提供自动化设备的操作参数的制作方法

本发明涉及一种提供自动化设备的操作参数的方法。

背景技术：

自动化设备用于自动化系统中以控制或调节自动化过程。这样的自动化设备尤其可以是用于影响自动化过程的致动器、用于检测自动化过程的状态的传感器或者用于处理传感器的输入信号并产生用于致动器的输出信号的控制单元。

在自动化系统的规划和配置中，有必要选择适合于所规划的自动化过程的操作条件的自动化设备。特别地，操作条件必须在所选择的自动化设备的操作参数的规定极限值内。操作参数例如指示可以使用自动化设备的环境条件、通过自动化设备处理的输入信号和输出信号的电特性，例如电压范围或噪声值，或者在输入值的检测或输出值的输出中的误差极限。

自动化设备的操作参数通常相互影响。因此，各个操作参数的极限值通常分别由自动化设备的制造商规定并且在自动化设备的数据表中设置，使得各个操作参数的极限值在其它操作参数的总的规定参数范围内是有效的。这确保了自动化设备还可以在其中多个或所有操作参数的参数值采用它们各自规定的极限值的操作条件下使用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种方法，该方法实现满足需求的并且是灵活的用于自动化过程的自动化设备的选择。

该目的通过根据独立权利要求的方法来满足。从属权利要求中规定了进一步的改进。

本文公开的用于经由配置系统提供自动化设备的操作参数的方法具体包括

-经由配置系统的用户界面检测自动化设备的预选择；

-经由用户界面检测自动化设备的第一操作参数的目标值；

-依据第一操作参数的目标值计算自动化设备的第二操作参数的极限值；

其中，使用自动化设备的设备模型计算第二操作参数对第一操作参数的相关性；以及

-经由配置系统的用户界面输出第二操作参数的极限值。

在本发明的框架内已经认识到，做出满足需求的并且是灵活的自动化设备的选择是可能的，因为在第一操作参数的整个允许参数范围内有效的刚性值没有被规定为第二操作参数的极限值，而是通过配置系统根据第一操作参数的预定义目标值以自动的方式计算的可变极限值。例如，这使得可以规定第一操作参数的特别大的目标值或特别小的目标值，其中，第二操作参数的极限值又在其计算中受到限制，使得自动化设备总体上保持可操作。

例如，可以根据本发明计算出，只要不超过操作温度的最大值，为该用途提供的编码器就具有低于用户预定义的目标值的测量噪声。在此，测量噪声表示第一操作参数，操作温度表示第二操作参数，操作温度的最大值表示计算出的第二操作参数的极限值。由于规定为标准的测量噪声与高得多的操作温度相关，因此由用户规定的测量噪声的最大值可以比编码器的数据表中预定义的标准小得多。

由此实现的优点是例如可以省去更昂贵或更精确的编码器，其中，因为可以确定所计划的编码器也可以在所计划的部署温度下使用，并且仍然提供期望的低测量噪声。

特别地，由第一操作参数的目标值限定的第一操作参数的参数范围可以经由用户界面被选择性地加宽，并且由第二操作参数的极限值限定的第二操作参数的参数范围又可以被限制。这实现了专用于应用的自动化设备的规范。结果，第一操作参数和第二操作参数的参数值可以经由用户界面以自动化设备的专用数据表(例如pdf文件)的形式输出。

尽管上面仅提到了第一操作参数和第二操作参数，但是也可以在该方法的框架内预定义多个第一操作参数，如下面将解释的，和/或可以根据第一操作参数或根据多个第一操作参数来计算第二操作参数或多个第二操作参数。

在第二操作参数的极限值的计算之后，该方法还可以包括提供配置数据，该配置数据包括第一操作参数的目标值和/或第二操作参数的极限值并且存储在自动化设备中用于配置。该方法还可以包括将自动化设备连接到自动化系统以控制自动化过程，特别地，在使用经由用户界面提供的配置数据进行配置之后。

自动化设备例如可以被配置为传感器、致动器或控制设备。自动化设备可以优选地被配置为链接到自动化系统并且经由数据线，特别是现场总线，连接到另外的自动化设备。

自动化设备可以配置为传感器，特别是配置为编码器，例如配置为马达编码器。特别地第一操作参数或第二操作参数可以是环境温度或设备温度，并且相应的其它操作参数可以是电子噪声或由传感器输出的传感器信号的测量不精确。第一操作参数或第二操作参数也可以是使用寿命，并且相应的其它操作参数可以是自动化设备的操作变量，特别是转速、停机时间、重复负载、污染程度等。第一操作参数或第二操作参数也可以是设备公差，例如关于与马达轴连接时的偏心度，并且相应的其它操作参数可以是输出传感器信号的误差值。此外，所述参数的所有其它组合也是可能的。

