(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動化すべきプロセスの制御及び/又は監視のための方法であって、ソフトウエアをインスタンス化することの可能な基本オブジェクト形式が、
種々の調節機能のための調節オブジェクト（ＦＣＯ）、
目標量発生器としての目標量オブジェクト形式（ＣＶＯ）、
予め与えられるユーザプログラムのためのプログラム処理オブジェクト形式（ＰＲＯ）、
種々のハードウエア構成要素のインターフェースに制御装置を適合させるためのドライバオブジェクト形式（ＤＲＯ）、
運転システムのためのインターフェースとしてのシステムマネージャーオブジェクト形式（ＳＭＯ）、及び
実行形式の記憶のためのブートオブジェクト形式（ＢＯＯ）であって、  
ランタイムシステムのファームウエアの部分であるパラメータ及び結合のためのアドレス可能なインターフェースを持ち、
その際、インスタンス化可能な基本オブジェクト形式（ＰＲＯ）として、少なくとも１つのプログラム処理オブジェクト形式（ＰＰＯ）、及び少なくとも１つのドライバオブジェクト形式（ＰＲＯ）を備え、プログラム処理オブジェクト形式（ＰＰＯ）はユーザ定義可能なプログラムを処理し、そしてドライバオブジェクト形式（ＤＲＯ）はプロセスハードウエアを制御することを特徴とするソフトウエアアプリケーションのプロジェクション（射影）化及び/又はプログラミングを行うための方法。
【請求項２】
プロジェクションが少なくとも基本オブジェクトの選択、パラメータ化および相互接続の過程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
インスタンス化可能な基本オブジェクト形式（ＢＯ）としてさらに、ＩＡＰシーケンスの処理に適した少なくとも１つのプログラム処理オブジェクト（ＰＰＯ）を仮想的な機械として備えることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
インスタンス化可能な基本オブジェクト形式（ＢＯ）としてさらに、外部の技術的プロセスの部分要素のための指令量を予め与える、少なくとも１つの指令量オブジェクト（ＣＶＯ）を含むことを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の方法。
【請求項５】
インスタンス化可能な基本オブジェクト形式（ＢＯ）としてさらに、外部の技術的プロセスの部分要素の制御のために、少なくとも１つのコントローラオブジェクト（ＦＣＯ）を含むことを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の方法。
【請求項６】
プロジェクションをエンジニアリングシステム（ＥＳ）上で実行し、かつソフトウエアアプリケーションをランタイムシステム（ＲＳ）上で実行することを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の方法。
【請求項７】
全ての基本オブジェクト形式（ＢＯ）がエンジニアリングシステム（ＥＳ）内にコピーを有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
外部の技術的プロセスを制御および／又は監視するための方法において、
技術的プロセスの制御および／又は監視を請求項１ないし７の１つによりプロジェクション又はプログラミングされたソフトウェアアプリケーションを用いて行うことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は技術的プロセス、特に製造機械の運動を制御する方法であって、中央の計算ユニットにより、インスタンス（実例）化可能性ならびに予め定めた少なくともパラメータ化可能な機能を有するソフトウェア構成要素の需要に即応した相互接続に基づき制御プログラムを処理する方法に関する。
