(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気又は真空を発生する装置のための電子制御部であって、
該電子制御部は、このような装置の技術的機能、とりわけ圧縮空気ジェネレータ又は真空ポンプ及び所属の駆動部ならびに圧縮空気処理部の機能の開ループ制御、閉ループ制御及び監視のためのプログラミング可能な電子回路を有する、圧縮空気又は真空を発生する装置のための電子制御部において、
該電子制御部は、多数の様々な圧縮空気又は真空発生装置において使用するために標準化された制御部として構成されており、さらにオペレーティングシステム（３４）によって監視されかつ制御される産業用ＰＣ又は１つ又は複数のマイクロプロセッサ（１２）及び中央データメモリ（１３）を有する産業用マイクロコンピュータを有し、前記中央データメモリ（１３）は少なくとも開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェア（３６）及び多数の装置固有のデータプロファイル（４０）を呼び出し可能に含んでおり、該データプロファイル（４０）は、開ループ制御及び閉ループ制御アルゴリズム及び/又は開ループ制御パラメータ及び/又は閉ループ制御パラメータ及び/又は技術的な特性値及び制限値及び/又は入力側及び出力側（１９，２０；２３，２４）の装置固有の割り当てに関する装置及び該装置のコンポーネントに所属するデータを含むことを特徴とする、圧縮空気又は真空を発生する装置のための電子制御部。
【請求項２】
オペレーティングシステム（３４）はリアルタイムオペレーティングシステムである、請求項１記載の制御部。
【請求項３】
オペレーティングシステム（３４）においてランタイムシステム（３５）（ソフトウェアプロセッサ乃至はバーチャルマシン）がインストールされており、該ランタイムシステム（３５）は開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェア（３６）のプログラムステートメントを表示に変換し、該表示は制御部の１つのマイクロプロセッサ/複数のマイクロプロセッサ（１２）によって処理され、前記ランタイムシステム（３５）はこの処理についてのチェックを引き受ける、請求項１又は２記載の制御部。
【請求項４】
ランタイムシステム（３５）はソフトＰＬＣであり、プログラム記憶可能な制御部をエミュレートする、請求項３記載の制御部。
【請求項５】
オペレーティングシステム（３４）は付加的なランタイムシステム（３５）なしに開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアのためのプログラミング言語の使用を支援する、請求項１又は２記載の制御部。
【請求項６】
開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアのプログラミングはプログラム記憶可能な制御部のためにプログラミング言語において行われる、請求項３〜５のうちの１項記載の制御部。
【請求項７】
中央データメモリ（１３）におけるソフトウェアは少なくとも
開ループ制御及び閉ループ制御ロジック（３６）のためのコンポーネント、
操作インターフェースの制御のためのコンポーネント（操作及び監視ソフトウェア）（３７）、
ヒストリメモリの管理のためのコンポーネント（ジョブ処理）（３８）、
インターフェースを介する通信のためのコンポーネント（通信アプリケーション）（３９）から構成され、これらのコンポーネントはデータプロファイル（４０）も格納されている共有データベースにアクセスする、請求項１〜６のうちの１項記載の制御部。
【請求項８】
接続された装置コンポーネントの状態検出及び制御のための多数のデジタル又はアナログ入力側及び出力側（１９，２０；２３，２４）を有し、これら装置コンポーネントの割り当ては開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェア（３６）を介して設定可能であり、
プレインテキスト表示器を有する操作インターフェース（７）を有し、
上位システム又は並列システム又は下位システムの通信接続のための１つ又は複数の標準化されたデータインターフェース（１４，１５，１６）を有する、請求項１〜７のうちの１項記載の制御部。
【請求項９】
産業用ＰＣ乃至は産業用マイクロコンピュータ及び所属のデータメモリ（１３）はコンパクトな保護されたハウジング（５）に配置され、このハウジング（５）は圧縮空気又は真空発生のための装置の操作盤（６）に組み込み可能であり、このハウジング（５）の前面はプレインテキスト表示器を有する操作インターフェース（７）を有し、他方でこのハウジング（５）の背面及び/又は上側面及び/又は下側面及び/又は側面にはデジタル及び/又はアナログ入力側及び出力側及びデータインターフェースが設けられている、請求項８記載の制御部。
【請求項１０】
入力側及び出力側（１９，２０；２３，２４）の割り当てを決定するデータを含む各々の読み出されたデータプロファイル（４０）のデータは操作インターフェース（７）によって及び/又はデータインターフェース（１４，１５，１６）を介して変更可能である、請求項１記載の制御部。
