本發明涉及一種用于運行信息物理系統的數據網絡上的電部件、例如電動馬達或傳感器的方法。此外,本發明涉及一種自動化設施,其包括信息物理系統和電部件,以及涉及一種用于將電部件與信息物理系統的數據網絡耦聯的適配器設備。
背景技術:
在用于執行控制和/或制造工序的自動化設施、例如釀酒廠中的瓶填充設施或城市中的交通燈控制設施的范圍內,已知應用在概念工業4.0下已知的信息物理系統。概念工業4.0描述如下技術景象,所述景象表現了作為信息物理系統(CPS)的技術解決方案。所述解決方案的特征還在于:所參與的、可借助自身的控制軟件能自主地運行的部件之間的密集的互聯和通訊。
信息物理系統稱作信息技術方面的、軟件控制的部件與機械的和電子的部件的復合裝置,所述機械和電子部件經由數據基礎設施、即數據網絡、例如因特網或內部網來通訊。通過將中央控制單元聯網來構成信息物理系統,所述中央控制單元在沒有關于要控制的部件的具體的技術配備的信息的情況下發送涉及部件的運行特性的請求。僅僅要控制的部件將請求轉換成具體的、由其技術配備預設的運行特性。例如,中央控制單元能預設:對下五分鐘,在自動化設施中應采取節能的靜止狀態。該部件相關的請求由每個部件根據其技術配備。即根據其技術可行性來轉化。例如,能夠對天花板照明進行調光,而相反能夠降低電動馬達的轉速。
顯著的問題則是從如今廣泛應用的經典技術到該信息物理系統的轉化。如今經典的部件通常中央地通過例如可編程邏輯控制器來控制,所述可編程邏輯控制器的調節回路由于合格的工程而具有判定特性,來代替自主的自動配置,如其在CPS的部件的情況下是可行的。如今的部件因此根據與信息物理景象不同的其他準則來優化。
不能夠由此出發:即,通過CPS將會暫時地且完全地代替現有的系統,因為這種改裝是成本密集的并且不是所有供貨商都能夠以相同的方式調整其產品組合。能夠預見具有混合情景的長期的過渡階段,在所述情景中在信息物理系統上也必須運行需要通過可編程邏輯控制器經由現場總線進行控制的傳統的電部件。
在此,電動馬達可能表現出特殊的問題。經典地,根據有關準則對針對特定的任務的電動馬達進行設計、選擇和安裝,有關準則例如是準則VDE 0503(IEC 34-17),其中能夠確定尺寸數據、運行類型、冷卻方法和開機特性。這引起與上級系統連接,即在產生中央控制命令時,常規的自動化設施的中央控制單元考慮要控制的部件的技術配備。因此會需要:在中央控制單元能夠判定:隨后要發送何種控制命令之前,為了通過中央控制單元產生控制命令,首先由要控制的電部件將其能量消耗、轉速信號、溫度信號、調節信號和/或保護觸發器的狀態傳輸給中央控制單元。在此,關于應用的認知例如在于馬達的選擇、線纜的設計和布設、供電裝置的尺寸設計和控制系統的參數化、編程。
相反,在CPS的情況中必須由此出發,即,現有的經典設計的馬達面臨新的要求,因為在CPS中,中央控制單元產生與部件無關的請求數據,所述請求數據也與各個部件的當前的運行狀態無關地形成。該請求一方面必須能夠由要控制的部件來解釋,另一方面,必須避免與原始設計、例如最大轉速或最大可行的冷卻功率沖突。例如,能夠引起:電動馬達的運行類型應根據請求數據來運行,所述電動馬達原始不針對所述請求數據來設計,例如通常的啟動/停止來代替持續運行。由此,結果將會是電動馬達的不允許的加熱和/或提高的磨損。在混合情景中,喪失了對于符合實際情況的運行的至今明確分配的職責。
技術實現要素:
本發明所基于的目的是:在信息物理系統中運行電部件。
所述目的通過獨立權利要求的主題來實現。通過從屬權利要求的特征得到本發明的有利的改進形式。
該問題通過硬件和軟件設備形式的適配套組來實現,所述適配套組用作為在一方面經典的、依靠中央調節裝置的部分和另一方面信息物理系統之間的聯接環節。該適配設備的基本結構如下。
