DE19851351A1 - Bedienungseinheit zur Steuerung von Maschinen bzw. industriellen Prozessen - Google Patents

Abstract

Mittels einer als Stellrad bzw. Drehknopf ausgebildeten Drehhandhabe sowie eines Druckschalters, der vorzugsweise durch Niederdrücken der Drehhandhabe betätigbar ist, werden eine programmierbare elektronische Steuereinheit betätigt, um programmierbare Ausgangssignalkonfigurationen zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedienungseinheit zur Steuerung bzw. Bedienung von Maschinen oder industriellen Prozessen, mit als Stellrad bzw. Drehknopf ausgebildeter Drehhandhabe sowie mit nicht selbsthaltendem, vorzugsweise durch Nieder­ drücken der Drehhandhabe betätigbarem Druckschalter.

Es ist grundsätzlich bekannt, für die Steuerung komplizier­ ter Prozesse sowie die zugehörige Maschinerie rechnerge­ stützte Elektroniksysteme bzw. Computer oder sogenannte speicherprogrammierbare Steuerungen einzusetzen. Damit kann eine große Flexibilität bei den jeweiligen Abläufen erreicht werden. Insbesondere ist im allgemeinen auch eine Erweite­ rung der jeweils zu steuernden Anlage möglich, indem die rechnergestützte Steuerung, der Computer oder die speicher­ programmierbare Steuerung entsprechend umprogrammiert oder mit erweiterter Software beladen werden.

Andererseits gibt es für einfache Steuerungsaufgaben mehr oder weniger aufwendige elektrische Schütz- und Schalteran­ ordnungen, welche allerdings der jeweiligen Steuerungsaufga­ be konstruktiv angepaßt sein müssen, und dementsprechend bei Abänderung der zu steuernden Anlage unbrauchbar werden, weil sie in aller Regel nur für eine vorgegebene Spezialaufgabe oder Unterfunktionen einer konzeptionell vorgegebenen Haupt­ aufgabe einsetzbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine neue und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit besonders flexible und gleichzeitig ko­ stengünstige Möglichkeit zur Maschinen- und Prozeßsteuerung bzw. zur Maschinen- und Prozeßbedienung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Bedienungsein­ heit der eingangs angegebenen Art gelöst, und zwar dadurch, daß eine mit von der Bedieneinheit gesondertem Gerät pro­ grammierbare elektronische Steuereinheit für mehrere Steuer­ ausgänge sowie eine Anzeigeanordnung vorgesehen ist, daß durch Drehen der Drehhandhabe vorprogrammierbare Ausgangs­ signale bzw. Ausgangssignalkombinationen vorwählbar und durch Betätigung des Druckschalters ein- bzw. ausschaltbar sind, und daß die Anzeigeanordnung das jeweils vorgewählte Ausgangssignal bzw. die jeweils vorgewählte Ausgangssignal­ kombination und/oder das eingestellte Ausgangssignal bzw. die eingestellte Ausgangssignalkombination anzeigt.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Be­ dienungseinheit derart auszubilden, daß die Betätigung in herkömmlicher, leicht nachvollziehbarer Weise erfolgen kann; die Bedienung von Drehhandhabe und Druckschalter erschließt sich praktisch von selbst ohne Studium von Betriebsanleitun­ gen. Andererseits kann durch die Programmierbarkeit der Steuereinheit eine hohe Flexibilität bei der Anpassung an das jeweilige Bedienungs- bzw. Steuerungsproblem erzielt werden, ohne konstruktive Änderungen an der Bedienungsein­ heit vornehmen zu müssen. Insbesondere kann die Produktion der Bedienungseinheiten ohne vorherige Kenntnis bzw. Berück­ sichtigung des jeweiligen Einsatzfalles erfolgen.

In die erfindungsgemäße Bedienungseinheit bzw. in deren Steuereinheit lassen sich also umfangreiche Steuerungsaufga­ ben integrieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung be­ sitzt die Steuereinheit einen normal unzugänglichen Program­ miereingang, welcher gegebenenfalls zusätzlich oder alterna­ tiv auch durch Software-Maßnahmen, wie z. B. Sicherungscodie­ rung, gesichert sein kann, um eine unerlaubte Programmierung der Steuereinheit zumindest zu erschweren.

