DE102018211429A1 - Method for diagnosing a technical functional unit - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren zur Diagnose einer technischen Funktionseinheit, die Teil eines Systems ist, das eine Vielzahl vermittels einer zentralen Steuerung ansteuerbaren technischen Funktionseinheiten umfasst,Das Verfahren zeichnet sich folgende Verfahrensschritte aus: Betreiben eines funkbasierten Netzwerkes, über das die technischen Funktionseinheiten betreffende Informationen zur Verfügung gestellt wird; Bereitstellen wenigstens eines optisch wahrnehmbaren Markers in räumlicher Zuordnung zu jeder technischen Funktionseinheit, mit die technische Funktionseinheit individualisierenden Informationen; optisches Erfassen eines der optischen Marker mit einer Kamera, die in einem mit dem Netzwerk in Funkverbindung stehenden Endgerät integriert ist oder mit diesem eine Datenverbindung besitzt; Selektieren von Informationen, die die technische Funktionseinheit betreffen, dessen räumlich zugeordneter Marker erfasst wird, mit Hilfe des Endgerätes und Darstellen der selektierten Informationen oder hiervon abgeleiteter Informationen mit Hilfe des Endgerätes.A method for diagnosing a technical functional unit is described, which is part of a system that comprises a large number of technical functional units that can be controlled by means of a central control is provided; Providing at least one optically perceptible marker in spatial association with each technical functional unit, with information individualizing the technical functional unit; optical detection of one of the optical markers with a camera which is integrated in a terminal connected to the network by radio or has a data connection with it; Selecting information relating to the technical functional unit whose spatially assigned marker is detected with the aid of the terminal and displaying the selected information or information derived therefrom with the aid of the terminal.
Description
Technisches GebietTechnical field
Beschrieben wird ein Verfahren zur Diagnose einer technischen Funktionseinheit, die Teil eines Systems ist, das eine Vielzahl vermittels einer zentralen Steuerung ansteuerbarer technischer Funktionseinheiten umfasst.A method is described for diagnosing a technical functional unit that is part of a system that includes a large number of technical functional units that can be controlled by a central control.
Stand der TechnikState of the art
Industrielle Systeme, die eine Vielzahl technische, einzelne Funktionseinheiten umfassen und zum Zwecke der Untersuchung bzw. Analyse, Bearbeitung, Produktion, Herstellung und/oder Montage von Objekten beliebiger Art dienen, sind zum Teil hochkomplex und bedürfen für einen dauerhaft reibungslosen, d.h. störungsfreien Betrieb einer vorzugsweise kontinuierlichen Überwachung einzelner, vorzugsweise sämtlicher im System enthaltenen technischen Funktionseinheiten. Im Falle einer Betriebsstörung, die durch einen Fehler innerhalb einer einzigen technischen Funktionseinheit bedingt sein kann, kommt zumeist das gesamte System zum Erliegen, wodurch nennenswerte wirtschaftliche Einbußen entstehen. Um derartige Störungen möglichst schnell zu beheben, bedarf es intelligenter Diagnosestrategien, mit der eine Fehlersuche und entsprechende Fehlerbehebung in möglichst kürzester Zeit erfolgreich durchgeführt werden können. Wünschenswert wäre eine möglichst vollständige und sämtliche technische Funktionseinheiten des Systems umfassende sensorische Infrastruktur, vermittels der eine Fehlerdetektion und in kürzester Zeit realisierbar wäre. Insbesondere bei hochkomplexen Systemen mit einer großen Vielzahl einzelner technischer Funktionseinheiten würde die Etablierung einer derartigen Sensorik einen erheblichen sowohl konstruktiven als auch finanziellen Aufwand bedeuten, hinzukommt, dass derart hochkomplexe Sensoriksysteme in sich eine nicht zu vernachlässigende Fehleranfälligkeit begründen.Industrial systems, which include a large number of technical, individual functional units and are used for the purpose of examining or analyzing, processing, producing, manufacturing and / or assembling objects of any kind, are in part highly complex and require a permanently smooth, i.e. trouble-free operation of preferably continuous monitoring of individual, preferably all, of the technical functional units contained in the system. In the event of a malfunction, which can be caused by a fault within a single technical functional unit, the entire system usually comes to a standstill, which causes significant economic losses. In order to remedy such malfunctions as quickly as possible, intelligent diagnostic strategies are required, with which troubleshooting and appropriate troubleshooting can be carried out successfully in the shortest possible time. It would be desirable to have a sensor infrastructure that is as complete as possible and includes all the technical functional units of the system, by means of which an error detection could be implemented in a very short time. In particular in the case of highly complex systems with a large number of individual technical functional units, the establishment of such a sensor system would mean a considerable expenditure in terms of both design and money, and in addition such highly complex sensor system systems in themselves constitute a not insignificant susceptibility to errors.