自動化設(shè)備、用于虛擬地功能結(jié)合外部構(gòu)件的方法以及計算機程序產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于培訓目的的自動化設(shè)備，帶有計算機(2)，其包括計算單元(11)、計算機殼體(10)、數(shù)據(jù)接口(12)和屏幕(15)，其中，計算單元(11)、數(shù)據(jù)接口(11)和屏幕(15)容納在計算機殼體(10)中。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置有至少一個工作模塊(4,5,6,7,8,9)，其包括模塊殼體(17)，在模塊殼體(17)處構(gòu)造有用于與外部構(gòu)件(23,24,30)電地和/或流體地聯(lián)結(jié)的聯(lián)接裝置(18)，并且在模塊殼體(17)中容納有用于處理計算機(2)和/或外部構(gòu)件(23,24,30)的電信號的處理單元(26)，其中，工作模塊(4,5,6,7,8,9)構(gòu)造成用于布置在鄰近屏幕(15)的工作位置處并且設(shè)定成用于通過無線的和/或有線的信號路徑與計算單元(11)信號通訊，信號路徑通過數(shù)據(jù)接口(12)。
【專利說明】自動化設(shè)備、用于虛擬地功能結(jié)合外部構(gòu)件的方法以及計算機程序產(chǎn)品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動化設(shè)備,帶有計算機，其包括計算單元、計算機殼體、數(shù)據(jù)接口和屏幕，其中，計算單元、數(shù)據(jù)接口和屏幕容納在計算機殼體中。這種自動化設(shè)備例如可用于培訓目的，尤其使用在工業(yè)培訓中，以便使學習者了解帶有自動化技術(shù)的構(gòu)件(例如執(zhí)行器、傳感器、控制器、調(diào)節(jié)器)和其他的自動化裝置的聯(lián)系，或者為了運行自動化技術(shù)系統(tǒng)使用在生產(chǎn)和/或加工裝置中。此外，本發(fā)明涉及用于虛擬地功能結(jié)合外部構(gòu)件的方法以及計算機程序產(chǎn)品。

【背景技術(shù)】
[0002]從文獻DE 10 2008 051 401 Al中已知一種用于在電的、機電的和電流體的(elektrofluidisch)設(shè)施中的電的功能流程的訓練和模擬設(shè)備，在其中設(shè)置有控制器以用于在顯示屏上模擬和可視地描述設(shè)施構(gòu)件，該控制器帶有布置在顯示屏旁邊的電聯(lián)接部以用于用纜線連接設(shè)施的硬件構(gòu)件，其中，為聯(lián)接部的相應(yīng)至少一部分在顯示屏上關(guān)聯(lián)有相應(yīng)模擬的設(shè)施構(gòu)件的視覺上的輸入部和/或輸出部，并且其中，控制器具有這樣的器件，其用于在模擬的設(shè)施構(gòu)件的相關(guān)聯(lián)的輸出部的聯(lián)接部處產(chǎn)生相應(yīng)的電壓和/或用于根據(jù)從外部施加到與模擬的設(shè)施構(gòu)件的輸入部相關(guān)聯(lián)的聯(lián)接部處的電壓產(chǎn)生模擬的設(shè)施構(gòu)件的反應(yīng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供自動化設(shè)備、用于虛擬地功能結(jié)合外部構(gòu)件的方法以及計算機程序，其可以簡單的方式與不同的培訓目的相匹配。
[0004]根據(jù)第一方面，該目的針對開頭所提及的類型的自動化設(shè)備利用權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)。在此，設(shè)置有工作模塊，其包括模塊殼體，在模塊殼體處構(gòu)造有用于與外部構(gòu)件電和/或流體地聯(lián)結(jié)的聯(lián)接裝置，并且在模塊殼體中容納有用于處理計算機和/或外部構(gòu)件的電信號的處理單元，其中，工作模塊構(gòu)造成用于布置在鄰近屏幕的工作位置處并且設(shè)定成用于通過無線和/或有線的信號路徑與計算單元信號通訊，信號路徑通過數(shù)據(jù)接口。
