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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Ausbildung von Steuerungen bzw. Regelungen für Geräte, Maschinen,
Maschinenwerkzeuge und andere Vorrichtungen.
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HINTERGRUND
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Typischerweise beginnt die Entwicklung
eines neuen Produkts, wie eines Geräts damit, daß der Hersteller
eine Systemerfordernis-Spezifikation schreibt. Diese Spezifikation
wird an verschiedene Ingenieurbüros
mit einer Frage für
einen Vorschlag versandt. Jede Ingenieurfirma bzw. Konstruktionsfirma
stellt einen Vorschlag und eine Kostenabschätzung für den Hersteller zur Verfügung. Der
Hersteller wertet die Vorschläge
aus und wählt
eine kurze Liste von Ingenieursfirmen aus. Der Hersteller fordert
dann die Firmen auf, feste Zusagen für das neue Produkt basierend
auf ihren Vorschlägen
zur Verfügung
zu stellen. Schließlich
sieht der Hersteller alle Firmenquoten durch und wählt eine
Konstruktionsfirma aus, um das neue Produkt herzustellen. Dies ist
ein langer und aufwendiger Prozeß, der üblicherweise drei bis neun
Monate mit lediglich einem greifbaren Ergebnis benötigt: einen
festen Vorschlag für
eine Entwicklung eines neuen Produkts.
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Der nächste Schritt in dem Verfahren
ist für den
Hersteller und die ausgewählte
Konstruktionsfirma, eine detaillierte Designspezifikation für das neue Produkt
zu entwickeln. Diese Entwicklung benötigt üblicherweise drei bis sechs
Monate.
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Der abschließende bzw. Endschritt in dem Verfahren
ist es, ein Prototypsystem basierend auf der detaillierten Designspezifikation
herzustellen. Sobald der Prototyp vollständig ist, wird das neue System
extensiv durch die Ingenieur- bzw.
Konstruktionsfirma und durch den Hersteller getestet. Nachdem alle
Regressions- und Akzeptanztests abgeschlossen sind, wird das System
in bezug auf eine Zertifizierung getestet, um sicherzustellen, daß es alle
anwendbaren gesetzlichen Erfordernisse in bezug auf Sicherheit und
Betätigbarkeit
erfüllt.
Das neue Produkt geht in die Produktion, sobald das Testen abgeschlossen
ist.
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Aus US-A-5301336 ist ein Verfahren
zum Programmieren eines Computers zum Ausführen einer Prozedur bzw. eines
Verfahrens bekannt, welches auf einem graphischen Interface basiert,
welches Datenflußprogramme
verwendet, um das Verfahren darzustellen. Das Verfahren speichert
eine Mehrzahl von exekutierbaren bzw. ausführbaren Funktionen, Planungs-
bzw. Aufzeichnungsfunktionen und Datenarten bzw. -typen. Ein Datenflußdiagramm
wird in Antwort auf die Benutzereingabe unter Verwendung von Symbolen
bzw. Icons zusammengestellt, welche den entsprechenden exekutierbaren Funktionen,
Planungsfunktionen und Datenarten entsprechen, welche durch Bögen auf
dem Schirm verbunden sind. Eine Tafel bzw. eine Platte, die für eine Instrumentenvordertafel
repräsentativ
ist, die Eingabe- und Ausgabeformate aufweist, wird in gleicher Weise
für das
Datenflußdiagramm
zusammengebaut. Ein exekutierbares Programm wird in Antwort auf
das Datenflußdiagramm
und die Tafel generiert bzw. erzeugt, die die exekutierbaren Funktionen,
Planungsfunktion und Datentypen verwendet, die in dem Speicher gespeichert
sind.
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Aus Kemp A. R.: "SUPPORT SYSTEMS FOR THE ONTARIO HYDRO
PROGRAMMABLE CONTROLLER" IEEE
TRANSACTIONS ON POWER APPARATUS AND SYSTEMS, Vol. PA-102, Nr. 1,
Jänner
1983 (1983–01)
Seiten 113–117, XP000891245
USA, ist ein programmierbares Steuer- bzw. Regelsystem für Kraftwerkssystemanwendungen
bekannt. Eine Programmierstation stellt Funktionen zur Verfügung, die
erforderlich sind, um eine Relaiskonfiguration auf einem PC einzugeben und
zu testen. Diese sollen alle Unterstützungsfunktionen zur Verfügung zu
stellen, die erforderlich sind, umfassend bzw. beinhaltend eine
Eingabe einer logischen Anordnung, Editieren und Zusammenstellen bzw.
Compilieren von "Leiterdiagrammen", automatische Zeichnungsproduktion,
automatische Steuer- bzw. Regelprogrammierung und Test/Überwachungseinrichtung.
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Aus EP-A-0875824 ist ein Fernsteuerprogramm-Herunterladevorrichtung
bekannt, welche es einer Steuer- bzw. Regel-Software ermöglicht, daß sie aktualisiert wird.
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Es ist das Ziel der Erfindung, ein
System für die
Ausbildung bzw. Konstruktion von Steuer- bzw. Regelsystemen für Geräte, Maschinen,
Maschinenwerkzeuge und dgl. zur Verfügung zu stellen, das eine Benutzerfähigkeit
zum Entwickeln eines auf einem Prozessor basierenden Steuer- bzw.
Regelsystems durch Reduzieren von Entwicklungszyklen und Eliminieren
oder Reduzieren des Erfordernisses für eine formale Kundenerfordernisspezifikation
verbessert.
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Dieser Gegenstand wird durch ein
Verfahren, umfassend die Schritte, die in Anspruch 1 definiert sind,
und durch ein Vorrichtungssteuersystem-Designwerkzeug, das die in
Anspruch 22 geoffenbarten Merkmale besitzt, erfüllt. Bevor zugte Ausbildungen
sind in den abhängigen
Unteransprüchen definiert.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein System für die Konstruktion eines Regel- bzw.
Steuersystems für
Geräte,
Maschinen, Maschinenwerkzeuge und dgl. verbessert eine Benutzerfähigkeit
zum Entwickeln von einem auf einem Prozessor basierenden Steuer-
bzw. Regelsystem durch Reduzieren von Entwicklungszyklen und durch
Eliminieren oder Reduzieren des Erfordernisses für eine formale Kundenerfordernis-Spezifikation.
Das System soll die Zeit bis zum Vermarkten reduzieren, Zyklen übermäßiger Erfordernisse
eliminieren, Systementwicklungskosten absenken und die gesamte Produktqualität verbessern.
Verbesserungen in dem Produktentwicklungszyklus können durch
die Benützung
eines auf Computer basierenden virtuellen Prototypwerkzeugs, eines
Ablaufsteuereinheit-Motors, eines standardisierten, eingebetteten
Steuer- bzw. Regelcodes, einer Standard-Hardware-Plattform und einer
Echtzeittestung an tatsächlicher
Anwendungs- bzw. Geräte-Hardware
zur Verifizierung des eingebetteten Steuer- bzw. Regelsystems erreicht
werden.
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In einem allgemeinen Aspekt wird
ein Steuer- bzw. Regelsystem für
eine Vorrichtung, wie ein Gerät,
durch Speichern von Software-Darstellungen von vorab existierenden
Steuer- bzw. Regeltafelkomponenten
und Steuer- bzw. Regelprozessen auf einem Computer und Verwenden
des Computers zum Entwickeln eines Steuer- bzw. Regelpults bzw.
-paneels und von Steuer- bzw. Regel-Software für die Vorrichtung generiert
bzw. erzeugt, indem Software-Darstellungen von vorab existierenden
Steuer- bzw. Regelpultobjekten in einer Soft ware-Darstellung des
Steuer- bzw. Regelpults ausgewählt
und angeordnet werden, von Software-Darstellungen von vorab existierenden
Steuer- bzw. Regelverfahren ausgewählt werden, und die gewählten Steuer-
bzw. Regelverfahren den gewählten
Steuer- bzw. Regelpultgegenständen
zugeordnet werden. Die Steuer- bzw. Regel-Software wird dann von
dem Computer herunter geladen, um Hardware, die in der Vorrichtung
zu inkludieren ist, zu steuern bzw. zu regeln und die Vorrichtung
wird unter Verwendung der Steuer- bzw. Regel-Software, die auf der
Steuer- bzw. Regel-Hardware läuft,
und unter der Kontrolle des Computers getestet.
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Ausbildungen können eines oder mehrere der
folgenden Merkmale umfassen. Beispielsweise kann ein virtuelles
Steuer- bzw. Regelpult,
das auf dem Computer ausgebildet wird, das Steuer- bzw. Regelpult
verkörpern,
das für
die Vorrichtung ausgebildet bzw. konstruiert ist. Ein Benutzer kann
das virtuelle Steuer- bzw. Regelpult manipulieren bzw. betätigen, um
virtuelle Steuer- bzw. Regeleingaben zu generieren bzw. zu erzeugen,
welche dann zu der Steuer- bzw. Regel-Hardware übertragen werden, um die Steuer-
bzw. Regel-Hardware
zu steuern bzw. regeln. Die virtuellen Steuer- bzw. Regeleingaben können unter
Verwendung von einem Kommunikationsprotokoll übertragen werden. Die Eingaben
können beispielsweise über ein
Paar von Drähten
oder durch eine Benutzung von Infrarot- oder Radiofrequenz-Übertragungskanälen und
unter Verwendung von irgendeinem Standardkommunikationsprotokoll transferiert
werden.
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Wenn die Steuer- bzw. Regel-Hardware
ein Standard-Hardware-Steuer-
bzw. -Regelmodul zum Implementieren der Steuer- bzw. Regel-Software beinhaltet, und
ein Kommunikationsinterface aufweist, kann das Standard-Hardware-Steuer-
bzw. -Regelmodul mit dem Computer durch das Kommunikationsinterface
bzw. die Schnittstelle und mit aktiven Komponenten der Vorrichtung
vor einer Übertragung
verbunden werden. Nachdem die Vorrichtung getestet wurde, können Kopien
des Standard-Hardware-Steuer-
bzw. -Regelmoduls in Produktionsversionen der Vorrichtung inkludiert
bzw. aufgenommen werden. Das Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodul
kann aus einem Satz aus vordefinierten Standard-Hardware-Steuer-
bzw. -Regelmodulen gewählt
sein. Jedes Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodul kann fähig sein,
Standard-Software laufen zu lassen und kann unterschiedliche Leistungscharakteristika
bzw. -merkmale aufweisen, und eine Auswahl eines Standard-Hardware-Steuer-
bzw. -Regelmoduls kann auf den Leistungscharakteristika beruhen,
die für
das Steuer- bzw. Regelpult und die Steuer- bzw. Regel-Software erforderlich
sind. Die Auswahl kann automatisch durch den Computer getätigt werden.
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Software-Darstellungen von aktiven
Vorrichtungskomponenten bzw. Komponenten einer aktiven Vorrichtung
können
auch auf dem Computer gespeichert werden. In diesem Fall kann, indem
der Computer zum Entwickeln des Steuer- bzw. Regelpults und der
Steuer- bzw. Regel-Software für
die Vorrichtung verwendet wird, er ein Auswählen von einer oder mehreren
Darstellungen von aktiven Vorrichtungskomponenten und ein Assoziieren
der gewählten,
aktiven Vorrichtungskomponenten mit einem oder mehreren gewählten Steuer-
bzw. Regelprozesse(n) oder gewählten
Steuer- bzw. Regelpultgegenstand (-ständen) beinhalten.
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Ein Standardsteuer- bzw. -regelverfahren kann
beispielsweise eine Liste von sequentiellen Steuer- bzw. Regel schritten,
eine Ablaufsteuereinheit oder einen Satz von Unterbrechungen bzw.