通訊裝置設計用于:從信息物理系統的數據網絡中接收請求數據,所述請求數據預設設備的與部件的技術配備無關地描述的運行性能;即例如對于下五分鐘節約能量的請求。解釋裝置設計用于:根據請求數據確定能借助部件的技術配備來執行的要求,即例如當部件具有這種電動馬達時,降低部件的電動馬達的電功率消耗。如已經詳述的那樣,但是如果由此例促使電動馬達磨損的話,那么這不總是有利的。衡量裝置設計用于:根據部件的運行數據為要求產生解決可能性,其中所述運行數據說明部件的運行狀態和/或運行極限。這種解決可能性預設用于部件的至少一個控制信號。例如,該解決可能性在一個實例中能包括用于降低電動馬達的轉速的控制信號,代替將其完全地停止。最后,控制機構設計用于:將解決可能性的至少一個控制信號輸出給部件的控制接口。換言之,控制機構從部件的觀點來看例如取代經典的設備控制裝置的可編程邏輯控制器(SPS)。借助適配設備,還是經由數據網絡能夠控制電部件,如信息物理系統的系統自身的部件,因為適配器設備的通訊裝置提供通訊接口,如其也具有信息物理系統的系統自身的部件。
通過根據本發明的適配設備得到如下優點:根據與部件無關的請求數據,為所請求的運行性能的部件特定的轉化實現電部件的自動的配置,其中CPS的中央控制單元將所述請求數據經由數據網絡發送。借此,不針對信息物理系統設計的電部件也能夠在沒有磨損或運行安全風險的情況下在信息物理系統處運行。
通過根據本發明的適配器設備的運行,得到根據本發明的方法。通訊裝置從網絡接收請求數據,從所述請求數據中通過解釋裝置產生考慮部件的技術配備的要求。將要求在本發明的范圍內尤其能夠理解為數據組,所述數據組將具體的部件部分與請求相關聯。例如,請求能夠涉及能量消耗(“降低能量消耗”)、產量(“提高生產速率或加工速率”)或可用性(“將最大反應時間設定到數值x上”)。通過解釋裝置從中產生對于特定部件部分、例如電動馬達或照明裝置或傳感器的要求。通過解釋裝置因此能夠參考請求例如對電動馬達或燈或測量電路進行驗證或關聯。部件通過衡量裝置根據部件的運行數據通過如下方式來得出部件部分現在如何轉化要求,即通過所述衡量裝置得出用于轉化要求的解決可能性。衡量裝置因此例如能夠考慮部件的已經存在的切換頻繁性或磨損狀態或當前的溫度,并且隨后在考慮運行數據的情況下通過相應的控制信號轉化要求(例如功率降低或小的要求時間),所述控制信號共同形成解決可能性。控制機構于是將解決可能性的至少一個控制信號輸出給部件的控制接口,例如用于燈或測量電路的控制電路或電動馬達的逆變器。
通過將一個實施方式的根據本發明的適配器設備集成到自動化設施中,得到一個實施方式的根據本發明的自動化設施,借助所述自動化設施能夠在設施場中執行控制和/或制造工序。用設施場表示如下場地,在所述場地中設置用于控制和/或監視工序的部件,即執行器和傳感器。部件經由數據網絡與中央控制單元耦聯,所述中央控制單元設計用于:根據跨部件限定的運行策略執行所述工序。所述運行策略優選包括在下述運行準則中的一個的優化準則:能量節約、可用性、產量或維護。也能夠提出:控制單元設計用于:在優化準則的至少兩個之間進行切換,即切換運行準則。相應的優化準則尤其能夠預設最小化(能量消耗、磨損)或最大化(產量、可用性),其中也能夠預設預先限定的、包括極端值的公差范圍。
為了針對給定的運行策略滿足在所選擇的運行準則的方面的優化準則,在信息物理系統中僅提出:中央控制單元根據運行策略產生相應的與部件無關的請求數據,并且經由數據網絡發動給設施場中的至少一個部件。因此,與在常規的自動化設施中不同,中央控制單元不考慮部件的相應的技術配備。
在根據本發明的自動化設施中還有利地確保:然而一個不針對信息物理系統中的運行設計的電部件也將所述與部件無關的請求數據轉換成對應于運行準則的運行性能,即例如降低其能量消耗或調整其相應特性或其可用性。
