustand des Computers führen.
Die Steuerung ist derart programmiert, dass auf Abfrage über das
Kommunikationsmittel die Steuerung Daten zum Absenden über das Kommunikationsmittel
bereitstellt. Diese Daten entsprechen einem einstellbaren Betriebszustand
der Maschine. Die Daten werden gemäss einem in der Steuerung durch
die Software vorgegebenen Bedienungskonzept bereitgestellt.
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DE 10340234 befasst sich
nicht direkt mit dem Ändern
des Betriebszustands der Maschine (mit der „Fernsteuerung"), sondern mit der
Frage der Bedienung/Anzeige, d.h. mit der Vermittlung zwischen dem
Betriebszustand der Maschine und der menschlichen Bedienung. Die
Vermittlung des Betriebszustands stellt ein Aufgabenbereich dar,
der von der Problematik der „Steuerung" losgelöst werden
kann.
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In
jeder Maschine wird die Problematik (die Aufgabe) der Vermittlung
auf eine bestimmte Art und Weise („nach einem vorgegebenen Bedienungskonzept") gelöst. Gemäss
DE 10340234 soll für jede vernetzte
Maschine (gleichgültig
wie die Vermittlungsaufgabe für
diese Maschine gelöst
wurde) diejenige Lösung,
die für
eine abgefragte Maschine ge wählt wurde,
beim Fernbedienen dieser Maschine auch für die Zentrale gelten. Anders
ausgedrückt,
jede Maschine schickt „Vermittlungsdaten" (Bedienungs- bzw.
Anzeigedaten) nach dem eigenen Bedienungskonzept, wie auch immer
dieses (maschinenindividuelle) Konzept gestaltet ist, und die Zentrale
muss damit fertig werden. Nochmals anders ausgedrückt, das Bedienungskonzept
wird für
jede Maschine in der Maschine festgelegt und die Zentrale, welche
diese Maschine „bedienen" will, muss sich
dem jeweiligen Bedienungskonzept der gewählten Maschine anpassen.
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Das
gewählte
Bedienungskonzept kann soweit möglich
von der Steuerungsapplikation unabhängig gestaltet werden – es ist
aber unvermeidbar, dass gewisse Elemente des Konzepts maschinenbezogen
bleiben (eine Karde wird nach wie vor anders als eine Ringspinnmaschine
gesteuert). Vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist die Verwendung
maschinenneutraler Bedienungselemente z. B. ein Element welches
in einem Datenbild ("Einstellungsmaske") das „Weiterschalten" (bzw. „Ändern") ermöglicht, gleichgültig welcher
Betriebsparameter momentan zum Neueinstellen gewählt wurde.
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Der
gesamte Inhalt der DE Patentanmeldung 10340234.9 (der „vorangehenden
Anmeldung") wird hiermit
zu einem integrierenden Bestandteil der vorliegenden Anmeldung erklärt, womit
auf eine Wiederholung der Einzelheiten der „vorangehenden Anmeldung" verzichtet werden
kann.
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Das
System gemäss
der vorangehenden Anmeldung ist für den Fall sehr gut geeignet,
dass die Maschinensteuerung und die Bedienungseinrichtung in eine
Einheit integriert sind. Dadurch wird aber die Flexibilität des Systems
etwas eingeschränkt.
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Die Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Erfindung
gemäss
der vorangehenden Anmeldung weiterzuentwickeln.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Textilmaschine mit einer Computer-Steuerung
(„Maschinensteuerung") gelöst, die
mit den Arbeitselementen der Maschine verbunden ist, so dass der
Betriebszustand der Maschine vom Zustand der Maschinensteuerung abhän gig ist.
Die Maschinensteuerung ist derart mit Software versehen, dass diese
Steuerung Daten zum Treiben einer Bedienungseinrichtung aufbereiten
kann, wobei die aufbereiteten Daten wahlweise an eine lokale Bedienungseinrichtung
und/oder eine entfernte Bedienungseinrichtung gesandt werden können.
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Eine „lokale
Bedienungseinrichtung",
im Rahmen der vorliegenden Anmeldung, ist in die Maschine mit der
genannten Computer-Steuerung integriert, d. h. während diese Maschine in Betrieb
ist, ist ihr die eigene lokale Bedienungseinrichtung kontinuierlich
zugeordnet. Eine lokale Bedienungseinrichtung steht in der unmittelbaren
Nähe der
ihr zugeordneten Maschine, auch wenn die Bedienungseinrichtung nicht
unbedingt physisch in der Maschine selbst eingebaut ist. Normalerweise
erfolgt die Datenübertragung
zwischen einer lokalen Bedienungseinrichtung und der Maschinensteuerung
quasikontinuierlich und mittels einer Direktverbindung eher als über ein
Netzwerk, obwohl eine Netzwerkverbindung mit einer lokalen Bedienungseinrichtung
nicht ausgeschlossen werden kann. Eine lokale Bedienungseinrichtung
kann somit mit der Maschinensteuerung fix verdrahtet werden.