[0005]工作模塊構(gòu)造成用于聯(lián)結(jié)一個或多個外部構(gòu)件與計算機并且為此目的具有處理裝置，其與相應(yīng)待聯(lián)接的一個或多個構(gòu)件相匹配，以便可處理構(gòu)件的信號和/或可提供對于構(gòu)件的功能必需的信號和/或流體流。工作模塊在幾何結(jié)構(gòu)上如此設(shè)計使得其可在鄰近屏幕的工作位置中布置在計算機處。由此確保至少一個工作模塊緊湊地布置在計算機處。在工作模塊和計算機的計算單元之間的信號通訊通過計算機的至少一個數(shù)據(jù)接口來發(fā)生，該數(shù)據(jù)接口可構(gòu)造成用于與至少一個工作模塊有線或無線地通訊。優(yōu)選地，在計算機和工作模塊之間設(shè)置雙向的通訊，從而外部構(gòu)件的到達工作模塊的信號可通過信號路徑提供到計算機中的計算單元處，并且還可由計算單元通過到處理裝置處的相應(yīng)的信號對外部構(gòu)件的性能產(chǎn)生影響。備選地，還可在工作模塊和計算機之間設(shè)置單向的通訊。例如，可設(shè)置從構(gòu)造為傳感器的外部構(gòu)件通過工作模塊到計算機的單向的通訊。同樣可設(shè)置從計算機通過工作模塊到執(zhí)行器處的單向的通訊。執(zhí)行器可附加地設(shè)有傳感器，其通過另一工作模塊與計算機通訊。
[0006]從屬權(quán)利要求的對象是本發(fā)明的有利的改進方案。
[0007]如果計算單元設(shè)定成，在布置成鄰近工作模塊的工作位置的屏幕區(qū)域上提供與工作模塊相關(guān)聯(lián)的圖形圖示，和/或計算單元設(shè)定成，借助與工作模塊相關(guān)聯(lián)的圖形圖示在屏幕上用符號表示工作模塊的電和/或流體的功能，這是適宜的。在計算機的布置成鄰近工作模塊的屏幕區(qū)域上的工作模塊的圖形圖示用于顯示相應(yīng)的工作模塊的功能和/或功能狀態(tài)。由此以可很好理解的方式向使用者說明，用于利用在自動化系統(tǒng)中的相應(yīng)的工作模塊和聯(lián)接到該處的外部構(gòu)件提供哪些可能性和/或工作模塊和/或外部構(gòu)件處于哪種狀態(tài)中。此外，可設(shè)置成，可在屏幕區(qū)域中通過由使用者選擇圖形圖示來調(diào)出用于工作模塊和/或聯(lián)接的外部構(gòu)件的例如輔助功能和/或參數(shù)給定功能和/或其他的功能，以便例如影響用于外部構(gòu)件的操控性能?？蔀楣ぷ髂K關(guān)聯(lián)不同的功能，其在計算機的相應(yīng)的屏幕區(qū)域上示出并且形成用于處理外部構(gòu)件的施加在工作模塊處的信號的基礎(chǔ)。例如可設(shè)置成，使用者在外部構(gòu)件聯(lián)接到工作模塊處之前首先從用于工作模塊的功能庫中選擇期望的功能性并且使之與工作模塊相關(guān)聯(lián)，以便緊接著還在工作模塊和計算機中保證外部構(gòu)件的信號的所期望的處理。
[0008]在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，計算單元設(shè)定成，在屏幕上的與工作模塊相關(guān)聯(lián)的圖形圖示中提供與計算機和/或在工作模塊處的外部構(gòu)件的電信號相關(guān)的信息。由此，可以簡單的方式可視化由外部構(gòu)件提供的測量值和/或由計算機提供到外部構(gòu)件處的信號，例如用于閥的調(diào)整信號。由此還可在屏幕上示出外部構(gòu)件的狀態(tài)，例如流體閥的切換狀態(tài)或執(zhí)行器的運動位置。為此，在計算機中處理且在相應(yīng)的屏幕區(qū)域中示出由外部構(gòu)件通過工作模塊提供的電信號或者由計算機的運算器提供的電信號。
[0009]如果計算單元設(shè)定成用于虛擬地電結(jié)合和/或虛擬地流體結(jié)合多個工作模塊，這是有利的。由此可在計算機處為復(fù)雜的且設(shè)有可預(yù)定的相關(guān)性的裝置建模，其具體地可借助于工作模塊和聯(lián)接到該處的外部構(gòu)件來運行。例如，可引起電執(zhí)行器的調(diào)整過程或者流體閥的切換過程。由于在單獨的工作模塊之間的虛擬的結(jié)合，可以簡單的方式在不需要改變布線和/或流體連接的情況下實現(xiàn)包括訓練單元和聯(lián)接到該處的外部構(gòu)件的自動化系統(tǒng)的改變。此外，可以簡單的方式或者改變例如在運動傳感器和電的執(zhí)行器之間的虛擬的電結(jié)合，或者改變例如在流體的執(zhí)行器處的流體的終端位置開關(guān)和與流體的執(zhí)行器相關(guān)聯(lián)的截止閥之間的虛擬的流體結(jié)合。備選地，還可設(shè)置成，在一個或多個工作模塊處聯(lián)接有實際的控制構(gòu)件，例如可存儲編程的控制部的構(gòu)件，其將控制信號提供到工作模塊處，控制信號可由計算單元處理并且用于操控在計算機的屏幕上示出的虛擬的工藝過程上的設(shè)施或虛擬的操縱器。此外，還可實現(xiàn)在這兩種應(yīng)用方式之間的混合形式。