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Diagnose einer technischen Funktionseinheit, die Teil eines Systems ist, das eine Vielzahl vermittels einer zentralen Steuerung ansteuerbarer technischer Funktionseinheiten umfasst derart auszubilden, so dass eine schnelle und sichere Fehlerauffindung und Fehlerdiagnose bei einem hochkomplexen System, möglich wird. Die hierfür erforderlichen Mittel und Maßnahmen sollen möglichst kostengünstig realisierbar sein und darüber hinaus selbst kein eigenes Fehlerpotential besitzen.The invention is based on the object of developing a method for diagnosing a technical functional unit which is part of a system which comprises a large number of technical functional units which can be controlled by means of a central control, so that rapid and reliable fault finding and fault diagnosis in a highly complex system is possible becomes. The means and measures required for this should be possible to implement as inexpensively as possible and, moreover, should not have their own potential for errors.
Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Merkmale, die den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise weiterbilden, sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung zu entnehmen.The solution to the problem on which the invention is based is specified in claim 1. Features which further develop the inventive idea in an advantageous manner are the subject matter of the subclaims and the further description.
Das lösungsgemäße Verfahren zur Diagnose einer technischen Funktionseinheit, die Teil eines Systems ist, das eine Vielzahl vermittels einer zentralen Steuerung ansteuerbaren technischen Funktionseinheiten umfasst, zeichnet sich durch die Kombination folgender Verfahrensschritte aus:The method according to the invention for diagnosing a technical functional unit which is part of a system which comprises a large number of technical functional units which can be controlled by a central control is characterized by the combination of the following method steps:
Sämtliche technische Funktionseinheiten des Systems unterliegen einer zentralen Steuerung, durch die die einzelnen technischen Funktionseinheiten zur Ausübung ihrer jeweiligen Prozesse individualisierte Steuerinformationen erhalten. Gleichsam werden der zentralen Steuerung von jeder einzelnen technischen Funktionseinheit die aktuellen Betriebs- und Funktionsparameter, die den aktuellen Betriebs- und Funktionszustand der Funktionseinheit widerspiegeln, übermittelt. Vorzugsweise erfolgt die Steuerung auf der Grundlage einer an sich bekannten SPS-Steuerung. Nebengeordnet zu der vorstehend erläuterten Kommunikation zwischen einer zentralen Steuerung und der Vielzahl der das System umfassenden technischen Funktionseinheiten wird lösungsgemäß ein funkbasiertes Netzwerk bereitgestellt und betrieben, über das die technischen Funktionseinheiten betreffende Informationen zur Verfügung gestellt wird. Hierzu steht eine das funkbasierte Netzwerk etablierende Rechnereinheit in Datenaustausch mit der zentralen Steuerung, die sämtliche Informationen oder eine vorgegebene Auswahl an Informationen, die den aktuellen Betriebszustand jeder einzelnen technischen Funktionseinheit betreffen, über das funkbasierte Netzwerkes zur Verfügung stellt. Das funkbasierte Netzwerk ist räumlich vorzugsweise auf die räumliche Ausdehnung des die Vielzahl der technischen Funktionseinheiten umfassenden Systems beschränkt.All technical functional units of the system are subject to a central control, through which the individual technical functional units receive individualized control information in order to carry out their respective processes. At the same time, the current operational and functional parameters, which reflect the current operational and functional state of the functional unit, are transmitted to the central control by each individual technical functional unit. The control is preferably carried out on the basis of a PLC control known per se. In addition to the communication explained above between a central controller and the large number of technical functional units comprising the system, a radio-based network is provided and operated according to the solution, via which information relating to the technical functional units is made available. For this purpose, a computer unit that establishes the radio-based network is in data exchange with the central controller, which provides all information or a predetermined selection of information relating to the current operating state of each individual technical functional unit via the radio-based network. The radio-based network is preferably spatially limited to the spatial extent of the system comprising the large number of technical functional units.
