СПОСОБ И КОМПЬЮТЕРИЗОВАННАЯ СИСТЕМА ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ЦИКЛА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ШКАФА ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ
METHOD AND COMPUTERIZED SYSTEM FOR PROCESSING INFORMATION OF THE OPERATIONAL CYCLE OF THE SWITCH CABINET OF AN INDUSTRIAL INSTALLATION

Настоящее изобретение относится к способу и компьютеризованной системе сбора и обработки информации эксплуатационного цикла в отношении электрического распределительного шкафа промышленной установки. Кроме того, настоящее изобретение также включает компьютерный программный продукт, осуществляющий компьютеризованный способ, а также специальный информационный формат, содержащий специфическую информацию эксплуатационного цикла в отношении распределительного шкафа.
Настоящее изобретение относится, главным образом, к области изготовления распределительных шкафов для промышленных установок. Кроме того, распределительные шкафы рассматриваемого здесь типа также иногда используются в секторе домашнего хозяйства. В принципе, распределительные шкафы используются для защищенного размещения электрических и/или электронных компонентов, которые обычно сконструированы в форме стандартизированных встроенных модулей. Указанные модули могут быть использованы, например, для управления автоматизированных производственных установок, технологических инженерных установок, станков или аналогичных устройств. Таким образом, встроенные модули в распределительном шкафу представляют собой управляющие компоненты, которые не расположены непосредственно в машине в качестве периферийных устройств. В качестве встроенных модулей используются, например, программируемые логические контроллеры, полные компьютерные блоки, частотные преобразователи для регулирования скорости двигателей, коммуникационные модули для шинных соединений с различными шинными системами, цифровые входные/выходные модули или также аналоговые входные модули для считывания информации датчиков. Кроме того, распределительный шкаф обычно также содержит электрические клеммные рейки, служащие для соединения электрических кабелей на месте применения и, таким образом, устанавливающие соединение с источниками электроэнергии и управляемыми машинами и системами.
Планирование зависящего от применения корпусного оборудования обычно осуществляется при поддержке программного обеспечения, например, посредством EPLAN Pro Panel, в форме системы автоматизированного проектирования (CAD). Такая плановая конструкция содержит, в частности, трехмерную монтажную схему в форме схемы, виртуальной электропроводки электрических и электронных установочных модулей и, если это необходимо, другие компоненты, а также распределяющие электроэнергию системы, приспособленные к указанным устройствам. Электрические или электронные встроенные модули могут быть смонтированы, например, посредством цилиндрических направляющих во внутреннем пространстве распределительного шкафа. Кроме того, плановая конструкция также содержит спецификационную информацию А установленных встроенных модулей. Такая спецификационная информация может представлять собой, например, расход электроэнергии, степень защиты, конфигурацию входных/выходных соединений, вычислительные мощности, производителя и/или дату изготовления, серийный номер и т.д. Такая спецификационная информация зависит от типа встроенного модуля.
В зависимости от оборудования распределительного шкафа и заданного применения распределительного шкафа, должны быть осуществлены испытательные и приемочные мероприятия, прежде чем распределительный шкаф может быть введен в эксплуатацию на месте работы таким способом, который обеспечивает безопасную работу. Испытательная и приемочная информация, получаемая в результате испытательной стадии, должна быть документированной, чтобы существовала возможность доказательства того, что распределительный шкаф был изготовлен в соответствии с планами и правилами.
Как показывают общеизвестные документы предшествующего уровня техники, до настоящего времени это было осуществлено в области производства распределительных шкафов посредством предварительного изготовления папок распределительных шкафов в форме книжек, которые содержат все соответствующие поля форм для требуемых вставок, включая назначение размещенных установочных модулей и соответствующую испытательную и приемочную информацию. Более подробная техническая информация в отношении встроенных модулей, такая как спецификационная информация, не является частью папки распределительного шкафа. Однако эта информация обычно составляет документации всей электронной системы, которая также содержит принципиальные электрические схемы, клеммные схемы, перечни деталей и списки устройств. По этой причине в случае последующего обслуживания или ремонта монтажник обычно зависит от получения такой дополнительной технической информации в дополнение к основной информации, содержащейся в папке распределительного шкафа, таким образом, что решение в отношении вариантов ремонта неисправного распределительного шкафа не может быть принято до более поздней даты в этом случае.