[0010]優(yōu)選地，在信號路徑中引入有通訊單元，其構(gòu)造成用于單向地或雙向地轉(zhuǎn)換在工作模塊和計算機之間的電信號。通訊單元設(shè)置成用于將工作模塊的電信號轉(zhuǎn)化成可通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)接嬎銠C的計算單元中的數(shù)據(jù)格式。因此，通訊單元用于處理(Aufbereitung)由工作模塊提供的信號以及必要時還用于將合適的信號提供到工作模塊處。優(yōu)選地，通訊單元包括自己的處理器，在該處理器上可運行能夠?qū)崿F(xiàn)處理不同的工作模塊的多個不同的信號以及以可預(yù)定數(shù)據(jù)格式有序地輸送信號的程序。在此可設(shè)置成，通訊單元進行工作模塊的信號的預(yù)處理，例如模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換和/或信號電平的電平轉(zhuǎn)換，以便保證通過計算機的數(shù)據(jù)接口的有利的通訊。如果計算機為未設(shè)有專門的數(shù)據(jù)接口(其例如使用在自動化技術(shù)的領(lǐng)域中，例如與場總線接口一起使用)的、用于家用或辦公用的商用計算機，那么這是尤其有意義的。通過這些措施可保持工作模塊簡單且成本有利，因為信號處理主要在通訊單元中進行。此外，由此可使用成本有利的計算機。
[0011]在本發(fā)明的另一類型的實施方式中，計算機和通訊單元安裝在共同的殼體中，計算機例如為帶有集成的通訊單元的、與培訓目的和/或試驗?zāi)康恼孟嗥ヅ涞挠嬎銠C。
[0012]優(yōu)選地，通訊單元構(gòu)造成用于尤其借助于磁的聯(lián)結(jié)和/或機械的插接連接機械地聯(lián)結(jié)工作模塊。由此，通訊單元保證工作模塊的基本上與計算機無關(guān)的機械上的布置。在利用機械的插接連接時，還可以雙重功能實現(xiàn)在工作模塊和通訊單元之間的電的信號傳輸。
[0013]如果在工作模塊處且在通訊單元處構(gòu)造有彼此對應(yīng)的、尤其無接觸的和/或有接觸的電的連接器件，其設(shè)定成用于在工作模塊和通訊單元之間的信號傳輸，這是適宜的。電的連接器件用于在工作模塊和通訊單元之間的單向或雙向的數(shù)據(jù)傳輸。電的連接器件可尤其構(gòu)造為多觸點插接連接器(Mehrfachsteckverbinder)或者尤其根據(jù)藍牙標準或者IRDA標準或者Zigbee標準構(gòu)造為無線的連接器件。
[0014]在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中，計算機和/或通訊單元設(shè)定成用于識別所聯(lián)結(jié)的工作模塊且用于從內(nèi)部或外部的數(shù)據(jù)庫中提供與所識別的工作模塊相關(guān)的特定的數(shù)據(jù)。由此使包括自動化設(shè)備和聯(lián)接到該處的外部構(gòu)件的自動化系統(tǒng)的調(diào)試變得容易。優(yōu)選地，相應(yīng)的工作模塊具有信息存儲器，其載有關(guān)于工作模塊的功能的信息并且可由通訊單元和/或計算機查詢和讀出。信息存儲器例如可為RFID應(yīng)答模塊(Rad1 Frequency Identificat1nBaustein)，或者為可能總歸對于工作模塊的功能必需的微處理器或微控制器的存儲器。根據(jù)信息存儲器的技術(shù)，可有線地或無線地讀取該信息存儲器，以便由此對于通訊單元和/或計算機來說實現(xiàn)工作模塊的識別。關(guān)于相應(yīng)的工作模塊的對于在計算機中的規(guī)定上的信號評估以及用于工作模塊在屏幕區(qū)域上的圖形圖示必需的信息可從內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫中(即或者從工作模塊的信息存儲器中或者從通訊單元或計算機的存儲器中)來讀出。補充地或備選地可設(shè)置成，通訊單元和/或計算機有線地或無線地尤其通過無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)訪問外部的數(shù)據(jù)庫(尤其可通過因特網(wǎng)或者通過局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)查詢的基于服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫)，并且從該數(shù)據(jù)庫中查詢關(guān)于工作模塊的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，通訊單元和/或計算機設(shè)定成用于在替換一個或多個工作模塊時無中斷地運行，即，具有程序技術(shù)上的預(yù)備部，其使得能夠?qū)崿F(xiàn)添加、移去或替換一個或多個工作模塊，而針對自動化設(shè)備的繼續(xù)運轉(zhuǎn)不需要重啟通訊單元和/或計算機。