【０００２】
技術的プロセスを自動化するための従来公知の方法は、主に“ＳＰＳ機能”又は“ＣＮＣ機能”に基づく。この種機能の枠内では特定の機能が固定的に予め定められるので、特殊なプロセスの要求への最適な適合はしばしば条件付きでしか可能でなく、具体的な用途（例えば本来工作機械に対し計画されたＣＮＣ制御の包装機械への使用）では、しばしば機能のうちの１つの群が丸々不要となる。
【０００３】
さらに、各用途を考慮に入れて、特別にプログラムされた制御ソフトウェアの形態で、個別に設計された単一目的の制御が存在している。
【０００４】
さらにドイツ特許第197 40 550号明細書から、技術的プロセスを制御し、かつ制御プログラムを実行する処理機械の運動を制御する装置が公知である。この制御プログラムは多数のソフトウェアモジュールから成る。それ自体公知のプログラム記憶式制御装置のプロセス制御機能と、同じく公知のＮＣ制御装置の運動機能とが、統一的なコンフィギュレーション可能な制御システム内で実現されている。しかし個々のソフトウェアモジュールは、ここでは部分制御にて処理されるため、各ソフトウェアモジュールに対し中央の計算ユニットが必要となる。
【０００５】
本発明の課題は、制御プログラムのつなぎ合わせを簡単にし、かつ必要な中央の計算ユニットの必要数を減ずることにある。
【０００６】
この課題は、外部の技術的プロセスを制御および／又は監視するためのソフトウェアアプリケーションのプロジェクション又はプログラミングをする方法において、パラメータ化および相互接続のためにアドレス指定可能なインタフェースを持つインスタンス化可能な基本オブジェクト形式を備え、インスタンス化可能な基本オブジェクト形式として、少なくとも１つのプログラム処理オブジェクト形式と、プロセスハードウェアを駆動するための少なくとも１つのドライバオブジェクト形式とを備え、かつプロジェクションが少なくとも１つの基本オブジェクト形式の選択、パラメータ化および相互接続の過程を含むことにより解決される。
【０００７】
制御プログラムは、かくして本質的にアドレス指定可能なインタフェースを持つソフトウェアオブジェクトから成る。具体的なソフトウェアアプリケーションのプロジェクションおよびプログラミングを行うため、計画者／プログラマは多数の予め定められた基本オブジェクト形式から、各自動化意図に応じ必要な基本オブジェクト形式を選び出す。基本オブジェクト形式の選択はプロジェクション／プログラミングの枠内で相応の基本オブジェクト形式のインスタンス化に相応する。基本オブジェクト形式の各インスタンスは基本オブジェクトである。基本オブジェクトのインタフェースを用いて基本オブジェクトがパラメータ化かつ相互接続可能であり、こうして具体的な各要求に応じて選出した基本オブジェクトを、それらのインタフェースを介して制御プログラムとしてつなぎ合わせ、最終的に具体的な制御機能に対するソフトウェアアプリケーションを形成する。
【０００８】
基本オブジェクト形式として、基本的に予め定められた機能を有するオブジェクト形式が考慮の対象になる。プログラム処理オブジェクトは、各利用者により個別的に、各プログラム処理オブジェクトに対して予め定めた具体的な指令の列の実行を可能にする。
【０００９】
プロセスハードウェアを駆動するためドライバオブジェクトが設けられ、以下の説明では短縮して単にドライバオブジェクトと呼ぶ、相異なるハードウェア構成要素に対し、それぞれ相異なるドライバオブジェクトが設けられる。
【００１０】
技術的プロセスのハードウェア部分構成要素に対する指令量を設定するため、インスタンス化可能な基本オブジェクト形式として、さらに指令オブジェクト形式を設けるとよい。
【００１１】
追加的又は代替的に、外部の技術的プロセスの部分構成要素を調節するため、少なくとも１つのコントローラオブジェクトを設けるとよい。
【００１２】