Interrupts umfassen bzw. beinhalten.
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Indem der Computer zum Entwickeln
eines Steuer- bzw. Regelpults und einer Steuer- bzw. Regel-Software
für die
Vorrichtung verwendet wird, kann er ein Verwenden von graphischen
Techniken zum Anzeigen der Software-Darstellung des Steuer- bzw.
Regelpults und zum Auswählen
und Anordnen von Software-Darstellungen der Steuer- bzw. Regelpultkomponenten
auf der angezeigten Software-Darstellung des Steuer- bzw. Regelpults
umfassen. Die Software-Darstellungen der Steuer- bzw. Regelpultkomponenten
können
als Symbole bzw. Bildzeichen bzw. Icons angezeigt werden und ein
gewähltes Symbol
kann als eine dreidimensionale Darstellung einer entsprechenden
Steuer- bzw. Regelpultkomponente angezeigt bzw. dargestellt werden.
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Die graphischen Techniken können eine
Verwendung eines graphischen Zeichenwerkszeugs bedingen. Das graphische
Zeichenwerkzeug kann auch Symbole anzeigen, die vorab existierende
Steuer- bzw. Regelverfahren darstellen bzw. repräsentieren.
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Ein computergesteuertes Modelliersystem kann
verwendet werden, um ein dreidimensionales Modell des Steuer- bzw.
Regelpults zu generieren.
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Die Steuer- bzw. Regel-Hardware kann
eine Standard-Steuer- bzw.
-Regel-Software umfassen. Das Herunterladen der Steuer- bzw. Regel-Software von
dem Computer zu der Steuer- bzw.
Regel-Hardware kann ein Hinzufügen
von einem oder mehreren Modul(en) zu der Standard-Steuer- bzw. -Regel-Soft ware
oder ein Ersetzen von einem oder mehreren Modul(en) jener Software
umfassen.
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Die Steuer- bzw. Regel-Software kann
ohne ein Generieren bzw. Erzeugen eines Steuer- bzw. Regelpults
generiert werden. Ein derartiger Zugang kann beispielsweise Verwendung
finden, wenn es gewünscht
ist, Funktionalität
zu einer Vorrichtung hinzuzufügen
oder eine Arbeitsweise bzw. Betätigung
der Vorrichtung zu modifizieren, ohne das Steuer- bzw. Regelpult
der Vorrichtung zu modifizieren.
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Die Steuer- bzw. Regel-Software kann
auch vor einem Generieren eines Steuer- bzw. Regelpults generiert
werden. In diesem Fall kann der Computer automatisch eine Liste
von Steuer- bzw. Regelpultkomponenten, die für ein Steuer- bzw. Regelpult
der Vorrichtung erforderlich sind, basierend auf den Erfordernissen
der Steuer- bzw. Regel-Software generieren.
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Das Steuer- bzw. Regelpult kann auch
ohne ein Generieren einer neuen Steuer- bzw. Regel-Software generiert
werden. Dies kann beispielsweise dann nützlich sein, wenn es gewünscht ist,
ein neues Steuer- bzw. Regelpultdesign ohne ein Modifizieren der
zugrundeliegenden Funktionalität
einer Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen.
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In einem anderen allgemeinen Aspekt
wird eine Konstruktions- bzw. Designspezifikation für ein Steuer-
bzw. Regelpult für
eine Vorrichtung generiert. Zuerst wird ein Computer verwendet,
um graphisch ein Steuer- bzw. Regelpult für eine Vorrichtung zu generieren.
Danach wird der Computer verwendet, um automatisch die Designspezifikation
von dem Steuer- bzw. Regelpult zu generieren. Indem der Com puter verwendet
wird, um graphisch das Steuer- bzw. Regelpult für die Vorrichtung zu generieren,
kann dies eine Verwendung von einem oder mehreren Standardobjekten
umfassen bzw. beinhalten. Ein Standardobjekt kann eine graphische
Darstellung einer physikalischen Ausbildung des Objekts und eine
logische Darstellung einer Arbeitsweise bzw. Betätigung des Objekts umfassen.
Ausbildungen können
eines oder mehrere der oben erwähnten
Merkmale umfassen.
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In einem anderen allgemeinen Aspekt
kann ein Steuer- bzw. Regelsystem für eine Vorrichtung ausgebildet
bzw. konstruiert sein, indem eine Sammlung von Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodulen
zur Verfügung
gestellt wird, von welchen jedes fähig ist, Standard-Software
laufen zu lassen, und unterschiedliche Leistungscharakteristika
aufweist. Ein Computer kann verwendet werden, um ein Steuer- bzw. Regelpult und
eine Steuer- bzw. Regel-Software für die Vorrichtung zu entwickeln,
und ein oder mehrere der Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodule,
die in der Vorrichtung aufzunehmen sind, kann bzw. können basierend
auf Leistungscharakteristika, die durch das Steuer- bzw. Regelpult
und die Steuer- bzw. Regel-Software erforderlich sind, ausgewählt werden.
So wird die zu inkludierende Hardware ausgewählt, nachdem die Steuer- bzw.
Regel-Software generiert ist, so daß eine optimale Hardware für die Software
zur Verfügung
gestellt werden kann. Ausbildungen können eines oder mehrere der
oben erwähnten
Merkmale umfassen.
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Die Systeme und Techniken können verwendet
werden, um Haushaltsgeräte-
bzw. Gerätesteuersysteme
zur Verfügung
zu stellen und werden unter Verwendung des Produkts als ein Bezug
beschrieben. Geräte
können
beispielsweise Mischer, Kaffeemaschinen, Uhrenradios, Wäschetrockner,
Geschirrspü ler,
Nahrung verarbeitende Geräte,
Mikrowellenöfen,
Mixer, Herde bzw. Öfen,
Kochgeräte,
Kühlschränke, Stereoanlagen,
Fernseher, Video-Kassetten- oder Digital-Video-Kassettenrekorder
und Waschmaschinen beinhalten. Es sollte verstanden werden, daß diese
Erfindung für
eine Entwicklung für jede
Art von einem auf Mikroprozessor basierenden Steuer- bzw. Regelsystem
verwendet werden kann.
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Das bekannte Produktentwicklungsverfahren
im Stand der Technik braucht sechs bis achtzehn Monate und durchschnittlich
etwa zwölf
Monate. Die Absicht dieser Erfindung ist es, den Entwicklungszyklus
eines neuen Produkts von seinem gegenwärtigen Mittelwert von zwölf Monaten
auf weniger als sechs Monate abzusenken. Dies wird durch ein Eliminieren
des Erfordernisses für
eine Systemerfordernis-Spezifikation und eine detaillierte Designspezifikation
oder zumindest durch Vereinfachen der Ausbildung dieser Spezifikationen
und durch Wiederverwendung von vorab existierenden, vorab getesteten Software-Komponenten
erreicht.
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Die Techniken können in Computer-Hardware oder
-software oder einer Kombination von beiden implementiert werden.
Jedoch sind die Techniken nicht auf irgendeine spezielle Hardware-
oder Software-Konfiguration beschränkt; sie können Anwendbarkeit in jeglicher
Computer- oder Verarbeitungsumgebungen finden, welche für Steuer-
bzw. Regelsystemausbildungen verwendet werden kann. Vorzugsweise
sind die Techniken in Computerprogrammen implementiert, die auf
programmierbaren Computern ausführbar
sind, welche einen Prozessor, ein Speichermedium, das durch den
Prozessor lesbar ist (umfassend flüchtige und nicht flüchtige Speicher
und/oder Speicherelemente), wenigstens eine Eingabevorrichtung und
eine oder mehrere Ausgabevorrichtung(en) umfassen.
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Ein Programmcode wird auf Daten,
die unter Verwendung der Eingabevorrichtung eingegeben sind, angewandt,
um die Funktionen, die beschrieben sind, auszubilden und um Ausgabeinformation zu
generieren. Die Ausgabeinformation wird auf die eine oder mehreren
Ausgabevorrichtungen angewandt.
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Jedes Programm wird vorzugsweise
in einer verfahrensmäßigen oder
objektorientierten Programmiersprache hohen Niveaus implementiert,
um mit einem Computersystem zu kommunizieren. Jedoch können die
Programme in Assemblier- oder Maschinensprache implementiert werden,
falls dies gewünscht
ist. In jedem Fall kann die Sprache eine compilierte oder interpretierte
Sprache sein.
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Jedes derartige Computerprogramm
wird vorzugsweise auf einem Speichermedium oder einer Vorrichtung
(z. B. CD-ROM, EEPROM, Harddisk oder magnetischen Diskette) gespeichert,
welche durch einen für
einen allgemeinen oder speziellen Zweck programmierbaren Computer
oder eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung bzw. einen Controller zum Konfigurieren
und Betätigen
des Computers oder der Steuer- bzw. Regeleinrichtung lesbar ist,
wenn das Speichermedium oder die Vorrichtung durch den Computer
oder die Steuer- bzw. Regeleinrichtung gelesen ist, um die Verfahren,
die in diesem Dokument beschrieben sind, durchzuführen. Das
System kann auch als ein computerlesbares Speichermedium implementiert
betrachtet werden, das mit einem Computerprogramm konfiguriert ist,
wo das so konfigurierte Speichermedium einen Computer veranlaßt, in spezifischer
und vorbestimmter bzw. -definierter Weise zu arbeiten.
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Andere Merkmale und Vorteile werden
aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, beinhaltend
die Zeichnungen und Patentansprüche.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Konstruktions- bzw. Designsystems für Steuerungen
bzw. Regelungen.
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2 ist
ein Blockdiagramm eines Geräts.
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3 ist
ein Flußdiagramm
eines Verfahrens zum Herstellen eines Geräts unter Verwendung des Systems
von 1.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das Details eines Werkzeugs des Systems von 1 zeigt.
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6A–6G sind Blockdiagramme von
Standard-Hardware-Modulen des Systems von 1.
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7 ist
ein Flußdiagramm
eines Verfahrens zum Ausbilden eines Steuer- bzw. Regelsystems unter
Verwendung des Systems von 1.
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8 ist
ein Blockdiagramm eines Gegenstandsmodells, das durch das System
von 1 verwendet wird.
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9–17 sind Schirmanzeigen des
Systems von 1.
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18 und 19 sind Flußdiagramme
von Verfahren zum Ausbilden bzw. Konstruieren und Testen von Gerätesteuer-
bzw. -regelsystemen.
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20 ist
ein Flußdiagramm
eines Verfahrens zum Ausbilden und Testen eines Steuer- bzw. Regelsystems
für eine
Vorrichtung.
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21 ist
ein Blockdiagramm eines Systems zum Ausbilden und Testen eines Steuer-
bzw. Regelsystems für
eine Vorrichtung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Bezugnehmend auf 1 verwendet ein Konstruktions- bzw. Designsystem 100 ein
Konstruktions- bzw. Designwerkzeug 105, das auf einem Computer 110 gemeinsam
mit einem Satz von Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodulen 115 läuft, um
eine Ausbildung bzw. Konstruktion und Entwicklung von Steuerungen
bzw. Regelungen für
eine Vorrichtung 120, wie ein Haushaltsgerät, eine
Maschine oder ein Maschinenwerkzeug, zu erleichtern. Durch den Computer 110 und
eine Kommunikationsvernetzung 125 kommuniziert das Designwerkzeug 105 mit
einem Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodul 115, welches
verbunden bzw. angeschlossen ist, um aktive Komponenten 130 einer
Vorrichtung 120 zu steuern bzw. zu regeln.