Jede der einzelnen technischen Funktionseinheit wird mit einem optisch wahrnehmbaren Marker, vorzugsweise in Form eines DataMatrix-Codes, insbesondere in Form eines zweidimensionalen QR-Codes, ausgestattet, d. h. an einem wahrnehmbar leicht zugänglichen Ort der technischen Funktionseinheit wird ein optischer Marker angebracht, der mit Hilfe einer Kamera erfasst wird, die in einem mit dem Netzwerk in Funkverbindung stehenden oder bringbaren Endgerät integriert ist oder mit diesem eine Datenverbindung besitzt.Each of the individual technical functional units is equipped with an optically perceptible marker, preferably in the form of a data matrix code, in particular in the form of a two-dimensional QR code. H. At a perceptibly easily accessible location of the technical functional unit, an optical marker is attached, which is detected with the aid of a camera, which is integrated in a terminal device that is radio-connectable or can be brought into the network or has a data connection with it.
Auf der Grundlage der aus dem optischen Marker auslesbaren Informationen, die zumindest die technische Funktionseinheit eindeutig identifizierbar machen, werden vorzugsweise bzw. ausschließlich die Informationen der betreffenden bzw. identifizierten technischen Funktionseinheit in dem Endgerät selektiert und diese oder hiervon abgeleitete Informationen mit Hilfe des Endgerätes zur Darstellung gebracht. Insbesondere können auf diese Weise für einen Nutzer Störungsinformationen schnell erfassbar dargestellt werden. Da der Nutzer vor Ort ist, kann dieser sofort erforderliche Maßnahmen ergreifen um die Störung zielgerichtet und schnell zu beheben.On the basis of the information readable from the optical marker, which at least make the technical functional unit clearly identifiable, the information of the relevant or identified technical functional unit is preferably or exclusively in the terminal selected and this or information derived therefrom is displayed using the terminal. In particular, fault information can be displayed in a manner that can be quickly acquired by a user. Since the user is on site, the user can immediately take the necessary measures to quickly and quickly correct the fault.
Vorzugsweise werden als geeignete Endgeräte Smartphones, Tablets, Notebook oder Smart-Kamerasysteme eingesetzt, die über graphikfähige Displays verfügen und somit die die jeweilige technische Funktionseinheit betreffenden Informationen oder hiervon abgeleitete Informationen optisch zur Darstellung bringen können. Alternativ oder in Kombination mit einer optischen Darstellung ist es möglich, die Information akustisch, bspw. über Lautsprecher oder Kopfhörer einem entsprechenden Nutzer zu vermitteln.Smartphones, tablets, notebooks or smart camera systems are preferably used as suitable end devices, which have graphics-capable displays and thus can optically display the information relating to the respective technical functional unit or information derived therefrom. Alternatively or in combination with an optical representation, it is possible to convey the information acoustically, for example via loudspeakers or headphones, to a corresponding user.