[0015]優(yōu)選地，工作模塊具有尤其可替換地構(gòu)造的舌形的突出部，其在尤其借助于通訊單元機械地聯(lián)結(jié)工作模塊與計算機時覆蓋計算機殼體的圍繞屏幕構(gòu)造的邊緣區(qū)域。舌形的突出部用于以對于使用者來說可很好地理解的方式標明相應(yīng)的工作模塊與在與相應(yīng)的工作模塊相關(guān)聯(lián)的屏幕區(qū)域上的圖形圖示的關(guān)系。優(yōu)選地設(shè)置成，在工作模塊的突出部鄰接于此的這樣的外表面上和/或在突出部上示出至少一個圖形符號和/或符號線路，其在鄰接的屏幕區(qū)域上繼續(xù)，以便由此標明在所聯(lián)接的外部構(gòu)件、工作模塊和在屏幕區(qū)域上的圖形圖示之間的連續(xù)的關(guān)系。優(yōu)選地，突出部可夾到工作模塊上，以便實現(xiàn)與不同地設(shè)計的計算機殼體相匹配。
[0016]在本發(fā)明的一改進方案中設(shè)置成，處理單元包括電的傳感器裝置和/或流體的傳感器裝置和/或電流體的調(diào)整裝置和/或電的調(diào)整裝置和/或總線節(jié)點(Busknoten)。在處理單元設(shè)計為電的或流體的傳感裝置時，例如可進行用于電流的電流或電壓測量或者用于流體流的流量測量或者壓力測量。處理單元作為電流體的調(diào)整裝置的實施方式例如可包括電磁閥(Magnetventil)，尤其切換閥或比例閥。處理單元作為電的調(diào)整裝置的實施方式例如可包括用于電馬達的馬達控制部。構(gòu)造為總線節(jié)點的處理單元使得能夠?qū)崿F(xiàn)總線信號從總線系統(tǒng)的退耦和/或總線信號耦合到總線系統(tǒng)中，以便由此借助于相應(yīng)構(gòu)造的工作模塊實現(xiàn)在總線系統(tǒng)和自動化設(shè)備之間的通訊。
[0017]優(yōu)選地，外部構(gòu)件構(gòu)造為傳感器或者執(zhí)行器或者可編程的控制部。外部構(gòu)件例如構(gòu)造為壓力傳感器、溫度傳感器、位置傳感器、速度傳感器或構(gòu)造為可存儲編程的控制部的部件。在外部構(gòu)件設(shè)計為執(zhí)行器時，其例如可構(gòu)造為流體缸、流體馬達、壓電調(diào)節(jié)器、電馬達。在外部構(gòu)件設(shè)計為可編程的控制部(尤其可存儲編程的控制部(SPS))時，可將指令序列提供到自動化設(shè)備處，其在此提供給虛擬設(shè)施，例如虛擬的氣動的自動化系統(tǒng)或虛擬的工業(yè)機器人或者虛擬的處理設(shè)施，因此可在計算機的屏幕上示出外部構(gòu)件對相應(yīng)的虛擬設(shè)施的作用。
[0018]如果帶有集成的屏幕的計算機殼體具有基本上立方體形的包裹幾何結(jié)構(gòu)(HUllgeometrie)，和/或屏幕觸敏地構(gòu)造成用于在屏幕表面上手動地輸入，這是適宜的。通過這種類型的包裹幾何結(jié)構(gòu)保證自動化設(shè)備的緊湊的設(shè)計方案，如果計算機殼體在屏幕的示出平面中的面延伸僅僅稍微大于屏幕且如果計算機殼體的厚度相應(yīng)于小于計算機殼體在屏幕平面中的最長棱邊的1/10的部分，則這尤其適合。
[0019]根據(jù)第二方面，本發(fā)明的目的通過用于虛擬地功能結(jié)合外部構(gòu)件(例如執(zhí)行器和/或傳感器和/或總線裝置(Busteilnehmer)和/或控制構(gòu)件)的方法來實現(xiàn)，該方法包括以下步驟:將外部構(gòu)件聯(lián)接到工作模塊處，該工作模塊構(gòu)造成用于處理和/或提供信號和/或用于影響來自外部構(gòu)件和/或到外部構(gòu)件處的流體流；尤其在中間連接通訊單元的情況下使工作模塊與計算機相連接，其中，工作模塊布置成鄰接在計算機的屏幕處；進行識別與計算機相連接的工作模塊；在屏幕上從內(nèi)部或外部的數(shù)據(jù)庫中讀出用于工作模塊的圖形圖示的數(shù)據(jù)；在鄰接到相應(yīng)的工作模塊處的屏幕區(qū)域中示出工作模塊的圖形圖示；示出在相連接的工作模塊之間的連接的結(jié)合可能性。在此，可為工作模塊相應(yīng)關(guān)聯(lián)有多個圖形圖示和與其相結(jié)合的可由使用者選擇的功能性以用于處理外部構(gòu)件的信號。