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Indem auch auf 2 Bezug genommen wird, beinhaltet bzw.
umfaßt
ein Gerät
bzw. ein Haushaltsgerät
oder eine andere Vorrichtung 120 typischerweise aktive
Komponenten 130, ein Steuer- bzw. Regelpult 200 und
eine Steuer- bzw. Regeleinheit bzw. einen Controller 205,
die bzw. der zwischen dem Steuer- bzw. Regelpult 200 und
den aktiven Komponenten 130 angeschlossen ist. Das Steuer- bzw.
Regelpult 200 stellt die Schnittstelle bzw. das Interface
zwischen dem Gerät
und dem Gerätoperator zur
Verfügung.
Die Steuer- bzw. Regeleinheit 205 erhält Eingaben von dem Steuer-
bzw. Regelpult 200 und von Sensoren, die mit den aktiven
Komponenten 130 verbunden sind, und generiert bzw. erzeugt Steuer-
bzw. Regelsignale, welche die aktiven Komponenten 130 steuern
bzw. regeln. Die Steuer- bzw. Regeleinheit 205 stellt auch
ein Feedback bzw. eine Rückkopplung
zu dem Steuer- bzw. Regelpult 200 zur Verwendung in Steuer-
bzw. Regelindikatoren und Anzeigen auf dem Steuer- bzw. Regelpult 200 zur
Verfü gung.
Mit dem System 100 ist die Steuer- bzw. Regeleinheit 205 in
den Standard-Hardware-Steuermodul 115 ausgebildet bzw.
eingebettet und das Werkzeug 105 wird verwendet, um das
Steuer- bzw. Regelpult 200 und die Software, die durch das
Hardware-Steuermodul 115 implementiert ist, auszubilden
bzw. zu konstruieren.
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Das Designwerkzeug 105 stellt
eine Bibliothek 135 von Standard-Steuer- bzw. -Regelobjekten 140 zur
Verfügung,
welche durch den Benutzer verwendet werden können; um Vorrichtungssteuer-
bzw. -regelsysteme auszubilden und zu implementieren. Das Designsystem 100 verspricht
eine dramatische Reduktion von Entwicklungszeit, um das Erfordernis zu
eliminieren, große
Lagerbestände
von Steuerungen bzw. Regelungen für unterschiedliche Modelle einer
Vorrichtung zu halten, um eine kosteneffiziente Produktion in kurzer
Zeit, Nischenvorrichtungen zu erlauben, und um ein Aktualisieren
von existierenden Vorrichtungen durch einfaches Neu- bzw. Reprogrammieren
der Steuer- bzw. Regeleinheit zu ermöglichen. Während das Designsystem 100 verwendet werden
kann, um Steuerungen bzw. Regelungen für eine Vielzahl von unterschiedlichen
Vorrichtungsarten auszubilden, fokussiert sich die folgende Diskussion
auf die Steuerungen bzw. Regelungen von Geräten bzw. Haushaltsgeräten.
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Das Designsystem 100 erlaubt
es Ingenieuren, Aspekte von vorhergehenden Designs beim Ausbilden
eines neuen Produkts wieder zu verwenden. Zu diesem Zweck stellt
das Werkzeug 105 eine Serie von Steuer- bzw. Regelobjekten 140 zur
Verfügung,
die wie zur Verfügung
gestellt, verwendet werden können
oder wie gewünscht
modifiziert werden können.
Beispielsweise umfaßt
eine typische Steuerung bzw. Regelung zum Starten eines Gasofens
diese Sequenz von Ereignissen: Öffnen
des Gasventils, Zünden
der Flamme, Bringen der Ofentemperatur auf einen bestimmten Wert
und Halten dieser Temperatur, bis der Ofen in anderer Weise instruiert
wird. Die Steuerung für
eine automatische Waschmaschine, wenn Baumwollgewebe gewaschen wird,
kann diese Ereignissequenz umfassen: Füllen der Trommel bis auf ein
gewünschtes
Niveau, Erhitzen des Waschwassers auf eine bestimmte Temperatur,
Betätigen
für eine
bestimmte Anzahl von Minuten, Entleeren der Trommel, Schleudern
für eine
bestimmte Anzahl von Minuten, dann Abschalten. Jede dieser Sequenzen
von Schritten wird als ein Steuer- bzw. Regelobjekt 140 in
der Bibliothek 135 gespeichert. Die Bibliothek 135 von
Steuer- bzw. Regelobjekten 140 stellt übliche Steuer- bzw. Regelelemente
(z. B. Knöpfe,
Schalter, Tasten und Indikatoren), und Software-Schnittstellen bzw.
Interfaces (z. B. Ofen- oder Waschmaschinen-Zündsequenzen) zwischen jenen Steuer-
bzw. Regelelementen und den Gerätekomponenten
zur Verfügung.
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Im allgemeinen umfaßt bzw.
beinhaltet ein Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodul einen Prozessor 145,
RAM 150, Flash Memory 155 und Interface-Hardware 160.
Während
einer Ausbildung, Entwicklung und dem Testen wird ein Standard-Hardware-Steuer-
bzw. -Regelmodul 115 mit der Vorrichtung 120 verbunden,
um aktive Komponenten 130 der Vorrichtung zu steuern bzw.
regeln. Während
der Herstellung wird das Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodul
in der Vorrichtung installiert. Eine Verwendung derselben Hardware
für eine
Entwicklung, ein Testen und eine Produktion dient dazu, um die Postproduktions-Betätigungsprobleme
zu eliminieren oder zumindest wesentlich zu reduzieren.
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Nachdem das Steuer- bzw. Regelpult
und die Steuer- bzw. Regel-Software unter Verwendung des Werkzeugs 105 ausgebildet bzw.
konstruiert sind, wird die Steuer- bzw. Regel-Software verbunden bzw.
angekoppelt oder gelinkt. Die verbundene Software kann zuvor getestete
Module ebenso wie neue Module umfassen, die für das spezielle Steuer- bzw. Regelpult
erzeugt wurden. Die verbundene Software wird dann auf den Flashspeicher 155 des
Moduls 115 herunter geladen. Ein Herunterladen der verbundenen
Software kann ein Ersetzen der gesamten Inhalte des Flashspeichers 155 umfassen
oder kann lediglich ein Ersetzen von einem oder mehreren Modulen eines
vorab geladenen (oder vorab getesteten) Systems umfassen. Danach
kann das Modul 115 betätigt werden,
um die Vorrichtung 120 zu steuern bzw. zu regeln. Vor einer
Produktion kann das Modul 115 unter Verwendung von Eingaben
von einem simulierten Steuer- bzw. Regelpult betätigt werden, das durch das
Werkzeug 105 implementiert wurde. Nach einer Produktion
wird das Modul 115 unter der Steuerung bzw. Regelung eines
aktuellen bzw. tatsächlichen Steuer- bzw. Regelpults 200 betätigt. Durch
Verwendung eines Flashspeichers kann die Software zu einem späteren Datum
aktualisiert werden, um Probleme zu korrigieren oder um eine verbesserte
Funktionalität
zur Verfügung
zu stellen.
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Die auf Software basierende Designnäherung erlaubt
auch eine Entwicklung von Nischenprodukten. Ein Beispiel von einem
derartigen Produkt ist ein Mikrowellenofen mit Symbolen und Steuerung bzw.
Regelungen, die auf spezifische Erfordernisse von Kindern oder älteren Leuten
abgestellt sind. Ein weiteres Beispiel ist ein Gerät, welches
Faktoren, wie die Höhe,
Wasserhärte
oder Klima einer Region in Betracht zieht, zu welcher Region das
Gerät verschifft
werden soll. Der Geräteinhaber
kann diese Faktoren durch Neuprogrammieren des Steuer- bzw. Regelmoduls
beim Bewegen des Geräts
zwischen Regionen in Betracht ziehen bzw. die we sentlich unterschiedliche
Bedingungen besitzen. Dieses Neu- bzw.
Reprogrammieren kann über
das Telefon oder über
das Internet zur Verfügung
gestellt werden. Zu diesem Zweck kann das Gerät ein Port umfassen, welches
eine Verbindung mit einem Computer des Benutzers oder einen direkten
Telefon- oder Internetanschluß ermöglicht.
Die Internet- oder eine Telefonverbindung kann auch verwendet werden,
um eine Problemdiagnose oder Reparatur zur Verfügung zu stellen.
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Indem nun auch auf 3 Bezug genommen wird, läuft eine
Produktentwicklung unter Verwendung des System 100 gemäß einem
Vier-Phasen-Prozeß 300 ab.
Anfänglich
wird ein Prototyp unter Verwendung von nur dem Designwerkzeug 105 und
dem Computer 110 (Schritt 305) ausgebildet. Als nächstes wird
der Prototyp getestet und unter Verwendung eines Interfacemoduls 165,
das zwischen dem Computer 110 und den aktiven Komponenten 130 des
Geräts
angeschlossen ist, entstört
bzw. auf Fehler getestet (Schritt 310). Im wesentlichen
ist das Interfacemodul eine einzige Hardware-Vorrichtung, welche
alle Variationen des Satzes von Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodulen 115 implementiert.
Eine Verwendung des Interfacemoduls erlaubt es dem Prototyp, daß er ohne
ein Auswählen eines
speziellen Hardware-Steuer- bzw. -Regelmoduls, das in dem Gerät zu verwenden
ist, ausgebildet wird. Dies erlaubt eine Auswahl des optimalen Steuer- bzw. Regelmoduls 115,
nachdem das Design vervollständigt
bzw. abgeschlossen ist. Das Werkzeug 105 stellt ein virtuelles
Steuer- bzw. Regelpaneel zur Verfügung, welches auf einer Anzeige 170 des
Computers angezeigt ist, und erlaubt es dem Computer 110,
das Interfacemodul zu betätigen,
welches wiederum die aktiven Komponenten 130 des Geräts betätigt.
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Sobald das Design durchgeprüft bzw.
entstört
ist und das gewünschte
Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodul 115 gewählt ist,
werden das Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodul und das Hardware-Steuer-
bzw. -Regelpult in dem Gerät
installiert und ein weiteres Testen wird durchgeführt (Schritt 315).
Während
dieser Phase des Verfahrens wird der Computer 110 verwendet,
um Daten von dem Gerät zur
Analyse des Designs zu erhalten. Schließlich ist, sobald das gesamte
Testen vervollständigt
ist, das Gerät
für eine
Produktion fertig (Schritt 320).
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Designwerkzeug 105
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Bezugnehmend auf 4 kann das Designwerkzeug 105 verwendet
werden, um auf einem Prozessor basierende Steuer- bzw. Regelsysteme
auszubilden bzw. zu konstruieren, wie sie in einem Gerät 400 verwendet
werden können.
Hauptkomponenten des Werkzeugs 105 umfassen bzw. beinhalten
eine Pultausbildungswerkbank 405, eine Logikwerkbank 410,
eine Ablaufsteuereinheit-Werkbank 415, eine Geräte-Hardware-Werkbank 420,
eine Materialienwerkbank 425, eine Projektmanagement-Werkbank 430,
eine Konfigurationsmanager-Werkbank 435, eine Spezifikationswerkbank 440,
eine Formungswerkbank 445, eine Testwerkbank 450,
eine Datenakquisitionswerkbank 455, eine Verbindungseinrichtung
bzw. einen Linker 460, ein Kommunikationspaket 465,
eine Geräteteiledatenbank 470,
eine Gerätesteuer-
bzw. -regeldatenbank 475 und ein virtuelles Pult 480.
Jede Komponente des Werkzeugs 105 führt eine spezifische Funktion
aus und arbeitet interaktiv mit den anderen Komponenten des Werkzeugs 105.
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Das Werkzeug 105 und seine
Komponenten sind durch den Computer 110 implementiert,
dessen Anzeige 170 verwendet wer den kann, um das virtuelle
Pult 480 und Benutzerinterfaces von anderen Systemkomponenten
anzuzeigen. In einer Implementierung ist der Computer ein konventioneller
Personal Computer, der einen Intel Pentium Prozessor oder das Äquivalent
davon besitzt und worauf Windows NT oder ein vergleichbares Betriebssystem
läuft.