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Eine „entfernte
Bedienungseinrichtung",
im Rahmen der vorliegenden Anmeldung, ist nicht in der Maschine
mit der genannten Computer-Steuerung integriert. Auch wenn die Maschine
mit der Computer-Steuerung in Betrieb ist, ist die entfernte Bedienungseinrichtung
dieser Maschine nicht kontinuierlich, sondern bloss zeitweise zugeordnet.
Eine entfernte Bedienungseinrichtung steht nicht in der unmittelbaren
Nähe der
Maschine mit der genannten Computer-Steuerung. Sie ist daher auf
keinen Fall in der Maschine mit der Computer-Steuerung eingebaut
bzw. mit der Maschinensteuerung fix verdrahtet. Normalerweise erfolgt
die Datenübertragung
zwischen einer entfernten Bedienungseinrichtung und der Maschinensteuerung
höchstens
zeitweise quasi-kontinuierlich und mittels eines Netzwerks eher
als einer Direktverbindung. Eine Direktverbindung zwischen einer
Maschinensteuerung und einer entfernten Bedienungseinrichtung kann
aber nicht prinzipiell ausgeschlossen werden, z. B. wenn ein Mobilgerät (beispielsweise
ein Notebook-Computer) zeitweise mittels eines Kabels mit der Maschinensteuerung verbunden
werden muss.
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Um
dieses Konzept zu realisieren, erweist es sich als zweckmässig, die
Software für
die Datenaufbereitung, und sofern notwendig die entsprechende Hardware-Ausrüstung der
Computersteuerung, in der Maschine selbst vorzusehen. Eine Bedienungseinrichtung,
ob lokal oder entfernt, kann mit der eigenen Steuerung bzw. Software
versehen werden, die, zumindest zum Erfüllen von Bedienungszwecken,
für die
Kommunikation mit der Maschinensteuerung angeordnet ist.
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Der
Maschinenhersteller ist somit in der Lage, den Endbenutzer folgende
Optionen anzubieten, ohne grundlegende Anpassungen in der Gestaltung der
Maschine von einer Option zu einer anderen durchführen zu
müssen:
- 1. Die Maschine wird mit einer lokalen Bedienungseinrichtung
ausgerüstet
und in dieser Form in einer Anlage montiert – es ist in der Anlage keine
Möglichkeit
vorgesehen, die Maschinensteuerung mit einer entfernten Bedienungseinrichtung zu
verbinden. Die Maschine muss in diesem Fall nicht unbedingt mit
einem Kommunikationsmittel zum Verbinden mit einem Datenübertragungsnetzwerk
versehen werden.
- 2. Die Maschine wird mit einer lokalen Bedienungseinrichtung
ausgerüstet
und in dieser Form in einer Anlage montiert – es ist aber zusätzlich in der
Anlage die Möglichkeit
vorhanden, die Maschinensteuerung mit einer entfernten Bedienungseinrichtung
zu verbinden.
- 3. Die Maschine wird mit keiner lokalen Bedienungseinrichtung
ausgerüstet
und muss deshalb in der Anlage zumindest periodisch mit einer entfernten
Bedienungseinrichtung gekoppelt werden.
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Im
Fall 2 bzw. Fall 3 wird die Maschine vorzugsweise mit einem Kommunikationsmittel
zum Verbinden mit einem Datenübertragungsnetzwerk versehen.
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Eine
Bedienungseinrichtung, ob lokal oder entfernt, zur Verwendung im
nun vorliegenden System kann relativ einfach ausgebildet werden.
Sie umfasst vorzugsweise eine Anzeige. Es ist aber auch zweckmässig, eine
Bedienungseinrichtung zur Verwendung im Rahmen dieser Erfindung
mit Bedienungselementen, z. B. Tasten, zu versehen und/oder einem
Maus („Zeiger" bzw. Zeigerfunktion,
z. B. Touchscreen). Die Steuerung der Bedienungseinrichtung muss
entsprechend gestaltet werden. Eine komplexe Steuerungseinheit,
die auch Steuerungsfunktionen der Maschine übernehmen könnte, ist aber in einer Bedienungseinrichtung
zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.
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Im
Zusammenhang mit einer modernen Maschine erweist es sich unter Umständen als
zweckmässig,
die Bedienungsfunktionen zwischen Gruppen von Bedienungselementen
aufzuteilen. Gewisse Bedienungsfunktionen („Grundfunktionen"), insbesondere die
mit Personen- bzw. Gerätesicherheit
verbundenen Funktionen, müssen
zwangsweise an der Maschine selbst ausgeführt werden – Beispiele sind Start- bzw.
