WO2019072480A1 - System für die steuerung und/oder diagnose eines elektrischen antriebssystems - Google Patents

System für die steuerung und/oder diagnose eines elektrischen antriebssystems Download PDF

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WO2019072480A1
WO2019072480A1 PCT/EP2018/074576 EP2018074576W WO2019072480A1 WO 2019072480 A1 WO2019072480 A1 WO 2019072480A1 EP 2018074576 W EP2018074576 W EP 2018074576W WO 2019072480 A1 WO2019072480 A1 WO 2019072480A1
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user
predefined
drive system
input
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PCT/EP2018/074576
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Christof Ranze
Edgar Schüber
Marc Röhrig
Oliver Hollmann
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Lenze Automation GmbH
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Lenze Automation GmbH
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Publication date
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    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0286—Modifications to the monitored process, e.g. stopping operation or adapting control
    • G05B23/0294—Optimizing process, e.g. process efficiency, product quality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
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    • G10L2015/223—Execution procedure of a spoken command

Definitions

  • the invention relates to a system for the control and / or diagnosis of an electric drive system.
  • the user interface plays an essential role.
  • the control and / or diagnosis of such a drive system is effected by a direct human intervention, i. H.
  • Operating variables such as power are specified directly and adjusted via local controls or read by measuring instruments. In the simplest cases, this may lead to satisfactory results in practice, but in any case is not sufficient if the drive systems are part of complex technical equipment, as is often the case in industry.
  • the user interfaces accept appropriate user input, communicate with elements of the drive system digitally, and relay information to the user. This includes, for example, so-called fieldbus systems.
  • a temperature of a drive at a user interface can be queried by entering a corresponding command.
  • the user enters a command that corresponds to a predefined command for the desired temperature query.
  • the user interface then communicates with a measuring unit to which the corresponding temperature sensor is connected.
  • the temperature value is transmitted in digitized form to the user interface and output there to the user.
  • the output to the user can be an optical display, for example.
  • the query of a temperature can already be a complex and thus complex command.
  • the command then contains a first command element representing the user's request to the system to read a measurement.
  • Further command elements may then represent the information of the user to the system that the value to be read is a temperature value and the temperature value of which temperature sensor is concerned.
  • Such a complex command already consists of 3 command elements.
  • any further elements can be supplemented with regard to different functionalities.
  • further command elements may define the type of output - for example, display on a display or output via a printer. It is obvious that with the increasing number of such possibilities the complexity of the operation of the system is increasing.
  • the object of the present invention is therefore to provide a system for controlling and / or diagnosing a drive system which has a higher user-friendliness.
  • the object is achieved in that the system is designed to perform an interpretation of the input command in the absence of a match of a user-entered command with a predefined command to assign this to a predefined command.
  • the system uses methods of artificial intelligence.
  • the system preferably uses a knowledge database in which information about the linguistic use of terms and their possible meanings is stored.
  • the knowledge database is preferably set up with regard to the assignment of linguistic terms to clear terms relating to the drive system. Ie. Words that associate words of similar or related meaning, such as “warm” “temperature” and “hot”, with the technical parameter "operating temperature”. It is also possible from the context of several words in word groups to draw conclusions as to which command or which command element corresponds in terms of its meaning to the input command of the user.
  • the system may be adapted, in cases where it is unclear which predefined command or predefined command element is to be associated with the user's input, to the user with the predefined commands in question or the complex commands composed of predefined command elements to offer as choices. The user can then make a selection from the suggestions offered and thus quickly reaches the desired command.
  • the system may be designed such that the knowledge database is adaptable and / or expandable.
  • the adaptation and / or expansion of the knowledge databases can be done by human intervention, for example, by importing additional information into the database.
  • the system can "learn" new terms and their possible assignments, but it is also possible that the knowledge base is adapted and / or augmented by the system itself, for example, to associate assignments with probabilities of importance. If the system is able to assign multiple predefined commands to a user's input with sufficiently high probability, the system will fail the user those predefined commands for selection. Based on the selection made by the user from the suggested commands, the system may correct the probabilities for the respective assignments up and / or down.
  • the system can adapt to the language habits of the user. This increases the likelihood that the input actually intended by the user unambiguously recognizes from a user input the predefined command which is actually desired by the user and is assigned to the input.
  • the system has an acoustic voice recognition.
  • Spoken language provides a convenient way of operating a user interface of such a system.
  • the formulation of user input can be done relatively quickly.
  • the user has his hands free, which, for example, when the user formulates a diagnostic query while he makes mechanical interventions - for example, as part of a maintenance and / or repair - on the drive system, a great practical advantage.
  • speech recognition is to be understood in particular that the acoustic signal of the language of the user is converted into a corresponding string, so a text.
  • the character string is electronically processable for the system and then represents the user's recognized input.
  • the present invention supplements speech recognition for speech understanding.
  • the language generated string represents the user input. This is processed as described above.
  • the system according to the invention thus offers the advantage that the spoken commands do not have to correspond exactly with the predefined commands.
  • the user input detected in the speech recognition can thus also be assigned to the predefined command - ie understood - if the spoken voice command has the same meaning as the predefined command but is completely different in terms of sound from it. This also applies, for example, to the use of different sentences when speaking commands with the same meaning.
  • a network exists between a plurality of systems according to the invention and / or a superordinate data processing system.