配置系统可以被配置为数据处理系统例如web服务器。用户界面例如可以被配置为网站界面，用户设备例如另外的数据处理单元可以经由数据连接被连接到该网站界面。对网站界面的访问可以通过用户设备例如借助于web浏览器来进行。然而，用户界面还可以包括直接连接到配置系统的输入单元和输出单元，特别是屏幕。特别地，配置系统可以被布置在自动化设备的制造商处，并且用户设备可以被布置在制造商的顾客处。

第二操作参数的极限值的计算可以在配置系统上进行。设备模型同样可以存储在配置系统上例如存储在配置系统的存储单元中。配置系统还可以包括执行该方法的存储的控制程序。

配置系统可以首先被配置为经由用户界面显示多个自动化设备，例如相同设备类型的多个自动化设备，用于例如在列表中的预选择。经由用户界面的用户输入可以被检测为预选择，借助于用户界面选择所显示的自动化设备之一。

配置系统还可以被配置为经由用户界面呈现第一操作参数的设置参数值的图形表示，例如以滑动控制的形式，并且经由用户界面修改设置参数值的改变的呈现。然后，可以将在检测到目标值时设置的第一操作参数的参数值取为目标值。配置系统可以被配置为连续地检测第一操作参数的目标值并且经由用户界面连续地输出计算出的第二操作参数的极限值，使得在第一操作参数的设置参数值的改变时呈现第二操作参数的极限值的立即改变。

第二操作参数的极限值可以经由用户界面以数值的形式或者以图形表示的形式输出，例如同样作为滑动控制。

根据一个实施例，除了第一操作参数的目标值之外，还可以在用户界面处设置或输入用户期望的第二操作参数的参数值。用户可以以这种方式，例如，规定自动化设备应在最高40℃的温度下操作。在此，温度对应于第一操作参数的目标值。在最高40℃的温度下，例如，0.001°的测量精度或角分辨率为是理想的。期望测量精度对应于第二操作参数的期望参数值。

然后，第二操作参数的极限值可以例如通过以下方式输出：将第二操作参数的极限值与经由用户界面设置的第二操作参数的(期望的)参数值进行比较，并且经由用户界面显示来自计算出的第二操作参数的极限值的设置的(期望的)参数值的不允许的偏差。当输入最高温度为40℃时，测量精度最高可达0.05°时，尤其会出现这种情况。然后，不允许的偏差可以例如通过红色标记或通过相应的错误信息显示。

除了检测自动化设备的第一操作参数的目标值之外，该方法还可以包括检测自动化设备的另外的第一操作参数的另外的目标值，并且可以依据另外的目标值另外计算第二操作参数的极限值。类似地，除了计算和输出第二操作参数的极限值之外，该方法还可以包括依据第一操作参数的目标值来计算和输出另外的第二操作参数的另外的极限值。在此，第二操作参数对第一操作参数的相关性可以存储在自动化设备的设备模型中。

第二操作参数的极限值可以经由用户界面以自动化设备的数据表的形式输出，例如提供用于下载。除了第二操作参数的极限值之外，数据表还可以包括第一操作参数的目标值和/或另外的操作参数的参数值。第二操作参数的极限值和/或第一操作参数的目标值例如可以分别作为第一操作参数或在允许的情况下规定的第二操作参数的参数范围的极限值输出。数据表还可以包括关于自动化设备的一般信息。

第二操作参数的极限值可以参考设备模型来计算，使得在自动化设备以第一操作参数的目标参数和第二操作参数的极限值操作时自动化设备的特性在允许值范围内。自动化设备的特性例如可以是设备温度、功耗、测量分辨率等。

该方法的进一步改进包括提供配置数据，该配置数据包括用于在自动化设备中存储的第一操作参数的目标值和/或第二操作参数的极限值。自动化设备由此可以特别简单地配置，特别是通过终端顾客配置。配置数据例如可以包括用于通过自动化设备在操作中执行的控制程序的配置参数，例如测量分辨率，或者包括安全参数，例如最高温度，其观测通过自动化设备在操作中监控。