根據本發明的適配器設備的一個有利的改進形式提出:解釋裝置設計用于:對來自數據網絡中的請求數據檢查其對于部件的相關性,并且僅針對識別為相關的請求數據產生要求。在此,解釋裝置與存儲器耦聯,在所述存儲器中存儲映射規定。通過映射規定能夠預設部件標識與部件的部件部分的關聯,所述部件標識能夠包含在要求數據中。如果例如經由數據網絡接收要求,即降低馬達的功率消耗,并且部件為鼓風機,那么能夠通過解釋裝置識別:請求是相關的,因為鼓風機具有電動馬達。
第二優點是:均衡裝置為要求確定多個臨時的解決可能性,而并不是唯一的解決可能性。在此,將關于下述運行準則的至少一個的相應的排名值與每個解決可能性相關聯,所述運行準則為:能量節約、可用性、產量、維護。將維護在此能夠理解為部件的小的磨損。可用性涉及部件的反應時間和/或動態。為了現在能從多個臨時的解決可能性中選擇出其中一個,設有判定裝置,所述判定裝置設置或連接在衡量裝置下游,所述判定裝置設計用于:根據當前的運行準則選擇根據排名值對于當前的運行準則最佳的解決可能性,并且傳輸給控制機構。如果例如部件已經嚴重磨損,那么能夠將維護提出作為運行準則。于是相應地,選擇最為保護性的解決可能性。在最大允許的運行溫度附近運行的部件例如能夠將能量節約提出作為運行準則,并且隨后轉換相應的最節約能量的解決可能性。
通過判定裝置有利地導致電部件的自我保護。
尤其有利的是:適配器設備是能雙向通訊的。對此,根據一個實施方式,生成裝置設計用于:經由通訊裝置將報告數據發送到數據網絡中,其中所述報告數據描述了部件的狀態。報告數據例如描述由控制機構轉化的解決可能性和/或當前輸出給部件的控制信號。換言之,將包含在接近可行性中的應答和/或限制輸出給中央控制單元。限制例如能夠說明:出于熱學理由僅能夠首先地轉化能量節約。通過生成裝置得到的優點是:中央控制單元能夠監視其運行策略的轉化。
根據一個實施方式提出將請求尤其靈活地匹配于電部件,其中傳感器接口設計用于:接收與部件的運行狀態相關的至少一個傳感器信號。所述傳感器信號由監視裝置使用以確定部件的運行時間狀態。監視裝置設計用于:根據至少一個傳感器信號產生由衡量裝置使用的運行數據的至少一部分,使得根據所述運行數據確定解決可能性。
關于已經提出的根據本發明的方法,該方法的具有已經在根據本發明的適配器設備的改進形式的上下文中描述的特征的改進形式也屬于本發明。出于該理由,在此,不對根據本發明的方法的相應的改進形式進行描述。
附圖說明
下面描述本發明的一個實施例。對此示出:
圖1示出根據本發明的自動化設施的一個實施方式的示意圖,
圖2示出適配器設備的一個實施方式的示意圖,如其能夠在圖1的自動化設施中提供的那樣,
圖3示出用于運行圖2的適配器設備的信號流圖,
圖4示出根據本發明的方法的一個實施方式的流程圖,所述方法例如能夠通過圖2的適配器設備來執行。
具體實施方式
下面闡述的實施例為本發明的優選的實施方式。但是,在該實施例中,本發明的實施方式的所描述的部件分別為本發明的各個可彼此獨立考慮的特征,所述特征也彼此獨立地改進本發明進而也能夠單獨地或以所示出的組合不同的組合視作為是本發明的組成部分。此外,所描述的實施方式也能夠通過本發明的已經描述的特征的其他的特征來補充。
圖1示出自動化設施10,其中例如涉及用于注塑部件的制造設施或用于例如用于在核電廠或火電廠中獲取能量的工序的控制設施、或者用于交通燈系統的控制設施。
自動化設施10能夠具有設施場或簡稱場12,其中能夠設置有用于控制和/或監視設施10的工序的部件14、16。設施場12例如能夠涉及制造車間或具有多個制造車間的建筑物、或在交通燈控制設施的情況也能夠涉及城區。部件14、16能夠分別是執行器和/或傳感器。例如,其能夠分別是可控制的閥或交通燈或注塑自動裝置或流水線或傳送帶或電動馬達。