Stoppfunktionen. Andere können
ohne weiteres aus der Ferne ausgelöst werden. Die Maschine kann
daher mit Bedienungselementen zum Erfüllen von Grundfunktionen ausgerüstet werden, wobei
derartige Bedienungselemente weder zu einer lokalen noch einer entfernten
Bedienungseinrichtung im Sinne dieser Anmeldung gehören und
somit auf jeden Fall in einer Maschine gemäss der Erfindung vorhanden
sind, gleichgültig
ob diese Maschine mit einer oder mit keiner lokalen Bedienungseinrichtung ausgerüstet ist.
Ein derartiges Konzept entspricht den Sicherheitsprinzipien, die
in EP-B-513339 für eine
Anlage mit einem Prozessleitrechner aufgestellt wurden.
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Kommunikation
in einer Textilmaschinenanlage
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Der
Begriff „Kommunikation" bezieht sich hier,
wie in der
DE 103 40 234 ,
auf den Austausch von Informationen zwischen Teile (Maschinen, Vorrichtungen
...) einer Anlage mittels Übertragung
von Daten, die in den Steuerungen verarbeitet und in den den Steuerungen
zugeordneten Speicher gespeichert werden können. Diese Daten können zum
Erfüllen
der verschiedensten Aufgaben vorgesehen sein, z.B. können die
als Kommandos (Befehle), Einstellwerte für Betriebsparameter der verschiedenen Einzelmaschinen,
Darstellungsinformationen ... usw. dienen, wie dem allgemeinen Steuerungs-
bzw. Informatikfachmann aus verschiedenen Anwendungen bekannt sein
werden.
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Das
bevorzugte Kommunikationsmittel umfasst ein Netzwerk, das die Teile
der Anlage (Maschinen, Vorrichtungen, ...) miteinander und vorzugsweise
auch mit einer übergeordneten
Bedienungsstelle (auch Einstelleinrichtung oder „Zentrale" genannt) für die Datenübertragung verbindet. Diese
Anordnung ist aber nicht erfindungswesentlich. Die Datenübertragung
kann auch über
eine Punkt-Punkt Verbindung, ein drahtloses Netzwerk oder über Internet
erfolgen.
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Fernbedienung – Bedien-
und Anzeigekonzepte
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Wie
schon in
DE 10340234 erklärt wurde,
erfordert das Bedienen einer modernen Maschine normalerweise eine
Anzeige, welche dem Bedienungskonzept, insbesondere den an der Bedienungsstelle vorhandenen
Bedienungsmittel bzw. Bedienungselementen, angepasst werden muss.
Die Zusammenarbeit zwischen einer Maschine gemäss dieser Erfindung und einer
entfernten Bedienungseinrichtung kann gemäss einem Bedienungskonzept
realisiert werden, die in
DE
103 40 234 festgehalten wurde. Geeignete Alternative sollen
aber nicht damit ausgeschlossen werden, d. h. die vorliegende Erfindung
ist nicht auf die Kombination mit der Erfindung gemäss der vorangehenden
Anmeldung eingeschränkt.
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Die
Software der Maschinensteuerung kann gewählt werden, um der Betriebszustand
einer gesteuerten Maschine mittels einer vorgegebenen Bedienungsoberfläche anzuzeigen
bzw. einstellen zu lassen. Das vorliegende System kann dann derart angeordnet
werden, dass auf Abfrage über
ein Kommunikationsmittel die Maschinensteuerung ein Abbild einer
in der Maschinensteuerung vorgegebenen Bedienungsoberfläche (Human
Machine Interface HMI) zur Übertragung über das
Kommunikationsmittel zur Verfügung
stellt. Das System kann auch derart gewählt werden, dass die Maschinensteuerung gleichartig
mit einer lokalen Bedienungseinrichtung zusammenarbeitet. Das System
kann aber auch derart gewählt
werden, dass die vorgegebene Bedienungsoberfläche zur Übertragung an eine lokale Bedienungseinrichtung
ohne Anfrage von dieser Einrichtung zur Verfügung gestellt wird, insbesondere dann,
wenn die lokale Bedienungseinrichtung mit der Maschinensteuerung
fix verdrahtet ist.
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Das
Bedienungskonzept sieht vorzugsweise, wie in
DE 10340234 erklärt wurde, das Erzeugen von Softkeys
als Elemente der Bedienungsoberfläche vor. Die Daten können dann
derart zusammengestellt werden, dass die gleichen Keys an der lokalen und/oder
an der entfernten Bedienungseinrichtung erzeugt werden können.
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Das
Bedienungskonzept sieht auch vorzugsweise das Erstellen von vorgegebenen
Datenbilder gemäss
einem Menü vor.
Die Daten können
dann derart zusammengestellt werden, dass die gleichen Datenbilder
gemäss
dem gleichen Menü an
der lokalen und/oder an der entfernten Bedienungseinrichtung erzeugt
werden können.