该方法的进一步改进包括将自动化设备连接到自动化系统以控制自动化过程以及将配置数据存储在自动化设备中。由此可以确保自动化设备在安装到自动化过程中时，自动化设备被配置为使得其遵守由第一操作参数的目标值和第二操作参数的极限值限定的规范。特别地，自动化过程可以是工业自动化过程。

在该方法的进一步改进中，检测第一操作参数的目标值包括经由用户界面读取包括目标值的第一操作参数的测量值。这使得能够经由用户界面特别简单地输入第一操作参数的目标值。

该方法的进一步改进包括测量要连接到自动化设备的自动化过程中的第一操作参数。优选地，可以在自动化设备稍后应当被定位或用于自动化过程中的地方执行测量，其中测量能够由与自动化设备分离的测量设备做出。所测量的第一操作参数然后可以优选地被自动地处理，由此第二操作参数的极限值然后同样可以被自动地输出。由此可以以特别简单的方式确保自动化设备被规定和选择，使得其适合于在自动化过程中实际存在的操作条件。

该方法的进一步改进包括经由用户界面检测第一操作参数的选择和参考设备模型并基于所选择的第一操作参数通过配置系统选择第二操作参数。由此可以灵活地并且以满足需求的方式选择第一操作参数，该第一操作参数的目标值被预定义用于进一步的操作参数的规定。特别地，第一操作参数可以被选择为操作参数，在该操作参数下，在基本的规定框架内预定义的参数值与自动化设备的计划操作条件不兼容。

该方法还可以类似地包括依据所选择的第一操作参数和/或依据所检测到的第一操作参数的目标值选择第二操作参数，其中，第二操作参数是参考所存储的自动化设备的设备模型来选择的。这使得能够以自动化的方式选择和适配第二操作参数，使得自动化设备的操作在第一操作参数的目标值处变得可能。该方法还可以包括根据所选择的第一操作参数和/或所检测到的第一操作参数的目标值以对应的方式预选择多个第二操作参数，并且经由用户界面显示它们以用于最终选择。

在该方法的进一步改进中，第一操作参数和/或第二操作参数是自动化设备的部署环境的环境参数，特别是环境温度、环境湿度、环境振动、环境冲击等。

在该方法的进一步改进中，第一操作参数和/或第二操作参数是自动化设备的配置参数，特别是测量分辨率、测量间隔、驱动力、驱动转矩等。特别地，配置参数可以存储在自动化设备中，并且可以在执行自动化设备的控制程序时被考虑。

在该方法的进一步改进中，用户界面被配置为网站界面。这使得能够特别简单地访问配置系统，特别是从一定空间距离访问配置系统。网站界面可以例如提供用于预定义第一操作参数的输入掩码和/或滑动控制和/或第二操作参数的同步输出。

在该方法的进一步改进中，所存储的设备模型在多维参数空间中固定第二操作参数对第一操作参数的相关性。多维参数空间尤其可以包括自动化设备的多个相互相关的操作参数。

在该方法的进一步改进中，第一操作参数和第二操作参数在参数空间中固定自动化设备的工作点。

在该方法的进一步改进中，设备模型包括具有第一操作参数和第二操作参数的相互关联的参数值列表和/或第一操作参数和第二操作参数之间的函数关系。这使得能够简单地计算第二操作参数。如果设备模型包括相互关联的参数值的列表，则可以通过在列表中查找或在列表上内插第一操作参数的目标值并且输出第二操作参数的关联参数值作为限制值来计算第二操作参数的限制值。如果设备模型包括函数关系，则可以通过评估该关系来计算第二操作参数。

在该方法的进一步改进中，设备模型包括自动化设备的仿真模型，其中，该仿真模型优选地包括第一操作参数和/或第二操作参数作为输入参数。这也使得在计算中考虑第一操作参数和第二操作参数之间的复杂关系成为可能。特别地，第二操作参数可以是仿真模型的起始参数。仿真模型可以再现和计算自动化设备中的物理关系。仿真程序也可以被称为“数字孪生”。

在该方法的进一步改进中，在改变第二操作参数的同时，通过使用仿真模块执行的参数优化的方式来计算第二操作参数的极限值。在这种情况下，第二操作参数尤其可以是仿真模型的输入参数。作为参数优化的一部分，自动化设备的特性，例如设备温度，可以特别地被优化为优化函数，使得其在预定义的允许值范围内。