為了協調部件14、16的運行并且由此在場12中執行工序,在設施10中能夠提供中央控制單元18,其例如能夠為中央計算機。控制單元18能夠經由數據網絡20與部件14、16連接,所述數據網絡用于交換控制數據和狀態數據。控制網絡20也能夠完全地或部分地無線地設計,并且提出例如經由WLAN(無線局域網)或也經由移動無線連接、例如UMTS或LTE進行數據傳輸。有線連接的傳輸例如能夠借助于標準以太網來實現。數據傳輸例如能夠借助于因特網協議(IP)來協調。
中央控制單元18和部件14之間的數據交換在此能夠基于根據CPS(信息物理系統)的通訊協議來進行。控制單元18和部件14因此經由數據網絡20耦聯至信息物理系統或簡稱CPS 22。部件14對此設計有自身的(未示出的)智能裝置或控制單元,其實現相應部件14的自主運行,并且在此將運行性能適應于控制單元18的請求。
部件16能夠如下以無關系統的方式設計,使得所述部件不能夠解釋來自中央控制單元18的請求數據24。此外,能夠可行的是:部件16不能夠根據CPS 22的通訊協議產生報告數據26。
為了進一步闡述而假設:部件16包括電動馬達28和用于運行電動馬達28的逆變器30。逆變器30為部件30的控制接口。因此,為了運行部件16而需要:產生用于控制逆變器30的控制信號32,并且將設置在逆變器30和/或電動馬達28中的傳感器的傳感器數據34映射成請求數據24或報告數據26。對此,部件16經由適配器設備36耦聯到數據網絡20上。適配器設備能夠構成為適配器套組AK,即具有自身的殼體和電的插接輸入端和插接輸出端的適配器模塊。
為了進一步闡述還假設:將部件16與電動馬達28裝入用于通風任務的工業設施中。對此,在構造設施10時,例如在例如對應于運行類型S1、例如根據國際標準IEC 60034-1或者IEC 34-17的持續時間期間設置馬達28、其保護、布線和維護。
通常列出的、轉變為信息物理系統、如系統22的益處是通過有針對性地切斷不需要的機組設備得到的能量節約,所述能量節約在基于可編程邏輯控制器的技術中在沒有明確的規劃的情況下是很少可行的。在該情況下,CPS 22例如經過幾個小時總是再次通知自動化設施10的子系統,即部件14、16:不需要對有關的車間通風幾分鐘。于是,電動馬達28也能夠對其作出反應。對此,適配器設備36能夠為部件16解釋請求數據24,并且在需要時產生所屬的控制信號32,其中所述請求數據能夠包含用于節約能量的命令。
對于適配器設備36的功能在下文參考圖2、圖3和圖4。
圖2示出適配器設備36的電路結構或硬件。適配器設備36能夠具有用于部件16、即馬達的物理接口,所述接口在此稱作為部件接口38。部件接口38能夠對應于具有例如利用可編程邏輯控制器的中央調節的安裝裝置的接口,即例如對應于用于Profinet總線的總線端子。部件接口38能夠包括信號線路并且還有能量供應線路。另一物理接口是用于與CPS 22的數據網絡20的數據交換的通訊接口40。對此,能夠以所描述的方式提供用于以太網、WLAN或LTE或還有其組合的通訊接口40。供電接口42能夠設置用于對適配器設備36和/或部件16的能量供應,其中在此能夠提出選擇多種提議以利用CPS的其他的可能性,例如不同的匯流排,所述匯流排中的每個能夠具有不同的電壓層級;或者用于無中斷的供電USV的連接可能性。對此,供電接口42也能夠包含或者具有例如用于變換電壓和/或緩存能量的開關設備。最后,適配器設備36能夠具有技術接口44,借助所述技術接口能夠配置和維護適配器設備36的運行性能。適配器設備36能夠通過微控制器或中央處理器或通常處理器裝置44來控制,所述微控制器或中央處理器或通常處理器裝置能夠經由技術接口44來配置。此外,處理器裝置46例如也能夠具有模數轉換器和/或數模轉換器,以便實現模擬信號和需要用于處理的數字數據之間的變換。處理器裝置46也能夠包括用于適配器設備36的操作軟件的存取可能性。