一方においてプロジェクション／プログラミングをエンジニアリングシステム上で行い、他方においてソフトウェアアプリケーションをランタイムシステム上で実行するのが望ましい。それにより、プロジェクション又はプログラミングは各具体的なソフトウェアアプリケーションの実行に無関係となる。
【００１３】
本発明は、技術的プロセスの制御および／又は監視を、本発明に従いプロジェクション又はプログラミングされるソフトウェアアプリケーションを用いて行う限り、ソフトウェアアプリケーションのプロジェクション／プログラミングだけでなく、本発明に従いその都度プロジェクション／プログラミングされる個々の具体的なソフトウェアアプリケーションをも包括する。このソフトウェアアプリケーションは、その都度使用される各基本オブジェクトとそれらの具体的な相互接続により主として成り立っている。
【００１４】
本発明の他の特徴、利点および応用可能性は従属請求項、図面による実施例の以下の説明および図面自体から明らかになる。ここで、全ての説明および／又は図示する特徴は、それ自体単独で又は任意の組み合わせで、請求項又はそれらの説明内のまとめ方に関係なく、本発明の対象である。
【００１５】
各自動化意図は自動化すべきプロセス側でハードウェアモジュールの類別に立脚している。以下の説明で優先的に考察する運動制御システムの場合、これらは例えば相応の駆動部を有する一軸、三軸又は四軸モジュールである。
【００１６】
ソフトウェアの側では、技術的プロセスの普通一般に処理を非同期で考慮すべき事象を取り扱うため、リアルタイム作動システムと、分配された制御機能を有する非集中形の制御システムを構成するためのネットワークとが必要となる。
【００１７】
図１中に示す運動制御ソフトウェアシステム（以下ＭＣソフトウェアシステムと呼ぶ）は、少なくとも１つのエンジニアリングシステムＥＳ（オフライン）とランタイムシステムＲＳ（オンライン）とを含んでいる。
【００１８】
上記のＥＳはユーザが運動制御アプリケーション（以下ＭＣＡと呼ぶ）を作成するために用いられる。ＲＳはその実行を引き受ける。
【００１９】
ＭＣＡの作成には、システムコンフィギュレーションと、一般言語レベルでのユーザプログラミムの作成と、これらの情報の、ＲＳ内部で実行可能な形態への変換とが属する。ＲＳは実行可能な形態を実行する役割をする。
【００２０】
ＲＳの枠内で使用される各ハードウェア構成要素は、システムモジュールＳＢと呼ばれる。それはネットワークを介して接続される１つ又は多くのＳＢから成る。ここでＳＢは、制御機能に誂えられた専用の周辺装置（ＰＣも可能）を有するプロセス計算機であり、その上を必要なＲＳ構成要素およびオプションによるＲＳ構成要素がランする。
【００２１】
エンジニアリングシステムＥＳはプログラミング装置又はハーソナルコンピュータ上を標準オペレーティングシステムの下にランする。ＥＳはこの実行可能な形態の始動又は検査目的でＲＳへのアクセスを有する。
【００２２】
具体的な制御構造は、相異なる機能を有するものとして構成されたＳＢ上で、図１のようにインスタンス化可能な所謂基本オブジェクトＢＯの相互接続により生ずる。応用分野に応じて、基本オブジェクトＢＯはＳＢ上で分配（インスタンス化）される。さらに標準ハードウェアへのアクセスのために、基本的に各システムモジュールＳＢはオペレーティングシステムＢＳを有する。
【００２３】
基本オブジェクトＢＯの例は、
−種々のコントローラ機能に対するコントローラオブジェクトＦＣＯ、
−特に運動命令を実行する指令量を発生する指令量オブジェクトＣＶＯ、
−予め定めたユーザプログラムを処理するプログラム処理オブジェクトＰＰＯ、
−種々のハードウェアモジュールのインタフェースに制御を適合させるドライバオブジェクトＤＲＯ
−オペレーティングシステムへのインタフェースとしてのシステムマネージャーオブジェクトＳＭＯ、ならびに