该方法的进一步改进包括经由用户界面输出第二操作参数和/或由设备模型预定义的第三操作参数对第一操作参数的相关性，以呈现自动化设备的操作行为。特别地，自动化设备的行为可以在由第一操作参数预定义的环境条件下的操作期间通过输出相关性来模拟。特别地，第三操作参数可以是在为了计算第二操作参数而实施的参数优化中观察到的自动化设备的特性。另外，可以在第一操作参数的目标值改变时经由用户界面输出和示出第二操作参数和/或第三操作参数的变化。

本发明还涉及一种用于提供自动化设备的操作参数的配置系统，其中，所述配置系统包括用户界面、连接到用户界面的数据处理单元和连接到数据处理单元的存储单元。数据处理单元被配置为经由用户界面检测自动化设备的预选择和自动化设备的第一操作参数的目标值。数据处理单元还被配置为依据第一操作参数的目标值来计算自动化设备的第二操作参数的极限值，其中，使用存储在存储单元中的自动化设备的设备模型来计算第二操作参数对第一操作参数的相关性。数据处理单元还被配置为经由用户界面输出第二操作参数的极限值。

特别地，配置系统被配置为执行根据本发明的方法。就此而言，已经结合根据本发明的方法描述的所有进一步的改进和优点也涉及配置系统，反之亦然。包括关于执行该方法的指令的控制程序可以存储在用于执行根据本发明的方法的配置系统中。

附图说明

下面将参照附图解释本发明。每一种情况在示意图中示出：

图1是用于提供自动化设备的操作参数的配置系统，和

图2是经由配置系统提供自动化设备的操作参数的方法。

具体实施方式

图1示出了用于自动化地提供未示出的自动化设备的操作参数的配置系统1。配置系统1包括数据处理单元2和连接到数据处理单元2的用户界面5。此外，配置系统1包括与数据处理单元2连接的存储单元3，在该存储单元2中存储自动化设备的设备模型10和另外的自动化设备的另外的设备模型12。

用户设备40经由数据连接45，特别是通过因特网，连接到配置系统1的用户界面5。配置系统1经由用户界面5从用户设备40检测自动化设备的第一操作参数的目标值30。此外，配置系统1经由用户界面5将依据目标值计算的自动化设备的第二操作参数的极限值35以及包括第一操作参数的目标值30和第二操作参数的极限值35的配置数据20传输到用户设备40。

用户设备40还连接到传感器52，传感器52又经由另外的数据连接54，特别是现场总线，连接到自动化过程50，在自动化过程50中使用自动化设备。用户设备40经由另外的数据连接54从传感器52接收第一操作参数的测量值，该测量值随后作为目标值30发送到配置系统1。传感器52可以是与要提供其操作参数的自动化设备不同的传感器，例如单独的温度传感器。

图2示出了通过配置系统1提供自动化设备的操作参数的方法100。特别地，方法100存储在配置系统1的控制程序中。

方法100包括经由用户界面5检测105对要提供其操作参数的自动化设备的预选择。特别地，自动化设备选自其设备模型10、12存储在配置系统1中的自动化设备。方法100随后包括经由用户界面5检测106第一操作参数的选择，第一操作参数的参数值借助于目标值30来适配。第一操作参数在此从先前选择的自动化设备的多个操作参数中选择。

方法100随后包括借助于传感器52测量111第一操作参数的测量值和经由配置系统1的用户界面5检测113第一操作参数的目标值30，其中，测量值的读取112经由用户界面5进行。方法100还包括参考检测到的第一操作参数的目标值30选择114第二操作参数。

方法100还包括依据第一操作参数的预定义目标值30计算115第二操作参数的极限值35以及经由用户界面5输出120极限值34。方法100还包括提供125配置数据，该配置数据包括第一操作参数的目标值30和第二操作参数的极限值35；以及输出130第二操作参数对第一操作参数的相关性。在此，提供125和输出130各自经由用户界面5进行。最后，方法100包括在自动化设备中存储140输出的配置数据20。经由用户界面5以数字数据表的形式输出第二操作参数的极限值35和第一操作参数的目标值30。

参考号列表1配置系统

2数据处理单元

3存储单元

5用户界面

10设备模型

12另外的设备模型

20配置数据

30目标值

35极限值

40用户设备

45数据连接

50工业自动化过程

52传感器

54另外的数据连接

51第一操作参数

52第二操作参数

100提供操作参数的方法

105自动化设备的预选择的检测

106第一操作参数的选择的检测

111测量值的测量

112测量值的读取

113第一操作参数的目标值的检测

114第二操作参数的选择

115第二操作参数的极限值的计算

120极限值的输出

125提供配置数据

130相关性的输出

135连接到自动化系统

140配置数据的存储