  • the superordinate data processing system can serve to evaluate the knowledge databases of the individual systems, to compare them with one another and / or to supplement them. For example, in a system using a term that was not previously known in the knowledge base of the system, it is preferably possible for that system to be supplemented by that term as a new term in its knowledge base.
  • the addition of the knowledge database can be transferred to the knowledge databases of other systems.
  • the higher-level data processing device can have a higher-level knowledge database.
  • individual systems can send a corresponding request to the higher-level data processing device via a data connection when needed, ie in particular when terms in user inputs are not understood.
  • the data comparison of the knowledge databases with the superordinate knowledge database or knowledge databases of other systems according to the invention can thus take place in an event-controlled manner. It is also possible to compare the knowledge databases, for example, at fixed time intervals or at specific times, for example, in the Framework of maintenance plans.
  • the superordinate data processing device is designed to collect operating data of the systems connected to the superordinate data processing device.
  • This can be data on operating times, powers, speeds, temperatures, service lives, voltage profiles, currents, angular positions of a motor shaft, malfunctions, error messages and / or similar operating parameters, in particular the electric motors and / or control units of the drive system.
  • the findings thus obtained can be found, for example, in be used to further develop propulsion systems, for example, to eliminate sources of error identified in the diagnostics and to identify user needs that can be used as a basis for sales strategies.
  • the user interface may be, for example, a tablet computer or a smartphone.
  • the electric drive system may, for example, an electric motor and / or a converter and / or a control unit.
  • the electrical energy with which the electric motor is operated can be transmitted from the converter to the electric motor via electrical connections.
  • electrical lines can serve to return electrical signals from the electric motor to the control unit.
  • the electrical signals may be, for example, signals from sensors that determine operating parameters of the engine.
  • the operating parameters may be the rotational speed, the angular position, a temperature, for example the development of the electric motor, operating times, power consumption, voltages and / or currents, in particular at rotor and / or stator, information about malfunctions and / or error messages.
  • control unit itself and / or other elements of the drive system can also be detected and made available to the diagnostic system according to the invention.
  • evaluation units may be used which may be independent of the control units. These may be, e.g. via suitable measuring devices, detect operating parameters of the drive system and be integrated into the inventive system via a suitable data transmission path.
  • Such evaluation units offer particular advantages when existing drive systems are to be integrated into systems according to the invention. In such "retrofitting cases" can then be made on the evaluation of the compatibility of the existing drive system to the system according to the invention and the drive system can be integrated into the system according to the invention.
  • the control unit preferably has an interface to a data connection. Via these data connections, the control unit can be integrated into the system according to the invention. The operating parameters can be queried by the control unit via the data connection.
  • the drive system can be designed so that each drive is assigned a control unit.
  • the respective control unit is connected via the data connection to the inventive system integrated.
  • a control unit may be associated with a plurality of electric motors.
  • a plurality of control units in a drive system may be networked with each other. This has the advantage that a plurality of drives can be controlled coordinated with each other, which is often required for complex technical facilities.
  • control units can be directly networked with each other, for example, according to a master-slave principle. But it is also possible that the individual control units are networked with a higher-level control. In this case, the higher-level controller effects the coordination of the control units on each other.
  • diagnostic queries can be passed from the system to the controllers via a higher level controller.
  • the higher-level controller has a data connection via which the drive system is integrated in the system according to the invention.
  • control units in particular in interconnected control units, it is also possible, in particular in interconnected control units, to integrate individual control units or a single control unit into the system according to the invention and to forward data signals via the control units, which have the system according to the invention via a direct connection to a data connection, to other control units.
  • the system is preferably designed to output messages via the user interface when predefined events occur.
  • the predefined events may be, in particular, operational malfunctions.
  • messages can be output via the user interface if the acquired operating parameters have critical values.
  • critical values are to be understood as meaning values which allow conclusions to be drawn regarding the failure or imminent failure of components of the drive system.
  • the type of message issued here can be a simple warning signal, such as an audible warning tone.
  • messages containing information about the message-triggering event can be output.
  • the system it is possible for the system to be set up to first issue a warning message in order then to output information about the cause of the message in response to a user action.
  • the user interface may be, for example, a preferably mobile computer, in particular a tablet computer, and / or a smartphone, which is connected to the drive system via a data connection.
  • a smartwatch and / or a virtual reality goggles can be used as a user interface.
  • the user interface has a knowledge base.
  • the knowledge base contains information about the linguistic use of terms that can be assigned to predefined commands and command elements.
  • the control unit of a drive system is integrated into the system via a data connection. A user now wants to query its status as part of the diagnosis of the system. This can be done in the example shown by the user speaking the voice input: "what is the status of the drive system?" Into the microphone of the tablet computer.
  • the speech input is recognized by a user interface speech recognition system.
  • the inventive system is now using the artificial intelligence of the system, which in the present example in the form of Programming the tablet computer is realized, interpreted.
  • the term “as” can be used to refer to a query
  • the term “status” can be interpreted in such a way that current operating parameters are to be queried.
  • the word "drive system” can then be understood in this context as the meaning of the parameter for the amount of operating parameters to be interrogated by the system
  • the system according to the invention in this context then sums up this parameter such that all operating parameters that determine the current status of the entire system Drive system to be issued, and then assigns the command entered the corresponding predefined command for this action.
  • the system queries the operating parameters via a data connection with the components of the drive system integrated in the system according to the invention.