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Das
Bedienungskonzept kann die Erzeugung von einstellbaren Datenbilder
vorsehen und die Maschinensteuerung kann dann derart programmiert werden,
dass erst dann ein bestimmtes Datenbild zur Verfügung gestellt wird, wenn dieses
Datenbild von einer lokalen oder von einer entfernten Bedienungseinrichtung,
z. B. mittels der Betätigung
eines Keys angefordert wird.
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Ausführungen
der Erfindung werden nun als Beispiele anhand der Zeichnungen näher erklärt. Es zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einzelner Elemente einer vernetzten Anlage
gemäss
DE 10340234 ;
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2 eine
schematische Darstellung einer Maschinensteuerung gemäss
DE 10340234 ;
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3 eine
schematische Darstellung, ähnlich
der 2, einer Weiterentwicklung gemäss der vorliegenden Erfindung,
und
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4 eine
schematische Darstellung einer Variante der Anordnung gemäss der 3.
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Das System gemäss der vorangehenden
Anmeldung
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In
der nachfolgenden Beschreibung der 1 und 2 wird
die Terminologie der vorangehenden Anmeldung beibehalten. Die wesentlichen Hardware-Elemente
zur Implementierung eines Bedienungs- und Anzeigekonzepts sind einerseits
die Bedieneinheit mit manuell betätigbaren Bedienungselemente
und andrerseits die Anzeige, vorzugsweise in der Form eines Bildschirms
aber allenfalls in einer einfacheren Form, z.B. eines Zeilen-Displays
(vgl. DE-3734277-A). Die Bedieneinheit und die Anzeige zusammen
bilden eine sogenannte Bedieneroberfläche.
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Im
Netzwerk gemäss
der 1 sind zwei verschiedene Typen von Bedieneroberflächen abgebildet.
Der erste Typ I ist in der Form eines käuflichen Personal Computers
(PC) realisiert und ist an einer "übergeordneten
Bedienungsstelle" (auch „Zentrale" genannt) vorgesehen.
Die Anzeige ist in der Form eines Bildschirms 10, wie dies
normalerweise in der Standardausrüstung eines Personal Computers
mitgeliefert wird. Die Bedieneinheit umfasst sowohl eine Tastatur 12 als
auch ein Maus 14. Der Computer selbst mit Rechen- und Speichermodulen
ist nicht in der 1 abgebildet worden, dient aber
als Treiber für
die dargestellten Bedieneinheit und Anzeige.
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Der
zweite Typ II ist in der Form eines Bedienpanels vorgesehen, wobei
drei Bedienpanele 16, je ein Panel für drei Textilmaschinen, in
der 1 gezeigt sind. Die drei Bedienpanele 16 werden über ein Local
Area Network LAN mit der übergeordnete
Bedienungsstelle für
bidirektionale Datenübertragung verbunden.
Die Panele 16, die als Beispiele für eine beliebige Anzahl Panele
in der vernetzten Anlage dienen, sind weitestgehend identisch.
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Jedes
Panel 16 umfasst eine Anzeige 18 und drei Reihen
von Tasten, auch „Hardkeys" genannt. Die Anzeige 18 ist
auch in diesem Fall in der Form eines Bildschirms vorgesehen, allerdings
ist dieses Bildschirm erheblich kleiner als das entsprechende Hardware-Element in einem
PC. Die Tasten und die Anzeige 18 sind zur Datenübertragung
mit der jeweiligen Maschinensteuerung (nicht gezeigt) verbunden, die
auch in diesem Fall als Treiber für die Bedienungsoberfläche dient.
Jede Maschinensteuerung ist auch derart programmiert, dass auf der
entsprechenden Anzeige 18 eine Reihe von „virtuellen" Bedienungselementen
(sogenannten "Softkeys") erscheint. Das
gesamte Panel, inklusiver Steuerung mit eingebetteten Prozessor(en),
ist von der Fa. Bernecker & Rainer ("B&R")
unter dem Namen "Power-Panel" erhältlich,
wobei Alternativprodukten von anderen Firmen zur Erfüllung der
gleichen Aufgabe verwendbar sind. Ein derartiges Panel kann beispielsweise
folgenderweise ausgeführt
sein:
Anzeige – 320·240 Pixeln
(LCD, schwarz-weiss); grafik-fähig;
kein Touch-Screen (vgl. EP-511941-A). Jedes Bild kann somit in 15
Zeilen zu je 40 Zeichen aufgeteilt werden.
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Bedienungselemente:
Drei Reihen von Tasten (Hardkeys), wovon die Tasten einer Reihe
mit dem Treiber für
die Anzeige verbunden sind. Die Tasten der anderen Reihen bilden
maschinen-spezifische Tasten, die derart mit der Recheneinheit (CPU, nicht
gezeigt) verbunden sind, dass sie vorbestimmte (durch die Programmierung
nicht veränderbare) Funktionen
erfüllen.