Der Computer umfaßt
auch ausreichend Speicher, Speicherzugriff, I/O, Prozessorgeschwindigkeit
und Peripheriegeräte,
um die gewünschten
Funktionen auszuführen.
Der Computer kann auch unter Verwendung eines Laptops oder Notebook-Computers
implementiert werden. Das Werkzeug 105 kommuniziert mit
dem Interfacemodul 165, welches auch als die Geschwindigkeitsprototyp-Hardware-Plattform
bezeichnet wird, oder mit einem Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelungsmodul 115,
welches auch als die Ziel-Hardware-Plattform bezeichnet wird, durch
die Kommunikationsverbindung 125.
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Pultausbildungswerkbank 405
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Die Pultausbildungswerkbank 405 ist
ein graphisches Zeichenwerkzeug. Indem auch auf 5 Bezug genommen wird, wird der Benutzerschirm 500 vertikal
in zwei spezifische Bereiche unterteilt. Die linke Seite 505 des
Schirms (ein Viertel des Schirms) ist mit Symbolen bzw. Icons 510 bevölkert, die
verwendet werden können,
um dreidimensionale, photorealistische Darstellungen 515 von
Standard-Hardware-Objekten
bzw. -gegenständen
auszuwählen
(z. B. Knöpfe,
Tasten, Wählscheiben,
Anzeigen). Die rechte Seite 520 des Schirms (drei Viertel
des Schirms) ist als ein Arbeitsbereich definiert, wo der Benutzer
ein neues Steuer- bzw. Regelpult 525 ausbildet bzw. konstruiert,
welches als das Interface für
das Steuer- bzw. -Regelsystem dient. Die Pultausbildungswerkbank
kann implementiert werden, indem beispielsweise Visio Graphik Software, die
von Visio Corporation erhältlich
ist, verwendet wird.
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Die Charakteristika bzw. Merkmale
von jedem Icon bzw. Symbol bzw. Bildsymbol 510 (z. B. Größe, Form,
elektrische Verbindung, Spannungserfordernisse und statuslogische
Beschreibung) sind vordefiniert und in der Gerätesteuer- bzw. -regeldatenbank 475 gespeichert.
Wenn der Benutzer ein Bildsymbol 510 auswählt und
die Darstellung 515 in den Arbeitsbereich 520 verschiebt,
entnimmt das Werkzeug 105 die Charakteristika des Bildsymbols von
der Gerätesteuer-
bzw. -regeldatenbank 475 und hinterlegt Daten, die sich
auf die Charakteristika beziehen, in andere Werkbänke bzw.
Arbeitstische. Beispielsweise werden elektrische Verbindung, Spannungserfordernisse
und statuslogische Charakteristika der Logikwerkbank 410 zugesandt.
In gleicher Weise werden die Teilnummer, Verkäuferdaten, Kosten und Vorlaufzeit
der Projektmanagement-Werkbank 430 und der Materialwerkbank 425 zugesandt.
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Das Designverfahren startet, indem
der Benutzer die Gesamtgröße und die
Form des Steuer- bzw. Regelpults 525 definiert. Zu diesem
Zweck umfaßt
der Arbeitsbereich 520 vertikale und horizontale Lineale 530.
Als nächstes
plaziert der Benutzer Gegenstands- bzw. Objektdarstellungen 515 auf
dem Steuer- bzw. Regelpult 525, indem eine Maus oder eine
andere Anzeigevorrichtung des Computers zum Auswählen eines geeigneten Bildsymbols 510 verwendet
wird, und um die Darstellung 515 in den Arbeitsbereich 520 zu
ziehen. Der Benutzer kann beispielsweise den Ort auf dem Steuer-
bzw. Regelpult, die Größe, die
Form, die Farbe und den Text für
jede Darstellung 515 modifizieren, welche in den Arbeitsbereich 520 bewegt
wird. Wenn das Pultdesign vollständig
ist, speichert der Benutzer die Zeichnung in einem File für eine weitere
Bezugnahme.
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Ein Vorteil dieses Systems ist, daß der Benutzer
das Pult ausbildet bzw. konstruiert und das tatsächliche Pult sieht, wie es
aufgebaut ist. Im Gegensatz dazu erfordern traditionelle Designnäherungen bzw.
-zugänge
einen Designer, um eine Spezifikation zu schreiben, welche dann
durch andere Designer interpretiert wird, welche ein Pult entsprechend
ihrer Interpretation der Spezifikation herstellen.
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Logikwerkbank 410
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Die Logikwerkbank 410 erlaubt
es dem Benutzer, die gewünschte
Steuer- bzw. Regellogik für das
Gerät 400 zu
erzeugen. Wie oben festgehalten, wird die Logikwerkbank 410 automatisch
mit Standardkomponenten-Charakteristika bevölkert, wenn das Steuer- bzw.
Regelpult 525 generiert wird. Die Logikwerkbank 410 erlaubt
es dem Benutzer, diese Standardcharakteristika bzw. -merkmale zu
editieren, um die gewünschte
Steuer- bzw. Regellogik einzurichten. Nachdem das gesamte Editieren
vollständig ist,
kann der Benutzer die abschließende
bzw. Endsteuer- bzw. -regellogik zu dem Linker 460 zum
Verbinden bzw. Linken senden, welches durch ein Herunterladen unter
Verwendung des Kommunikationspakets 465 und ein Testen
unter Verwendung der Testwerkbank 450 gefolgt sein kann.
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Ablaufsteuereinheit-Werkbank 415
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Die Ablaufsteuereinheit-Werkbank 415 erlaubt
es dem Benutzer, eine oder mehrere Bibliothek(en) von vorbestimmten
Komponenten aufzubauen und aufrecht zu erhalten. Diese Kom ponenten beschreiben
die elementaren Steuer- bzw. Regelfunktionen der Hardware-Vorrichtungen,
die in der Entwicklung einer Vorrichtungsfunktionalität verwendet
sind. Die Ablaufsteuereinheit-Werkbank erlaubt es dem Benutzer,
die Zustände
einer Betätigung
der Vorrichtung zu definieren und irgend eine der Komponenten mit
irgendeinem der Zustände
zu verbinden, weiters die Funktion der Vorrichtung in jedem Zustand
zu definieren. Der Benutzer kann weiter das Logikverfahren eines Übergangs
durch die verschiedenen Zustände
einer Betätigung
bzw. eines Betriebs der Vorrichtung definieren. Die Zustände und ihre Übergangslogik
sind in der Gerätesteuer-
bzw. -regeldatenbank 475 gespeichert.
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Geräte-Hardware-Werkbank 410
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Die Hardware-Werkbank 410 erlaubt
es dem Benutzer, Datenbanken 470 und 475 von Information zu
erzeugen und aufrecht zu erhalten, die mit den Teilen im Zusammenhang
in Zusammenhang stehen, welche verwendet werden, um die Gerätesteuer- bzw.
-regelpulte aufzubauen. Daten werden von der Geräteteiledatenbank 470 abgezogen,
durch den Benutzer manipuliert und in der Gerätesteuer- bzw. -regeldatenbank 475 gespeichert.
Die Geräteteiledatenbank 470 kann
durch den Benutzer oder durch den Kunden des Benutzers gewartet
werden. Beispielsweise kann eine Kundenverkaufsabteilung ihre eigene
Geräteteile-Datenbank 470 warten.
Diese Datenbanken können
geteilt werden, wenn dies gewünscht und
autorisiert ist. Die Teileinformation, die von der Geräteteiledatenbank 470 entnommen
wird, kann beispielsweise Teilnummer, Verkäuferdaten, Preis und Vorlaufzeitinformation
umfassen. Alle Daten werden in Datenbankaufzeichnungen eingeführt und
in den geeigneten Gerätesteuer-
bzw. -regeldatenbanken 475 gespeichert. Wie dies in 4 gezeigt ist, haben alle
Werk bankwerkzeuge Zugang zu der Gerätesteuer- bzw. -regeldatenbank 475,
während
ein Zugang zu der Geräteteiledatenbank 470 beschränkt ist.
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Materialienwerkbank 425
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Die Materialienwerkbank 425 erzeugt
automatisch eine Rechnung von Materialien für das neue Steuer- bzw. Regelpult,
welches in der Pultwerkbank 405 entwickelt wird. Die Materialienwerkbank 425 erhält Eingaben
von der Pultaufbauwerkbank 405 und greift basierend auf
den ausgewählten
Vorrichtungen auf die Geräteteiledatenbank 470 und
die Gerätesteuer-
bzw. -regeldatenbank 475 zu, um die Teilenummer, Verkäuferidentifikation,
Preis und Teilelieferungs-Vorlaufzeit zu erhalten. Die Materialienwerkbank
gibt diese Daten an ein File aus, auf welches durch den Benutzer
zugegriffen werden kann.
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Projektmanagement-Werkbank 430
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Die Projektmanagement-Werkbank 430 generiert
automatisch einen Projektplan, welcher eine Aufgabenliste, Dauer,
Meilensteine bzw. Hauptpunkte, Beschäftigtenerfordernisse und ein
oder mehrere vorgeschlagene(s) Budget(s) umfaßt. Diese Werkbank erhält eine
Eingabe von der Pultausbildungswerkbank 405, der Materialienwerkbank 425 und
der Gerätesteuer- bzw. -regelwerkbank 475,
um Zeit- und Kostenabschätzungen
basierend auf den gewählten
Teilen zu bestimmen. Die Projektmanagement-Werkbank generiert einen
Plan und illustriert den Plan in einem gewählten Chart- bzw. Tafelformat. Der
Benutzer kann dann den Plan für
eine zukünftige Bezugnahme
editieren und abspeichern.
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Konfigurationsmanager-Werkbank 435
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Die Konfigurationsmanager-Werkbank 435 erlaubt
es dem Benutzer, die Betriebs- bzw. Betätigungsparameter für das System
zu definieren. Der Benutzer hat die Fähigkeit, Parameter für die Hardware,
Kommunikation, Systemadministrationsfunktionen und andere erforderliche
Konfigurationsparameter zu definieren.
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Spezifikationswerkbank 440
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Die Spezifikationswerkbank 440 generiert automatisch
ein detailliertes Designspezifikationsdokument für das neue Steuer- bzw. Regelboard
bzw. -pult. Die Werkbank 440 erhält Eingaben von der Pultausbildungswerkbank 405,
der Logikwerkbank 410, der Ablaufsteuereinheit-Werkbank 415,
der Materialienwerkbank 425, der Konfigurationsmanager-Werkbank 435 und
der Gerätesteuer-
bzw. -regeldatenbank 475. Die Ausgabe dieser Werkbank kann
beispielsweise ein Textfile sein, welches in einem konventionellen
Word-Verarbeitungspaket editiert werden kann.
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Formungswerkbank 445
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Die Formungswerkbank 445 erhält eine
Eingabe von der Pultausbildungswerkbank 405. In einer Implementierung
ist diese Eingabe in Form eines CAD-Zeichnungsfiles des neuen Gerätesteuer-
bzw. -regelpults. Die Formungswerkbank 445 kann dieses CAD-Zeichnungsfile
zu irgendeinem von vielen verfügbaren
Kunststoff-Formwerkzeugen ausgeben, um ein physikalisches dreidimensionales
Modell des Steuer- bzw. Regelpults zu produzieren. Dieses physikalische
Modell kann dann verwendet werden, um Form und Paßform dieses
Prototyp- Steuer-
bzw. -Regelpults in einem Hohlraum des Geräts 400, der für die Produktion
des Steuer- bzw. Regelpults beabsichtigt ist, zu verifizieren bzw.
zu überprüfen. Dieses Merkmal
verbessert den Entwicklungszyklus stark, indem ein dreidimensionales
Kunststoffmodell innerhalb einer sehr kurzen Zeit hergestellt wird.