因此,適配器設備36取代常規的、可經由現場總線聯接到部件16上的現場控制裝置,如其在現有技術中例如借助可編程邏輯控制器來實現。經由部件接口38能夠與部件16交換涉及能量、轉速信號、溫度信號、調節信號和/或保護觸發的信息。經由接口38、42能夠從能量供應網絡48到部件16的能量分布并且(在可能的再生的運行中)返回到供電網絡48中。
下面,根據圖3描述適配器設備36的工作方式。通過處理器裝置46能夠提供例如程序模塊形式的如下模塊:解釋模塊50、衡量模塊52、判定模塊54和指令生成模塊56。此外,能夠提供數據存儲器或數據庫或通常的認知基礎,例如,應用認知基礎58、運行時間狀態認知基礎60和/或工程認知基礎62。部件接口38能夠具有測量數據接口64和控制機構66。
通過處理器裝置46執行運行時系統、即控制循環或監控循環,在所述運行時系統中通過相應的、同名的模塊50、52、54、56處理解釋、衡量、判定和指令生成的步驟。處理外部的要求通過請求CPS 22、即請求數據24來觸發。
到CPS 22的接口通過通訊接口40形成,所述通訊接口能夠提供基礎功能、如發送/接收、數據緩存、格式變換和安全功能、即例如VPN(虛擬專用網絡)、HTTPS(安全超文本傳輸協議)和/或加密。
測量數據接口64通過直接應用例如電動馬達28的傳感器信號34評估出可用的信息,它們對于該應用應當是有意義的,即例如馬達電流的指紋,以便獲得例如繞組和/或炭刷的狀態的結論,或者用于評估例如馬達或通常部件16的熱平衡,或者確定轉數信號波動,以便識別出不平衡或軸承損壞。
通過存儲和轉換針對CPS 22的要求產生的、用于轉換的解決可能性、即一個或多個控制信號的方式,控制機構38能夠取代如在現有技術中遠程經由現場總線實現是經典控制,所述控制信號例如是控制信號“接通”、“將轉速值設定于“X”、“在超過120攝氏度的溫度下切斷”。此外,控制機構38能夠承擔控制指令生成56,以便根據經由工程接口44或通過中央控制單元18預設的通訊方式或通訊模式來連續地將準模擬的狀態報文(“65.3攝氏度”、“65.3攝氏度”、“65.6攝氏度”……)或者事件相關的“Delta報文”(“將溫度提高0.3攝氏度到65.6攝氏度”)發送給CPS 22。
解釋50接受來自通訊接口40的引入的請求并且能夠在對于控制部件16的相關性方面評估該請求。如果例如為關于部件16的、例如在實例中描述的電動馬達28的主題(在此,開關過程、能量消耗、典型的應用能夠是相關的),那么解釋50能夠判定:請求數據24是與部件16相關的數據。
通過解釋50,也能夠執行文本確定,即例如能夠檢查:發送器是否是相關的,要求是否匹配于設施狀態,并且要求是否介入到與CPS的其他的通知和/或診斷的序列中。例如,能夠檢查:請求是否完全設計如下制造車間,在所述制造車間中安裝部件16。僅用于該制造車間的請求數據是相關的。
如果通過解釋50識別部件16的相關性,那么能夠推導用于部件16的要求,即例如電動馬達28的要求。例如,能夠從為了節約能量而需要的請求數據24中產生具體的要求,所述要求說明:電動馬達28應當以低功率運行例如五分鐘。
為了從與部件無關的請求中產生要求,能夠設有應用認知基礎58,在所述應用認知基礎中例如能夠存儲:何種類型的請求數據、何種術語或名稱或何種發送器對于部件16是相關的,并且發送器的哪些請求、即例如控制單元18的哪些請求對應于那些技術配設元素或其控制參數。由此能夠借助于來自應用認知基礎58的相應的映射規定,將例如該實例中的概念“風扇”也與馬達28相關聯。剛好如此,當能量節約控制器作為中央控制單元18處于與部件16相同的設施場12中時,概念“能量節約控制器”能夠是有效的發送器。“能量節約”相應地能夠轉換成用于切斷或降低轉速的要求。
衡量52能夠將所表達的要求與現有的部件16的真實性相比較,例如所述部件的設計(在實例持久運行S1中)、部件16的效率特征曲線、裝入情況,所述裝入情況例如能夠通過受限制的散熱來給定,或者薄弱設計尺寸的電流供應裝置/電保險裝置。如果可以解決要求68,能夠通過衡量52能夠確定一個或多個解決可能性70。因此,能夠為電動馬達28例如實現通過切斷、空轉運行或降低轉速來滿足節約五分鐘能量的要求。