【請求項１１】
複数の異なるパスワードで保護された階層的に段階づけられたレベルがデータプロファイル（４０）又は他の設定の変更のために設けられる、請求項１記載の制御部。
【請求項１２】
ヒストリメモリが、障害分析及び長い期間にわたる動作特性の分析のために、所定のイベント又は過去の状態を日付、時刻、ステータス及び説明と共に記録する、請求項７記載の制御部。
【請求項１３】
ヒストリメモリの内容はディスプレイ（８）に及び/又は通信データインターフェース（１４，１５，１６）を介してプレインテキストで呼び出し可能である、請求項１２記載の制御部。
【請求項１４】
ヒストリメモリに対する評価アルゴリズムが設けられており、この評価アルゴリズムに基づいて格納されたイベント及び/又は過去の状態を用いて制御部の動作特性を未来のために最適化することができる、請求項１２又は１３記載の制御部。
【請求項１５】
産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータのソフトウェアはデータインターフェース（１４，１５，１６）を介してローカルに又はデータ遠距離伝送によって自由にプログラミング可能であり、従って任意に適合させることができる、請求項８記載の制御部。
【請求項１６】
産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータのソフトウェアはプログラム記憶可能なタイマー機能も保持し、このタイマー機能は装置を所定のタイムプログラムに従って制御することができる、請求項１５記載の制御部。
【請求項１７】
産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータに装置固有のソフトウェアファジィコントローラ（４１）がインストールされ、このソフトウェアファジィコントローラ（４１）は、それぞれ装置固有のルールベース（４２）、推論マシン（４３）及び入力側に割り当てられた条件インターフェース（４４）ならびに出力側に割り当てられたアクションインターフェース（４５）から成る、請求項８記載の制御部。
【請求項１８】
標準化された通信インターフェースのうちの１つとしてシリアルＲＳ-２３２インターフェース（１４）が設けられている、請求項８記載の制御部。
【請求項１９】
標準化された通信インターフェースのうちの１つとしてシリアルＲＳ-４８５インターフェース（１５）が設けられている、請求項８記載の制御部。
【請求項２０】
標準化された通信インターフェースのうちの１つとしてプローフィ・プロセスフィールドバス（profi process field bus/Profi-Bus）インターフェース（１６）が設けられている、請求項８記載の制御部。
【請求項２１】
産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータのシステムバス（１８）に有利には付加的な入力側及び出力側（２３，２４）を有する拡張ボードの接続のためのインターフェースが設けられている、請求項８記載の制御部。
【請求項２２】
入力側及び出力側（１９，２０；２３，２４）はプラグ端子としてハウジング（４）の背面及び/又は上側面及び/又は下側面及び/又は側面に構成されている、請求項９記載の制御部。
【請求項２３】
操作インターフェース（７）は保護されたフォイルキーボード及びＬＣＤディスプレイ（８）を有し、制御部の全機能は、メニュー方式でこのフォイルキーボードを介して呼び出すことができ、この全機能のデータによって前記ＬＣＤディスプレイ（８）にオンラインで様々な言語又はユニットシステムにおいて切り換え可能に読み出すことができる、請求項９記載の制御部。
【請求項２４】
操作インターフェース（７）は主要機能の監視及び表示及び障害メッセージ及び/又はメンテナンスメッセージのための発光ダイオード（９）を有する、請求項９記載の制御部。
【請求項２５】
装置タイプによって割り当てられる入力側及び出力側（１９，２０；２３，２４）の他に、付加的な空いている入力側及び出力側が設けられる、請求項８記載の制御部。
【請求項２６】
空いている出力側には操作インターフェース又はデータインターフェースを介して制御部に存在する任意の信号が割り当てられる、請求項２５記載の制御部。
【請求項２７】
空いている出力側の割り当てのために付加的なデータプロファイルが存在し、該付加的なデータプロファイルは操作インターフェース又はデータインターフェースを介して呼び出される及び/又は変更される、請求項２６記載の制御部。
【請求項２８】
メニュー制御を介して検査モードを呼び出すことができ、この検査モードにおいてローカルに又はデータ遠距離伝送によって装置の動作の際にアナログ及び/又はデジタル入力側及び出力側の値を個々に試問することができ、さらにこの装置の停止の際に前記出力側の状態を制御ロジックに依存せずに任意に予め設定することができる、請求項１〜２７のうちの１項記載の制御部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、圧縮空気又は真空を発生する装置のための電子制御部であって、このような装置の技術的機能、とりわけ圧縮空気ジェネレータ又は真空ポンプ及び所属の駆動部ならびに圧縮空気処理部の機能の開ループ制御、閉ループ制御及び監視のためのプログラミング可能な電子回路を有する、圧縮空気又は真空を発生する装置のための電子制御部に関する。
