DD235347A1 - Steuer- und regeleinrichtung fuer verarbeitungsmaschinenlinien und verarbeitungsmaschinengruppen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Regeleinrichtung fuer Verarbeitungsmaschinenlinien und Verarbeitungsmaschinengruppen, insbesondere fuer Linien und Gruppen von Verpackungsmaschinen. Dabei besitzen die einzelnen Verpackungsmaschinen eine Maschinensteuerung, die mit einem zentralen Rechner gekoppelt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer Steuer- und Regeleinrichtung fuer Verarbeitungsmaschinenlinien und Verarbeitungsmaschinengruppen als dezentrales Dialogsystem zu schaffen, das in Verbindung mit einer Prozessdatenerfassung, Prozessdatendokumentation und Prozessdatenabrechnung und unter Einbeziehung eines Bedieners, eine maximale Stoersicherheit und eine optimale Prozessanpassung gewaehrleistet. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine mit Prozesszustandsidentifikatoren zusammenwirkende Identifikatormatrix dem Ablaufdispatcher ueber einen mehrkanaligen Komparator zugeordnet ist und die Dokumentationseinrichtung aus einer Belegausgabevorrichtung und einem externen, mit auswechselbaren Datentraegern bestueckten Datenspeicher besteht, die Fehlerbehandlungseinrichtung als Erstfehlerprioritaetssteuereinrichtung ausgebildet ist, die zur Ablage des Folgefehlers eine Pruefmatrix enthaelt, die Prozessbeeinflussungseinrichtung und Prozessanalyseeinrichtung in einer Baugruppe vereint sind, zwischen Einzelaggregaten der Verarbeitungsmaschinenlinie oder Verarbeitungsmaschinengruppe, den Satellitenrechnern und zwischen den Satellitenrechnern die Speicher-EPROMs austauschbar sind und zur Datenuebertragung fuer die Prozesssteuerung ein Lichtwellenleiter-Ringleitungssystem angeordnet ist und eine Ausfallerkennungsschaltung mit einer Einrichtung zur Gewaehrleistung des Inselbetriebes verknuepft ist. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Regeleinrichtung für Verarbeitungsmaschinenlinien und Verarbeitungsmaschinengruppen, insbesondere für Linien und Gruppen von Verpackungsmaschinen. Dabei besitzen die einzelnen Verpackungsmaschinen eine Maschinensteuerung, die mit einem zentralen Rechner gekoppelt ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der DD-PS 148 264 ist eine Lösung für ein dezentrales Dialogsystem bekannt, bei der frei programmierbare Prozeßsteuerungen zur direkten und autarken Steuerung der Maschinen angewendet werden. Diese Prozeßsteuerungen sind sternförmig mit einer programmierbaren Zentrale gekoppelt. Zur Datenpufferung, Datensicherung und zum Datentransport zwischen den Prozeßsteuergeräten und der Zentrale sind frei programmierbare Konzentratoren angeordnet. Diese Lösung hat unter anderem den Nachteil, daß die Flexibilität hinsichtlich der Prozeßanpassung sehr gering ist. Durch den 60 V-Pegel ist auch die Anpassung an bestehende Rechneranlagen nur unter erhöhtem technischen Aufwand realisierbar.

Diese Nachteile wurden teilweise durch die in der DE-OS 2 922 499 beschriebenen Lösung beseitigt. Dabei wird der Prozeß in Regelkanäle aufgeteilt, die aus einem Meßglied, einer Tochtereinheit und einem Stellglied bestehen.

Die Regelkanäle werden einem zentralen Rechner zugeführt.