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Es
wird in der 2 angenommen, dass die gleiche
Steuerung sowohl zum Steuern der Maschine wie auch zum Treiben des
Bedienpanels dient. Es können
aber verschiedene, miteinander für
den Datenaustausch verknüpften
Steuerungen zum Ausüben
dieser Funktionen vorgesehen werden. Die Maschine ist also in der 2 mit
einem Mikrocomputer 90 versehen, die ein Mikroprozessor 91 sowie
weitere, nicht angedeutete Modulen (Speicher-, Input/Output- usw.)
umfasst. Der Prozessor ist mit Sensoren der Maschine über die
Leitung 92 sowie mit Aktoren (Antriebe) der Maschine über die
Leitung 93 verbunden. Die Maschine, schematisch mit 94 angedeutet, ist
auch mit einem Bedienpanel 16 ausgerüstet.
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Die
Steuerung erzeugt Signale, die über
den Treiber 95 die Anzeige 18 treiben, und sie
erhält
auch Signale vom Treiber 96, welche die Eingaben über die
Hardkeys des Panels für
das Weiterleiten an den Prozessor 91 aufbereiten. Der Mikrocomputer 90 umfasst
auch eine Bilderstellungseinheit 97 und eine Tastenermittlungseinheit 98,
wobei die letztgenannte Einheit erst später in dieser Beschreibung
erklärt wird.
Die Bilderstellungseinheit 97 kann von der Steuerung dazu
veranlasst werden (ENABLE), Daten ab dem Treiberfunktion 95 zu übernehmen
und für
das Absenden an die Zentrale bereitzu stellen. Diese Daten sind derart
gewählt,
dass sie an der Zentrale eine Emulation des Panels 16 erzeugen
lassen.
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Zusätzlich ist
der Mikrocomputer mit einem Send-Speicher 54, einem Empfang-Speicher 56 und einer
Zugangskontrolle 58 versehen, wobei diese Elemente oder äquivalente
Alternativen normalerweise in einer kommunikationsfähigen Maschine
vorgesehen werden müssen.
Die Speicher 54, 56 sind mit dem LAN gekoppelt,
wobei vorgesehen ist, dass die Maschine auf Anfrage eine Message
gemäss
einem vorgegebenen Messageaufbau erstellt, in den Sende-Speicher 54 zum
Absenden ablegt und anschliessend sendet. Die Daten werden vorzugsweise
von der Maschine an die Zentrale im Bildformat übertragen und es wird vorzugsweise
nur ein (Standard) Format dafür
benutzt. Damit sind alle Maschinen und die Zentrale, trotz allenfalls
verschiedener Softwarestandards, für die Datenübertragung miteinander kommunikationsfähig.
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Beim
Empfang von einem Message aus dem Netz werden die neu-eingetroffenen
Daten zuerst im Empfang-Speicher 56 abgelegt und erst dann
an die Weiterverarbeitungsfunktionen im Prozessor 91 weitergegeben
werden, wenn die Zugangskontrolle 58 dies zulässt. Der
Prozessor 91 prüft
daher die Messages und akzeptiert oder verwirft diese.
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Die
Einheit
98 stellt fest, ob aus dem Netz eine Message mit
Tasteninformationen eingetroffen ist. Diese Funktion ist in der
DE 10340234 erklärt worden.
Die Erklärung
wird hier nicht wiederholt.
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Ein
Message von der Zentrale gibt an, z.B. dass ein bestimmtes Softkey
zu einem feststellbaren Zeitpunkt betätigt wurde. Später folgt
ein zweites Message, das angibt, dass die Betätigung dieses Softkeys abgestellt
wurde. Die Maschinensteuerung ist in der Lage anhand dieser Information
die Zeitspanne der Betätigung
zu ermitteln. Die Bedeutung dieser Informationen (Softkey für eine bestimmte Zeitspanne
betätigt)
ist in der Programmierung der Maschine festgelegt und kann daraus
ermittelt werden. Die Steuerung ist daher in der Lage Anpassungen
im Betriebszustand der Maschine einzuleiten und zwar auf die gleiche
Art und Weise, wie derartige Anpassungen nach der Betätigung einer
der Softkeys 26 am Bedienungspanel 16 der Maschine
selbst eingeleitet werden.
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Die
Software der Zentrale arbeitet "browser-artig" um Informationen
von den Maschinen der Anlage zu gewinnen. Die Maschinensteuerungen
arbeiten daher "host-artig", indem sie reagieren
auf die Anfragen aus der Zentrale durch das Absenden, oder zumindest
das zur Verfügung
stellen, von den angeforderten Informationen aufbereitet in einem
geeigneten Übertragungsformat.
Den Maschinen werden somit jeweilige Adressen zugeordnet, die an
der Zentrale selektiv gewählt
werden können,
um die entsprechende Kommunikationsverbindung über das Netzwerk aufbauen zu
lassen. Jede Maschinensteuerung muss natürlich in der Lage sein, die
eigene Abfrageadresse zu erkennen, wenn die entsprechenden Signale
von der Zentrale aus über
das Netzwerk gesandt werden. Die Verbindung soll kontinuierlich oder
quasi-kontinuierlich während
einer "Abfrage-Session" bestehen bleiben,
d.h. solange die Zentrale von der Bedienung instruiert wird, Informationen von
einer gewählten
Maschinen aufzurufen bzw. Informationen an diese Maschine zu übertragen.