В реферате публикации DE 10116539 В4 в общем плане раскрыт действительный компьютеризованный способ и система автоматической обработки данных в отношении изготовления, сборки, обслуживания или эксплуатации автоматизированного технологического оборудования. С применением специальных технических средств так называемой дополненной реальности информация представляет собой механическое поле зрения соответствующего взаимодействия с и технологией человека, когда он смотрит на компонент. Это могут быть, например, установочные инструкции, которые заменяют традиционную ручную установку. Представленное здесь техническое решение, безусловно, означает применение дополненной реальности в сборке, а также в области обслуживания и эксплуатации.
Основу этого представляет собой проблема того, что на стадиях эксплуатационного цикла изделия, таких как его создание, пуск, обслуживание и эксплуатация, специалисту требуется поддержка в форме обширной документации, которая обычно является доступной в форме руководств, инструкций по монтажу и обслуживанию, технических чертежей и аналогичных материалов в бумажной форме. Однако эта документация в постоянно возрастающей степени также предоставляется в электронной форме, и ее централизованное управление осуществляется через документационные серверы. Эта документация может быть доступна через децентрализованно управляемые устройства, такие как компьютер для ношения на теле с информационными стеклами или аналогичные устройства. В связи с этим также обеспечены приспособления для записи инструкций от пользователей, а информация в отношении возможностей децентрализовано работающих устройств, а также в отношении пользовательских предпочтений включена в обработку данных, при этом визуальное представление документационной информации и запись инструкций можно адаптировать в зависимости от информации, которой управляет база данных. Это предоставляет разнообразные варианты связи. Однако представленная процедура и система предшествующего уровня техники ограничены только представлением визуальной информации.
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать компьютеризованный способ и систему приема и обработки информации эксплуатационного цикла в отношении технологии распределительного шкафа, которые, в дополнение к визуальному представлению текущей документационной информации в отношении распределительного шкафа, также обеспечиваю управление эксплуатационным циклом.
Данная задача процедурно решается посредством связи по меньшей мере спецификационной информации А установленных встроенных модулей с функциональной информацией В в отношении их применения в контексте оборудования распределительного шкафа во время изготовления распределительного шкафа на основании плановой конструкции в целях хранения указанной информации в центральной архивной информационной базе под индивидуальным идентификатором распределительного шкафа в форме записей данных. Во время последующей технической приемки распределительного шкафа требуемая испытательная и приемочная информация С распределительного шкафа добавляется в целях первоначального создания записей данных с учетом по меньшей мере спецификационной информации А. После этого проверяется полнота по меньшей мере необходимой испытательной и приемочной информации С в целях инициирования сообщения о пуске для распределительного шкафа. Сообщение о пуске будет передано только в том случае, если по меньшей мере вся необходимая испытательная и приемочная информация С является доступной и представляет собой часть записей данных, которые хранятся в центральной архивной информационной базе для соответствующего распределительного шкафа. Инициирование сообщения о пуске включает по меньшей мере одно соединение от источника электроэнергии до распределительного шкафа и/или по меньшей мере одно соединение от распределительного шкафа до промышленной установки в целях приведения ее в действие. Если пуск распределительного шкафа осуществляется на месте применения после того, как было передано сообщение о пуске, записи данных архивной информационной базы дополнительно обогащаются дополнительной пусковой информацией D распределительного шкафа, которая добавляется из центральной архивной информационной базы через децентрализованный пользовательский терминал предпочтительно от места применения распределительного шкафа.
Преимущество решения в соответствии с настоящим изобретением заключается, в частности, в том, что уже во время изготовления распределительного шкафа накапливается документация, которая обеспечивает больший объем информации, чем альтернативная обычная папка распределительного шкафа в бумажной форме, в том, что не только установленные установочные модули получают наименования и обозначения, но также их спецификационная информация А реализуется в документации посредством связи в простейшей форме. Кроме того, связанная функциональная информация В обеспечивает информацию в отношении функции, которую конкретный встроенный модуль должен выполнять в рамках оборудования распределительного шкафа, например, управление частотного преобразователя для трехфазного двигателя насоса или аналогичного устройства.