Diese Lösung hat mit der bereits, genannten Lösung die gemeinsamen Nachteile, daß ein hoher Kabelaufwand erforderlich ist. Das führt insbesondere durch die elektromagnetische Beeinflussung der Kabel zu einer insgesamt geringen Störsicherheit der Gesamtanlage.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Minimierung des technischen Aufwandes bei maximaler Störsicherheit, der Erhöhung der Produktivität der zu steuernden Linie oder Maschinengruppe, der Rationalisierung der Abrechnung und in der Einsparung von Arbeitskräften.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer- und Regeleinrichtung für Verarbeitungsmaschinenlinien und -gruppen als dezentrales Dialogsystem zu schaffen, welches in Verbindung mit einer Prozeßdatenerfassung, Prozeßdatendokumentation und Prozeßdatenabrechnung und unter Einbeziehung eines Bedieners eine maximale Störsicherheit und eine optimale Prozeßanpassung gewährleistet. '

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine mit Prozeßzustandsidentifikatoren zusammenwirkende Identifikatorauswahlmatrix dem Ablaufdispatcher über einen mehrkanaligen Komparator zugeordnet ist und die Dokumentationseinrichtung aus einer Belegausgabevorrichtung und einem externen, mit auswechselbaren Datenträgern bestückten Datenspeicher besteht, die Fehlerbehandlungseinrichtung als Erstfehlerprioritätssteuereinrichtung ausgebildet ist, die zur Ablage des Folgefehlers eine Prüfmatrix enthält, die Prozeßbeeinflussungseinrichtung und Prozeßanalyseeinrichtung in einer Baugruppe

vereint sind, zwischen den Einzelaggregaten der Verarbeitungsmaschinenlinie oder Verarbeitungsmaschinengruppe die Satellitenrechner und zwischen den Satellitenrechnem die Speicher - EPROM's austauschbar sind und zur Datenübertragung zwischen Prozeßsteuerung und Prozeßkommunikation ein Lichtwellenleiter- Ringleitungssystem angeordnet ist und eine Ausfallerkennungsschaltung mit einer Einrichtung zur Gewährleistung des Inselbetriebes verknüpft ist. Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, daß die Identifikaterauswahlmatrix und die Fehlerbehandlungseinrichtung konfigurierbar sind.

Die Baugruppen Prozeßbeeinflussungseinrichtung und Prozeßanalyseeinrichtung sind vorzugsweise als Einchiprechner ausgebildet. Der Inselbetrieb ist durch eine Zustandsmeldeeinrichtung aufhebbar. Weiterhin ist der Datenspeicher zur Dokumentation abrechnungsspezifischer Daten vorgesehen. Die erfindungsgemäße Steuer- und Regeleinrichtung hat den Vorteil-, daß der Aufwand für Kabel auf ein Minimum bschränkt wird. Insbesondere durch Anwendung von Lichtwellenleitkabel kann eine hohe Kupfereinsparung erzielt werden. Die Störsicherheit der Anlage wird gegenüber dem Stand der Technik erhöht. Hinsichtlich der Prozeßanpaßbarkeit kann durch die Erfindung eine bedeutende Erhöhung nachgewiesen werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die Figur zeigt als Blockschaltbild eine modulare Anordnung zur Steuerung, Regelung und Prozeßdatenerfassung für eine Linie oder Gruppe von Verarbeitungsmaschin"en (im Folgenden als Prozeß 5 bezeichnet).

Die Anordnung besteht aus den zum Prozeß 5 zusammengefaßten Einzelaggregaten der Gruppe (im Beispiel Maschinen 1 bis 4), der Prozeßkommunikation 8 mit den Bestandteilen Prozeßbeeinflussungseinrichtung 6 und Prozeßanalyseeinrichtung 7 sowie der Prozeßsteuerung 17 mit ihren Bestandteilen Ablaufdispatcher 12, mehrkanaliger Komparator 16, Prozeßmodell 20, Kommunikationseinrichtung 9, Dokumentationseinrichtung 10 und Fehlerbehandlungseinrichtung 11.

Der Ablaufdispatcher 12 besteht aus der interpretativ wirkenden Schaltung 13, dem Initiator Hund dem Fehler-Tor 15.

Im Prozeßmodell 20 ist eine Identifikatorauswahlmatrix 18 gespeichert, über die neben der Architektur des Prozesses 5 auch die zu optimierenden Regelgrößen beeinflußt werden können. Die Prozeßzustandsidentifikatoren 19 dienen dabei der hinreichenden Beschreibung der modellierten Ereignisse und der Aufbereitung für den mehrkanaligen Komparator 16. Die gesamte Prozeßsteuerung 17 ist im Steuerrechner untergebracht, der über einer Lichtwellenleiter-Ringleitung mit der .Prozeßkommunikation 8, die aus den Maschinen 1 bis 4 zugeordneten Einchiprechnern besteht, verbunden ist.