  • the parameters are output via the user interface, for example by being displayed on a display.
  • An alternative voice input could also be "How is the controller?" Again, the word “as” would indicate a query when interpreting the command. From the term “control unit”, the artificial intelligence of the system would imply that the requested information relates to the control unit.Using the language information in the knowledge base, the word “go” would be understood as an indication of the functionality of the control unit. The input command would therefore be associated with a predefined command that will result in a summary of possible recognized problems in the operation of the controller for output. The output could then be, for example, "There are no problems with the operation of the control unit".
  • a warning signal could also be output. This could initially consist of a simple audible warning signal. For example, a user might respond with the request "what problem is there?" The system interprets this input command to query the nature of the problem that was the cause of the message, and maps the request to the corresponding one predefined command too. For example, in response to the request, the user is given the result "There is a voltage drop across the control unit".
  • the system according to the invention is set up to issue recommendations for action to the user when certain events occur.
  • the action recommendations may be, for example, the output of the note "Please check the backup”.

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Abstract

Ein System für die Steuerung und/oder Fehlerdiagnose eines elektrischen Antriebssystems, wobei das Antriebssystem über eine Datenverbindung in das System eingebunden ist, weist eine Benutzerschnittstelle zur Eingabe eines Befehls durch einen Benutzer auf. Das System ist dazu ausgebildet, einen durch einen Benutzer eingegebenen Befehl mit vordefinierten Befehlen zu vergleichen und aus den vordefinierten Befehlen einen mit dem eingegebenen Befehl übereinstimmenden Befehl auszuwählen. Erfindungsgemäß ist das System dazu ausgebildet, bei fehlender Übereinstimmung des vom Benutzer eingegebenen Befehls mit einem vordefinierten Befehl unter Rückgriff auf Methoden der künstlichen Intelligenz eine Interpretation des eingegebenen Befehls vorzunehmen, um diesen einem vordefinierten Befehl zuzuordnen.

Description

System für die Steuerung und/oder Diagnose eines
elektrischen Antriebssystems
Die Erfindung betrifft ein System für die Steuerung und/oder Diagnose eines elektrischen Antriebssystems.
Bei der Steuerung und/oder Diagnose eines Antriebssystems spielt die Benutzerschnittstelle eine wesentliche Rolle. In den einfachsten Fällen erfolgt die Steuerung und/oder Diagnose eines solchen Antriebssystems durch einen direkten menschli- chen Eingriff, d. h. es werden Betriebsgrößen wie die Leistung direkt vorgegeben und über Bedienelemente vor Ort eingestellt oder von Messinstrumenten abgelesen. Dies mag in einfachsten Fällen in der Praxis zu befriedigenden Ergebnissen führen, reicht jedoch jedenfalls dann nicht aus, wenn die Antriebssysteme Bestandteil komplexer technischer Einrichtungen sind, wie es in der Industrie oft der Fall ist.
Es sind daher schon frühzeitig Möglichkeiten entwickelt worden, die Mittel der Digitaltechnik zu nutzen, um einzelne Elemente komplexer Antriebssysteme so zu vernetzen, dass Steuerungs- und/oder Diagnoseaufgaben von Benutzerschnittstellen aus durchgeführt werden können. Die Benutzerschnittstellen nehmen entsprechende Eingaben der Benutzer entgegen, kommunizieren mit Elementen des Antriebssystems auf digitalem Weg und leiten Informationen an den Benutzer weiter. Hierunter fallen beispielsweise sogenannte Feldbussysteme. Beispielsweise kann eine Temperatur eines Antriebs an einer Benutzerschnittstelle durch Eingabe eines entsprechenden Befehls abgefragt werden. Der Benutzer gibt hierfür einen Befehl ein, der einem vordefinierten Befehl für die gewünschte Abfrage der Temperatur entspricht. Die Benutzerschnittstelle kommuniziert daraufhin mit einer Messeinheit, an die der entsprechende Temperatursensor angeschlossen ist. Der Temperaturwert wird dabei in digitalisierter Form an die Benutzerschnittstelle übertragen und dort an den Benutzer ausgegeben. Die Ausgabe an den Benutzer kann hierbei beispielsweise in einer optischen Anzeige bestehen.
Mit der steigenden Komplexität eines Antriebssystems erhöht sich jedoch entspre- chend die Menge an vordefinierten Befehlen. Die Bedienung der Benutzerschnittstelle stellt somit eine immer höher werdende Anforderung an die Vorbildung des Nutzers. Auch ist eine hohe Disziplin bei der Benutzung erforderlich. Die Eingabe der Befehle muss entsprechend exakt erfolgen. Dies ist insbesondere bei komple- xen Befehlen, die sich aus einer Mehrzahl vordefinierter Befehlselemente zusammensetzen, von Bedeutung.