−ＭＣＡの実行可能な形態を記憶し、かつシステム始動を組織化するブートオブジェクトＢＯＯ
である。
【００２４】
システムマネージャーオブジェクトＳＭＯおよび幾つかのドライバーオブジェクトＤＲＯを除く全ての基本オブジェクトＢＯは“外から”、即ち計画者又は開発者によりインスタンス化可能である。基本オブジェクトＢＯ自体はＲＳのファームウェアとして制御内に存在している。
【００２５】
基本オブジェクトＢＯでは、ユーザコンフィギュレーション可能な機能オブジェクトと、必要なシステムオブジェクトとの区別がなされる。ユーザコンフィギュレーション可能な機能オブジェクトは、例えばコントローラオブジェクトＦＣＯ、指令量オブジェクトＣＶＯ、プログラム処理オブジェクトＰＰＯ、幾つかのドライバーオブジェクトＤＲＯおよびＲＳ幅の排他的なブートオブジェクトＢＯＯである。それに対して必要なシステムオブジェクトは、システムマネージャーオブジェクトＳＭＯおよび特殊なドライバーオブジェクトＤＲＯである。
【００２６】
機能オブジェクトＦＣＯ、ＣＶＯおよびＰＰＯは、各応用に応じて制御方策を計画するための典型的なオブジェクトである。必要なシステムオブジェクトＳＭＯ、ＤＲＯは、ファームウェアがランする際のシステムモジュールＳＢへのネットワークアクセスのために設計かつ相互接続され、外からのインスタンス化は不可能である。その結果、各ハードウェアＨＷへのアクセスが保証される。
【００２７】
ＭＣアプリケーションＭＣＡは、基本オブジェクトの相互接続、コンフィギュレーションおよびユーザプログラミング（ＰＰＯにおける）により達成される。プリコンフィギュレートされたＢＯ群は、ＥＳ内で形成されおよび／又は処理される。それによってユーザレベルでのアプリケーションモジュールＳＡＭの形態でのマクロ形成が行われる。
【００２８】
基本オブジェクトＢＯの相互接続は、基本的に“外”からＥＳを用いてコンフィギュレートされ、実行可能な形態で格納される。実際の相互接続の確立は、実行可能な形態に含まれるこれら情報に基づき、ＢＯＯ又はＥＳにより行われる。
【００２９】
基本オブジェクトＢＯの相互接続は、ＢＯにそのために設けられたインタフェースを介して行われる。これらインタフェースは、ＲＳおよびＥＳ内で一義的にアドレス指定可能である。オプションによるインタフェースと、オプションによらないインタフェースとの区別がなされる。オプションによらないインタフェースは、一般にコンフィギュレーションデータの受信、変数交換又はデバッグおよびトレース目的のようなシステム機能に用いられる。オプションによるインタフェースは外へのＢＯの機能的な特殊性を代表する。
【００３０】
ＥＳは、ＢＯ形式又はインスタンスを代表するためＲＳ内に二重の表示としてレプレゼンタティブオブジェクト又はインスタンスを利用する。これらレプレゼンタティブオブジェクトを介して、ＥＳはＢＯの特性および（能動的なＲＳアクセスの際には）ＢＯへのアクセスおよびＲＳ内のそれらのインタフェースに関する情報を得る。これらの関係を図４中に示す。
【００３１】
エンジニアリングシステム内のインタフェース（ＥＳインタフェース）は次のとおりである。即ち、全ての基本オブジェクトクラスはオプションによらないＥＳインタフェースとして指令およびコンフィギュレーションインタフェースを利用し、その際に必要なら分離が行われる。別のオプションでは、ＥＳインタフェースは変数インタフェース、デバッグインタフェース又はトレースインタフェースである。
【００３２】
図５はオブジェクトインタフェースを示す。ここで２つのインタフェースを結び付けるため下記のマッチング規則（全てＡＮＤ結び付け）を適用する。
即ち、結び付けは、
１．インタフェースＩＤが等しい
２．インタフェース方向が互いに相補性である
３．伝達形式が等しい
４．相互接続性（Connectivity）がこれをなお許す
ときに行われる。
【００３３】