Zur Steuerung und Überwachung des Prozesses 5 erfaßt die Prozeßanalyseeinrichtung 7 ständig Daten über den Maschinenzustand der Maschinen 1 bis 4 und speichert diese zwischen bzw. übergibt diese der Prozeßbeeinflussungseinrichtung 6. Diese erfüllt die Funktion des Reglers und greift auf Prozeßkommunikationsebene in den Prozeß 5 ein (Echtzeitverhalten). Auf Abfrage durch die Prozeßsteuerung 17 sendet die Prozeßkommunikation 8 die zwischengespeicherten Daten über das Lichtwellen-Ringleitungssystem an den mehrkanaligen Komparator 16 und das Prozeßmodell 20, die daraus und aus der Konfiguration der Identifikatorauswahlmatrix 18 den Prozeßzustand ermitteln. Der mehrkanalige Komparator 16 meldet diesen an den Ablaufdispatcher 12.

Innerhalb des Ablaufdispatchers 12 bewertet die interpretativ wirkende Schaltung 13 den festgestellten Zustand und löst zustandsabhängig über den Initiator 14 eine Aktivierung der Kommunikationseinrichtung 9, der Dokumentationseinrichtung 10, der Prozeßbeeinflussungseinrichtung 6 oder der Prozeßanalyseeinrichtung 7 aus. Wurde ein Fehler festgestellt, dessen Ursache sowohl im Prozeß 5 der Prozeßkomunikation 8 als auch in der Prozeßsteuerung 17 selbst liegen kann, so wird dieser über das Fehler — Tor 15 an die Fehlerbehandlungseinrichtung 11 übermittelt. Diese wirkt als Fehlerdiagnoseeinrichtung dann analog zum Ablaufdispatcher 12 zur Behandlung des Fehlers nach der Methode der Erstfehlerpriorität über eine Fehlerbehandlungsmatrix.

Als Kommunikationseinrichtung können vom Initiator 14 ein Farbmonitor, eine Tastatur, ein Drucker mit Belegausgabevorrichtung und eine Schreib/Lese-Einheit für Identifikationskarten aktiviert werden. Die Kommunikationseinrichtung 9 ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt. Grundsätzlich werden dabei dem Bediener über den Farbmonitor die auslösbaren Handlungen in Menü - Technik alternativ angezeigt.

Druckerausgaben erfolgen in der Regel zu Abrechnungs- und Statistikzwecken bzw. auf Anforderung durch den Bediener. Die Schreib/Lese-Einheit für Identifikationskarten wirkt in Zusammenhang mit der Selektionseinrichtung für Bedienvorgänge zur Bechränkung des Zugriffs zur Prozeßsteuerung 17 auf berechtigte Personen.

Die Dokumentationseinrichtung 10 dient zur Fixierung ausgewählter Zustände des Prozesses 5, der Prozeßkommunikation 8, der Prozeßsteuerung 17 sowie der Eingriffe durch den Bediender und ist als maschinenlesbarer Datenträger (Diskette) in Verbindung mit einem Drucker ausgeführt. Die Übertragung der Daten von Diskette auf einen Druckbeleg erfolgt ebenfalls über die Prozeßsteuerung 17, bzw. kann eine Entnahme der Diskette und externe Weiterverarbeitung vorgesehen werden. Die auf Einshiprechnerebene zusammengefaßten Prozeßbeeinflussungseinrichtung 6 und Prozeßanalyseeinrichtung 7 verfügen über digitale und analoge Ein- und Ausgabekanäle, deren Funktion intern umschaltbar ist und gehen bei Ausfall der Prozeßsteuerung 17 oder des Lichtwellenleiter-Ringleitungssystems in den Inselbetrieb über, während dessen sie ihre Funktion als Regler auf Ebene der Einzelmaschinen 1 bis 4 behalten und zeitbegrenzt auch die weitere Prozeßdatenerfässung sichern. Nach Wiederanlauf des Gesamtsystems wird der Inselbetrieb - Zustand automatisch mit Absetzen der kumulierten Prozeßdaten beendet.