So kann es sich bereits bei der Abfrage einer Temperatur um einen zusammengesetzten und damit komplexen Befehl handeln. Der Befehl enthält dann ein erstes Befehlselement, welches dem Auftrag des Benutzers an das System repräsentiert, einen Messwert auszulesen. Weitere Befehlselemente können dann die Information des Benutzers an das System repräsentieren, dass es sich bei dem auszulesenden Wert um einen Temperaturwert handelt und um den Temperaturwert welchen Temperaturfühlers es sich handelt. Ein derartiger komplexer Befehl besteht bereits aus 3 Befehlselementen. Hierbei können beliebige weitere Elemente im Hinblick auf unterschiedliche Funktionalitäten ergänzt werden. So können beispielsweise weitere Befehlselemente die Art der Ausgabe - beispielsweise Anzeige auf einem Display oder Ausgabe über einen Drucker - definieren. Es ist offensichtlich, dass mit der steigenden Zahl derartiger Möglichkeiten die Komplexität der Bedienung des Systems zunimmt. Gerade im Fall von Diagnoseaufgaben ist es jedoch so, dass diese gegebenenfalls unter hohem Zeitdruck durchgeführt werden müssen und darüber hinaus häufig auch keine Routinetätigkeiten darstellen. Es entstehen hierbei häufig Szenarien, in denen der Benutzer zwar weiß, welche Informationen er benötigt, und in der Lage ist, sich diffus an den hierfür benötigten Befehl zu erinnern, den exakten Befehl jedoch nicht kennt.
In diesen Fällen muss der Benutzer zunächst Nachforschungen anstellen, beispielsweise in einem Handbuch nachschlagen, wie der genaue Befehl für die ge- wünschte Aktion lautet. Im Fall komplexer Systeme kann es auch sein, dass sich zunächst Gedanken machen muss, wie der gewünschte komplexe Befehl durch die Kombination einzelner Befehlselemente zu bilden ist, sodass er von dem System korrekt verarbeitet werden kann. Es liegt auf der Hand, dass derartige Systeme dem Benutzer einen hohen Grad der Einarbeitung in das System selbst verlangen. Da derartige Systeme oft proprietärer sind, muss diese Einarbeitung spezifisch für das jeweilige System erfolgen. Der Aufwand hierfür ist entsprechend hoch, wenn beispielsweise bei einer Produktionsanlage das gesamte technische Personal in das System eingearbeitet werden soll. Die Alternative ist es, nur einige Spezialisten für das System einzuarbeiten. Hieraus ergeben sich jedoch andere Nachteile, beispielsweise, wenn nicht zu jedem Zeitpunkt ein entsprechender Spezialist„vor Ort" zur Verfügung steht. Eine Funktionssteuerung eines derartigen Antriebssystems kann jedoch - beispielsweise im Rahmen einer Produktion - hohe Ausfallkosten verursachen, sodass im Ernstfall eine schnelle Fehlerdiagnose von hoher Bedeutung ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System zur Steuerung und/oder Diagnose eines Antriebssystems zur Verfügung zu stellen, welches eine höhere Benutzerfreundlichkeit aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsfor- men.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das System dazu ausgebildet ist, bei fehlender Übereinstimmung eines vom Benutzer eingegebenen Befehls mit einem vordefinierten Befehl eine Interpretation des eingegebenen Befehls vorzunehmen, um diesen einem vordefinierten Befehl zuzuordnen. Erfindungsgemäß greift das System dabei auf Methoden der künstlichen Intelligenz zurück.
Hierdurch wird es ermöglicht, Befehle einzugeben, die nicht in ihrer Syntax, jedoch aber in ihrer Bedeutung einem vordefinierten Befehl entsprechen. Dies gilt in die- sem Zusammenhang auch für die Auswahl einzelner Befehlselemente für komplexe Befehle.
Auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz sind eine Reihe Verfahren bekannt, um die erfindungsgemäße Interpretation der eingegebenen Befehle zu ermöglichen. Es kann sich hierbei beispielsweise um die Nutzung sogenannter„semantische Netze" und/oder die Anwendung der„Conceptual-Dependency-Theorie" handeln
Bevorzugt greift das System hierbei auf eine Wissensdatenbank zurück, in der In- formationen über die sprachliche Verwendung von Begriffen und deren mögliche Bedeutungen gespeichert sind. Bevorzugt ist die Wissensdatenbank im Hinblick auf die Zuordnung sprachlicher Begriffe zu eindeutigen Begrifflichkeiten, die sich auf das Antriebssystem beziehen, eingerichtet. D. h. Wörter, dass Wörter ähnlichen oder verwandten Bedeutungsgehalts, wie beispielsweise„warm"„Tempera- tur" und„heiß" dem technischen Parameter„Betriebstemperatur" zugeordnet werden. Auch können aus dem Zusammenhang mehrerer Wörter in Wortgruppen Rückschlüsse darauf gezogen werden, welcher Befehl bzw. welches Befehlselement hinsichtlich seiner Bedeutung dem eingegebenen Befehl des Nutzers entspricht.
Das System kann darauf eingerichtet sein, in Fällen, in denen unklar ist, welcher vordefinierte Befehl bzw. welches vordefinierte Befehlselement der Eingabe des Benutzers zuzuordnen ist, dem Benutzer die infrage kommenden vordefinierten Befehle bzw. die infrage kommenden aus vordefinierten Befehlselementen zusam- mengesetzten komplexen Befehle als Auswahlmöglichkeiten anzubieten. Der Benutzer kann dann aus den angebotenen Vorschlägen eine Auswahl treffen und gelangt so schnell zum gewünschten Befehl.