Благодаря изобретательскому решению, становятся возможными перенос необходимой информации через весь эксплуатационный цикл изделия, представляющего собой распределительный шкаф, и ее динамичное обновление. Перемещения между различными стадиями эксплуатационного цикла можно регулировать, чтобы предотвращать ошибки в течение пуска или последующей эксплуатации распределительного шкафа.
Согласно другой мере улучшения настоящего изобретения предложено, что во время работ по обслуживанию или ремонту, которые должны быть осуществлены после того, как распределительный шкаф был введен в эксплуатацию, соответствующая эксплуатационная информация Ε или ремонтная информация F может быть добавлена в архивную информационную базу через децентрализованно управляемый пользовательский терминал в целях обновления информации в отношении текущего оборудования распределительного шкафа. Это обновление включает, например, замену информации в отношении неисправных встроенных модулей, расширение оборудования распределительного шкафа дополнительными встроенными модулями, включая, например, блок удаленного наблюдения или аналогичное устройство.
Согласно другому необязательному аспекту настоящего изобретения трехмерная плановая конструкция, требуемая для осуществления ремонта, может быть доступна преимущественным образом через децентрализованно управляемый пользовательский терминал, чтобы существовала возможность принятия решения, например, посредством дополнительной проектной информации Н, получаемой в результате этого, в отношении того, что необходимый ремонт может быть осуществлен на месте, или оказывается необходимым перемещение неисправного распределительного шкафа в удаленную мастерскую. Такое же условие распространяется аналогичным образом на дополнительное расширение оборудования распределительного шкафа.
В принципе, пользователь или производитель распределительного шкафа может производить изменения в связанных с распределительным шкафом записях данных в архивной информационной базе. Это делает возможным для пользователя самостоятельно производить изменения в оборудование распределительного шкафа, которые документируются в архивной информационной базе. Кроме того, оказывается также возможным, что эта мера обновления документации дополнительно осуществляется производителем распределительного шкафа, что имеет особое преимущество в случае существенных изменений оборудования распределительного шкафа в целях обеспечения согласования данных. Таким образом, решение согласно настоящему изобретению обеспечивает динамическую документацию с доступом от различных пользовательских уровней. Это также создает предварительное условие, например, что после изменения оборудования распределительного шкафа соответствующая стандартам модификация также может быть сертифицирована компетентными органами, например, в форме сертификации согласно стандарту (DIN/EN/ISO/NEC/UL/CSA).
В соответствии с другой мерой улучшения настоящего изобретения предложено, что во время любых неисправностей, возникающих в процессе эксплуатации распределительного шкафа, соответствующая аварийная информация G распределительного шкафа добавляется в архивную информационную базу автоматически или через децентрализованный пользовательский терминал. Если, например, возникает неисправность энергоснабжения, которая прерывает эксплуатацию распределительного шкафа, а также соединенной с ним промышленной установки, это событие неисправности добавляется в архивную информационную базу в целях полного приема информации эксплуатационного цикла. Аварийная информация G также может представлять собой, например, неисправность установочного модуля или превышение допустимой температуры эксплуатации. На основании такой аварийной информации G можно регулировать, например, периодичность обслуживания.
Предпочтительно информация эксплуатационного цикла распределительного шкафа, которая доступна через децентрализованный пользовательский терминал, должна быть выполнена с возможностью извлечения только после санкционированного ввода идентификатора распределительного шкафа с паролем, который защищает визуальное представление и адаптацию информации A-G, хранящейся в архивной информационной базе. Посредством сохранения в неизменном виде истории предшествующей введенной информации в архивной информационной базе может быть предотвращено злоупотребление или вредительство. Извлечение информации эксплуатационного цикла распределительного шкафа следует регулировать согласно пользовательскому профилю и соответствующему управлению доступом таким образом, что каждая группа пользователей обеспечена только такой информацией, которая представляет для них интерес. Например, пользовательский профиль производителя может содержать всю доступную информацию в отношении оборудование распределительного шкафа, пользователь распределительного шкафа может быть ограничен в доступе к соответствующей эксплуатационной информации посредством индивидуализированного пользовательского профиля, в то время как программист программируемых логических контроллеров, например, может иметь доступ к информации только в отношении таких встроенных модулей.