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Beispiel der Weiterentwicklung
gemäss
dieser Erfindung (3)
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In
der 3 ist die Maschine gemäss dieser Erfindung, schematisch
mit 194 angedeutet, mit einer Maschinensteuerung in der
Form eines Mikrocomputers 190 versehen. Der Computer 190 umfasst
mindestens ein Mikroprozessor 191 sowie weitere, nicht angedeutete
Modulen (Speicher-, Input/Output- usw.). Der Prozessor 191 ist
mit Sensoren der Maschine über
die Leitung 192 sowie mit Aktoren (Antriebe) der Maschine über die
Leitung 193 verbunden.
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Die
Maschinensteuerung erzeugt Signale, die über den Treiber
195 die
Anzeige
18 einer lokalen Bedienungseinrichtung in der Form
eines Panels
116 treiben können. Gemäss dem nun vorliegenden Konzept
ist es nicht unbedingt notwendig, eine lokale Bedienungseinrichtung
(ob in der Form eines Panels oder anders gestaltet) vorzusehen.
Falls das Panel
116 vorhanden ist, kann die Maschinensteuerung auch
Signale vom Treiber
196 erhalten, welche Eingaben des Bedienungspersonals
(über die
Hardkeys des Panels
116) für das Weiterleiten an den Prozessor
191 aufbereiten.
Falls das Panel
116 vorhanden ist, kann die Maschinensteuerung
190,
wie im Falle der
DE 10340234 ,
mit dem Panel
116 zu einer Einheit zusammengebaut werden,
so dass die gemeinsame Steuerung sowohl die Maschinensteuerungsfunktionen
wie auch das Steuern der Funk tionen der Bedienungseinrichtung übernimmt.
Diese Massnahme ist aber gemäss
dem nun vorliegenden Konzept nicht wesentlich. Das Panel
116 kann
auf jeden Fall mit der Maschinensteuerung
190 mittels fix
verdrahteter Verbindungen für
die Datenübertragung
gekoppelt werden.
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Der
Mikrocomputer 190 umfasst auch einen Rahmenspeicher („Frame
Buffer") 200,
eine Bildverarbeitungseinheit 197 und eine Befehlsermittlungseinheit 198,
wobei die letztgenannte Einheit erst später in dieser Beschreibung
erklärt
wird. Der Rahmenspeicher 200 kann von der Steuerung 191 dazu
veranlasst werden (ENABLE), Daten, die von der Steuerung 191 selbst
zur Verfügung
gestellt werden und beispielsweise auch mittels der Treiberfunktion 195 an
ein Panel 116 gesandt werden können, zu übernehmen und für das Absenden über ein
Netzwerk an eine entfernte Bedienungseinrichtung 210 bereitzustellen.
Diese Daten-Aufbereitungsfunktion kann aber auch ausgeschaltet werden
(DISABLE), so dass keine Daten zum Absenden über das Netzwerk zur Verfügung gestellt
werden. Die im Speicher 200 zusammengestellten Daten können dann
für das
Absenden in der Verarbeitungseinheit 197 weiterbearbeitet
werden.
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Zusätzlich ist
der Mikrocomputer in der
3 mit einem Send-Speicher
154,
einem Empfang-Speicher
156 und einer Zugangskontrolle
158 versehen, wobei
diese Elemente oder äquivalente
Alternativen normalerweise in einer kommunikationsfähigen Maschine
vorgesehen werden müssen.
Die Speicher
154,
156 sind mit dem Netzwerk gekoppelt,
wobei vorgesehen ist, dass die Maschine auf Anfrage eine Message
gemäss
einem vorgegebenen Messageaufbau erstellt, in den Sende-Speicher
154 zum Absenden
ablegt und anschliessend sendet. Beim Empfang von einem Message
aus dem Netz werden die neu-eingetroffenen Daten zuerst im Empfang-Speicher
156 abgelegt
und erst dann an die Weiterverarbeitungsfunktionen im Prozessor
191 weitergegeben
werden, wenn die Zugangskontrolle
158 dies zulässt. Der
Prozessor
191 prüft
daher die Messages und akzeptiert oder verwirft diese. Die Einheit
198 stellt
fest, ob aus dem Netz eine Message mit einem Kommando eingetroffen
ist. Eine derartige Funktion ist in der
DE 10340234 erklärt worden und die Erklärung wird
hier nicht wiederholt. Mögliche
Alternativen werden nachfolgend angedeutet.