ランタイムシステムＲＳ内のインタフェース（ＲＳインタフェース）の決定は運動制御ランタイムシステム内で直接に行われる。インタフェースは、それらの相互接続が可能なように、エンジニアリングシステムＥＳ内で形式標識を介して管理され、またアドレス指定される。
【００３４】
具体的な制御に基本オブジェクトＢＯを相互接続するため、パーソナルコンピュータ／プログラミング装置上でランするエンジニアリングシステムＥＳが設けられ、このシステムＥＳはオフラインで動作し、かつ全ての基本オブジェクトＢＯの写像にアクセスを有する。個々の場合には基本オブジェクトＢＯを相互接続は、代替的に“内部の”ブートオブジェクトＢＯＯを介しても行われる。
【００３５】
エンジニアリングシステムＥＳを用いて具体的な制御方法をプログラムし、かつ相応の道具を使用して動作させる。基本オブジェクトＢＯの相互接続とコンフィギュレーションにより、ハードウェアモジュールに相応する特定の機能を有するアプリケーションモジュールＳＡＭが生ずる（一軸モジュール、多軸モジュールなど）。
【００３６】
具体的に計画したソフトウェアは、ランタイムシステムＲＳ内で実行される。
【００３７】
最も重要な基本オブジェクトＢＯは、コントローラオブジェクトＦＣＯ、指令量オブジェクトＣＶＯおよびプログラム処理オブジェクトＰＰＯである。以下ではこれらのオブジェクトを、プログラム処理オブジェクトＰＰＯから始めて、図２により一層詳細に説明する。
【００３８】
プログラム処理オブジェクトＰＰＯは、先ず第１に、ユーザプログラムＡＰを処理する能力のある仮想的な機械である。プログラム処理オブジェクトＰＰＯは時間的なマルチタスキングコンテクスト内で命令シーケンスを実行するための全ての機能を含んでいる。各ユーザプログラムＡＰは、仮想的な機械の特殊なアセンブラーコーディングＭＣＡＳＭ内に格納されており、このユーザプログラムＡＰに従い、エンジニアリングシステムＥＳ上でグラフィックにＡＰＧ、又はテキストとしてＡＰＴが作成され、コンパイルされ、かつこれから各プログラム処理オブジェクトＰＰＯに転送される。ＢＯおよび作動シーケンス機能へのアクセスは、こうして仮想的な機械の命令セットを介して実現される。
【００３９】
ＭＣアプリケーションに対し、各制御プログラムが直接的に多くのタスクの形式で書かれ、かつ生成される。各制御プログラムを処理するためプログラム処理オブジェクトＰＰＯにより、タスクＡＴ、ＡＴＺ、ＡＴＳがマルチタスキングコンテクスト内で生成される。これらタスクは種々の処理モードに合わせられる。その際、例えばプログラム記憶式制御の動作に相応する周期的な処理および周期的なタスクＡＴＺと、例えば運動を計算するの際のシーケンシャルな処理、即ちシーケンシャルなタスクＡＴＳとの間の区別がなされる。ここでタスクは勿論、例えば周期的なタスクＡＴＺからシーケンシャルな運動タスクＡＴＳのコーディネーションが行われることで、互いに影響し合う。これらユーザタスクＡＴ、ＡＴＺ、ＡＴＳから、コントローラオブジェクトＦＣＯ、指令量オブジェクトＣＶＯおよび／又はドライバオブジェクトＤＲＯの機能を利用するためのＭＣＡＳＭに関する別のタスクが生成される。
【００４０】
単独のＩＡＰはＭＣＡＳＭレベルの命令を表す。ＩＡＰはその機能を実現するため、他のＢＯ又はオペレーティングシステムのＰＰＯ内部と外部のインタフェースを利用する。ＰＰＯ外部の相互接続の構成と管理はＭＮＧにより行われる。ＰＰＯは、ＥＳ内でＡＰから発生され、ロードされたＩＡＰシーケンスを処理するため、定義されたＩＡＰ（プログラムエントリ点に相当する）において省略ＡＴＳを開始する。再帰的なタスク利用を可能にするＩＡＰが存在する。そのためＭＣＡＳＭ命令セット内に、例えばＩＡＰシーケンスの内側で特定のＩＡＰ以降で新しいＡＴＳ又はＡＴＺの発生および開始を可能にするＩＡＰが存在する。
【００４１】