【０００２】
従来技術によれば周知となっている圧縮空気又は真空発生の装置のための電子制御部はこのような装置に割り当てられた電子制御部の個々の機能又は機能群によって作動する。この装置が上位の管制システムに接続されている限りは、電子制御部としてプログラム記憶可能な電子制御部（ＳＰＳ）又は上位システムへの接続のための相応のインターフェースを有するメーカ独自の特別な制御部も使用される。異なる圧縮空気ジェネレータ、真空ポンプ、駆動装置又は圧縮空気処理機器の制御すべき機能は技術的な観点からはきわめて様々であるので、個々の電子制御部を有効に互いに結合することは難しい。とりわけ、このような電子制御部を大抵の場合標準化された上位制御及び管制システムに結合するか又は互いに接続することは困難である。
【０００３】
一般的にはこのような制御部の特定の構成（デザイン）、製造、組み立て及び運転は比較的高い作動コストに結びついている。なぜなら、互いに異なる規準が繰り返し顧慮されなければならないからである。変形多様性を鑑みると、製造及び補充交換部材保持のための後方支援（ロジスティクス）に関する問題も発生する。異なる制御部の多様性のために、このような電子制御部のメンテナンス及び修理もきわめて面倒であり、メンテナンス要員には広い経験及び最高の注意が要求される。なぜなら、装置から装置へとあらゆる状態を新たに考慮しなければならないからである。この結果、高いメンテナンスコスト及び装置の故障の場合には面倒なエラー分析が生じる。
【０００４】
それゆえ本発明の課題は、様々な装置及び異なる使用条件のタイプの多様性にもかかわらず、簡単な構成（デザイン）、製造、組み立て、運転、メンテナンス、エラーサーチ及び修理を許容する圧縮空気又は真空発生装置のための新しい電子制御部を提供することである。
【０００５】
上記課題を解決するために、冒頭に挙げたタイプの電子制御部から出発して、この電子制御部が、多数の様々な圧縮空気又は真空発生装置において使用するために標準化された制御部として構成されており、オペレーティングシステムによって監視されかつ制御される産業用ＰＣ又は１つ又は複数のマイクロプロセッサ及び中央データメモリを有する産業用マイクロコンピュータを有し、この中央データメモリは少なくとも開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェア及び多数の装置固有のデータプロファイルを呼び出し可能に含んでおり、これらのデータプロファイルは、開ループ制御及び閉ループ制御アルゴリズム及び/又は開ループ制御パラメータ及び/又は閉ループ制御パラメータ及び/又は技術的な特性値及び制限値及び/又は入力側及び出力側の装置固有の割り当てに関する装置及びこの装置のコンポーネントに所属するデータを含むことを提案する。
【０００６】
本発明は、最初に、多数の装置タイプに対して使用できかつ問題なくこれらの装置タイプの各々に適応できる圧力及び真空発生の装置のための標準化されたユニバーサル制御部を実現する。任意の装置タイプにおいてこの制御部をインストレーションした後で、運転のためには、この装置タイプに固有のデータプロファイルだけを操作インターフェースを介して、しかもプログラミングデバイスなどに頼ることなしに、活性化しさえすればよい。全ての装置タイプに対する制御部ハードウェアは同一であり、異なる装置タイプに関する特殊化はソフトウェアに移されるので、きわめて簡単な制御部が得られる。この制御部の製造、組み立て、適合、操作、管理及びメンテナンスは非常に簡単である。
【０００７】
産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータのオペレーティングシステムは有利にはリアルタイムオペレーティングシステムである。これは、本発明の電子制御部の動作の際に全ての開ループ制御及び閉ループ制御介入動作が妨害的な時間遅延なしに即座に実施される、という利点を有する。
【０００８】
有利には、さらに、オペレーティングシステムにランタイムシステム（ソフトウェアプロセッサ乃至はバーチャルマシン）がインストールされており、このランタイムシステムは開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアのプログラムステートメントを表示に変換し、この表示は制御部の１つのマイクロプロセッサ/複数のマイクロプロセッサによって処理され、このランタイムシステムはこの処理についてのチェックを引き受ける。ソフトウェアプロセッサ乃至はバーチャルマシンとも呼ばれるこのようなランタイムシステムは、一方で開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアと他方で産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータの１つ又は複数のマイクロプロセッサとの間の通信を可能にする。この結果、簡単に定評のある既存の開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェア又はこの開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアの構成モジュールを本発明の制御部に使用することが可能である。