In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Steuereinheit eine Signaleingangs­ seite aufweist, um gegebenenfalls die Anzeige in program­ mierbarer Weise in Abhängigkeit von Signalen betätigen zu können, die von der durch die Bedienungseinheit gesteuerten Anlage oder Maschine erzeugt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise gewährleistet werden, daß eine mit der erfin­ dungsgemäßen Bedienungseinheit eingeschaltete Ausgangs­ signalkombination von der Anzeige erst dann als "durchgeführt" signalisiert wird, wenn von der gesteuerten Anlage entsprechende Rückmeldungssignale vorliegen.

Im Ergebnis kann damit die Bedienungseinheit auch die Funk­ tion einer Überwachungsanzeige übernehmen.

Die Anzeige kann als Leuchtanzeige ausgebildet sein, vor­ zugsweise derart, daß mehrere bezüglich der Lichtfarbe um­ schaltbare Leuchteinheiten vorgesehen sind. Dabei kann jede Leuchteinheit aus zwei einzeln und gemeinsam einschaltbaren Leuchtdioden (LED) mit unterschiedlichen Farben, z. B. rot und grün, bestehen, so daß durch Einschaltung einer einzel­ nen Leuchtdiode entweder grünes oder rotes Licht und durch gleichzeitige Einschaltung beider Leuchtdioden orangefarbe­ nes Licht erzeugbar ist.

Aufgrund der Programmierbarkeit der Steuereinheit kann die jeweils eingeschaltete Lichtfarbe unterschiedliche Bedeutung haben. Insbesondere kann eine vorgegebene Lichtfarbe auch als Warnsignal vorgesehen sein.

Zusätzlich oder alternativ besteht die Möglichkeit, die Be­ dienungseinheit mit einer alphanumerischen Anzeige oder ei­ nem - in der Regel miniaturisierten - Bildschirm zur Anzeige eingeschalteter Ausgangssignale und/oder von Istwerten an der gesteuerten Anlage auszurüsten.

Schließlich kann die Bedienungseinheit zusätzliche Tast­ schalter besitzen, um programmierbare Steuerfunktionen be­ sonders schnell direkt ein- bzw. ausschalten zu können. Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Be­ dienungseinheit und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, wobei die beiden Figu­ ren zu einem gemeinsamen Bild zusammengefaßt sind, um zu verdeutlichen, daß beide Ausführungsformen ne­ beneinander einsetzbar sind.

Die in Fig. 1 dargestellte Bedienungseinheit 1 besitzt eine in eine Frontplatte od. dgl. einer zu steuernden Maschine einsetzbare Gehäusefrontseite 2, die im dargestellten Bei­ spiel völlig eben ausgebildet ist. Auf dieser Gehäusefront­ seite 2 ist eine als Stellrad ausgebildete Drehhandhabe 3 angeordnet, welche sich gegen Federkraft bzw. Rückstellkraft in Richtung der Drehachse niederdrücken läßt und von der Fe­ derung bzw. Rückstellkraft ständig in ihre Normallage ge­ drängt wird.

Durch Drehen der Drehhandhabe 3 können in einer nicht darge­ stellten, hinter der Gehäusefrontseite 2 angeordneten pro­ grammierbaren elektronischen Steuereinheit ein Drehgeber so­ wie ein Impulsgeber betätigt werden, indem die Drehhandhabe 3 gedreht bzw. niedergedrückt wird.

Damit können in nachfolgend beispielhaft dargestellter Weise entsprechend der Programmierbarkeit der elektronischen Steu­ ereinheit prinzipiell beliebige Verknüpfungen zwischen Ein- oder Ausgangsseite 4 und 5 der Bedieneinheit vorgenommen und/oder beliebige Signalkombinationen über die Ausgangssei­ te 5 fortgeleitet werden, wobei Ein- und Ausgangsseite je­ weils durch eine Vielzahl von Leitungen und/oder durch ein Bussystem gebildet sein können.