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Es
sind in der 3 die folgenden weiteren Möglichkeiten
schematisch angedeutet:
- i) Die Maschine 194 ist
mit einem Panel 116A („lokale Bedienungseinrichtung") versehen, das zwar in
der Maschine eingebaut aber mit der Maschinensteuerung 190 nicht
fest verdrahtet oder mit einem Maschinenbus verbunden ist, sondern
für die
Kommunikation über
das Netzwerk vorbereitet ist;
- ii) Die entfernte Bedienungseinrichtung ist nicht in der Form
eines PCs 210, sondern in der Form eines anderen, insbesondere
eines mobilen, kommunikationsfähigen
Geräts,
das für
die Verarbeitung von digitalen Daten geeignet ist, vorgesehen. Folgende
Beispiele mobiler Bedienungseinrichtungen sind schematisch in der 3 angedeutet – PDA 212,
mobiler Computer („Notebook") 214;
- iii) Um die Verwendung von mobilen Geräte als Bedienungseinrichtungen
zu ermöglichen
kann durch das Netzwerk mit einer Zugangsstelle 216 versehen
werden, die z. B. mit einem Wireless-Netzwerk 218 kommunizieren
kann.
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Die
Maschine nach der 3 ist nun dafür vorbereitet,
von den folgenden Stellen aus bedient zu werden:
- 1.
Lokale Bedienung mittels eines in die Maschine integrierten Panels 116 mit
Datenübertragung
mittels Direktverbindung (Option a, 3)
Das
Panel 116 ist in die Maschine eingebaut. Die Arbeitweise
des Panels 116 entspricht grundsätzlich der Arbeitsweise des
Panels 16 der 1 und 2 und muss
dementsprechend nicht detailliert erklärt werden. Die Reihen der Hardkeys
(Tasten) können
aber unter gewissen Umständen
weggelassen werden, wie nachfolgend erklärt wird. In der bevorzugten
Variante muss das Panel 116 keine Steuerungsfunktionen
im Zusammenhang mit der Maschine erfüllen, sondern bloss mit Software
versehen werden, welche die Gestaltung des Panels 116 als
Bedienungseinrichtung mit einer geeigneten Bedienungsoberfläche unterstützen, d.
h. mit einer Bedienungsoberfläche,
welche von der Maschinensteuerung unterstützt wird. Dazu kann das Panel 116 mittels
einer Direktverbindung (z. B. eines Maschinenbus) kontinuierlich mit
der Maschinensteuerung verbunden werden.
- 2. Lokale Bedienung mittels eines in die Maschine integrierten
Panels 116 mit Datenübertragung
mittels Netzwerk (Option b, 3)
Die
Arbeitweise des Panels 116A entspricht grundsätzlich auch
der Arbeitsweise des Panels 16 der 1 und 2.
Obwohl das Panel 116A in der Maschine eingebaut ist, ist
es nicht mittels einer Direktverbindung, sondern mittels eines Netzwerks über die
vorerwähnten
Kommunikationsmittel, inklusiv des Frame Buffers 200, mit
der Maschinensteuerung verbunden. Die Verbindung kann trotzdem zumindest
quasi-kontinuierlich aufrechterhalten solange die Maschine in Betrieb
ist. Auch dies ist aber nicht unbedingt unter allen Umständen erforderlich.
Die Anordnung könnte
z. B. derart gewählt
werden, dass die Datenübertragung
an das Panel 116A erst dann zustande kommt, nachdem sich
das Panel bei der Maschinensteuerung 190 „gemeldet" hat.
- 3. Fernbedienungsstelle z. B. mittels eines entfernten Computers 210 mit
Datenübertragung
mittels Netzwerk, wobei zusätzlich
eine Lokalbedienungsstelle vorhanden ist
Das Computer 210 in
der 3 entspricht in einer Ausführung weitgehend dem Computer
PC in der 1 und muss deshalb nicht detailliert.
erklärt werden.
In dieser Ausführung
wird angenommen, es sei zusätzlich
ein Panel 116 und/oder ein Panel 116A vorhanden.
Die Arbeitsweise des Computers 210 in Zusammenarbeit mit
der Maschinensteuerung kann daher der Arbeitsweise der Variante
gemäss
der 2 angeglichen werden, d. h. die Maschinensteuerung
kann derart programmiert werden, dass das in der Maschine eingebaute
Panel 116 bzw. 116A auf dem Bildschirm des Computers 210 emuliert
wird. Auch diese Massnahme ist aber nicht für die vorliegende Erfindung
wichtig. Weil die an die entfernte Stelle gesandten Daten nun direkt
aus der Maschinensteuerung aufbereitet werden, können sie an der entfernten
Einrichtung gemäss
einem Konzept dargelegt werden, das speziell für diese Stelle konzipiert oder
sogar in dieser Stelle selbst festgelegt ist.
- 4. Fernbedienungsstelle z. B. mittels eines entfernten Computers 210 mit
Datenübertragung
mittels Netzwerk ohne zusätzliche
Lokalbedienungsstelle
Der Computer 210 in der 3 könnte aber
auch dann als entfernte Bedie nungseinrichtung verwendet werden,
wenn in der Maschine keine lokale Bedienungseinrichtung zur Verfügung steht.