【０００９】
有利には、このランタイムシステムはソフトＰＬＣであり、プログラム記憶可能な制御部をエミュレートする。このようにして、本発明の制御部によって任意のプログラム記憶可能な制御部により広い経験の蓄積を使用することができる。
【００１０】
本発明の制御部の別の有利な実施形態では、産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータのオペレーティングシステムは付加的なランタイムシステムなしに開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアに対してプログラミング言語の使用を支援する。
【００１１】
いかなる場合でも、すなわちランタイムシステムを使用する場合でもランタイムシステムを使用しない場合でも、開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアのプログラミングはプログラミング言語、例えばプログラム記憶可能な制御部に対するプログラミング言語において行われる。
【００１２】
本発明の制御部の特に有利な実施形態では、中央データメモリにおけるソフトウェアは少なくとも
開ループ制御及び閉ループ制御ロジックのためのコンポーネント、
操作インターフェースの制御のためのコンポーネント（操作及び監視ソフトウェア）、
ヒストリメモリの管理のためのコンポーネント（ジョブ処理）、
インターフェースを介する通信のためのコンポーネント（通信アプリケーション）から構成され、これらのコンポーネントはデータプロファイルも格納されている共有データベースにアクセスする。
【００１３】
このようにして、本発明の制御部では唯一の大きなデータメモリで十分に間に合う。このデータメモリの内容はその都度必要とされるコンビネーションにおいて呼び出されうる。
【００１４】
本発明の制御部は、さらに、接続された装置コンポーネントの状態検出及び制御のための多数のデジタル及び/又はアナログ入力側及び出力側を特徴とし、これら装置コンポーネントの割り当ては開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアを介して設定可能であり、プレインテキスト表示器を有する操作インターフェース及び上位システム又は並列システム又は下位システムの通信接続のための１つ又は複数の標準化されたデータインターフェースを特徴とする。この場合、産業用ＰＣ乃至は産業用マイクロコンピュータ及び所属のデータメモリはコンパクトな保護されたハウジングに配置され、このハウジングは圧縮空気又は真空発生のための装置の操作盤に組み込み可能であり、このハウジングの前面はプレインテキスト表示器を有する操作インターフェースを有し、他方でこのハウジングの背面及び/又は上側面及び/又は下側面及び/又は側面にはデジタル及び/又はアナログ入力側及び出力側及びデータインターフェースが設けられている。このように形成された制御機器はコンパクトに構成され、圧縮空気又は真空発生のための任意の装置の操作盤に組み込み可能である。
【００１５】
制御ハードウェアと共に統合された操作インターフェースを有するこの制御機器は全ての装置に対して同一であり、特殊化はソフトウェアの領域においてのみ行われるので、あらゆる外面的な変更なしに多様に使用可能なユニバーサル制御機器が得られる。
【００１６】
さらに、このコンパクトな機器に設けられる標準化されたインターフェースによって、簡単なやり方で、この制御部を他のデータ処理システムによってネットワーク化することが可能であり、例えば上位管制システムに接続すること又は並列システムに結合すること又は遠距離伝送のためにもしくは遠隔制御のためにデータ遠距離伝送システム（ＤＦＵＥ）に接続することが可能である。従って、例えばデータインターフェース及び適当なモデムを介してこの装置のメーカの遠隔監視のためのコネクション又はサービスプロバイダへのコネクションを、例えば電話固定ネットワークを介して又はＧＳＭ無線ネットワークを介して又はインターネットを介して作ることができる。
【００１７】
有利には、装置固有のデータプロファイルは、開ループ制御及び閉ループ制御アルゴリズム及び/又は開ループ制御及び閉ループ制御パラメータ及び/又は技術的な特性値及び制限値及び/又は入力側及び出力側の装置固有の割り当てに関する各装置タイプ及びこの装置タイプのコンポーネントに所属するデータを含んでおり、その都度データメモリから装置タイプに対してまとめて呼び出し可能である。これによって制御部の組み込みの後で、特別な専門知識は必要なしに又は大規模なインストレーション作業又はプログラミング作業は必要なしに、簡単なやり方でまず最初にこの特定の装置タイプの標準制御部を活性化することができる。