[0020]在方法的另一設(shè)計方案中設(shè)置成，計算機根據(jù)自動的或手動的結(jié)合選擇產(chǎn)生在工作模塊之間的信號路徑，從而借助于計算機實現(xiàn)在虛擬地功能結(jié)合的工作模塊之間的信號交換，以便產(chǎn)生工作模塊和聯(lián)接到該處的外部構(gòu)件的性能，其優(yōu)選相應(yīng)于外部構(gòu)件的直接的聯(lián)結(jié)。
[0021]根據(jù)第三方面，本發(fā)明的目的通過用于虛擬地功能結(jié)合外部構(gòu)件的計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)，其中，通過由計算機的計算單元實施該計算機程序產(chǎn)品來執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]在附圖中示出了本發(fā)明的有利的實施方式。其中:
圖1以俯視圖顯示了自動化設(shè)備的主要構(gòu)件的示意性的分解圖，
圖2顯示了自動化設(shè)備的構(gòu)件的前視圖，
圖3顯示了可運轉(zhuǎn)的自動化系統(tǒng)的示意圖，該自動化系統(tǒng)包括自動化設(shè)備以及多個外部構(gòu)件，
圖4顯示了可運轉(zhuǎn)的自動化設(shè)備的前視圖，以及圖5顯示了示例性地構(gòu)造為二位二通電磁閥的工作模塊的示意圖。

【具體實施方式】
[0023]在圖1中以分解圖顯示出的用于培訓目的的自動化設(shè)備I包括計算機2、通訊單元3以及在功能上部分不同地構(gòu)造的多個工作模塊4、5、6、7、8和9。
[0024]計算機2示例性地構(gòu)造為平板電腦，因此具有基本上可由立方形的包裹曲線包圍的計算機殼體10,在計算機殼體10中容納有僅僅示意性地示出的計算單元11、同樣僅僅示意性地示出的數(shù)據(jù)接口 12以及屏幕15。在此，屏幕15如此容納在計算機殼體10中，S卩，屏幕15至少幾乎完全填滿計算機殼體10的最大外表面16。由此在屏幕15的外緣和計算機殼體10的外緣之間僅構(gòu)造有很窄的邊緣區(qū)域。優(yōu)選地，屏幕15構(gòu)造成觸敏式的，從而操作者可通過手動地操縱屏幕表面進行用于計算機2的輸入。計算單元11設(shè)定成用于提供屏幕圖示并且用于處理例如作為屏幕輸入或者通過數(shù)據(jù)接口 12提供的信號。優(yōu)選地，計算單元11利用可更換的運行系統(tǒng)來運行，可將正好與自動化設(shè)備的運行相協(xié)調(diào)的程序代碼加載到該運行系統(tǒng)中。如由圖1和2得知的那樣，計算機殼體10的可在圖2中識別的厚度明顯小于計算機殼體10的可在圖1中識別出的最長的棱邊。
[0025]與自動化設(shè)備I相關(guān)的工作模塊4至9相應(yīng)包括示例性地實施成基本上立方形的模塊殼體17，在模塊殼體17處構(gòu)造有用于與在圖2中未示出的外部構(gòu)件電地和/或流體地聯(lián)結(jié)的聯(lián)接裝置18。此外，在模塊殼體17處構(gòu)造有插頭19，其用于與構(gòu)造在通訊單元3處的插槽20機電地相聯(lián)結(jié)。由此可在相應(yīng)的工作模塊4至9、通訊單元3和計算單元11之間建立信號通訊，其示例性地通過有線的信號路徑從相應(yīng)的工作模塊4至9行進到通訊單元3并且從該處示例性地通過在通訊單元3和計算單元11之間的無線連接通過數(shù)據(jù)接口 12。示例性地，數(shù)據(jù)接口 12構(gòu)造為藍牙接口。在一未示出的實施方式中，通訊單元與計算機實施成一體。
[0026]工作模塊4至9中的每一個具有突出部21，其設(shè)置成橋接在計算機殼體10處的邊緣區(qū)域，從而可在工作模塊4至9和在屏幕15上的圖形圖示之間建立直接的關(guān)系，這如在圖3中詳細示出的那樣。
[0027]除了自動化設(shè)備I (其出于簡化的原因僅設(shè)有三個工作模塊4、5和7)之外，在圖3中示出的自動化系統(tǒng)22包括多個外部構(gòu)件。示例性地，外部構(gòu)件構(gòu)造為流體馬達23、轉(zhuǎn)速傳感器24和控制單元30。工作模塊4示例性地包括二位二通切換閥28并且在圖5中詳細示出。
[0028]根據(jù)圖5，在工作模塊5的模塊殼體17中設(shè)置有處理單元26，其包括二位二通切換閥和聯(lián)結(jié)模塊27。二位二通切換閥流體地與聯(lián)接裝置18相連接，在聯(lián)接裝置18處可聯(lián)接有流體用軟管以用于連接流體馬達23和流體源31。聯(lián)結(jié)模塊27示例性地包括未進一步示出的微控制器以及同樣未進一步示出的放大器模塊。微控制器用于處理由通訊單元3提供的信號，借助于放大器模塊27將相應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換成用于操控二位二通切換閥的勵磁線圈的操控信號。聯(lián)結(jié)模塊27以未進一步示出的方式與插頭19相連接，通過插頭19不僅可實現(xiàn)電信號的耦合和/或退耦，而且可實現(xiàn)電的供給的電壓的接合和/或斷開。