計算機の標準オペレーション、入力／出力機能ならびに、例えばプログラム記憶式制御により用意された特殊な機能とならんで、運動の計算と調節のための機能が必要とされる。これらのより高い機能は、例えば指令量オブジェクトＣＶＯおよびコントローラオブジェクトＦＣＯを利用する。
【００４２】
プログラム処理オブジェクトＰＰＯは、先ず第１にＩＡＰシーケンスを処理するための能力のある仮想的な機械である。単独のＩＡＰはＭＣＡＳＭレベルの命令を表す。それはＢＯおよびＢＳの機能へのユーザのプログラミング可能なアクセスを形成する。ＩＡＰシーケンスの発生と転送は次のステップで行われる。
−ＥＳ内にテキスト（ＡＰＴ）として又はグラフィック（ＡＰＧ）にＡＰを発生する。
−ＥＳ内のＰＰＯの仮想的な機械のＩＡＰシーケンス（システム特有のコーディングＭＣＡＳＭ）内にＡＰをコンパイルする。
−ＥＳ又はＢＯＯにより各ＰＰＯに実行可能な形態からＩＡＰシーケンスを転送する。
【００４３】
ＩＡＰは、その機能を実現するため他のＢＯ又はＢＳのＰＰＯ内部又はＰＰＯ外部のインタフェースを利用する。これらの相互接続の構成および管理はＭＮＧにより行われる。
【００４４】
ＩＡＰを介してアクセス可能な機能は下記のように分けられる。
−ユーザマルチタスキング
周期的（ＡＴＺ）又はシーケンシャル（ＡＴＳ）なＩＡＰ処理を有する新しいタスクがロードされたＩＡＰシーケンス上で発生され、破壊され、かつ影響される。そのために定義されるＩＡＰは、その目的でＢＳの機能を利用する。
−標準データ形式（数、構造化されたデータ形式など）の処理、
−Ｉ／Ｏオペレーションならびに
−例えば運動発生のためのＣＶＯ又は調節のためのＦＣＯのようなＰＰＯと接続されているＢＯの特殊機能へのアクセス。
【００４５】
ＰＰＯのプログラム処理の開始は、ＥＳ又はＢＯＯのコマンドに基づいてそのコマンドインタフェースを介して行われる。その目的で、ＰＰＯ内で省略ＡＴＳが開始される。この省略ＡＴＳはその動作を、ロードされたＩＡＰシーケンスの定義されたＩＡＰ（プログラムエントリ点に相当する）において開始する。
【００４６】
物理的な装置Ｍを、軸インタフェース又は入力／出力インタフェースを用いてシステムモジュールＳＢの具体的な制御ハードウェアを介して作動させるため、ドライバーオブジェクトＤＲＯが組入れられる。ＤＲＯは、それらがその駆動のための特殊な詳細を実行することによって、具体的な制御ハードウェアからオブジェクトインタフェースを脱結合する役割をする。実施例では、図２に示すとおり電動機Ｍを駆動するためコントローラオブジェクトＦＣＯ、ドライバーオブジェクトＤＲＯおよび指令量オブジェクトＣＶＯが使用される。コントローラオブジェクトＦＣＯの出力値は、ドライバーオブジェクトＤＲＯを介して直接に電動機Ｍを駆動する役割を果たす。詳細には示さない方法で、コントローラオブジェクトＦＣＯと接続された指令量オブジェクトＣＶＯは、少なくとも、例えばコントローラオブジェクトＦＣＯを用いて一定に保たれる電動機Ｍの回転数に対する指令量を供給する。さらに、例えばプロセス状態を捕捉する入力機能Ｅと、例えば特定のプロセス構成要素をスイッチオンするための出力機能Ａとに対するもう１つのドライバーオブジェクトＤＲＯが設けられている。
【００４７】
コンフィギュレーション、プログラミング、始動などに関する可能性を図３により説明する。
【００４８】
エンジニアリングシステムＥＳ内で、ユーザの要求に応じ相応の道具ＶＥＷ、ＫＯＮ、ＰＲＧ（管理、コンフィギュレーション、プログラミング）の使用の下にコンフィギュレーションおよびプログラミングが行われ、始動は別の道具ＩＮＢ、ＭＯＮ、ＤＥＢ（始動、モニタリング、デバッギング）によりサポートされる。付属のユーザプログラムを有する具体的に計画されたソフトウェア構造の実行はランシステムＲＳ内で行われる。
【００４９】