【００１８】
各々の呼び出されたデータプロファイルの微適合のために、入力側及び出力側の割り当てを決定するデータを含む各々の読み出されたデータプロファイルのデータは操作インターフェースによって及び/又はデータインターフェースのうちの１つを介して変更可能である。これによって、各々の格納されたデータプロファイルを必要に応じて後から具体的な個別ケースにおいて見出される実状又はオペレータの特別な要望に適合させることが可能である。
【００１９】
有利には、複数の異なるパスワードで保護された階層的に段階づけられたレベルがデータプロファイル又は他の設定の変更のために設けられる。最下位レベルは有利には装置のオペレータのために設けられ、装置全体の動作にとって危険性のない幾つかの少数のパラメータを所定の制限内で変更することだけを可能にする。その次の上のレベルには専らメンテナンス要員がアクセスすることができ、このレベルはこのメンテナンス要員の権限に応じてデータプロファイルへのもっと深い介入動作を可能にする。最高位レベルは専らメーカのために設けられており、データプロファイルの重大な変更を許容するか又は場合によって必要だと判明した場合には完全に新しいデータプロファイルの設置を許容する。
【００２０】
本発明の特に有利な実施形態では、ヒストリメモリが、障害分析及び長い期間にわたる動作特性の分析のために、所定のイベント又は過去の状態を日付、時刻、ステータス及び説明と共に記録する。この場合、ステータスとは、１つの状態が開始したか、終了したか、確認されたかどうか、という情報である。この場合、例えば最近の１００個のイベント及び状態ならびにこれらの状態のトリガ及び終了の状況が記録され、この結果、ヒストリメモリを呼び出すことによって、いつ、そしてどんな状況で過去に問題が発生したかをつきとめることができる。
【００２１】
この目的のために、ヒストリメモリの内容はディスプレイに又は通信データインターフェースを介してプレインテキストで呼び出し可能である。このやり方でヒストリメモリの内容は例えばディスプレイに表示されるか又はプリンタによってプリントアウトされる。
【００２２】
さらに、とりわけ有利な実施形態では、ヒストリメモリに対する評価アルゴリズムが設けられている。この評価アルゴリズムに基づいて格納されたイベント及び/又は過去の状態を用いて制御部の動作特性を未来のために最適化することができる。よって、このようにインテリジェントに構成された制御部はいわば過去の動作特性から学習し、これを未来において最適化することができる。
【００２３】
産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータのソフトウェアはデータインターフェースを介してローカルに又はデータ遠距離伝送によって自由にプログラミング可能であり、従って任意に適合させることができるならば、特別に有利である。こうして、制御部を技術的な進歩に最適に適応させ、場合によっては完全に新しい制御規準及び/又はデータプロファイルを新しい装置からこの制御部に取り入れることが可能である。よって、本発明の制御部によって提供されるシステムはリリース可能でもある。
【００２４】
本発明の制御部の他の実施形態では、産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータのソフトウェアはプログラミング可能なタイマー機能も保持する。このタイマー機能は装置を所定のタイムプログラムに従って制御することができる。これによって、例えば長い週末、休暇等々のような停止時間をこの制御部において考慮することが可能である。
【００２５】
さらに、あいまいにしかもとめられないとりわけ多数の入力量を考慮することが必要な場合には、本発明の制御部において、産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータに装置固有のソフトウェアファジィコントローラがインストールされる。このソフトウェアファジィコントローラは、それぞれ装置固有のルールベース、推論マシン及び入力側に割り当てられる条件インターフェースならびに出力側に割り当てられるアクションインターフェースから成る。場合によってはソフトウェアにおいてだけコンフィギュレートされるこのようなファジィコントローラは、簡単なやり方で、接続された圧縮空気又は真空発生装置をファジィ論理のルールに従って制御することを可能にする。このファジィ論理は周知のように特りわけ多数の入力条件を考慮することを可能にする。この場合、これらの入力条件は複雑に互いに結合されていることもあり、正確に測定する必要はない。
【００２６】
標準化された通信インターフェースとして少なくとも１つのシリアルＲＳ-２３２インターフェースが設けられており、このシリアルＲＳ-２３２インターフェースには選択的にプログラミングデバイス、プリンタ又はモデムが接続され、このモデムによって電子制御部を電話線、インターネット、ＧＳＭ無線電話によって又はその他の適当なデータ遠距離伝送を用いて制御することが可能である。
【００２７】