Beispielsweise kann der Prototyp in ein oder zwei Wochen verfügbar sein,
was Modifikationen sowohl von dem Steuer- bzw. Regelpult als auch
dem Gerätedesign an
einer sehr frühen, ökonomischen
Stufe der Entwicklung ermöglicht.
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Testwerkbank 450
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Die Testwerkbank 450 umfaßt eine
Bibliothek von Standardtestskripts, die verwendet werden, um verschiedene
Tests an Geräten
durchzuführen. Beispiele
umfassen Regressions- und Akzeptanztests. Der Benutzer kann vordefinierte
Tests aus der Standardbibliothek auswählen, um gegen das neu entwickelte
Steuer- bzw. Regelpult zu laufen. Die Testwerkbank 450 kann
auch ein Testausbildungswerkzeug umfassen, welches den Benutzer
beim Erzeugen und Modifizieren von spezifischen Tests, welche in
der Standardbibliothek gespeichert werden können, unterstützt. Ein
Vorteil eines Verwendens von Standardtestskripts ist eine signifikante
Zeitreduktion in dem Testzyklus. Ein weiterer Vorteil ist die Einfachheit
eines Modifizierens von alten Tests und Entwickelns von neuen Tests.
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Datenerhalts- bzw. -akquisitionswerkbank 455
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Die Datenakquisitionswerkbank 455 überwacht
Leistungsparameter der Hardware in dem Interfacemodul 165 oder
dem Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodul 115. Diese
Werkbank benutzt das virtuelle Pult 480 und das Kommunikationspaket 465,
um Daten von dem Hardware-Modul zu erhalten.
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Die Werkbank erlaubt es dem Benutzer,
die zu überwachenden
Daten auszuwählen
und einen Betrieb bzw. eine Betätigung
in dem Datenerhaltsmodus zu starten und zu stoppen. Sobald das Gerät für eine Datenakquisition
konfiguriert ist, werden Leistungsparameter von der Geräte-Hardware
zu dem virtuellen Pult 480 kommuniziert. Diese Kommunikation
kann bei vorbestimmten Zeitintervallen auftreten. Die gesammelten
Daten können
online angezeigt werden oder zu einem File zur weiten zukünftigen Analyse
und Verifizierung geloggt bzw. geschrieben werden. Testläufe an der
Geräte-Hardware
können durch
den Benutzer ausgebildet oder aus der Testwerkbank 450 ausgewählt werden.
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Linker 460
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Der Linker 460 wandelt alle
Codes, die durch die Logikwerkbank 410, die Ablaufsteuereinheit-Werkbank 415 und
die Konfigurationsmanager-Werkbank 435 generiert sind,
in ein vordefiniertes, binäres
Format um, das durch eine Software, die in dem Interfacemodul 165 oder
dem Hardware-Modul 115 eingebettet ist, erkannt wird.
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Kommunikationspaket 465
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Das Kommunikationspaket 465 ist
ein Botschafts- bzw. Nachrichtensystem, welches es dem virtuellen
Pult 480 ermöglicht,
mit dem Interfacemodul 165 oder dem Hardware-Modul 115 zu
kommunizieren. Die zwischen dem virtuellen Pult und dem Modul übermittelten
Nachrichten sind vordefiniert und erlauben, daß eine Betätigung des Geräts 400 von
dem Com puter gesteuert bzw. geregelt wird. Insbesondere kann der
Benutzer das virtuelle Pult 480 auf dem Computer laufen
lassen, um die Betätigung bzw.
den Betrieb des Geräts
in Echtzeit zu steuern bzw. zu regeln und zu überwachen. Das laufende Gerät kann Aktualisierungsnachrichten
zu dem Computer senden, um das virtuelle Pult 480 zu aktualisieren.
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Das Kommunikationspaket kann verwendet werden,
um mit mehreren Geräten
zur selben Zeit durch ein einziges Port oder durch mehrere Ports
zu kommunizieren. Beispielsweise können mehrere Geräte gleichzeitig
unter Verwendung von einem oder mehreren virtuellen Pult(en), das
bzw. die auf einem einzigen Computer läuft bzw. laufen, gesteuert
bzw. geregelt werden.
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Geräteteiledatenbank 470
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Die Geräteteiledatenbank 470 kann
als eine relationale Datenbank implementiert sein, welche Information
betreffend alle die Teile enthält,
die verwendet werden, um Gerätesteuer-
bzw. -regelplatten/paneele auszubilden. Firmen, die Steuer- bzw.
Regelboards bzw. -karten bauen, weisen normalerweise eine Geräteteiledatenbank 470 auf.
Das Werkzeug 105 kann mit jedem mit einer offenen Datenbank
konformen (ODBC) System oder dem Äquivalent für eine Datenentnahme kommunizieren.
Daten von der Geräteteiledatenbank
werden als Eingaben zu der Geräte-Hardware-Werkbank 420 und
zu der Materialwerkbank 425 verwendet.
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Gerätesteuer- bzw. -regeldatenbank 475
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Die Gerätesteuer- bzw. -regeldatenbank 475 kann
als eine relationale Datenbank implementiert sein, enthaltend Infor mation
für jedes
der Teile, die verwendet werden, um Steuer- bzw. -Regeltafeln aufzubauen.
Detaillierte Information für
jedes Teil umfaßt
beispielsweise Größe, Form,
Farbe, elektrische Charakteristika, Status- bzw. Zustands-Logik und jegliche
andere Information, die für
irgendeine Werkbank erforderlich ist.
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Virtuelles Pult 480
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Das virtuelle Pult 480 erlaubt
es dem Benutzer, ein laufendes Gerät von dem Computer aus zu steuern
bzw. zu regeln und zu überwachen.
Das Steuer- bzw. Regelpult, das mit der Pultausbildungswerkbank 405 konstruiert
wurde, wird als ein aktives Display verwendet, um das tatsächliche
Gerätesteuer-
bzw. -regelpult nachzubilden. Das virtuelle Pult 480 verwendet
das Kommunikationspaket, um Kommandos bzw. Befehle zu der Standard-Hardware-Plattform 136 zu
senden und um Aktualisierungen von der Hardware zu erhalten. Der
Benutzer kann die Position von Steuerungen bzw. Regelungen, wie
Knöpfen,
Schaltern und Reglern auf dem virtuellen Pult starten, stoppen und
verändern
und diese Tätigkeiten
an die Geräte-Hardware übertragen
lassen. Jede Veränderung
in der Geräte-Hardware-Anzeige
werden zu dem virtuellen Pult 480 als Aktualisierungsnachrichten
für das
Pult kommuniziert.
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Standard-Hardware-Steuer-
bzw. -Regelmodule 115
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Die Standard-Hardware-Steuer- bzw.
-Regelmodule 115 stellen eine skalierbare Näherung zu einer
Hardware-Definition zur Verfügung.
Sie erlauben dem Benutzer, eine Hardware-Plattform basierend auf
Kriterien, wie Eingabe/Ausgabe-Pin-Zählungen, RAM-Größe, ROM-Größe, Anzeigeerfordernisse
(LED, VFD, LCD) und gewünschten
Leistungserfordernisse auszuwäh len.
Die Hardware kann aus einer Standardfamilie von Mikroprozessoren
oder Steuerungen bzw. Regelungen bzw. Controllern basierend auf
Designererfordernissen ausgewählt
sein. Jeder Mikroprozessor oder jede Steuer- bzw. Regeleinheit in
der Familie ist fähig,
eingebettete Standard-Software, welche pro Gerät konfiguriert sein kann, laufen
zu lassen. Beispielsweise benützt
eine Implementierung sieben unterschiedliche Arten von Standard-Hardware-Modulen,
wobei sich die Module basierend auf ihren Pinzählungen bzw. -anzahlen (welche
von 13 Pins für
das einfachste Modul bis 80 Pins für das komplexeste Modul reichen)
und Leistungscharakteristika unterscheiden. 6A–6G zeigen Charakteristika
bzw. Merkmale der sieben Arten von Hardware-Modulen.
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Interfacemodul 165
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Im wesentlichen ist das Interfacemodul 165 eines
oder mehrere Module, umfassend alle erlaubten Variationen der Standard-Steuer-
bzw. -Regelmodule 115. Da das Interfacemodul alle diese
Variationen unterstützt,
stellt es einen nützlichen,
effizienten Mechanismus zum Testen dieser Variationen zur Verfügung. Weiters
erlaubt es dem Benutzer, eine Auswahl des speziellen Steuer- bzw.
Regelmoduls, das zu verwenden ist, zu verzögern, bis das Design vollständig ist.
Dies erlaubt es dem Benutzer, das Steuer- bzw. Regelmodul auszuwählen, welches
für das Enddesign
optimal ist.
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Produktentwicklung unter Verwendung
des Systems 7 erläutert eine
Implementierung des Produktsentwicklungsverfahrens 700 unter
Verwendung des Werkzeugs 105. Zu Beginn entwirft der Benutzer
das Gerätesteuer-
bzw. -regelpult unter Verwendung der Pultausbildungswerkbank 405 (Schritt 705).
Wie oben festgehalten, verwendet die Pultausbildungswerkbank die
Gerätesteuer-
bzw. -regeldatenbank 475 und sendet automatisch Information über das
Pultdesign an andere Werkbänke,
wie die Logikwerkbank 410, die Projektmanagement-Werkbank 430 und
die Materialienwerkbank 430 weiter.
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Sobald das Steuer- bzw. Regelpultdesign vollständig ist,
baut der Benutzer die Steuer- bzw. Regellogik für das Pult unter Verwendung
der Logikwerkbank 410 und der Ablaufsteuereinheit-Werkbank 415 auf
(Schritt 710). Dieses Verfahren benützt das dann Standard-Steuer-
bzw. -Regelobjekte aus der Gerätesteuer-
bzw. -regeldatenbank 475, welches das Entwicklungsverfahren
signifikant beschleunigt. Wie oben festgehalten, werden Steuer- bzw.
Regelobjekte, die in den Elementen des Pults eingebettet sind, automatisch
der Logikwerkbank 410 durch die Pultausbilungswerkbank 405 zur
Verfügung
gestellt.
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Die Materialienwerkbank 430 generiert
dann automatisch eine Materialrechnung (Schritt 715) unter
Verwendung von Information von der Pultausbildungswerkbank 405,
der Logikwerkbank 410 und der Geräteteiledatenbank 470.
In gleicher Weise generiert die Projektmanagement-Werkbank automatisch einen
Projektplan (Schritt 720) und die Spezifikationswerkbank 440 generiert
automatisch eine detaillierte Designspezifikation (Schritt 725).
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Zu diesem Zeitpunkt kann der Benutzer
die Formungswerkbank 445 verwenden, um ein Kunststoffmodell
des Steuer- bzw. Regelpults herzustellen (Schritt 730).
Falls notwendig, kann dann das Steuer- bzw. Regelpultdesign weiter
verfeinert werden (Schritt 705).
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Als nächstes linkt der Linker 460 die
Steuer- bzw. Regellogik (Schritt 735). Das Kommunikationspaket 465 lädt dann
die gelinkte Steuer- bzw. Regellogik auf das Interfacemodul 165 oder
das Steuer- bzw. Regelmodul 115 (Schritt 740)
herunter, welches mit dem Gerät 400,
das zu steuern bzw. zu regeln ist, verbunden ist.