[0029]工作模塊4通過包括插頭19和插槽20的插接連接部與通訊單元3處于導(dǎo)電的有線的信號傳輸連接中，通訊單元3自身通過數(shù)據(jù)接口 12與計算機2的計算單元11處在無線的信號傳輸連接中。例如，通過控制單元30實現(xiàn)容納在工作模塊4中的二位二通閥28的操控，控制單元30通過工作模塊7與通訊單元3和計算機2相連接。示例性地構(gòu)造為總線裝置的控制單元30通過僅示意性地示出的構(gòu)造在工作模塊7和控制單元30之間的總線系統(tǒng)接收與工作模塊5相連接的轉(zhuǎn)速傳感器24的信號，并且處理該信號，以便檢查所測得的轉(zhuǎn)速與用于流體馬達23的可預(yù)定的轉(zhuǎn)速范圍的一致性。在存在超過可預(yù)定的閾值的偏差時，控制單元30通過總線系統(tǒng)將控制信號輸出到工作模塊7處。該控制信號通過通訊單元3和計算機2傳送到工作模塊4處并且引起二位二通切換閥28的切換運動，由此可改變至流體馬達23的流體輸送。
[0030]針對在圖3中示例性地示出的自動化系統(tǒng)22的結(jié)構(gòu)可設(shè)置以下操作方法。首先將計算機2裝到通訊單元3上。必要時可為此設(shè)置未進一步示出的保持器件，以便保證計算機2和通訊單元3固定地保持在一起。緊接著，將工作模塊4、5和7聯(lián)接到通訊單元3處，其中，工作模塊4、5和7中的每一個可在相對于計算機2的任意的工作位置處(即在可自由選擇的具有插槽20的部位處)與通訊單元3相連接。示例性地，通訊單元3獲得對于計算機必需的信息，以便處理用于相應(yīng)的工作模塊4、5和7的信號。為此，通訊單元3與工作模塊4、5和7通訊，并且在此查詢相應(yīng)的功能和/或標識。在隨后的步驟中，通訊單元3將所獲得的信息提供給計算機2，其根據(jù)在計算單元11中運行的程序獲得用于工作模塊4、5和7的數(shù)據(jù)記錄或數(shù)據(jù)記錄庫并且必要時供使用者選擇。示例性地，從外部的數(shù)據(jù)庫中獲得數(shù)據(jù)記錄，該數(shù)據(jù)庫例如可通過在計算機2和未示出的因特網(wǎng)接入點之間的無線的因特網(wǎng)連接或者通過局域網(wǎng)路(LAN/WLAN)從本地服務(wù)器中查詢。
[0031]一旦在計算單元中存在用于工作模塊4、5和7的數(shù)據(jù)記錄，且必要時已經(jīng)通過使用者從不同的數(shù)據(jù)記錄中選擇了合適的數(shù)據(jù)記錄，計算單元就可在屏幕15上針對工作模塊4、5和7中的每一個在相應(yīng)鄰接到工作模塊4、5和7處的屏幕區(qū)域中進行圖形顯示，其顯示出與數(shù)據(jù)記錄(尤其所選擇的數(shù)據(jù)記錄)相關(guān)的功能和如有可能相應(yīng)的工作模塊4、5和7的相應(yīng)的功能狀態(tài)。此外，還可在相應(yīng)的屏幕區(qū)域中顯示出以何種方式在相應(yīng)的工作模塊4、5和7的所示出的功能性和工作模塊4、5和7之間存在關(guān)系。為此，例如施加在工作模塊4、5和7上的功能符號(例如代表電的或流體的引導(dǎo)的引導(dǎo)符號)在屏幕15上伸延。優(yōu)選地，在屏幕15上示出相應(yīng)的工作模塊4至9的功能,示例性地在工作模塊4中示出作為二位二通切換閥的閥功能。
[0032]補充地或備選地可設(shè)置成，在相應(yīng)的屏幕區(qū)段上示出聯(lián)接到工作模塊4至9處的外部構(gòu)件的功能。由此，示例性地針對工作模塊5在屏幕15上顯示出轉(zhuǎn)速傳感器24的功能。為此可需要告知計算機2在工作模塊5處聯(lián)接有哪些外部構(gòu)件。例如可如此設(shè)計用于工作模塊5的數(shù)據(jù)記錄(計算機2借助工作模塊5的識別獲得該數(shù)據(jù)記錄)，即，在計算單元11中運行的程序識別出必需附加的輸入，以便可在屏幕15上進行用于工作模塊5的正確的圖形顯示。例如，可需要使用者輸入轉(zhuǎn)速傳感器24的型號識別標志。
[0033]一旦在相應(yīng)相關(guān)聯(lián)的屏幕區(qū)域上顯示出相應(yīng)的工作模塊4、5和7，計算機2可要求使用者輸入，以便在工作模塊4、5和7之間建立所期望的結(jié)合。在此例如可根據(jù)所選擇的教學方案設(shè)置成，僅可在工作模塊4、5和7之間建立技術(shù)上有意義的結(jié)合。操作者例如可通過以下方式建立所期望的結(jié)合，即，操作者手動地在觸敏的屏幕表面上在待結(jié)合的工作模塊4、5和7之間繪出線條。因此，計算機2根據(jù)運行的程序在屏幕15上顯示出在工作模塊4、5和7的屏幕區(qū)域之間的線，并且還在計算單元11中執(zhí)行工作模塊4、5和7的邏輯結(jié)八口 ο