Das System kann dazu ausgebildet sein, dass die Wissensdatenbank anpassbar und/oder erweiterbar ist. Die Anpassung und/oder Erweiterung der Wissensdatenbanken kann durch menschlichen Eingriff, beispielsweise durch das Einspielen zusätzlicher Informationen in die Datenbank, erfolgen. Auf diese Weise kann das System neue Begriffe und deren mögliche Zuordnungen„lernen". Es ist jedoch auch möglich, dass eine Anpassung und/oder Ergänzung der Wissensdatenbank durch das System selbst erfolgt. So können beispielsweise Zuordnungen mit Wahrscheinlichkeiten für die jeweilige Bedeutung verknüpft werden. Wenn das System einer Eingabe eines Benutzers mehrere vordefinierte Befehle mit ausreichend hoher Wahrscheinlichkeit zuordnen kann, so schlägt das System dem Benutzer jene vordefinierten Befehle zur Auswahl vor. Anhand der Auswahl, die der Nutzer aus den vorgeschlagenen Befehlen tätigt, kann das System die Wahrscheinlichkeiten für die jeweiligen Zuordnungen nach oben und/oder unten korrigieren.
Auf diese Weise kann das System sich an die Sprachgewohnheiten des Benutzers anpassen. Hierdurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass aus einer Eingabe des Nutzers eindeutig der tatsächlich vom Nutzer gewünschte vordefinierte Befehl erkannt und der Eingabe zugeordnet wird.
Bevorzugt verfügt das System über eine akustische Spracherkennung. Gesprochener Sprache stellt eine komfortable Möglichkeit der Bedienung einer Benutzerschnittstelle eines solchen Systems dar. Zum einen kann die Formulierung der Benutzereingaben vergleichsweise schnell erfolgen. Zum anderen hat der Benutzer hierbei seine Hände frei, was zum Beispiel dann, wenn der Benutzer eine Diagnoseabfrage formuliert, während er gleichzeitig mechanische Eingriffe - beispielsweise im Rahmen einer Wartung und/oder Reparatur - an dem Antriebssystem vornimmt, ein großer praktischer Vorteil ist. Unter Spracherkennung ist insbesondere zu verstehen, dass das akustische Signal der Sprache des Benutzers in eine entsprechende Zeichenkette, also einen Text, umgewandelt wird. Die Zeichenkette ist für das System elektronisch verarbeitbar und stellt dann die erkannte Eingabe des Benutzers dar. Durch die vorliegende Erfindung wird die Spracherkennung zum Sprachverstehen ergänzt. Die aus der Sprache erzeugte Zeichenkette stellt die Benutzereingabe dar. Diese wird - wie vorstehend beschrieben - verarbeitet. Das erfindungsgemäße System bietet damit gegenüber bekannten Systemen, wie beispielsweise einer Kommandowortsteuerung, den Vorteil, dass die gesprochenen Befehle nicht exakt mit den vordefinierten Befehlen übereinstimmen müssen.
Bei einer herkömmlichen Kommandowortsteuerung wird versucht, einen vordefinierten Befehl in gesprochener Sprache, also im akustischen Signal, wiederzuerkennen. Kommt es hierbei zum Beispiel durch zur Verwendung eines synonymen Begriffs durch den Benutzer, der sich klanglich erheblich von dem im vordefinierten Befehl verwendeten Begriff unterscheidet, so kann keine Zuordnung mehr erfolgen. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch aufgrund der erfindungsgemäßen Interpretation der Benutzereingabe die Beziehung zwischen den synonymen Begriffen berücksichtigt, die bevorzugt in der Wissensdatenbank des Systems hinterlegt ist.
Die in der Spracherkennung erkannte Benutzereingabe kann damit dem vordefinierten Befehl auch dann zugeordnet - also verstanden - werden, wenn der gesprochener Sprachbefehl zwar die gleiche Bedeutung aufweist wie der vordefi- nierte Befehl, sich klanglich von diesem jedoch vollkommen unterscheidet. Dies gilt zum Beispiel auch für die Verwendung unterschiedlicher satzstellungen beim Sprechen von Befehlen mit gleicher Bedeutung.
Bevorzugt besteht eine Vernetzung zwischen einer Mehrzahl erfindungsgemäßer Systeme und/oder einem übergeordneten Datenverarbeitungssystem. Das übergeordnete Datenverarbeitungssystem kann dabei dazu dienen, die Wissensdatenbanken der einzelnen Systeme auszuwerten, miteinander abzugleichen und/oder zu ergänzen. Kommt es beispielsweise in einem System zur Verwendung eines Begriffs, der in der Wissensdatenbank des Systems zuvor nicht bekannt war, so ist es bevorzugt möglich, dass dieses System durch diesen Begriff als neuen Begriff in seiner Wissensdatenbank ergänzt wird. Durch die Vernetzung kann die Ergänzung der Wissensdatenbank auf die Wissensdatenbanken anderer Systeme übertragen werden.
Die übergeordnete Datenverarbeitungseinrichtung kann eine übergeordnete Wissensdatenbank aufweisen. In diesem Fall ist auch möglich, dass einzelne Systeme bei Bedarf, d. h. insbesondere, wenn Begriffe in Eingaben von Benutzern nicht verstanden werden, eine entsprechende Anfrage an die übergeordnete Datenverar- beitungseinrichtung über eine Datenverbindung sendet. Der Datenabgleich der Wissensdatenbanken mit der übergeordneten Wissensdatenbank oder Wissensdatenbanken anderer erfindungsgemäßer Systeme kann so Ereignisgesteuert stattfinden. Ebenfalls ist es möglich, abgleiche der Wissensdatenbanken beispielsweise in festen Zeitintervallen oder zu bestimmten Zeitpunkten, die beispielsweise im Rahmen von Wartungsplänen festgelegt werden, durchzuführen.