エンジニアリングシステムＥＳは、その結果として運動制御アプリケーション（ＭＣアプリケーション）のエンジニア的な取扱、エンジニアリング（即ち計画から始動迄）中のランタイムシステムＲＳの表示をも可能にする。
【００５０】
そのため、エンジニアリングシステムＥＳはランタイムシステムＲＳ内で実行可能な全基本オブジェクトＢＯのコピーへのアクセスを有する。その結果、基本オブジェクトクラスとして、少なくともコントローラオブジェクトＦＣＯ、指令量オブジェクトＣＶＯ、プログラム処理オブジェクトＰＰＯ、ドライバーオブジェクトＤＲＯおよびシステムマネージャーオブジェクトＳＭＯを備えている。
【００５１】
エンジニアリングシステムＥＳとランタイムシステムＲＳ内に、ハードウェアＨＷ（エンジニアリングシステムＥＳに対するプログラミング装置又はパーソナルコンピュータＨＷ１、ランタイムシステムＲＳに対する制御ハードウェアＨＷ２）を介してオペレーションシステムＢＳ、システムマネージメントのための道具と基本オブジェクトＢＯを有する完全なラン時間システムが存在する。
【００５２】
本発明の利点は、例えば論理、運動、調節および測定に関する高度な機能、適当なハードウェア選択および柔軟な構造を介しての相応の適合による高いダイナミックスを有し、自動化すべき技術的プロセスが例えば自立形、中央又は非中央又は分散形の解決策としての取扱可能なことにある。
【００５３】
論理的な進行、運動過程又は調節のため基本要素又は機能を利用する。基本要素は、相互接続可能な構成要素、それぞれ統一的なインタフェースを有する自動化課題に対する基本構成要素である基本オブジェクトＢＯである。基本機能はプログラミング可能な機能の枠内で利用でき、論理、運動（一軸、緩い又は密なマスタースレーブ連結、ジオメトリ結合）と、調節に対する基本命令セットとが使用可能である。この構造は自由なプログラミングと、インスタンス化および各オブジェクトの相互接続による各自動化目的への柔軟な適合とを可能にする。
【００５４】
全体システムは、一方で分布可能な制御オペレーションシステムとして制御コアを有するランタイムシステムと、他方で特に相応の表面上で自動化意図のグラフィックなプログラミングを可能にするエンジニアリングシステムとの組み合わせとして現れる。
【００５５】
この構造は、特に技術的プロセスを自動化する際の自然の着手法、即ち各機能の決定から開始し、次に個々の機能又は機能群の論理的な関係を把握又は導出し、詳細考察の枠内で初めて具体的な運動過程および場合によっては必要な調節に取り組む段階的な経過を経る。
【００５６】
これは動作原理の統一を可能とし、同時にシステム構成時に多くの柔軟性を提供する。
【００５７】
この実施例に従って構想された制御は、例えば主範囲内に５つの軸、温度調節器および３軸ハンドリングシステムを有する包装機械に応用できる。
【００５８】
以下ではチューブバッグ機械（Schlauchbeutelmaschine）のオブジェクト構造を示す図６を参照する。ここでは下記の過程を実行する。
・Ｍ１：製品送り入れライン
−製品長さ一定又は代替的に製品間隔一定
−製品長さの許容差…−２０％、比較的等しい包装長さ許容差に通じ、かつ包装フォイルを節減しなければならない
−製品間隔可変（疎密可）、製品の包装長さに影響してはならない
・Ｍ２：縦縫合、シールステーション（マスタードライブ）
−連続的な運動
−しばしばこのドライブを介してフォイルの送り出し
−作業工具（加熱されたシールロール）が設備停止の際にＳＰＳ制御信号を介して作業位置の外にもたらされる
・Ｍ３：横シールステーション、Ｘ方向
−運動経過；
−包装ストランドの固定点（２つの製品間の中央）に向かって同期化
−固定点への同期走行
−同期離脱、運動反転
−戻り運動
−サイクル終了、停止（強制的ではない）
−同期化点が前もって求められた製品長さおよびユーザのフォーミュラワークを介して計算され、ユーザプログラム内に格納され、かつ製品設定を介してのパラメータ化可能