Кроме того, предложено, что для однозначной идентификации каждый установочный модуль также имеет индивидуальный идентификатор, который может представлять собой, например, производное соответствующего серийного номера. Этот индивидуальный идентификатор может быть прикреплен к встроенному модулю как матричный двумерный код или аналогичный код. Кроме того, оказывается также возможной интеграция идентификатора встроенных модулей на чип радиочастотной идентификации во встроенном модуле. Посредством уникального идентификатора встроенных модулей целевой доступ к документационной информации, которая хранится для этой цели, может быть осуществлен через децентрализованный пользовательский терминал. В данном отношении децентрализованный пользовательский терминал может содержать сканер матричного двумерного кода. Пользовательский терминал предпочтительно сконструирован как мобильный компьютер с дисплеем и клавиатурой для ввода данных. Информационное соединение с центральным сервером, где содержится связанная с ним архивная информационная база, может быть установлено через общие каналы информационных сообщений, например, через мобильное радио.
Оказывается преимущественным присоединение графического документационного файла к испытательной и приемочной информации С, пусковой информации D, эксплуатационной информации Ε и/или ремонтной информации F, содержащейся в архивной информационной базе. Этот графический документационный файл может, например, состоять из фотографии схемы распределительного шкафа во время соответствующего события, которая добавляется в запись данных в архивной информационной базе для целей документации. В этом смысле каждое изменение схемы распределительного шкафа после ремонта или обслуживания может быть дополнительно документировано посредством изображений. Таким образом, могут быть более четко прослежены изменения, производимые в схеме распределительного шкафа в более поздние сроки. Кроме того, так называемая исполнительная документация также может быть включена.
Она содержит по меньшей мере принципиальную электрическую схему и документацию трехмерного схематического сборочного плана. Эта документация может создавать основу, на которой проверяется надлежащее и профессиональное физическое изготовление распределительного шкафа.
Предпочтительно документация, содержащая по меньшей мере информацию A-D, хранится в центральной архивной информационной базе. Кроме того, она также может храниться на защищенном информационном носителе в распределительном шкафу в качестве резервной копии. В случае применения такой резервной копии предложено, что хранение изменений в центральной архивной информационной базе предпочтительно должно быть объединено с обновлением резервной копии, которое должно быть осуществлено центральным сервером в соответствии с системой поддержки изменений, чтобы гарантировать согласованную мультилокальную электронную документацию.
Дополнительные меры по усовершенствованию настоящего изобретения ниже описаны более подробно вместе с описанием предпочтительного примера осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фигуры. В числе фигур:
на фиг. 1 представлена схематическая блочная диаграмма системы сбора и обработки информации эксплуатационного цикла в отношении распределительного шкафа промышленной установки, и
на фиг. 2 представлена схематическая технологическая диаграмма процедуры сбора и обработки информации эксплуатационного цикла, которая осуществляется в системе, проиллюстрированной на фиг. 1.
Как представлено на фиг. 1, система сбора и обработки информации эксплуатационного цикла содержит документационный сервер 2, который расположен в центральном пункте, удаленном от распределительного шкафа 1, чтобы собирать и обрабатывать информацию эксплуатационного цикла многочисленных распределительных шкафов. Эта информация эксплуатационного цикла хранится в подготовленной форме в архивной информационной базе 3, переданной в документационный сервер 2.
Документационный сервер 2 извлекает спецификационную информацию А индивидуальных встроенных модулей 9а-9 с, установленных в распределительном шкафу 1, на основании плановой конструкции 4 распределительного шкафа 1, которая была создана на стадии планирования распределительного шкафа 1. Указанные модули могут представлять собой, например, программируемые логические контроллеры, модули ввода/вывода, электрические клеммные блоки или аналогичные устройства. Документационный сервер 2 связывает эту спецификационную информацию А с функциональной информацией В, чтобы хранить записи данных в архивной информационной базе 3 под индивидуальным идентификатором 8 распределительного шкафа. Функциональная информация В содержит информацию в отношении цели каждого встроенного модуля 9а-9с, которая может предусматривать, например, что определенный программируемый логический контроллер регулирует эксплуатационные циклы насоса.