第２の通信インターフェースとして本発明の制御部には少なくとも１つの標準ＲＳ-４８５によるシリアルインターフェースが設けられる。このようなインターフェースはとりわけ２つのパラレルに作動する装置の制御部のポイント・トゥ・ポイント接続に適している。
【００２８】
最後に第３の標準化された通信インターフェースとして少なくとも１つのプローフィ・プロセスフィールドバス（profi process field bus/Profi-Bus）インターフェースが設けられる。このインターフェースはとりわけ制御部を上位管制システムに結合するのに適している。必要な場合にはこのインターフェース及び適当なモデムを介してデータ遠距離伝送のためのコネクションを作ることもできる。
【００２９】
さらに、とりわけ多数の入力側及び出力側が必要な場合には、産業用ＰＣ乃至は産業用マイクロコンピュータのシステムバスに、有利には付加的な入力側及び出力側を有する拡張ボードの接続のためのインターフェースが設けられる。
【００３０】
有利には、全ての入力側及び出力側はプラグ端子としてハウジングの背面及び/又は上側面及び/又は下側面及び/又は側面に構成されている。これによって、簡単なやり方でケーブル接続全体を装置の操作盤の後ろの領域に放置しておくことが可能である。
【００３１】
制御部の操作インターフェースは有利には保護されたフォイルキーボード及びＬＣＤディスプレイを有する。この制御部の全機能は、メニュー方式でこのフォイルキーボードを介して呼び出すことができ、この全機能のデータによってＬＣＤディスプレイにオンラインで様々な言語又はユニットシステムにおいて切り換え可能に読み出すことができる。様々な機能のメニュー方式の呼び出しに結びついているフォイルキーボードによって、操作はきわめて簡単であり、障害が起こりにくい。
【００３２】
さらに、操作インターフェースは有利には主要機能の監視及び表示及び障害メッセージのための発光ダイオードを有する。これによって、ディスプレイ上のデータを読む必要なしに、最も重要な動作状態、障害又はメンテナンスメッセージを遠くからでも視認できることが保証される。
【００３３】
さらに、本発明の制御部には、装置タイプによって割り当てられる入力側及び出力側の他に、付加的な空いている入力側及び出力側が設けられる。これらの空いている入力側及び出力側によって、場合によってはこの装置のその都度のオペレータからなんらかの理由で付加的に所望されるさらに別の情報を問い合わせること及び/又は入力することが可能である。これらの付加的な入力側及び出力側の割り当ては、本発明の制御部によって同様に簡単なやり方でプログラミング可能である。
【００３４】
最後に、メニュー制御を介して検査モードを呼び出すことができ、この検査モードにおいてローカルに又はデータ遠距離伝送によって装置の動作の際にアナログ及び/又はデジタル入力側及び出力側の値を個々に試問することができ、さらにこの装置の停止の際に出力側の状態を制御ロジックに依存せずに任意に予め設定することができる。この付加的な機能は、必要な場合には装置の動作中に全てのアナログ入力側及び出力側を個々に試問し、この装置の停止の際にエラー診断に加えてこれら出力側に任意に信号を印加することを可能にする。
【００３５】
本発明の実施例を次に図面に基づいて詳しく説明する。
【００３６】
図１は圧縮空気発生装置において本発明の電子制御部の配置及び制御部の上位の管制システムへの結合を概略的に示す。
【００３７】
図２、３及び４は本発明の制御部のハウジングを様々な視点から、部分的には断面において示す。
【００３８】
図５は本発明の制御部に使用されるハードウェアのブロック図である。
【００３９】
図６は本発明の制御部に使用されるソフトウェアのブロック図である。
【００４０】
図７は本発明の制御部にインストールされるソフトファジィコントローラのブロック図である。
【００４１】
図１に図示された圧縮空気発生装置は統合された電子駆動部を有する２つのコンプレッサ１及び２ならびにコールドドライヤ３を有する。このコールドドライヤ３はコンプレッサ１及び２によって発生された圧縮空気を乾燥させる。これらのコンプレッサ１及び２の各々及びコールドドライヤ３に本発明の電子制御部４が組み込まれている。
【００４２】
電子制御部４はそれぞれコンパクトな保護されたハウジング５の中にあり、このハウジング５はコンプレッサ１及び２乃至はコールドドライヤ３の操作盤６に組み込まれている。
【００４３】
図２〜図４から見て取れるように、ハウジング５は前面においてＬＣＤディスプレイ８の形式のプレインテキスト表示器を有する操作インターフェース７を有する。さらにこの操作インターフェース７には動作メッセージ乃至は障害メッセージのための一連の発光ダイオード９が設けられており、これらの発光ダイオード９は部分的に操作スイッチ１０に統合されている。これらの操作スイッチ１０はハウジング５の前面をぴったり閉ざすフォイルキーボードの構成部材である。
【００４４】