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Unter Verwendung der Datenerhaltswerkbank 455,
des virtuellen Pults 480 und der Testwerkbank 450 testet
der Benutzer dann das Steuer- bzw. Regelpultdesign (Schritt 745)
auf der tatsächlichen Hardware,
die in das Gerät
zu inkludieren ist. Dies bietet bemerkenswerte Vorteile gegenüber lediglich einem
Simulieren des Betriebs des Steuer- bzw. Regelpults. Falls notwendig,
können
Verfeinerungen an dem Steuer- bzw. Regelpultdesign (Schritt 705)
oder der Steuer- bzw.
Regellogik (Schritt 710) in Antwort auf die Testergebnisse
durchgeführt
werden.
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Systemobjektmodell
-
Bezugnehmend auf 8 hält
das System 100 Steuer- bzw. Regelsystemdesigns unter Verwendung
eines Objektmodells 800 aufrecht. Die Designs sind in einer
Anwendungsdatenbank 805 gespeichert, welche durch Benutzer 810 unterteilt
ist. Eigenschaften, die mit einem Benutzer assoziiert sind, umfassen
bzw. beinhalten einen Benutzernamen 811, ein Schlüsselwort
bzw. Paßwort 812,
und Projektinformation 813. Funktionen, die mit einem Benutzer assoziiert
sind, umfassen ein Hinzufügen
eines Benutzers (814), ein Löschen eines Benutzers (815), ein
Verändern
des Paßworts
des Benutzers (816) und ein Verändern der Rechte des Benutzers
(817).
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Ein Satz von einem oder mehreren
Projekten 820 ist mit jedem Benutzer 810 assoziiert.
Eigenschaften eines Projekts umfassen den Projektnamen 821,
den assoziierten bzw. zugeordnete Benutzer 810 und eine
Beschreibung 822 des Projekts. Funktionen, die mit Projekten
assoziiert sind, umfassen ein Hinzufügen des Projekts (823),
ein Aktualisieren eines Projekts (824), ein Löschen eines
Projekts (825), ein Exportieren eines Projekts (826),
ein Importieren eines Projekts (827) und ein Neubenennen eines
Projekts (828).
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Ein Satz von einem oder mehreren
Steuer- bzw. Regelpult(en) 830 ist mit jedem Projekt 820 assoziiert.
Eigenschaften eines Steuer- bzw. Regelpults umfassen den Namen 831,
die Controllerart 832 und den Controllernamen 833 für das Steuer-
bzw. Regelpult. Funktionen, die mit Steuer- bzw. Regelpulten assoziiert
sind, umfassen ein Löschen
eines Steuer- bzw. Regelpults (834), ein Hinzufügen eines
Steuer- bzw. Regelpults
(835), ein Schließen
eines Steuer- bzw. Regelpults (836), ein Speichern eines
Steuer- bzw. Regelpults (837), ein Speichern eines Steuer- bzw.
Regelpults unter einem unterschiedlichen Namen (838), ein
Anfügen
eines Steuer- bzw. Regelpults an die Kommunikationsverbindung (839)
und ein Lösen
des Steuer- bzw. Regelpults von der Kommunikationsverbindung (840).
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Einer oder mehrere Pultgegenstände 850 sind
mit jedem Steuer- bzw. Regelpult 830 assoziiert. Eigenschaften
eines Pultobjekts umfassen die Funktion 851 des Objekts
bzw. Gegenstands, den Namen 852 (objektbezogen) des Objekts,
die Komponentenart 853 des Objekts und die Klasse 854 des
Objekts. Funktionen, die mit Objekten assoziiert sind, umfassen
ein Addieren eines Objektes (855), ein Löschen eines
Objekts (856) und ein Kopieren eines Objekts (857).
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Eine zentrale Logik ist auch mit
jedem Projekt assoziiert. Beispielsweise ist, wenn ein Projekt eine
Waschmaschine betrifft bzw. implementiert, die Steuer- bzw. Regellogik
durch einen Waschtafelkarten- bzw. -tabellengegenstand 860 dargestellt.
Eigenschaften eines Waschkartengegenstands 860 umfassen
den Namen 861 der Waschkarte, den Namen 862 des
Steuer- bzw. Regelpults, das mit der Waschkarte assoziiert ist,
das Optionenfile 863, das mit der Waschkarte assoziiert
ist, und das Hardware-Konfigurationsfile 864, das mit der
Waschkarte assoziiert ist. Funktionen, die mit Waschkarten assoziiert
sind, umfassen ein Hinzufügen
einer Waschkarte (865), ein Öffnen einer Waschkarte (866),
ein Löschen
einer Waschkarte (867) und ein Speichern einer Waschkarte
(868).
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Systembetätigungsbeispiel
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Eine Systembetätigung bzw. ein Systembetrieb
wird nun unter Bezug auf das Bespiel eines Ausbildens bzw. Konstruierens
eines Steuer- bzw. Regelpults für
eine Waschmaschine unter Verwendung von Schirmanzeigen einer Implementierung
des Werkzeugs 105 beschrieben. Die Implementierung ist
eine auf Windows basierende Anwendung, welche ein Interface zur
Verfügung
stellt, das dasselbe Aussehen und Gefühl wie gut bekannte Programme,
wie Microsoft Word oder Microsoft Exel, aufweist.
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Bezugnehmend auf 9 erfordert bei einer Systeminitialisierung
bzw. eines Systemstarts ein Einlogg-Dialog 900, daß sich ein
Benutzer in das System durch Eingeben eines Benutzernamens 811 und
eines Paßworts 812 einloggt.
Diese Einlogg-Erfordernisse dienen dazu, um Eigentümerdesignin formation,
wie Geräte-Verhaltensmodelle,
vor einem unerlaubten Zugriff zu schützen.
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Indem auf 10 Bezug genommen wird, wird, sobald
sich der Benutzer in das System eingeloggt hat, ein Projektauswahldialog 1000 präsentiert. Der
Projektauswahldialog erlaubt dem Benutzer, ein Projekt 820,
an welchem zu arbeiten ist, auszuwählen. Ein Add-Knopf 1005 und
ein Open-Knopf 1010, ein Save-Knopf 1015 und ein
Delete-Knopf 1020 und ein Close-Knopf 1025 erlauben
dem Benutzer, an der Liste von Projekten zu arbeiten. Beispielsweise
kann der Benutzer den Add-Knopf 1005 benutzen, um ein neues
Projekt hinzuzufügen.
Projekte können
auf einer Klientenbasis festgelegt sein, wobei alle Projekte, die
mit einem speziellen Klienten assoziiert sind, gemeinsam gespeichert
sind. Alternativ können
Projekte auf einer Projektbasis definiert sein, wobei beispielsweise
verschiedene Versionen eines abgeleiteten Projekts miteinander gruppiert
sind.
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Für
jedes Projekt muß der
Benutzer den Projektnamen 821 spezifizieren und kann eine
Projektbeschreibung 822 eingeben. Der Benutzer muß auch eine
Gerätetype 1030 aus
einer Liste von unterstützten
Gerätetypen
auswählen.
Beispiele von unterstützten
Gerätetypen
umfassen Waschmaschine, Trockner, Waschmaschine/Trockner, Kochgerät und Geschirrspüler.
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Die Gerätetype 1030 für das Projekt
steuert, welche andere Dialoge dem Benutzer präsentiert werden. Beispielsweise
wird, wenn ein Gerätetyp
einer Waschmaschine gewählt
ist, ein Waschkarten-Auswahldialog 1100, wie er in 11 gezeigt ist, dem Benutzer
präsentiert.
Der Waschkarten-Auswahldialog 1100 ist ähnlich zu dem Projektauswahldialog
1000 und
erlaubt ein Benutzermanagement von allen Waschkarten bzw. -tabellen 860,
welche mit dem Projekt assoziiert sein können. Der Waschkarten-Auswahldialog 1100 stellt
einen Add-Knopf 1105, einen Open-Knopf 1110, einen
Save-Knopf 1115,
einen Delete-Knopf 1120 und einen Close-Knopf 1125 zur
Verfügung,
welche es dem Benutzer ermöglichen,
die entsprechenden Funktionen auszuführen.
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Drei Files sind mit jeder Waschkarte 860 assoziiert:
ein Optionenfile 863, welches Benutzerinterface-Optionen
definiert, ein Hardware-Konfigurationsfile 864, welches
die Hardware-Konfiguration konfiguriert, und ein Gerätesteuer- bzw. -regelpultfile 862,
welches ein Gerätesteuer-
bzw. -regelpult, das mit der Waschmaschinentafel 860 assoziiert
ist, spezifiziert. Eine Benützung
dieser gesonderten Files erlaubt es der Waschkarte, daß sie unabhängig von hardwarespezifischen
Daten zur Benutzung über mehrere
Produkte ausgebildet wird.
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Beim Auswählen einer Waschkarte 860 wird es
dem Benutzer ermöglicht,
das assoziierte Steuer- bzw. Regelpult unter Verwendung der Pultausbildungs-Arbeitsbank 405 zu
editieren oder die assoziierte Steuer- bzw. Regellogik unter Verwendung
der Logikwerkbank 410 und der Ablaufsteuereinheit-Werkbank 415 zu
editieren. Eine Auswahl der Pultausbildungswerkbank 405 wird
in 5 illustriert und
oben diskutiert. Jedes Pultelement kann kundenspezifisch gemacht
werden, wenn dies durch den Benutzer gewünscht ist. Eigenschaften, welche
modifiziert werden können,
umfassen die Farbe und Form des Elements, ob das Element dreidimensional
ist oder ein ebenes Pultaussehen zur Verfügung stellt, ob es einen Indikator
an oder nahe dem Element gibt, und die Farbe jenes Indikators. Zusätzlich können Text
oder Sym bole, die mit einem Element assoziiert sind, wie gewünscht, positioniert
werden oder können
in jeder gewünschten
Farbe oder Schriftart vorliegen.
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Bezugnehmend auf 12 wird ein Zuordnungs-Gerätefunktions-Dialog 1200 verwendet,
um die Pultobjekte (z. B. die Knöpfe,
Tasten und Anzeigeindikatoren) mit Betätigungsfunktionen des Geräts zu korrelieren.
Um eine Funktion 851 einem Pultobjekt zuzuweisen, wählt der
Benutzer das Objekt und aktiviert den Zuweisungs-Gerätefunktions-Dialog 1200.
Der Dialog identifiziert den Namen 1205 des Objekts, die
gegenwärtig
zugewiesene Funktion 1210 für das Objekt und eine Liste 1215 von
allen verfügbaren
Gerätefunktionen
für die
Objektart. Der Benutzer verwendet die Maus, um eine der verfügbaren Funktionen
von der Liste 1215 auszuwählen und betätigt dann
einen Zuweisungsknopf 1220, um zu veranlassen, daß die gewählte Funktion
die gegenwärtig
zugewiesene Funktion 1210 wird. Beispielsweise wurde, wie
dies in 12 gezeigt ist,
die Schleudergeschwindigkeits-Auswahlfunktion für den Drehknopf 1225 ausgewählt. Diese
Zuweisung bzw. Zuordnung bestimmt, wie das Steuer- bzw. Regelpult die
gewünschte
Schleudergeschwindigkeitsinformation an die Steuer- bzw. Regeleinrichtung
der Waschmaschine kommunizieren bzw. mitteilen wird.
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Bezugnehmend auf 13A kann die Pultausbildungs-Werkbank 405 auch
verwendet werden, um ein existierendes Steuer- bzw. Regelpult 1300 zu editieren.
Wie dies gezeigt ist, umfaßt
das Steuer- bzw. Regelpult 1300 einen Startprogrammknopf 1305 mit
einem zugewiesenen Symbol bzw. Icon 1310, einen Kein-Schleudern-Options-Knopf 1315 mit
einem zugewiesenen Symbol 1320, einen Belastungs- bzw.