В пункте X, где расположен распределительный шкаф 1, монтажник имеет децентрализованный пользовательский терминал 5, который здесь сконструирован как портативный компьютер, имеющий интерфейс передачи данных. Через интерфейс передачи данных, представляющий собой, например, мобильное радио, монтажник способен извлекать информацию в отношении распределительного шкафа 1 из документационного сервера 2 и хранить дополнительные данные под индивидуальным идентификатором 8 распределительного шкафа распределительного шкафа 1 в архивной информационной базе 3 в целях создания устройства типа электронной папки распределительного шкафа.
Например, монтажник осуществляет необходимые меры по испытанию и приемке в отношении распределительного шкафа 1 перед вводом в эксплуатацию распределительного шкафа 1 и добавляет получаемую в результате испытательную и приемочную информация С распределительного шкафа 1 в архивную информационную базу 3. Чтобы проверять, какие меры по испытанию и приемке являются необходимыми, монтажник сначала получает доступ к спецификационной информации А индивидуальных установочных модулей 4а-4с. Эта информация может содержать, например, испытательное электрическое напряжение, при котором должно быть осуществлено предусмотренное испытание. Документационный сервер 2 предоставляет поддержку монтажнику в контексте подготовительной работы для ввода в эксплуатацию посредством полностью записанной необходимой испытательной и приемочной информации С. Документационный сервер 2 только инициирует сообщение о пуске для распределительного шкафа 1 через децентрализованный пользовательский терминал 5, когда все необходимая испытательная и приемочная информация С была записана в архивной информационной базе 3. Может быть предусмотрено, что первоначальный пуск распределительного шкафа 1 может быть инициирован только через децентрализованный пользовательский терминал 5, например, посредством передачи первоначальной пусковой управляющей инструкции в распределительный шкаф 1. Для этой цели децентрализованный пользовательский терминал 5 может иметь интерфейс ближней бесконтактной связи для распределительного шкафа 1. Кроме того, децентрализованный пользовательский терминал 5 в этом конструкционном примере оборудован сканером 7 матричного двумерного кода, посредством которого матричный двумерный код, прикрепленный к распределительному шкафу 1, может быть считан как уникальный идентификатор распределительного шкафа. После считывания индивидуального идентификатора 8 распределительного шкафа распределительного шкафа 1 информация эксплуатационного цикла распределительного шкафа 1 может быть извлечена в удаленном режиме через децентрализованный пользовательский терминал 5 из документационного сервера 2, где она обрабатывается, и в противоположном направлении дополнительная информация эксплуатационного цикла может быть добавлена в архивную информационную базу 3. Помимо считывания идентификатора 8 распределительного шкафа, сканер 7 матричного двумерного кода также может быть использован в этом примере для считывания индивидуальных идентификаторов индивидуальных встроенных модулей 9а-9с, которые также изготовлены как матричные двумерные коды, чтобы упрощать идентификацию в отношении оборудования распределительного шкафа и обеспечивать автоматический доступ к конкретной спецификационной информации А для каждого встроенного модуля 9а-9с.
Кроме того, записи данных архивной информационной базы 3 содержат ссылку на трехмерную плановую конструкцию 4, которая составляет основу распределительного шкафа 1, таким образом, что децентрализованный пользовательский терминал 5 также может иметь доступ к проектной информации Η в отношении оборудования распределительного шкафа, которая хранится в базе данных системы автоматизированного проектирования 11.
На фиг. 2 проиллюстрированы индивидуальные технологические стадии сбора и обработки информации эксплуатационного цикла в отношении распределительного шкафа 1, которая собирается и обрабатывается в различные моменты времени или временные стадии эксплуатационного цикла распределительного шкафа 1 в целях создания полной динамической документации этой информации.
Во время I изготовления распределительного шкафа спецификационная информация А установленных встроенных модулей связывается с функциональной информацией В в отношении их применения в контексте промышленной установки на основании плановой конструкции. На основании этого создается структура технической спецификации в архивной информационной базе под индивидуальным идентификатором распределительного шкафа.