In einer derartigen Ausführung,
wo kein Panel 116 oder Panel 116A vorhanden ist,
kann die Maschinensteuerung natürlich
keine „Emulierung
eines Panels" durchführen. In
diesem Fall, muss die Maschinensteuerung auf dem entfernten Bildschirm
eine virtuelle Bedienungsoberfläche
gemäss
einem Muster erstellen, welcher in der Maschinensteuerung selbst
festgehalten ist.
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Die 4 soll
nun gewisse Elemente schematisch darlegen, die im Rahmen der vorangehenden
Beschreibung kurz erwähnt
wurden. Die Maschinensteuerung 190 umfasst Speichermittel 220,
welche die Daten enthält,
die sowohl im Rahmenspeicher 200 zusammengestellt, als
auch über
den Treiber 195 an die lokale Bedienungseinrichtung 116C gesandt
werden können.
Die Bedienungseinrichtung 116C ist in diesem Fall mit einem
eigenen Speicher 222 und einem eigenen Mikroprozessor 224 versehen,
welche zur Weiterverarbeitung der empfangenen Daten geeignet sind.
Die Rechenkapazität
des Prozessors 224 kann im Vergleich zum Rechenkapazität des Rechners 191 klein
gewählt
werden.
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Gemäss der bevorzugten
Ausführung
der Erfindung erfolgt die Erzeugung einer entfernten Bedienungseinrichtung
mittels des sogenannten „VNC-Konzepts". „VNC" steht hier für „Virtual
Network Computing".
Das Konzept, welches spezifisch für die Unterstützung von „very-thin
clients" (d. h.
Geräte
ohne komplexe Datenverarbeitungskapazitäten) ausgearbeitet wurde, ist
z. B. kurz in
US 6650747 (Spalte
8, ab Zeile 62) erklärt.
Anwendungen des Konzepts sind in US 2002/065949, JP 2003-282387 und
DE 10310886 vorgeschlagen
worden. Die Grundprinzipien sind in der Druckschrift „Virtual
Network Computing" (T.
Richardson, Q. Stafford-Fraser, K. R. Wood und A. Hopper) in IEEE
Internet Computing, Volume 2, Number 1 Januar/Februar 1998 erhältlich.
Das Konzept wird gegenwärtig
von der Gesellschaft RealVNC Ltd. weiterentwickelt und kostenlos
mittels Download auf http://www.realvnc.com/angeboten
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Die
Erfindung ist aber nicht auf diese Arbeitweise eingeschränkt. Es
sind Alternativen bekannt, die z. B. ebenfalls mittels eines Rahmenspeichers (Frame
Buffer) arbeiten – siehe
z. B.
US 5604509 . Der
Rahmenspeicher dient auf jeden Fall dazu, Daten zusam menzustellen,
die auf der entfernten Anzeige ein vorgegebenes Bild. erstellen
können.
Gemäss
der vorliegenden Erfindung stellt das vorerwähnte Bild eine in der Maschinensteuerung
vorgegebene Bedienungsoberfläche
dar. Andere Remote Control Konzepte sind auch in WO 00/67135, US 2004/049524,
US 2004/230643 und US 2004/254648 zu finden.
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In
der gemäss
der 3 und/oder der 4 dargestellten
Maschine sind die Bedienungsfunktionen vorzugsweise unter zwei Gruppen
von Bedienungselementen aufgeteilt werden. Gewisse Grundfunktionen,
die insbesondere eng mit der Personen- bzw. Gerätesicherheit verbundenen sind,
sollen an der Maschine selbst ausgeführt werden – Beispiele sind Start- bzw.
Stoppfunktionen. Die Maschine 194 ist daher mit einem „Minipanel" 202 versehen,
das mit Bedienungselementen (beispielsweise Start-, bzw. Stopptasten)
zum Erfüllen
von vorgegebenen Grundfunktionen ausgerüstet ist. Derartige Bedienungselemente
gehören
daher weder zu einer lokalen noch einer entfernten Bedienungseinrichtung
im Sinne dieser Anmeldung. Sie sind auf jeden Fall in einer Maschine
gemäss
der Erfindung vorhanden, gleichgültig ob
diese Maschine mit einer oder mit keiner lokalen Bedienungseinrichtung 116, 116A oder 116C ausgerüstet ist.
Die Bedienungselemente für
diese Grundfunktionen können
direkt (z. B. mittels fixer Verdrahtung) mit der Maschinensteuerung 190 verbunden werden,
wie dies schon, lange im Maschinenbau bekannt ist. Diese Bedienungselemente
müssen
nicht unbedingt zu einem Minipanel zusammengefasst werden – dies stellt
aber eine sinnvolle und weit verbreitete Massnahme dar.