這是三種必須在其之間抉擇的解決可能性。解決可能性能夠在考慮當前的運行時情況的條件下在不同的運行準則方面進行評估。運行時情況例如能夠為超出所提出的正常溫度的當前的馬達和環境溫度。運行準則例如能夠是:節約能量和/或可用性和/或效能和/或維護最小化(保護)。因此,例如在運行準則方面,切斷與降低相比被評估為更加節約能量。但是對此,切斷和再啟動在維護最小化方面與僅降低轉速相比被評估為更差。因此,通過衡量52根據不同的目的或運行準則對每個解決可能性區分優先次序,使得在每個運行準則方面形成解決可能性的相應的優先級排序。為了確定解決可能性并且將其在運行準則方面進行評估和排序,能夠使用工程認知基礎62和運行時間狀態認知基礎60。
當存儲安裝情況和能量供應、例如目錄數據、顯著的偏差、如替代部件或維修、布線的特點和/或保險和裝入情況時,工程認知基礎62能夠描述真實的部件16、即例如真實的馬達28。
運行時間認知基礎60能夠提供當前的運行數據、其存檔文件、推導出的特征碼和維護狀態和/或磨損余量(例如運行小時或旋轉的剩余數量)。基于衡量52的解決方案70,能夠得出關于所選擇的替代方面的判定54。
因此,工程認知基礎62提供與部件16的運行極限72相關的運行數據。因此,運行時間狀態認知基礎60能夠提供為衡量52提供與運行狀態74相關的運行數據。在此,根據運行數據能夠借助不同的目標特定的優先級排序來發現在該范圍內最佳的解決方案,所述優先級排序分別與運行準則相關。例如能夠做出判定如下:一個解決方案對于可用性和維護最小化為最佳的替選方案、但對于能量節約僅能夠是次佳的解決方案。在此,判定54能夠根據確定的運行準則、即例如能量節約進行,或者交替地、根據例如由CPS 22確定的運行準則來進行。所選擇的解決可能性于是作為要執行的解決可能性70’輸出。
下面,根據圖4,針對開始描述的實例再次描述用于從請求數據24中確定解決可能性70’的方法,其中請求數據24例如能夠包含要求:“節約能量五分鐘!”,如這能夠通過該解釋50在步驟S10中確定那樣。在步驟S12中,能夠將衡量確定作為解決方案70:切斷、空轉、降低轉速。在步驟S14中,能夠評估解決可能性70,并且對此使用出自運行時間狀態認知基礎60中的運行時條件,即運行數據74。例如能夠得出:在過去、例如在最后幾小時或最后十小時已經觀察到強烈經常出現切斷,使得解決可能性“切斷”在運行準則“維護”方面與例如空轉相比被評估為更差。根據邊界條件,如通過運行數據72限定的邊界條件,降低轉速能夠得出:存在差的效率,這在運行準則“能量節約”方面能夠相應地被評估。關于空轉,能夠得出:由于當前的溫度,會需要充分地冷卻部件16,使得在此相應地評估磨損方面(運行準則保護))。
由此,在步驟S16中能夠根據不同的運行準則76、78、80來進行優先級排序。例如,運行準則76能夠涉及能量節約,運行準則78涉及可用性并且運行準則80涉及維護最小化。相應地,以不同的排序82、84、86來排列解決可能性70’,其在圖4中是停止、空轉和降低的轉速。
在步驟S18中現在能夠通過判定54來得出:當前應遵循何種運行準則。在該實例中,運行準則應遵循能量解決(76),使得將解決可能性的排序82作為基礎并且從中得出:最佳的解決方案是切斷部件16。該選擇出的解決可能性70’轉發給指令生成56。
基于所選擇的解決可能性70’,促使指令生成56產生用于控制機構66的指令并且必要時觸發至CPS 22的相應的通訊,例如通過產生應答報文來應答或者涉及限制的通知(“節約能量能夠出于熱學理由僅限制地進行”)。這是如下報告數據26,所述報告數據由適配器設備36經由數據網絡20發送到CPS 22中。指令生成56也能夠對運行時間狀態認知基礎60設有當前數據,即將當前數據存儲在該處,以便為未來的判定支持運行的全面的評估。