Es besteht auch die Möglichkeit, lediglich in der übergeordneten Datenverarbeitungseinrichtung eine Wissensdatenbank zu unterhalten. Hierdurch können die de- zentralen Wissensdatenbanken der einzelnen Systeme entfallen. Dies hat dann Vorteile, wenn zuverlässige und mit einer hinreichenden Bandbreite ausgestattete Datenverbindungen zwischen den Systemen und der übergeordneten Datenverarbeitungseinrichtung bestehen. Ist dies nicht der Fall, so ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen erfindungsgemäßen Systeme über eigene Wissensdatenbanken verfü- gen.
Weiterhin ist es möglich, dass die übergeordnete Datenverarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, Betriebsdaten der mit der übergeordneten Datenverarbeitungseinrichtung verbundenen Systeme zu sammeln. Dies können Daten über Be- triebszeiten, Leistungen, Drehzahlen, Temperaturen, Standzeiten, Spannungsverläufe, Ströme, Winkelpositionen einer Motorwelle, Betriebsstörungen, Fehlermeldungen und/oder ähnliche Betriebsparameter, insbesondere der Elektromotoren und/oder Steuereinheiten des Antriebssystems, sein. Dadurch wird eine Auswertung dieser Daten für eine Vielzahl Antriebssysteme ermöglicht. Die so gewonne- nen Erkenntnisse können z.B. genutzt werden, um Antriebssysteme weiterzuentwickeln, beispielsweise um Fehlerquellen zu beseitigen, die im Rahmen der Diagnosen identifiziert werden, und Nutzerbedürfnisse zu identifizieren, die Vertriebsstrategien zugrunde gelegt werden können. Bei der Benutzerschnittstelle kann es sich beispielsweise um einen Tablet-Compu- ter oder ein Smartphone handeln. Diese verfügen regelmäßig über Einrichtungen zur Einbindung in Datennetze, Mikrofone, Displays und/oder Lautsprecher, sodass sie die Funktion einer Benutzerschnittstelle nach der vorliegenden Erfindung wahrnehmen können. Darüber hinaus bieten sie den Vorteil einer vergleichsweise freien Programmierarbeit. Darüber können Tablett-Computer und/oder Smartphones über eigene Datenspeicher verfügen. Dies ermöglicht es, zum Beispiel die Wissensdatenbank ebenfalls im Smartphone oder Tablet-Computer zu realisieren.
Das elektrische Antriebssystem kann beispielsweise einen Elektromotor und/oder einen Umrichter und/oder eine Steuereinheit aufweisen. Über elektrische Verbindungen kann zum einen die elektrische Energie, mit der der Elektromotor betrieben wird, vom Umrichter zum Elektromotor übertragen werden. Weiterhin können elektrische Leitungen zur Rückführung von elektrischen Signalen von dem Elektromotor zu der Steuereinheit dienen. Die elektrischen Signale können beispielsweise Signale von Sensoren sein, die Betriebsparameter des Motors ermitteln. Bei den Betriebsparametern kann es sich um die Drehzahl, die Winkelstellung, eine Temperatur, beispielsweise der Entwicklung des Elektromotors, Betriebszeiten, die Leistungsaufnahme, Spannungen und/oder Ströme, insbesondere an Rotor und/oder Stator, Informationen über Betriebsstörungen und/oder Fehlermeldungen handeln.
Es können jedoch auch Betriebsparameter der Steuereinheit selbst und/oder anderer Elemente des Antriebssystems erfasst und dem Erfindungsgemäßen Diagnosesystem zur Verfügung gestellt werden. Alternativ und/oder ergänzend zu der Nut- zung der Steuereinheiten zur Datenübertragungstechnischen Einbindung des Antriebssystems in das erfindungsgemäße System können Auswerteeinheiten verwendet werden, die von den Steuereinheiten unabhängig sein können. Diese können, z.B. über geeignete Messeinrichtungen, Betriebsparameter des Antriebssystems erfassen und über einen geeigneten Datenübertragungsweg in das erfin- dungsgemäße System eingebunden werden. Derartige Auswerteeinheiten bieten insbesondere dann Vorteile, wenn bestehende Antriebssysteme in erfindungsgemäße Systeme eingebunden werden sollen. In solchen„Nachrüstungsfällen" kann dann über die Auswerteeinheiten die Kompatibilität des bestehenden Antriebssystems zu dem erfindungsgemäßen System hergestellt und das Antriebssystem in das erfindungsgemäße System eingebunden werden.
Die Steuereinheit weist bevorzugt eine Schnittstelle zu einer Datenverbindung auf. Über diese Datenverbindungen kann die Steuereinheit so in das erfindungsgemäße System integriert werden. Über die Datenverbindung können die Betriebspa- rameter von der Steuereinheit abgefragt werden.
Das Antriebssystem kann so gestaltet sein, dass jedem Antrieb eine Steuereinheit zugeordnet ist. Die jeweilige Steuereinheit ist über die Datenverbindung in das er- findungsgemäße System eingebunden. Eine Steuereinheit kann dabei eine Mehrzahl Elektromotoren zugeordnet sein. Eine Mehrzahl Steuereinheiten in einem Antriebssystem können miteinander vernetzt sein. Dies hat den Vorteil, dass eine Mehrzahl Antriebe aufeinander abgestimmt angesteuert werden kann, was bei komplexen technischen Einrichtungen häufig gefordert wird.