[0034]示例性地，在根據(jù)圖3的自動化系統(tǒng)中總共建立有兩個結(jié)合。第一結(jié)合涉及從轉(zhuǎn)速傳感器24到控制單元30的信號傳輸。第二結(jié)合涉及從控制單元30到二位二通切換閥28的信號傳輸。
[0035]不同于圖3的圖示，還可附加地將虛擬構(gòu)件插入到在屏幕15上示出的在工作模塊
4、5和7之間的信號路徑中，這例如在使兩個工作模塊相應(yīng)與所聯(lián)接的流體的構(gòu)件相聯(lián)結(jié)的情況下為節(jié)流閥、閥或其他的虛擬的流體構(gòu)件。
[0036]通過使用工作模塊可將商用的電的和流體的構(gòu)件聯(lián)接到自動化設(shè)備I處，其中，構(gòu)件的選擇僅受到相應(yīng)為了聯(lián)結(jié)計算機2所需的工作模塊的設(shè)計方案的限制。由于自動化設(shè)備I的模塊化的設(shè)計方案，其可很容易地替換。
[0037]在用于自動化設(shè)備的另一未進一步示出的使用方式中，至少在至少一個工作模塊處聯(lián)接有控制部，尤其可存儲編程的控制部，并且控制部的控制信號用作用于相應(yīng)的工作模塊的輸入信號。然后可在計算機的屏幕上例如示出應(yīng)由控制部操控的虛擬的工業(yè)機器人或者虛擬的工藝過程的設(shè)施，從而可在控制部的相應(yīng)的編程之后在計算機的屏幕處無風險地檢查工業(yè)機器人或設(shè)施的正確的功能。
【權(quán)利要求】
1.一種用于培訓目的的自動化設(shè)備，帶有計算機(2)，其包括計算單元(11)、計算機殼體(10)、數(shù)據(jù)接口(12)和屏幕(15)，其中，計算單元(11)、數(shù)據(jù)接口(11)和屏幕(15)容納在計算機殼體(10)中，其特征在于至少一個工作模塊(4，5，6，7，8，9)，其包括模塊殼體(17)，在模塊殼體(17)處構(gòu)造有用于與外部構(gòu)件(23，24，30)電地和/或流體地聯(lián)結(jié)的聯(lián)接裝置(18)，并且在模塊殼體(17)中容納有用于處理計算機(2)和/或外部構(gòu)件(23，24，30)的電信號的處理單元(26)，其中，工作模塊(4，5，6，7，8，9)構(gòu)造成用于布置在鄰近屏幕(15)的工作位置處并且設(shè)定成用于通過無線和/或有線的信號路徑與計算單元(11)信號通訊，信號路徑通過數(shù)據(jù)接口(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動化設(shè)備，其特征在于，計算單元(11)設(shè)定成，在布置成鄰近工作模塊(4，5，6，7，8，9)的工作位置的屏幕區(qū)域上提供與工作模塊(4，5，6，7，8，9)相關(guān)聯(lián)的圖形圖示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動化設(shè)備，其特征在于，計算單元(11)設(shè)定成，借助與工作模塊(4，5，6，7，8，9)相關(guān)聯(lián)的圖形圖示在屏幕(15)上用符號表示工作模塊(4，5，6，7，8，9)的尤其電和/或流體的功能，和/或計算單元(11)設(shè)定成，在屏幕(15)上的與工作模塊(4，5,6, 7，8，9)相關(guān)聯(lián)的圖形圖示中提供與計算機(2)和/或在工作模塊(4，5，6，7，8，9)處的外部構(gòu)件(23，24，30)的電信號相關(guān)的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的自動化設(shè)備，其特征在于，計算單元(11)設(shè)定成用于虛擬地電結(jié)合和/或虛擬地流體結(jié)合多個工作模塊(4，5，6，7，8，9)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的自動化設(shè)備，其特征在于，將通訊單元(3)引入到信號路徑中，通訊 單元構(gòu)造成用于單向地或雙向地轉(zhuǎn)換在工作模塊(4，5,6, 