このハウジング５の内部に含まれる電子制御部４はプロセッサボード１１を有し、このプロセッサボード１１には産業用マイクロコンピュータ（ＩＭＣ）乃至は産業用ＰＣ１２が装着されている。これは産業用アプリケーションに使用される自由にプログラミング可能なＰＣの全ての基本機能を有するマイクロコンピュータである。この産業用マイクロコンピュータ乃至は産業用ＰＣ１２は同様にプロセッサボード１１上にある大きな中央データメモリ１３（図５も参照）によって作動する。最後にこのプロセッサボード１１には３つの標準データインターフェースが設けられている。すなわち、標準ＲＳ-２３２によるデータインターフェース１４、標準ＲＳ-４８５によるデータインターフェース１５及びプローフィ・プロセスフィールドバス（profi process field bus/Profibus）標準によるデータインターフェース１６が設けられている。これらのデータインターフェース１４，１５及び１６は差し込みコネクションとして構成されており、ハウジング５の背面から外へと導かれている。
【００４５】
さらにこのハウジング５には少なくとも１つのＥ/Ａボード１７があり、このＥ/Ａボード１７はシステムバス１８を介してプロセッサボード１１に接続されている。このボード１７にはこの制御部の入力側１９のための差し込みコネクション、さらにこの制御部の出力側２０のための差し込みコネクション、そして最後にエネルギ供給部２１のための差し込みコネクションが設けられている。Ｅ/Ａボード１７のこれらの差し込みコネクションもこのハウジング５の背面の領域から外へと導かれている。
【００４６】
さらに、ハウジング５には拡張ボード２２があり、この拡張ボード２２は同様にシステムバス１８に接続可能であり、入力側２３、出力側２４及びエネルギ供給部２５のためのさらに別の差し込みコネクションを有する。この拡張ボード２２の差し込みコネクションもハウジング５の背面の領域から外へと導かれている。この拡張ボード２２はもちろん接続された装置の動作のために標準Ｅ/Ａボード１７に設けられているよりも多くの入力側及び出力側が必要である場合にのみ使用される。入力側１９乃至は２３において監視すべき装置の様々なアナログ又はデジタル信号発生器がこの制御部に接続されている。逆にこの装置に設けられた調整器はこれらの調整器の制御信号を制御部４の出力側２０乃至は２４を介して受け取る。
【００４７】
標準ＲＳ-２３２を有するインターフェース１４を介してこの制御部にプログラミングデバイスが接続され、このプログラミングデバイスの助けによって中央メモリ１３の内容、つまりこの中央メモリに格納されたデータ及びプログラムを変更及び補足することが可能である。さらにこのデータインターフェース１４にはプリンタが接続され、このプリンタの助けによってデータメモリ１３の内容を完全に又は部分的にプリントアウトすることが可能である。最後にこのインターフェースによって適当なモデムを介してデータ遠距離伝送のためのコネクション、例えば電話固定ネットワークへのコネクション、ＧＳＭ無線ネットワークへのコネクション又はインターネットへのコネクションを作ることができる。このデータ遠距離伝送によってこの制御部を例えばサービスプロバイダのテレサービスから監視すること又は必要な場合には格納されたデータ又はプログラムへの介入動作を行うことが可能である。
【００４８】
さらに図１から見て取れるように、個々の制御部４はプローフィ・プロセスフィールドバス標準を有するインターフェース１６を介して管制システム２６のネットワークに接続され、このネットワークはパラレルに接続された装置１、２及び３を統合し、これらの装置の動作を互いに同調させる。この管制システム２６もまた本発明の制御部４によって作動する。この制御部４にこの目的のためにこの管制機能に相応するデータプロファイルが呼び出される。
【００４９】
この管制システム２６の上には図１の実施例においてはユーザの上位管制システム２７がある。この上位管制システム２７は標準ＲＳ-２３２を有するインターフェース１４を介してその下にある管制システム２６にある制御部４に例えばイーサネットを介して接続されている。このユーザの上位管制システム２７はユーザの一般的なプロセス制御へのコネクションを作る。
【００５０】
全ての制御部４は標準ＲＳ-２３２を有するインターフェース１４及びモデム２８及び適当なデータ遠距離伝送装置、例えば電話固定ネットワーク、ＧＳＭ無線ネットワーク又はインターネットを介してサービスプロバイダのテレサービス２９に接続される。このようにして接続された装置の遠隔メンテナンスが可能になる。
【００５１】
図６は例えば本発明の制御部のためのソフトウェアの原理的な構成を示す。プロセッサ１２及び割り当てられた大きな中央データメモリ１３から成るハードウェア３０はＢＩＯＳ（Basical/Input/Output System）３１に割り当てられており、このＢＩＯＳ３１は従来のやり方でメモリ、キーボード、ディスプレイ、インターフェース、デジタル及びアナログ入力側及び出力側ならびに実時間時計を支援する。本発明の制御部はさらにプローフィ・プロセスフィールドバスインターフェースのためのソフトウェアパケット３２ならびにプログラムローダ、例えばフラッシュローダのためのソフトウェアパケット３３を有する。
【００５２】
ＢＩＯＳ３１を介してリアルタイムオペレーティングシステム３４（例えばＲＭＯＳ３）がインストールされており、このリアルタイムオペレーティングシステム３４はこの制御部の十分に高速な開ループ制御及び閉ループ制御介入動作をもたらす。