Die Steuereinheiten können hierbei direkt miteinander vernetzt sein, beispielsweise nach einem Master-Slave-Prinzip. Es ist aber auch möglich, dass die einzelnen Steuereinheiten mit einer übergeordneten Steuerung vernetzt sind. In diesem Fall bewirkt die übergeordnete Steuerung die Abstimmung der Steuereinheiten auf einander.
Bei derartigen Systemen sind der bestehenden Vernetzung entsprechende Signalwege bei der Einbindung in das erfindungsgemäße System möglich. So können beispielsweise Diagnoseabfragen von dem System über eine übergeordnete Steuerung an die Steuereinheiten weitergegeben werden. In diesem Fall kann es ausreichend sein, wenn lediglich die übergeordnete Steuerung eine Datenverbindung aufweist, über die das Antriebssystem in das erfindungsgemäße System eingebunden ist. Alternativ und/oder ergänzend besteht die Möglichkeit, das erfindungsgemäße System direkt über die Steuereinheiten des Antriebssystems in das erfindungsgemäße System einzubinden. Dies kann zum Beispiel dadurch ermöglicht sein, dass jede Steuereinheit über eine Datenverbindung in das erfindungsgemäße System eingebunden ist. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, insbesondere bei untereinander vernetzten Steuereinheiten, einzelne Steuereinheiten bzw. eine einzelne Steuereinheit in das erfindungsgemäße System einzubinden und Datensignale über die Steuereinheiten, die über eine direkte Anbindung mit einer Datenverbindung das erfindungsgemäße System verfügen, zu anderen Steuereinheiten weiterzuleiten. Bevorzugt ist das System dazu ausgebildet, beim Auftreten vordefinierter Ereignisse Meldungen über die Benutzerschnittstelle auszugeben. Bei den vordefinierten Ereignissen kann es sich insbesondere um Betriebsstörungen handeln. Alternativ und/oder ergänzend können Meldungen über die Benutzerschnittstelle ausgegeben werden, wenn die erfassten Betriebsparameter kritische Werte aufweisen. Unter kritischen Werten sind insbesondere Werte zu verstehen, die auf das Versagen oder das bevorstehende Versagen von Komponenten des Antriebssystems Rückschlüsse zulassen. Hierbei kann es sich beispielsweise um Spannungsabfälle, überhöhte Temperaturwerte, Abweichungen gemessener Spannungen und/o- der Ströme von Sollwerten, insbesondere Überspannungen und/oder -ströme, Unregelmäßigkeiten im Laufverhalten, Veränderungen von Widerstandswerten, beispielsweise die Veränderung von ohmschem und/oder induktivem Widerstand der Motorwicklung, und/oder den Ausfall von Messsignalen handeln. Die Art der ausgegebenen Meldung kann hierbei ein einfaches Warnsignal, beispielsweise ein akustischer Warnton, sein. Alternativ und/oder ergänzend ist es auch möglich, dass Meldungen, die Informationen über das meldungsauslösende Ereignis enthalten, ausgegeben werden. Weiterhin ist es möglich, dass das System dazu eingerichtet ist, zunächst eine Warnmeldung auszugeben, um dann auf eine Benutzeraktion hin Informationen über die Ursache der Meldung auszugeben.
Nach einem Ausführungsbeispiel kann es sich bei der Benutzerschnittstelle beispielsweise um einen, vorzugsweise mobilen, Computer, insbesondere einen Tab- let-Computer, und/oder ein Smartphone handeln, der über eine Datenverbindung mit dem Antriebssystem verbunden ist. Alternativ und/oder ergänzend können eine Smartwatch und/oder eine Virtual-Reality-Brille als Benutzerschnittstelle genutzt werden. Die Benutzerschnittstelle verfügt über eine Wissensdatenbank. Die Wissensdatenbank enthält Informationen über die sprachliche Verwendung von Begriffen, die vordefinierten Befehlen und Befehlselementen zugeordnet werden können. In das System ist die Steuereinheit eines Antriebssystems über eine Datenverbindung eingebunden. Ein Benutzer möchte nun im Rahmen der Diagnose des Systems dessen Status abfragen. Dies kann dies kann im gezeigten Beispiel dadurch erfolgen, dass der Benutzer die Spracheingabe:„Wie ist der Status des Antriebssystems?" In das Mikrofon des Tablett-Computers spricht.
Die Spracheingabe wird durch ein Spracherkennungssystem der Benutzerschnittstelle erkannt. Durch das erfindungsgemäße System wird nun unter Rückgriff auf die künstliche Intelligenz des Systems, die im vorliegenden Beispiel in Gestalt der Programmierung des Tablet-Computers realisiert ist, interpretiert. So kann beispielsweise durch den Begriff„wie" auf eine Abfrage geschlossen werden. Der Begriff„Status" kann derart interpretiert werden, dass aktuelle Betriebsparameter abgefragt werden sollen. Das Wort„Antriebssystem" kann dann in diesem Zusam- menhang der Bedeutung des Parameters für die Menge der abzufragen Betriebsparameter vom System verstanden werden. Das erfindungsgemäße System fasst diesen Parameter in diesem Zusammenhang dann so auf, dass alle Betriebsparameter, die den derzeitigen Status des gesamten Antriebssystems betreffen, ausgegeben werden sollen, und ordnet den eingegebenen Befehl dann dem entspre- chenden vordefinierten Befehl für diese Aktion zu.