Lastgrößen-Options-Knopf 1325 mit
einem zugewiesenen Symbol 1330, einen Zykluszustandsindikator 1335 mit
einem zugewiesenen Symbol 1340, einen Wassertemperatur-Festlegungs-Knopf 1345 mit
einem zugewiesenen Symbol 1350 und einen Waschprogramm-Auswahlknopf 1355 mit
einem zugewiesenen Symbol 1360. Indem auch auf 13B Bezug genommen wird,
kann ein Schonwaschgang-Zyklusknopf 1365 zu dem Steuer- bzw.
Regelpult hinzugefügt
werden, indem der Lastgrößen-Optionsknopf 1325 zu
dem gewünschten
Ort kopiert und überlagert
wird und indem das zugewiesene Symbol 1370 verändert wird,
um einen Schonwaschgang anzuzeigen. Der Zuordnungs-Gerätefunktions-Dialog 1200 wird
dann verwendet, um eine empfindliche Textilfunktion dem Knopf 1365 zuzuweisen.
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Wie dies oben festgehalten ist, kann
der Benutzer auch die Waschkarte (d. h. die Steuer- bzw. Regellogik)
für die
Waschmaschine editieren. Im wesentlichen ist die Waschkarte eine
Sammlung von Programmen für
verschiedene Textilien. Beispielsweise kann eine Waschkarte ein
Programm für
synthetische Textilien, ein Programm für Baumwolltextilien, ein Programm
für Wolltextilien
und ein Programm für
heikle Textilien umfassen. Jedes Programm steuert bzw. regelt die
Dauer und die Sequenz von unterschiedlichen Stufen des Waschzyklus
(z. B. Füllen, Waschen,
Spülen
oder Schleudern) und die Bewegung, sofern sie vorhanden ist, der
Waschtrommel während
jeder Stufe. Jedes Programm kann optionale Komponenten umfassen,
wie ein Vorwaschen oder Temperaturfestlegungen.
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Indem auf 14 Bezug genommen wird, kann die Sammlung
von Textilprogrammen, welche die Waschkarte ausbilden, durch Aufrufen
eines Waschkarten-Editordialogs 1400 editiert werden. Unter
Verwendung des Dialogs 1400 wählt der Benutzer eine Textilkarte 1405 aus
(z. B. Baumwolle), um eines spezielles Textilprogramm zu editieren.
Das Textilprogramm wird als ein Satz von Programmzeilen 1410 dargestellt,
von welchen jede eine Zeilenzahl 1415 und eine Sequenznummer 1420 umfaßt. Eine Linien-
bzw. Zeilennummer 1415 identifiziert in einzigartiger Weise
eine Programmzeile 1410. Jedoch können mehrere Zeilen dieselbe
Sequenznummer aufweisen. Wenn dies auftritt, variiert die Zeile,
die in dem Textilprogramm ausgeführt
wird, basierend auf einer Festlegung bzw. Einstellung in dem Steuer- bzw.
Regelpult. Beispielsweise haben die Zeilen 12 und 13 jeweils die
Sequenznummer 7.01. Zeile 13, welche einem Schonwaschen entspricht,
wird ausgeführt,
wenn der Schonwaschknopf 1365 gewählt wurde, während die
Zeile 12, welche einem normalen Waschen entspricht, ausgeführt wird,
wenn der Schonwaschknopf 1365 nicht ausgewählt wurde.
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Jede Zeile 1410 beinhaltet
auch ein Schreib- bzw. Skriptfeld 1425, welches die Zeile
markiert, und ein Funktionsfeld 1430, welches die Funktion
identifiziert, die durch die Zeile ausgeführt wird. Ein Optionenfeld 1435 identifiziert
die Bedingungen, unter welchen die Zeile implementiert wird. Beispielsweise
hat Zeile 12 eine Optionsmarkierung für normales Textilmaterial,
welches anzeigt, daß Linie
12 implementiert wird, wenn ein normales Waschen ausgewählt wurde,
während
Zeile 13 eine Optionsmarkierung für Schon- bzw. Feinwäsche aufweist,
welche anzeigt, daß die
Zeile 13 implementiert wird, wenn Feinwaschen bzw. Schonwaschen
ausgewählt
wurde. In gleicher Weise umfassen Zeilen 1 –9 Optionsmarkierungen PW1,
welche anzeigen, daß diese
Zeilen implementiert werden, wenn ein Vorwaschen ausgewählt wurde.
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Ein EV-Feld 1440 zeigt an,
ob eine Implementierung der Zeile ein Betrieb eines Ventils oder
einer Pumpe der Waschmaschine betrifft bzw. involviert. Ein Höhen- bzw.
Niveaufeld 1445 zeigt an, ob das Ventil oder die Pumpe
betätigt
wird, bis ein bestimmtes Wasserniveau erhalten ist. Eine assoziiertes
Vorrückfeld 1447 zeigt
an, ob das Programm zu der nächsten
Sequenznummer nach Erreichen des gewünschten Wasserniveaus vorrückt bzw.
weiterläuft.
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Ein Temperaturfeld 1450 zeigt
an, ob eine Implementierung der Zeile ein Halten oder Festlegen der
Wassertemperatur auf einen bestimmten Wert involviert. Ein assoziiertes
Vorrück-
bzw. Vorlauffeld 1452 zeigt an, ob das Programm zu der
nächsten
Sequenznummer nach Erreichen der bezeichneten Temperatur vorläuft bzw.
vorrückt.
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Ein Zeitgeber-1-Feld 1455 zeigt
an, ob ein erster Zeitgeber durch eine Implementierung der Zeile
zu initiieren ist und den Zeitwert, an welchem der Zeitgeber zu
initiieren ist. Ein zugehöriges
Vorlauffeld 1457 zeigt an, ob das Programm zu der nächsten Sequenznummer
nach Ablauf des ersten Zeitgebers vorläuft. Ein Zeitgeber-2-Feld 1460 und
ein zugehöriges
Vorlauffeld 1462 arbeiten auf dieselbe Weise in bezug auf
einen zweiten Zeitgeber.
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Ein Auszeit- bzw. Unterbrechungsfeld 1465 zeigt
an, ob ein Wert auf einen Unterbrechungs-Zeitgeber einzustellen
ist, der veranlaßt,
daß das
Programm zu der nächsten
Zeile vorrückt.
Ein zugehöriges
Vorrückfeld 1467 zeigt
an, daß ein
derartiges Vorrücken
auftreten wird, wann immer ein Wert für den Unterbrechungs-Zeitgeber
zur Verfügung
gestellt ist.
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Ein Motorprofilfeld 1470 identifiziert
ein Motorprofil, das mit der Zeile assoziiert ist. Das Motorprofil
steuert bzw. regelt, wie der Waschmaschinenmotor betätigt wird,
und steuert bzw. regelt dadurch eine Trommelbewegung. Beispielsweise
wird das Motorprofil, das mit Schritt 12 assoziiert ist, als "Normal" bezeichnet, während das
Motorprofil, das mit Schritt 13 assoziiert ist, als "Schonend" bezeichnet ist.
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Bezugnehmend auf 15 erlaubt es ein Motorprofil-Editordialog 1500 dem
Benutzer, unterschiedliche Motorenprofile zu editieren. Der Benutzer wählt ein
spezielles Motorprofil 1505 aus, das einen zugewiesenen
bzw. zugehörigen
Namen 1510 aufweist. Das Profil 1505 besteht aus
einer Sequenz von Schritten 1515, von welchen jeder eine
zugewiesene Stufennummer bzw. Schrittnummer 1520 aufweist.
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Jeder Schritt 1515 hat eine
zugewiesene Motorenbetriebsfunktion 1525. Die Motorenbetriebsfunktionen
definieren grundsätzlich
Aktionen bzw. Vorgänge,
die durch den Motor einzunehmen sind. In einer Implementierung umfassen
die Funktionen Stop/Warten bzw. Stop/Wait, was den Motor veranlaßt, ein
Antreiben der Trommel zu stoppen, jedoch es der Trommel erlaubt,
frei zu drehen; Laufen bzw. Run, was den Motor veranlaßt, daß er mit
einer bestimmten Geschwindigkeit und Rotationsrichtung dreht; Ramp
bzw. Rampe, was den Motor veranlaßt, daß er seine Geschwindigkeit
von einer ersten zu einer zweiten Geschwindigkeit verändert bzw.
erhöht; Peak
bzw. Spitze, was den Motor veranlaßt, daß er seine Geschwindigkeit
erhöht,
bis eine gewünschte Geschwindigkeit
erreicht ist; EndSpin, was den Motor veranlaßt, daß er eine Rotation der Motortrommel stoppt;
ChangeTarget bzw. Ziel-Änderung,
was den Motor veranlaßt,
daß er
die ge wünschte
Rotationsgeschwindigkeit verändert;
SetUnb, was den Motor veranlaßt,
daß er
versucht, einen Zustand einer nicht ausbalancierten Last bzw. Belastung
zu entfernen; StartUnb, was die Waschmaschine veranlaßt, daß sie anzeigt,
daß ein
Zustand einer nicht ausbalancierten Last aufgetreten ist; TestUnb,
was die Waschmaschine veranlaßt,
daß sie
testet, ob ein Zustand einer nicht ausbalancierten Last vorliegt;
WaitSpeed, was den Motor veranlaßt, daß er erlaubt, daß die Trommel sich
verlangsamt, bis eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht ist; und
SpinRhythm, was den Motor veranlaßt, daß er die Trommel mit einem
bestimmten Rhythmus dreht.
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Jeder Schritt umfaßt auch
ein Feld 1530 für den
nächsten
Schritt, welches den nächste
Schritt anzeigt, der durch den Motor auszuführen ist. Ein Zeitfeld 1535 zeigt
an, wie lange der Motor in dem gegenwärtigen Schritt arbeiten sollte,
bevor er zum nächsten
Schritt übergeht.
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Ein Endgeschwindigkeitsfeld 1540 zeigt
die gewünschte
Rotationsgeschwindigkeit für
die Trommel an und ein zugehöriges
Richtungsfeld 1545 zeigt die gewünschte Richtung einer Rotation
an. Ein Anfangsgeschwindigkeitsfeld 1550 zeigt die Startrotationsgeschwindigkeit
an. Dieses Feld wird durch die Ramp-Funktion verwendet.
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Ein Belastungs- bzw. Lastfeld 1555 zeigt
das Ausmaß einer
Motorlast an, welche einen nicht ausbalancierten Zustand triggern
bzw. auslösen
wird. Dieses Feld wird durch die TestUnb-Funktion verwendet.
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Ein Feld 1560 eines nicht
ausbalancierten Schritts zeigt einen Schritt an, welcher durch den
Motor in dem Fall aus zuführen
ist, daß ein
nicht ausbalancierter Zustand auftritt. In gleicher Weise zeigt
ein Feld 1565 eines Versagensschritts einen Schritt an, der
durch den Motor in dem Fall auszuführen ist, daß der Motor
beim Erreichen der Bedingungen der gegenwärtigen Funktion versagt.
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Ein Rhythmusfeld 1570 zeigt
einen Rhythmus an, der mit dem Schritt assoziiert ist. Schließlich zeigt
ein Iterationsfeld 1575 eine Anzahl von Iterationen des
Schritts an, der durchzuführen
ist. Das Iterationsfeld wird durch die SetUnb- und SpinRhythm-Funktionen
verwendet.
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15 illustriert
auch einen Rhythm-Editordialog 1600 an, welcher verwendet
wird, um einen Motorbetriebsrhythmus auszubilden. Der Rhythm-Editordialog 1600 erlaubt
es dem Benutzer, einen Rhythmus 1605 mit einem Namen 1610 zu identifizieren.