−マスター軸の速度レベルへの“副運動”（同期離脱カーブ、戻り行程）
・Ｍ４：フォイルロールドライブ
−ラップドライブの運動要求（中央ラップ）
−直径捕捉および評価
−特に滑らかなフォイルの際の使用
−印刷されたフォイルにおける標識が捕捉され、かつ送り入れの差異がフォイルの弾性を介して等化される
・Ｍ５：横シールステーション、Ｙ方向
−運動進行：
−ダイナミックに最適化された機能に従ってシール工具をクローズ（現在しばしば生ずる加速および制動ノイズは望ましくない）
−シールジョー（“クラッパ”）のクローズノイズは生じてはならないが、確実な接触は必要である（比喩“最後の運動セグメントでのプレス”利用）
−弾性およびクローズ機構のたるみへのクローズ運動のダイナミックな適合のための適合
−適合は現在、速度への強い依存性を示す（新しい作業点  新しい設定）
−クローズプロフィルの追加的な周辺パラメータ  フォイル随伴（特別に加速が制限される）
−閉じられた状態での滞留時間（一定か）
−滞留時間中の回転モーメント調節を介して増大するモーメント
−第２の機能に従ってシールジョーをオープン
−サイクル終了、停止
−シールジョーの運動行程が製品高さに関係している（位置調節か、測定入力を評価するか）
−運動プロフィルＸおよびＹドライブの結び付け（クローズ運動が同期点の到達の前に開始するかか；同期離脱が完全なオープン前に開始するかか）をなお考察すること
−クローズ運動に切断信号を結び付けること（ダイナミックに価値の高い出力；ＳＰＳを介して過度に遅い）
【００５９】
要約すると本発明は下記のように説明できる。
【００６０】
運動制御システムはプログラミング可能な、非集中形の、かつ種々のハードウェアモジュールから成る柔軟な制御システムであり、そのハードウェアモジュールはシステムモジュールと呼ばれる。
【００６１】
技術的プロセスを制御する本発明の方法は、生産機械の運動制御の際に満足すべき要求の多面性に基づき、十分な計算能力、リアルタイムオペレーションシステムおよび特殊な基本機能を備えるハードウェアモジュールと、分配された制御機能を持つ非集中形のシステムを構成するネットワーク（例えばProfibus）と、予じめ計画された表面を有する操作および監視装置とから出発する。本発明は、顧客の要求に制御方策を個別的に適合させるためのコンフィギュレーション、分配およびプログラミング可能な制御ソフトウェアシステムにおいて、計画された制御方法がハードウェアモジュールに分配され、かつ例えばプログラミング装置上又はパーソナルコンピュータ上で進行するエンジニアリングシステムが管理、コンフィギュレーション、プログラミング、モニタリング、デバッギングおよび始動のために使用することを提案するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  運動制御アプリケーションの典型的な構造（ＭＣアプリケーション）を示す。
【図２】  詳細図を示す。
【図３】  概要図を示す。
【図４】  オブジェクトモデルを示す。
【図５】  インタフェース定義を示す。
【図６】  チューブバッグ機械のオブジェクト構造を示す。
【符号の説明】
ＢＯ  基本オブジェクト形式
ＢＳ  オペレーションシステム
ＣＶＯ  指令量オブジェクト
ＥＳ  エンジニアリングシステム
ＦＣＯ  コントローラオブジェクト
ＨＷ  標準ハードウェア
ＮＷ  ネットワーク
ＰＰＯ  プログラム処理オブジェクト
ＲＳ  ランタイムシステム
ＳＢ  システムモジュール
【図１】
0003718125.tif 000002
【図２】
0003718125.tif 000003
【図３】
0003718125.tif 000004
【図４】
0003718125.tif 000005
【図５】
0003718125.tif 000006
【図６】
0003718125.tif 000007