Im nächsten Schritt fragt das System die Betriebsparameter über eine Datenverbindung bei den in das erfindungsgemäße System eingebundenen Komponenten des Antriebssystems ab. Im nächsten Schritt werden die Parameter über die Be- nutzerschnittstelle ausgegeben, beispielsweise indem sie auf einem Display angezeigt werden.
Eine Alternative Spracheingabe könnte auch lauten„Wie geht es der Steuereinheit?". Auch hier würde zunächst das Wort„wie" bei der Interpretation des Befehls auf eine Abfrage hindeuten. Aus dem Begriff„Steuereinheit" würde die künstliche Intelligenz des Systems schließen, dass die angeforderten Informationen die Steuereinheit betreffen. Unter Rückgriff auf die Sprachinformationen in der Wissensdatenbank würde die Wendung„geht es" als Hinweis auf die Funktionsfähigkeit der Steuereinrichtung verstanden. Der eingegebene Befehl würde daher einem vordefi- nierten Befehl zugeordnet, der zur Ausgabe eine Zusammenfassung möglicher erkannter Probleme beim Betrieb der Steuereinheit führt. Die Ausgabe könnte dann zum Beispiel lauten„Es gibt keine Probleme beim Betrieb der Steuereinheit".
Beim Auftreten einer Störung, beispielsweise beim Ausfall einer Sicherung, könnte auch ein Warnsignal ausgegeben werden. Dieses könnte zunächst aus einem einfachen akustischen Warnsignal bestehen. Ein Benutzer könnte dann beispielsweise mit der Anfrage„welches Problem gibt es?" reagieren. Das System interpretiert diesen eingegebenen Befehl so, dass die Art des Problems, das Ursache der Meldung war, abgefragt werden soll und ordnet die Anfrage dem entsprechenden vordefinierten Befehl zu. Als Antwort auf die Anfrage wird der Benutzer z.B. das Ergebnis„es liegt ein Spannungsabfall an der Steuereinheit vor" erhalten.
Es kann im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft sein, wenn das erfindungsgemäße System dazu eingerichtet ist, beim Auftreten bestimmter Ereignisse Handlungsempfehlungen an den Benutzer auszugeben. In dem beispielhaften Fall kann die Handlungsempfehlungen beispielsweise die Ausgabe des Hinweises„Bitte die Sicherung überprüfen" sein.

Claims

System für die Steuerung und/oder Fehlerdiagnose eines elektrischen Antriebssystems, wobei das Antriebssystem über eine Datenverbindung in das System eingebunden ist, wobei das System eine Benutzerschnittstelle zur Eingabe eines Befehls durch einen Benutzer aufweist, wobei das System dazu ausgebildet ist, einen durch einen Benutzer eingegebenen Befehl mit vordefinierten Befehlen zu vergleichen und aus den vordefinierten Befehlen einen mit dem eingegebenen Befehl übereinstimmenden Befehl auszuwählen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das System dazu ausgebildet ist, bei fehlender Übereinstimmung des vom Benutzer eingegebenen Befehls mit einem vordefinierten Befehl unter Rückgriff auf Methoden der künstlichen Intelligenz eine Interpretation des eingegebenen Befehls vorzunehmen, um diesen einem vordefinierten Befehl zuzuordnen.
System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das System dazu ausgebildet ist, die eingegebenen Befehle und/oder vordefinierten Befehle als komplexe Befehle, die aus einer Mehrzahl vordefinierter Befehlselemente zusammengesetzt sind, zu verarbeiten.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Wissensdatenbank aufweist, in der Informationen über die sprachliche Verwendung von Begriffen und deren mögliche Bedeutungen im Hinblick auf das Antriebssystem gespeichert sind, insbesondere wobei die in der Wissensdatenbank gespeicherten Informationen anpassbar und/oder erweiterbar ist.
System nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Spracherkennungseinrichtung zur Erkennung des eingegebenen Befehls in gesprochener Sprache aufweist.
System nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System mit anderen Systemen für die Steuerung und/oder Fehlerdiagnose eines elektrischen Antriebssystems und/oder einer übergeordneten Datenverarbeitungseinrichtung über eine Datenverbindung vernetzt ist.
6. System nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Benutzerschnittstelle um einen Computer, insbesondere um einen Tablet-Computer, oder ein Smartphone handelt.
7. System nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem eine Mehrzahl Elektromotoren aufweist, wobei jedem Elektromotor eine Steuereinheit zugeordnet ist, wobei die Steuereinheiten untereinander und/oder mit einer übergeordneten Steuerung vernetzt sind.
8. System nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheiten und/oder die übergeordnete Steuerung über eine Datenverbindung in das System eingebunden sind.
9. System nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System wenigstens eine Auswerteeinheit zum Erfassen von Betriebsparametern des Antriebssystems aufweist, die über eine Datenverbindung in das System eingebunden ist.
10. System nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System dazu ausgebildet ist, bei Auftreten vordefinierter Ereignisse, insbesondere bei Betriebsstörungen oder bei der Erfassung kritischer Betriebsparameter, Meldungen über die Benutzerschnittstelle auszugeben.
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