Во время II технической приемки распределительного шкафа добавляется испытательная и приемочная информация С распределительного шкафа. Испытательный контур используется для проверки того, что является доступной вся необходимая испытательная и приемочная информация С для распределительного шкафа. В том случае, если эта необходимый информация не является доступной, система ожидает поступления испытательной и приемочной информации С. Если необходимая испытательная и приемочная информация С для оборудования распределительного шкафа является доступной, инициируется сообщение о пуске для распределительного шкафа, и в результате этого подается пусковой сигнал.
Во время III осуществляется пуск распределительного шкафа, при этом дополнительная пусковая информация D распределительного шкафа добавляется в записи данных архивной информационной базы. Эта пусковая информация D может содержать для целей документации, например, дату и время пуска, а также имя монтажника, который осуществляет пуск.
Время IV означает события обслуживания или ремонта, которые ограничивают или прерывают нормальную эксплуатацию распределительного шкафа. Например, обслуживание может включать замену калиброванных измерительных приборов, таких как электроизмерительные приборы, и эксплуатационная информация Ε добавляется в архивную информационную базу. Аналогичным образом, событие ремонта неисправного встроенного модуля записывается в соответствующую ремонтную информацию F и добавляется в архивную информационную базу. Эта ремонтная информация F может содержать, например, идентификатор замененного встроенного модуля, который is заменяется новым идентификатором заменяющего устройства. Кроме того, записываются время ремонта и имя ответственного монтажника.
Динамическая документация в отношении информация эксплуатационного цикла распределительного шкафа поддерживает процесс ремонта таким образом, что может быть принято решение об осуществлении ремонта на месте X или в удаленной мастерской Υ посредством обращения к спецификационной информации А или проектной информации Н.
Аналогичным образом, в эксплуатационном цикле распределительного шкафа регистрируются моменты времени V, в которые возникают нарушения в процессе эксплуатации распределительного шкафа, например, неисправности энергоснабжения, которые переносятся в архивную информационную базу 3 как аварийная информация G. Эта информация временно хранится во временном буфере распределительного шкафа 1 и может передаваться в архивную информационную базу посредством считывания буфера через пользовательский терминал.
На фиг. 3 проиллюстрирована структура информационного формата, содержащего специальную информацию эксплуатационного цикла распределительного шкафа, где ключевой идентификатор представляет собой уникальный идентификатор 8 распределительного шкафа. Этот ключевой идентификатор может быть преобразован, например, посредством числового кода. Идентификатор каждого встроенного модуля, установленного в распределительном шкафу с соответствующей спецификационной информацией А, добавляется в набор данных и связывается с функциональной информацией В в отношении установленных встроенных модулей. Кроме того, испытательная и приемочная информация С оборудования распределительного шкафа, получаемая в результате стадии испытания изготовленного распределительного шкафа, а также последующая пусковая информация D в отношении распределительного шкафа добавляются в набор данных. Эксплуатационная информация Е, ремонтная информация F и аварийная информация G, произведенная позже в эксплуатационном цикле, дополняют информационный формат динамической документации в отношении эксплуатационного цикла распределительного шкафа. В частности, испытательная и приемочная информация С, пусковая информация D, эксплуатационная информация Ε и ремонтная информация F могут быть дополнены графическими документационными файлами 12, которые содержат, например, фотографии схемы оборудования распределительного шкафа, снятые в указанные моменты времени.
Список условных обозначений
1 - Распределительный шкаф
2 - Документационный сервер
3 - Архивная информационная база
4 - Плановая конструкция
5 - Децентрализованный пользовательский терминал
6 - Интерфейс ближней бесконтактной связи
7 - Сканер матричного двумерного кода
8 - Идентификатор распределительного шкафа
9 - Установочный модуль
10 - Идентификатор (встроенного модуля)
11 - База данных системы автоматизированного проектирования
12 - Графический документационный файл
А - Спецификационная информация
В - Функциональная информация
С - Испытательная и приемочная информация
D - Пусковая информация
Ε - Эксплуатационная информация
F - Ремонтная информация
G - Аварийная информация
X - на месте
Υ - в мастерской.