Claims (6)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Steuer- und Regeleinrichtung für Verarbeitungsmaschinenlinien und Verarbeitungsmaschinengruppen, insbesondere Verpackungsmaschinenlinien und Verpackungsmaschinengruppen, bestehend aus einem zentralen Leitstandsrechner, der mit Satellitenrechnern verbunden ist, die je eine Prozeßbeeinflussungseinrichtung und eine Prozeßanalyseeinrichtung enthalten und den Einzelaggregaten der Verarbeitungsmaschinenlinie oder Verarbeitungsmaschinengruppe zugeordnet sind, einem als Kontrollorgan ausgeführten Ablaufdispatcher zur Ermittlung des Steuereingriffs und zur Entscheidung über die Prozeß- und Bedienerkommunikation, dem eine aus einem Farbmonitor, einer Selektionseinrichtung für Bedienvorgänge und einer Eingabe bestehenden Kommunikationseinrichtung zugeordnet ist, wobei die Eingabe aus einer Tastatur und ggf. einer Schreib- und Leseeinheit für Identifikationskarten besteht, einer Dokumentationseinrichtung und einer Fehlerbehandlungseinrichtung, gekennzeichnet dadurch, daß ein aus Prozeßzustandsidentifikatoren (19) und einer zugehörigen Identifikatorauswahlmatrix (18) bestehendes Prozeßmodell (20) dem Ablaufdispatcher (12) über einen mehrkanaligen Komparator (16) zugeordnet ist und die Dokumentationseinrichtung (10) aus einer Belegausgabevorrichtung und einem externen, mit auswechselbaren Datenträgern bestückten Datenspeicher besteht, die Fehlerbehandlungseinrichtung (11) als Erstfehlerprioritätssteuereinrichtung ausgebildet ist, die zur Ablage des Folgefehlers eine Prüfmatrix enthält, die Prozeßbeeinflussungseinrichtung (6) und Prozeßanalyseeinrichtung (7) in einer Baugruppe vereint sind, wobei zwischen den Einzelaggregaten der Verarbeitungsmaschinenlinie oder Verarbeitungsmaschinengruppe die Satellitenrechner und zwischen den Satellitenrechnern die Speicher-EPROM's austauschbar sind und zur Datenübertragung zwischen Prozeßsteuerung (17) und Prozeßkommunikation (8) ein Lichtwellenleiter-Ringleitungssystem angeordnet ist und eine Ausfallerkennungsschaltung mit einer Einrichtung zur Gewährleistung des Inselbetriebes verknüpft ist.
2. 2. Steuer- und Regeleinrichtung für Verarbeitungsmaschinenlinien oder Verarbeitungsmaschinengruppen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Identifikatorauswahlmatrix (18) konfiguierbar ist.
3. 3. Steuer- und Regeleinrichtung für Verarbeitungsmaschinenlinien oder Verarbeitungsmaschinengruppen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fehlerbehandlungseinrichtung konfigurierbar ist.
4. 4. Steuer- und Regeleinrichtung für Verarbeitungsmaschinenlinien oder Verarbeitungsmaschinengruppen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Baugruppen Prozeßbeeinflussungseinrichtung (6) und Prozeßanalyseeinrichtung (7) vorzugsweise als Einchiprechner ausgebildet sind.
5. 5. Steuer- und Regeleinrichtung für Verarbeitungsmaschinenlinien oder Verarbeitungsmaschinengruppen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Inselbetrieb durch eine Zustandsmeldeeinrichtung aufhebbar ist.
6. 6. Steuer- und Regeleinrichtung für Verarbeiturigsmaschinenlinien oder Verarbeitungsmaschinengruppen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der externe Datenspeicher zur Dokumentation abrechnungsspezifischer Daten vorgesehen ist.

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