7，8，9)和計算機(2)之間的電信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動化設(shè)備，其特征在于，通訊單元(3)構(gòu)造成用于尤其借助于磁的聯(lián)結(jié)和/或機械的插接連接機械地聯(lián)結(jié)工作模塊(4，5，6，7，8，9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動化設(shè)備，其特征在于，在工作模塊(4，5，6，7，8，9)處且在通訊單元(3)處構(gòu)造有彼此對應(yīng)的、尤其無接觸的和/或有接觸的電的連接器件(19，20)，其設(shè)定成用于在工作模塊(4，5,6, 7，8，9)和通訊單元(3)之間的信號傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的自動化設(shè)備，其特征在于，計算機(2)和/或通訊單元(3)設(shè)定成用于識別所聯(lián)結(jié)的工作模塊(4，5，6，7，8，9)并且用于從內(nèi)部或外部的數(shù)據(jù)庫中提供與所識別的工作模塊(4，5，6，7，8，9)有關(guān)的特定的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的自動化設(shè)備，其特征在于，工作模塊(4，5，6，7，8，9)具有尤其可替換地構(gòu)造的舌形的突出部(21)，其在尤其借助于通訊單元(3)機械地聯(lián)結(jié)工作模塊(4，5，6，7，8，9)與計算機(2)時覆蓋計算機殼體(10)的圍繞屏幕(15)構(gòu)造的邊緣區(qū)域。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的自動化設(shè)備，其特征在于，處理單元(26)包括電的傳感器裝置和/或流體的傳感器裝置和/或電流體的調(diào)整裝置和/或電的調(diào)整裝置和/或總線節(jié)點。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的自動化設(shè)備，其特征在于，外部構(gòu)件(23，24，30)構(gòu)造為傳感器或者執(zhí)行器或者可編程的控制部。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的自動化設(shè)備，其特征在于，帶有集成的屏幕(15)的計算機殼體(10)具有基本上立方體形的包裹幾何結(jié)構(gòu)，和/或屏幕(15)觸敏地構(gòu)造成用于在屏幕表面上手動地輸入。
13.一種用于虛擬地功能結(jié)合外部構(gòu)件例如執(zhí)行器和/或傳感器和/或總線裝置和/或控制構(gòu)件的方法，帶有以下步驟:將外部構(gòu)件(23，24，30)聯(lián)接到工作模塊(4，5，6，7，8，9)處，工作模塊構(gòu)造成用于處理和/或提供信號和/或用于影響來自外部構(gòu)件(23，24，30)和/或到外部構(gòu)件(23，24，30)處的流體流；尤其在中間連接通訊單元(3)的情況下使工作模塊(4，5，6，7，8，9)與計算機(2)相連接，其中，工作模塊(4，5，6，7，8，9)布置成鄰接在計算機(2)的屏幕(15)處；進行識別與計算機(2)相連接的工作模塊(4，5，6，7，8，9);在屏幕(15)上從內(nèi)部或外部的數(shù)據(jù)庫中讀出用于工作模塊(4，5，6，7，8，9)的圖形圖示的數(shù)據(jù)；在鄰接到相應(yīng)的工作模塊(4，5，6，7，8，9)處的屏幕區(qū)域中示出工作模塊(4，5，6，7，8，9)的圖形圖示；示出在相連接的工作模塊(4，5，6，7，8，9)之間的連接的結(jié)合可能性。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，計算機根據(jù)自動或手動的結(jié)合選擇產(chǎn)生在工作模塊(4，5,6, 7，8，9)之間的信號路徑，從而借助于計算機實現(xiàn)在虛擬地功能結(jié)合的工作模塊(4，5，6，7，8，9)之間的信號交換，以便產(chǎn)生工作模塊(4，5，6，7，8，9)和聯(lián)接到該處的外部構(gòu)件(23，24，30)的性能，其優(yōu)選相應(yīng)于外部構(gòu)件(23，24，30)的直接的聯(lián)結(jié)。
15.一種用于虛擬地功能結(jié)合外部構(gòu)件(23，24，30)的計算機程序產(chǎn)品，其中，通過由計算機(2)的計算 單元(11)實施該計算機程序產(chǎn)品來執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法。
【文檔編號】G09B23/06GK104205188SQ201280071007
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】J.布萊耶 申請人:費斯托技術(shù)教育和培訓有限責任兩合公司