Die Steuereinheit ist so programmierbar, daß im dargestell­ ten Beispiel bis zu acht unterschiedliche Verknüpfungen und/oder Signalkombinationen erzeugbar sind. Diese werden dadurch vorgewählt, daß die Drehhandhabe 3 gedreht wird. Hierbei zeigen Leuchteinheiten 6, z. B. durch Blinken, an, wenn die jeweils zugeordnete Schaltfunktion mit der Dreh­ handhabe 3 vorgewählt worden ist. Durch Drücken der Dreh­ handhabe 3 wird dann die jeweils vorgewählte. Funktion ein- oder ausgeschaltet. Der jeweilige Schaltzustand kann durch Farbumschaltung der Leuchteinheit 6 dargestellt werden.

Beispielsweise kann jede Leuchteinheit 6 aus einer roten und einer grünen Leuchtdiode (LED) bestehen, wobei diese Dioden einzeln und gemeinsam einschaltbar sind. Leuchtet lediglich die rote Diode, ist die jeweilige Funktion ausgeschaltet. Leuchtet nur die grüne Diode, ist die jeweilige Funktion eingeschaltet. Blinklicht der jeweils leuchtenden Diode zeigt an, daß die jeweilige Funktion durch Drücken dar Dreh­ handhabe 3 in den anderen Schaltzustand (Ein- oder Aus­ schaltzustand) gesetzt werden kann.

Falls für eine Funktion ein Warnsignal gegeben werden soll, können beide Leuchtdioden einer Leuchteinheit 6 gemeinsam eingeschaltet werden, so daß ein sehr helles, orangefarbenes Leuchtsignal erzeugt wird. Hierzu kann die zur Bedieneinheit 1 zugehörige elektronische Steuerung gegebenenfalls Signale auswerten, die einem oder mehreren der Eingänge 4 von der mittels der Bedieneinheit 1 zu steuernden Anlage zugeleitet werden.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch entsprechende Program­ mierung der Steuereinheit der Bedieneinheit 1 gefährliche Schaltzustände verhindert werden können. Falls beispielswei­ se die Bedieneinheit zur Steuerung einer Werkzeugmaschine dient, kann vorgesehen sein, daß sich die Werkzeugmaschine bei der Werkstückbearbeitung zwar jederzeit stillsetzen läßt, ein Einschalten der Werkstückbearbeitung jedoch erst möglich wird, nachdem eine Personensicherung in ihren wirk­ samen Zustand gebracht worden ist.

Je nach Programmierung der Steuereinheit der Bedieneinheit 1 kann vorgesehen sein, daß die Funktion "Maschine einschal­ ten" erst dann einschaltbar ist, nachdem die Funktion "Personensicherung wirksam machen" eingeschaltet worden ist. Statt dessen ist es auch möglich, daß die Steuereinheit der Bedieneinheit 1 die Funktion "Personensicherung wirksam ma­ chen" automatisch ausführt und die Ausführung vorzugsweise auch anzeigt, wenn versucht wird, die Funktion "Maschine einschalten" in Betrieb zu setzen.

Die in Fig. 2 dargestellte Bedienungseinheit 1' unterschei­ det sich von der vorangehend beschriebenen Bedienungseinheit 1 vor allem dadurch, daß anstelle der Leuchteinheiten 6 zur Anzeige der ein- bzw. ausgeschalteten Funktionen eine Bild­ anzeige 7, beispielsweise in Form eines kleinen Monitors, vorgesehen ist.

Dies bietet den Vorteil, daß bei entsprechender Programmie­ rung der zur Bedienungseinheit 1' zugehörigen Steuereinheit zu den jeweils eingeschalteten Funktionen auch Istwerte od. dgl. angezeigt werden können, vorausgesetzt, daß von der jeweils gesteuerten Anlage entsprechende Signale an Eingänge 4 der Bedienungseinheit 1' geleitet werden.