于是,控制機構66根據控制指令產生控制信號32,所述控制指令由指令生成56根據所選擇的解決可能性70’來產生。
處理內部要求(例如溫度值的準模擬的典型的傳輸)同樣能夠通過控制機構66來推動,其中對此,傳輸能夠根據CPS 22對適配器設備36的要求來推動,其中在此,相應的請求數據24又能夠借助于應用認知基礎58來解釋。
認知基礎58和62能夠在部件16和適配器設備36的運行時間運行之前被提供數據,應用認知基礎58在此根據CPS 22的規格、即例如通過設施集成器或總系統負責裝置來被提供數據。工程認知基礎62能夠根據相應部件的情況來填充,即例如由負責的電氣技術人員來填充。
因此,適配器設備36整體上能夠在該實例中在利用應用認知基礎58的情況下識別:用開始描述的、含“填充”和“車間的”請求表示適配器設備36或部件16。在此,邏輯上也能夠談及其他的子系統、例如部件14中的一個或多個,因為獨立地實現請求部件。此外,能夠通過適配器設備36識別:應當采用切斷作為狀態。隨后檢查:相反是否談及其他條件,例如馬達和線路的不允許的加熱。因為根據S1設計的馬達最初不針對頻繁的再啟動設計和安裝,所以在運行類型S2(短時運行)中的使用能夠引起過熱。這能夠在運行時間狀態認知基礎60中調用,或者相反,工程認知基礎62中的維護標注中的條件能夠表示:由于例如馬達的啟動電容故障而在任何情況下都不應切斷。如果切斷可用,那么能夠根據應用認知基礎58還生成對相鄰的子系統的請求:所述子系統是否在相同的時間點必須再次驅動,如果是的話,子系統能夠使在通風的情況下不臨界的、以幾秒累進的再啟動相協調,以便在能量供給中不產生負荷峰值。于是,對此也不需要通過控制單元18進行中央控制。
通過提供適配器設備36,實現用于在CPS 22的數理邏輯復雜的世界和電動馬達28或普遍的為部件16的盡可能不含數理邏輯的通訊可能性之間的轉換的新型的方案,所述部件依賴于控制裝置的控制信號32。
接口的內容方面的設計、即適配器設備36的工程設計能夠通過設施本地的人員來進行,使得適配器設備36能夠極其靈活地使用,并且能夠短期地集成。僅需要用于構成用于進行接收的CPS 22的配置的知識載體、即例如設施10的IT負責者,以及用于有問題的部件16、即例如馬達28的知識載體,和其安裝,即例如設施電氣技術人員。該操作人員于是例如能夠在操作裝置上執行適配器設備36的工程設計并且經由工程接口44將所選擇的配置存儲在適配器設備36中。因此,對于在設施中的后續實施(如其在對設備現代化時能夠出現)、也或者其用于工業4.0類型的協同應用的訓練、例如能量節約和/或資源保護是尤其有利的。
還有利的是:在同時考慮部件16的當前的運行條件的情況下,根據交替的運行準則76、78、80進行的判定的簡單的可能性。
整體上指出如下實例,為了聯接到信息物理系統中,如何能夠通過本發明提供用于電動馬達的適配套組。
附圖標記列表
10 自動化設施
12 設施場
14 CPS部件
16 經典的部件
18 中央的控制單元
20 數據網絡
22 信息物理系統(CPS)
24 請求數據
26 報告數據
28 電動馬達
30 逆變器
32 控制信號
34 傳感器信號
36 適配器設備
38 部件接口
40 通訊接口
42 供電接口
44 工程接口
46 處理器裝置
48 供電網絡
50 解釋
52 衡量
54 判定
56 指令生成
58 應用認知基礎
60 運行時間狀態認知基礎
62 工程認知基礎
64 測量數據接口
66 控制機構
68 要求
70 解決可能性
70' 選擇出的解決可能性
72 運行極限
74 運行狀態
76,78,80 運行準則
82,84,86 優先權排序
AK 適配器套組
S10,S12,
S14,S16,S18 方法步驟