Mit Hilfe des portablen Endgerätes ist es somit möglich bestimmte technische Funktionseinheiten eines komplexen Systems bedarfsgerecht auszuwählen und sich vor Ort einen direkten Überblick über den aktuellen Betriebszustand der jeweiligen Funktionseinheit zu verschaffen. Hierzu ist lediglich erforderlich, den an der technischen Funktionseinheit angebrachten optischen Marker mit Hilfe eines kamerabasierten Endgerätes zu erfassen, wodurch das Endgerät die jeweilige technische Funktionseinheit individuell erkennt und basierend darauf ausschließlich jene Informationen aus dem funkbasierten Netzwerk ausliest, die die betreffende Funktionseinheit betreffen. Derartige Informationen können sowohl den aktuellen Betriebszustand, d. h. die aktuellen Betriebsparameter der technischen Funktionseinheit betreffen sowie auch mögliche Fehlermeldungen oder Störungen, Prozessinformationen, die eine Interaktion mit wenigstens einer weiteren technischen Funktionseinheit betreffen oder ähnliches. Die auf dem Display des Endgerätes darstellbaren Informationen können sowohl in alphanummerischer sowie auch in graphischer Darstellung dem jeweiligen Nutzer des Endgerätes vermittelt werden.With the help of the portable terminal, it is thus possible to select certain technical functional units of a complex system as required and to get a direct overview of the current operating state of the respective functional unit on site. All that is required for this is to detect the optical marker attached to the technical functional unit with the aid of a camera-based terminal, whereby the terminal individually recognizes the respective technical functional unit and, based on this, only reads out information from the radio-based network that relates to the functional unit in question. Such information can include both the current operating status, i.e. H. the current operating parameters of the technical functional unit relate as well as possible error messages or faults, process information relating to an interaction with at least one further technical functional unit or the like. The information that can be shown on the display of the terminal can be conveyed to the respective user of the terminal both in alphanumeric and in graphical representation.
Optional können weitere Service- oder Anleitungsinformationen auf dem Endgerät zur Darstellung gebracht werden, um situativ sofort geeignete Maßnahmen an der technischen Funktionseinheit ergreifen zu können. Diese weiteren Informationen können im Endgerät, bspw. in Form von Lookup-Tabellen o.ä. zum Abruf abgespeichert sein oder über das funkbasierte Netzwerk abgerufen werden.Optionally, further service or instruction information can be displayed on the end device in order to be able to immediately take appropriate measures on the technical functional unit. This further information can be in the terminal, for example in the form of lookup tables or the like. be stored for retrieval or accessed via the radio-based network.
In einer vorteilhaften Ausführungsform können auf dem Endgerät bestimmt vorgebbare Berechtigungskriterien zur Abfrage von Informationen aus dem funkbasierten Netzwerk festgelegt werden. Auf diese Weise können unterschiedliche Hierarchieebenen bzw. Berechtigungsebenen zur Abfrage von Informationen betreffend der in einem System integrierten technischen Funktionseinheiten vorgegeben werden.In an advantageous embodiment, authorization criteria that can be predetermined in a predetermined manner for querying information from the radio-based network can be defined on the terminal. In this way, different hierarchy levels or authorization levels for querying information regarding the technical functional units integrated in a system can be specified.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigt:
-
1 Diagnoseschema.
-
1 Diagnostic scheme.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWAYS OF IMPLEMENTING THE INVENTION, INDUSTRIAL APPLICABILITY
Ferner ist an jeder technischen Funktionseinheit
Mit Hilfe eines portablen Endgerätes
Das den optischen Marker
Über entsprechende mit Hilfe des Endgerätes anwählbare Darstellungsoptionen, können gefilterte bzw. gewünschte Informationen auf dem Display am Endgerät dargestellt werden. Ein Nutzer wird somit unverzüglich und unmittelbar in Kenntnis über den aktuellen Betriebszustand der jeweiligen technischen Funktionseinheit gesetzt und kann vor Ort ggf. geeignete Maßnahmen ergreifen, bspw. die Behebung von Störungen vornehmen.Filtered or desired information can be shown on the display on the terminal using corresponding display options that can be selected with the aid of the terminal. A user is thus immediately and immediately informed of the current operating state of the respective technical functional unit and can take suitable measures on site, for example, to remedy faults.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1'1, 1 '
- technische Funktionseinheittechnical functional unit
- 22
- Systemsystem
- 33
- zentrale Steuerungcentral control
- 44
- Rechnereinheit zur Erzeugung eines funkbasierten NetzwerkesComputer unit for generating a radio-based network
- 55
- funkbasiertes Netzwerkradio-based network
- 6, 6'6, 6 '
- optischer Markeroptical marker
- 77
- Endgerätterminal
Claims (8)
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Publications (1)
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