【００５３】
リアルタイムオペレーティングシステム３４はこの実施例ではランタイムシステム３５を支援する。このランタイムシステムはソフトウェアプログラム乃至はバーチャルマシンであり、このソフトウェアプログラム乃至はバーチャルマシンの助けによって開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェアのプログラムステートメントが表示に変換され、この表示が制御部のマイクロプロセッサによって処理される。さらに、このランタイムシステム３５はプログラムの処理に関するチェックを引き受ける。この実施例ではこのランタイムシステム３５はソフトＰＬＣ乃至はソフトＳＰＳであり、プログラム記憶可能な制御部をエミュレートする。
【００５４】
さらに、中央データメモリ１３は開ループ制御及び閉ループ制御ロジックのソフトウェア３６、例えば装置の開ループ制御すべき又は閉ループ制御すべき様々な機能に対する若干のＳＰＳプログラム又はＰＬＣプログラムを含んでいる。さらに操作インターフェース７の操作及び監視のためのソフトウェア３７、様々なジョブ処理のための、例えばメッセージ、データプロファイル、ヒストリメモリ等々の処理のためのソフトウェア３８が設けられている。最後に通信アプリケーションの処理、すなわち制御部のインターフェースを介する通信のためのソフトウェアが設けられている。
【００５５】
中央データメモリ１３は多数の特定のデータプロファイル４０を含み、このデータプロファイル４０はユニバーサル制御部のための共有データベースの一部分である。これらの装置固有のデータプロファイル４０は、開ループ制御及び閉ループ制御アルゴリズム及び/又は開ループ制御及び閉ループ制御パラメータ及び/又は技術的な特性値及び制限値及び/又は入力側及び出力側の装置固有の割り当てに関する各装置に所属するデータを含み、データメモリからその都度装置にまとめて呼び出される。
【００５６】
場合によっては、本発明の制御部はランタイムシステム３５なしで済ませることができる。この場合にはリアルタイムオペレーティングシステム３４は直接的に開ループ制御及び閉ループ制御ソフトウェア、例えばＰＬＣプログラムに対するプログラミング言語の使用を支援する。
【００５７】
場合によっては、産業用ＰＣ又は産業用マイクロコンピュータに図７に図示されているようなソフトウェアファジィコントローラ４１をインストールすることもできる。このソフトウェアファジィコントローラは装置固有のルールベース４２、推論マシン４３、入力側に割り当てられた条件インターフェース４４ならびに出力側に割り当てられたアクションインターフェース４５から成る。このようなファジィコントローラ４１によって、非常に多数の、場合によってはあいまいにもとめられた測定値をこの装置の開ループ制御及び閉ループ制御に使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  圧縮空気発生装置において本発明の電子制御部の配置及び制御部の上位の管制システムへの結合を概略的に示す。
【図２】  本発明の制御部のハウジングを前面から示したものである。
【図３】  本発明の制御部のハウジングを背面から示したものである。
【図４】  本発明の制御部のハウジングを側面から部分的に断面において示したものである。
【図５】  本発明の制御部に使用されるハードウェアのブロック図である。
【図６】  本発明の制御部に使用されるソフトウェアのブロック図である。
【図７】  本発明の制御部にインストールされるソフトファジィコントローラのブロック図である。
【符号の説明】
１  コンプレッサ
２  コンプレッサ
３  コールドドライヤ
４  電子制御部
５  ハウジング
６  操作盤
７  操作インターフェース
８  ＬＣＤディスプレイ
９  発光ダイオード
１０  操作スイッチ
１１  プロセッサボード
１２  産業用マイクロコンピュータ乃至は産業用ＰＣ
１３  データメモリ
１４  データインターフェース
１５  データインターフェース
１６  データインターフェース
１７  Ｅ/Ａボード
１８  システムバス
１９  入力側
２０  出力側
２１  エネルギ供給部
２２  拡張ボード
２３  入力側
２４  出力側
２５  エネルギ供給部
２６  管制システム
２７  上位管制システム
２８  モデム
２９  テレサービス
３０  ハードウェア
３１  ＢＩＯＳ
３２  ソフトウェアパケット
３３  ソフトウェアパケット
３４  リアルタイムオペレーティングシステム
３５  ランタイムシステム
３６  ソフトウェア
３７  ソフトウェア
３８  ソフトウェア
４０  データプロファイル
４１  ソフトウェアファジィコントローラ
４２  ルールベース
４３  条件インターフェース
４４  推論マシン
４５  アクションインターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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