Nachdem der Rhythmus identifiziert wurde, wählt der Benutzer die Dauern
einer anfänglichen
Stopperiode 1615 und einer anfänglichen Laufperiode 1620,
einer nachfolgenden Stopperiode 1625 und einer nachfolgenden
Laufperiode 1630 aus. Der Benutzer kann auch gesondert
die Rotationsgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen 1635 und Richtungen 1640 für die zwei
Laufperioden 1620, 1630 bezeichnen. Beispielsweise
veranlaßt
der normale Rhythmus, der in 15 gezeigt
ist, die Trommel der Waschmaschine, für 3 Sekunden zu stoppen, im
Uhrzeigersinn mit 55 Umdrehungen pro Minute für 12 Sekunden zu drehen, für 3 Sekunden
zu stoppen, und gegen den Urzeigersinn mit 55 Umdrehungen pro Minute
für 12
Sekunden zu drehen. Im Gegensatz dazu veranlaßt der Schonrhythmus, der in 16 gezeigt ist, die Trommel
der Waschmaschine, für
12 Sekunden zu stoppen, im Uhrzeigersinn mit 35 Umdrehungen pro
Minute für
3 Sekunden zu drehen, für 12
Sekunden zu stoppen und gegen den Uhrzeigersinn mit 35 Umdrehungen
pro Minute für
3 Sekunden zu drehen.
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Bezugnehmend auf 17 kann ein Waschwählscheiben-Konfigurationsprofil 1700 verwendet
werden, um zu konfigurieren, wie unterschiedliche Textilprogramme
und Programmstufen bzw. -schritte Positionen einer Wählscheibe
auf dem Steuer- bzw.
Regelpult entsprechen. Positionen der Waschwählscheibe sind durch eine Serie
von Schritten 1705 bezeichnet, von welchen jede mit einer Schrittnummer 1710 identifiziert
ist. Ein Textilprogramm 1715 und eine Position in dem Skript 1720 des
Textilprogramms sind mit jedem Schritt assoziiert.
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Indem neuerlich auf 14 Bezug genommen wird, generiert der
Benutzer, nachdem er irgendeine andere gewünschte Änderung in der Waschkarte durchgeführt wurde,
die Waschkarte, indem er die Linkoption 1475 aus dem Werkzeugmenü 1480 auswählt. Die
Linkoption erzeugt ein Datenfile, welches auf die geeignete Hardware
zum Testen heruntergeladen werden kann.
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Bezugnehmend auf 18 kann ein Testen und eine Verfeinerung
eines Steuer- bzw. Regelsystems für ein Gerät unter Verwendung einer Implementierung
des Werkzeugs 105 gemäß einem
Verfahren 1800 ablaufen, das als Gerätefunktions-Interface ("AFI")
bezeichnet ist. Das AFI stellt ein Interface zwischen einem Steuer-
bzw. Regelpult eines virtuellen Geräts und der Steuer- bzw. Regeleinheit
eines tatsächlichen
Geräts
zur Verfügung.
Dies erlaubt es dem virtuellen Pult, als das Benutzerinterface für das Gerät zu wirken,
um das Gerät
zu steuern bzw. zu regeln, als ob das virtuelle Pult tatsächlich das
Geräte-Steuer-
bzw. -Regelpult ist.
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Das AFI stellt eine Übersetzungs-
bzw. Translationsschicht zur Verfügung, welche eine Gerätefunktion,
wie Start-, Brems- oder Rotationsgeschwindigkeit zu einem Objekt
eines virtuellen Pults, wie einer Anzeige, oder einen Knopf übersetzt.
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Zu Beginn wird die Gerätetype (z.
B. Kleider-Waschmaschine) festgelegt (Schritt 1805). Danach
wird ein Gerätefunktionstabelle
für die
gewählte Geräteart geladen
(Schritt 1810) und verfügbare Funktionen
für die
Geräteart
werden wiederbeschafft (Schritt 1815).
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Als nächstes wird eine Gerätefunktion
einem Pultgegenstand zugewiesen (Schritt 1820). Dieser Schritt
wird wiederholt, bis alle Funktionen entsprechenden Pultgegenständen zugewiesen
wurden (Schritt 1825).
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Als nächstens wird eine Controllerart
für das Gerät und seine
zugehörigen
Funktionen definiert (Schritt 1830). Im allgemeinen wird die Controller- bzw.
Steuer- bzw. Regeleinrichtungsart aus einer Gruppe von Standardsteuer-
bzw. -regelarten gewählt
(wie die Standard-Hardware-Steuer- bzw. -Regelmodule, die in 6A–6G illustriert
sind und oben diskutiert wurden) und wird basierend auf Leistungserfordernissen
der Geräteart
und der Software, die für
ein Implementieren der Gerätefunktionen
erforderlich ist, ausgewählt.
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Nach einem Verifizieren, daß die gewählte Controllerart
mit dem Computer verbunden ist (Schritt 1835), wartet das
Verfahren auf den Benutzer, um die Live-Steuerung für das Gerät einzuleiten (Schritt 1840).
Die folgende Diskussion der Live-Steuerung nimmt an, daß das Gerät eine Kleiderwaschma schine
ist. Die Live-Steuerung von anderen Geräten würde in ähnlicher Weise ablaufen.
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Um die Funktionskontrolle bzw. Live-Steuerung
zu beginnen, compiliert das Verfahren die Waschkarte für das Gerät (Schritt 1845)
und ladet die Waschkarte in die Steuer- bzw. Regeleinheit bzw. den
Controller herunter (Schritt 1850). Das Verfahren initialisiert
dann die Live-Steuerung der Steuer- bzw. Regeleinheit durch das
virtuelle Steuer- bzw. Regelpult (Schritt 1855).
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Während
der Live-Steuerung geht, wenn ein Steuer- bzw. Regeleinrichtungsvorfall
detektiert wird (Schritt 1860), das Verfahren zu dem Ereignis
auf dem virtuellen Pult (Schritt 1865) über, um das virtuelle Pult
zu aktualisieren. In gleicher Weise geht, wenn eine Pultnachricht
detektiert wird (Schritt 1870), das Verfahren zu der Pultnachricht
(d. h. einem virtuellen Steuer- bzw. Regelsignal) für die Steuer-
bzw. Regeleinheit über
(Schritt 1875). Dies wird fortgesetzt, bis der Benutzer
eine Live-Steuerung des Geräts
stoppt (Schritt 1880).
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Wie dies durch das Verfahren 1900 von 19 dargestellt ist, arbeitet
das AFI ähnlich
für den Fall,
in welchem alle Gerätefunktionen
bereits entsprechenden Pultobjekten zugewiesen wurden. Zu Beginn
wird ein virtuelles Pultfile gelesen (Schritt 1905) und
eine geeignete Gerätefunktionstabelle wird
geladen (Schritt 1910). Danach werden verfügbare Funktionen
für die
Geräteart
wieder beschafft (Schritt 1915).
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Als nächstes wird eine Zusammenhangs- bzw.
Bezugstabelle, welche Pultobjekte mit Gerätefunktionen verbindet, wieder beschafft
(Schritt 1920) und die Beziehungen werden neu zugewiesen,
sofern dies notwendig ist, um irgendwelche Änderungen in dem Steuer- bzw.
Regelpult oder der Steuer- bzw. Regeleinheit zu reflektieren (Schritt 1925). Nachdem
verifiziert wurde, daß die
Steuer- bzw. Regeleinheitsart von dem File des virtuellen Pults
mit dem Computer verbunden ist (Schritt 1930), geht das Verfahren
mit der Live-Steuerung, wie oben diskutiert, weiter.
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In Summe kann ein Steuer- bzw. Regelsystem
für eine
Vorrichtung, wie ein Gerät
bzw. Haushaltsgerät
gemäß dem Verfahren 2000,
das in 20 illustriert
ist, generiert werden. Zuerst werden Software-Darstellungen von
vorab existierenden Steuer- bzw. Regelpultkomponenten und Steuer- bzw. Regelprozessen
auf einem Computer gespeichert (Schritte 2005 und 2010).
Im allgemeinen bilden die Software-Darstellungen wiederverwendbare, vorab
getestete Module aus. Der Computer wird dann verwendet, um ein Steuer- bzw. Regelpult für die Vorrichtung
auszubilden, indem Software-Darstellungen von vorab existierenden
Steuer- bzw. Regelpultobjekten in einer Software-Darstellung des Regel- bzw. Steuerpults
ausgewählt
und angeordnet werden (Schritt 2015). Der Computer wird
auch verwendet, um eine Steuer- bzw.
Regel-Software für
die Vorrichtung auszubilden, indem Software-Darstellungen von vorab
existierenden Steuer- bzw. Regelverfahren ausgewählt werden und die gewählten Steuer- bzw. Regelverfahren
mit den gewählten
Steuer- bzw. Regelpultobjekten assoziiert werden (Schritt 2020).
Die Steuer- bzw.
Regel-Software wird von dem Computer heruntergeladen, um Hardware,
die in der Vorrichtung zu inkludieren bzw. aufzunehmen ist, zu steuern
bzw. zu regeln (Schritt 2025). Schließlich wird die Vorrichtung
unter Verwendung der Steuer- bzw. Regel-Software, die auf der Computer-Hardware läuft, und
unter der Steuerung des Computers getestet (Schritt 2030).
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21 illustriert
ein System 2100 zum Generieren bzw. Erzeugen eines Steuer-
bzw. Regelsystem für
eine Vorrichtung 2105. Das System umfaßt einen Computer 2110,
der eine Eingabeeinheit 2115, eine Ausgabeeinheit 2120,
einen Prozessor 2125, eine Speichervorrichtung 2130 und
eine Anzeige 2135 umfaßt.
Software-Darstellungen 2140 von vorab existierenden Steuer-
bzw. Regelpultkomponenten sind in der Speichervorrichtung 2130 gespeichert.
Das System umfaßt
auch Steuer- bzw.
Regel-Hardware 2145, die mit aktiven Komponenten 2150 der
Vorrichtung 2105 verbindbar und betätigbar ist, um Daten von der
Eingabeeinheit 2120 des Computers 2110 zu erhalten.
Der Prozessor 2125 ist programmiert, um eine Darstellung
eines Steuer- bzw. Regelpults auf der Anzeige zu präsentieren,
um es einem Benutzer zu ermöglichen,
das Steuer- bzw. Regelpult und eine Steuer- bzw. Regel-Software
für die
Vorrichtung zu entwickeln, indem die Eingabevorrichtung verwendet
wird, um Darstellungen von vorab existierenden Steuer- bzw. Regelpultkomponenten auf
der dargestellten Darstellung des Steuer- bzw. Regelpults auszuwählen und
zu plazieren, um die Steuer- bzw. Regel-Software von dem Computer
in die Steuer- bzw. Regel-Hardware durch die Ausgabeeinheit herunterzuladen
und um die Vorrichtung unter Verwendung der Steuer- bzw. Regel-Software, die
auf der Steuer- bzw. Regel-Hardware läuft, und unter der Steuerung
des Computers durch die Ausgabeeinheit zu testen.
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Andere Ausbildungen liegen innerhalb
des Rahmens der folgenden Ansprüche.
Beispielsweise können
die Funktionen eines Generierens des Steuer- bzw. Regelpults und
der Steuer- bzw. Regel-Software gesondert von der Testfunktion implementiert werden.
In einem Aspekt davon werden das Steuer- bzw. Regelpult und die
Steuer- bzw. Regel-Software unter Verwendung eines Computers generiert
und dann durch beispielsweise eine Infrarotverbindung zu einem Personal-Digital-Assistant
("PDA") heruntergeladen,
welcher mit dem Gerät
verbunden ist und verwendet wird, um das Gerät zu steuern bzw. zu regeln.