Gegebenenfalls kann durch Programmierung der Steuereinheit der Bedieneinheit 1' auch erreicht werden, daß durch Drehung der Drehhandhabe 3 eine Veränderung der Ist-Einstellung er­ möglicht wird:

Zunächst wird durch Drehung der Drehhandhabe 3 eine ge­ wünschte Funktion ausgewählt, wobei die jeweils ausgewählte Funktion auf der Bildanzeige 7 durch prinzipiell beliebige Bildelemente, z. B. verstärktes Schriftbild od. dgl., ange­ zeigt wird. Nunmehr wird durch Drücken der Drehhandhabe 3 die Auswahl bestätigt. Danach kann durch Drehen der Dreh­ handhabe 3 eine Veränderung des jeweils eingestellten Istzu­ standes vorgenommen werden. Die veränderte Einstellung wird durch erneutes Drücken der Drehhandhabe 3 bestätigt. Danach kann durch Drehung der Drehhandhabe 3 wiederum eine beliebi­ ge Funktion ausgewählt werden usw. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, daß mehr Funktionen auswählbar sind, als auf der Bildanzeige 7 gleichzeitig dar­ gestellt werden können. Wenn die Drehhandhabe 3 hinreichend weit gedreht wird, ist dann vorgesehen, daß das jeweils auf der Bildanzeige 7 dargestellte Bild entsprechend "wandert", so daß eine zuvor nicht dargestellte Funktion auswählbar wird.

Im übrigen besitzt die Bedieneinheit 1' noch Tastschalter 8, durch die je nach Programmierung unterschiedliche Funktionen direkt ein- oder ausgeschaltet werden können, ohne die Dreh­ handhabe 3 betätigen zu müssen.

Entsprechende Tastschalter 8 können grundsätzlich auch bei der Bedienungseinheit 1 der Fig. 1 vorgesehen sein.

Claims (11)

1. Bedienungseinheit zur Steuerung bzw. Bedienung von Ma­ schinen bzw. industriellen Prozessen, mit als Stellrad bzw. Drehknopf ausgebildeter Drehhandhabe sowie mit nicht selbst­ haltendem, vorzugsweise durch Niederdrücken der Drehhandhabe betätigbarem Druckschalter, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß eine mit von der Bedienungseinheit gesondertem Gerät programmierbare elektronische Steuereinheit für mehrere Steuerausgänge (5) sowie eine Anzeigeanordnung (6, 7) vor­ gesehen ist,
• 2. daß durch Drehen der Drehhandhabe (3) vorprogrammierbare Ausgangssignale bzw. Ausgangssignalkombinationen auswähl­ bar und durch Betätigung des Druckschalters (3) ein- bzw. ausschaltbar sind, und
• 3. daß die Anzeigeanordnung (6, 7) das jeweils ausgewählte Ausgangssignal bzw. die jeweils ausgewählte Ausgangs­ signalkombination und/oder das eingestellte Ausgangs­ signal bzw. die eingestellte Ausgangssignalkombination anzeigt.

2. Bedienungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmiereingang normal unzugänglich ist.

3. Bedienungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmiereingang durch Software, z. B. Codierung, gesichert ist.

4. Bedienungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Eingänge (4) für Signale der gesteuerten Maschine bzw. des gesteuerten Prozesses vorhanden sind.

5. Bedienungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leuchtanzeige mit einer Vielzahl von Leucht einhei­ ten (6) vorgesehen ist.

6. Bedienungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchteinheiten (6) zwischen unterschiedlichen Far­ ben umschaltbar sind.

7. Bedienungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bildanzeige (7) vorgesehen ist.

8. Bedienungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich funktionsmäßig programmierbare Tastschalter (8) vorgesehen sind.

9. Bedienungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frontplatteneinbau möglich ist.

10. Bedienungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Programmierung der Steuereinheit vorgesehener Eingang auch als Signaleingang und/oder Signalausgang für die Steuerung bzw. Bedienung der Maschinen bzw. Prozesse nutzbar ist.

11. Bedienungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auswahl eines Ausgangssignales bzw. einer Ausgangs­ signalkombination zwangsweise ein durch Vorprogrammierung vorgegebenes weiteres Ausgangssignal bzw. eine weitere Aus­ gangssignalkombination mitgewählt und vorzugsweise auch an­ gezeigt wird.