机器控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术特别涉及一种用于控制机器1的控制装置110，所述控制装置110可以被设置用来与机器1的一个或多个致动器130‑132交换数据，和/或与机器1的一个或多个传感器120‑122交换数据。

Machine control device

The invention relates to a control device for controlling a machine 1 110, the control device 110 can be set for the exchange of data with one or more actuators 1 130 machine 132, and / or with one or more sensors to machine 1 120 122 exchange data.

【技术实现步骤摘要】
机器控制装置
本专利技术涉及一种与相对于机器被远程地设置的后台管理系统(服务器场、云服务系统、计算中心、网络服务器等)进行无线、直接和实时通信的机器控制装置。该机器优选为车辆测试装置或者车辆升降装置。
技术介绍
在现有技术中，具有控制装置的机器是已知的，但是这些机器或控制装置不能直接地、无线地和实时地与服务器场交换数据。相反，已知的机器是通过电缆连接到本地个人计算机(PC)，然后可以连接到网络。因此，迄今为止已知的机器不能无线地、直接地与网络通信，即不经过所连接的PC，因此也不能独立地向网络发送数据。需要多个缓冲步骤和通过PC中继数据的硬件架构也不允许实时传输数据；即在时间上，数据传输跟不上自机器的传感器和致动器所产生的数据。因此，实时数据的处理和使用受到阻碍，这成为了提高可靠性，生产可用性，成本效率和/或有效实施和维护/维修活动规划的障碍。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机器控制装置，其能够直接地、无线地且具有实时能力与网络交换数据。本专利技术的另一个目的是提供一种后台管理系统，用于处理和评估从机器控制装置发送的数据，以便能够向用户提供关于机器的状态、其它属性和功能的信息。另一个目标是提供相关的修理和维护方法以及机器的启动方法，除了更有效的工作操作之外，例如在维修或维护期间，它们可以确保更高的成本效率，并且为用户提供更高的安全性。总之，目的是提供一种在可靠性，生产可用性，成本效率和/或维护和修理活动的实施和规划能力方面得到改进的机器。本专利技术的专利技术目的通过独立的专利权利要求来实现。在从属专利权利要求中描述了本专利技术进一步的优选改进。本专利技术用于控制机器的控制装置可以被设置用于与机器的一个或多个致动器交换数据。除此之外，数据可以包含控制信号以及关于致动器的测量值和状态信息。此外，控制装置可以被设置为与机器的一个或多个传感器交换数据。控制装置和致动器/传感器之间的数据交换可以具有单向或双向设计。特别地，该机器可以包括车辆升降装置，车辆制动试验台，车辆测试车道，车辆测功机，废气测量装置和/或用于机动车辆的其它测试装置。控制装置与执行器/传感器之间的数据交换优选以有线的方式进行。特别地，当致动器/传感器具有无线传输模块时，考虑到更好的可维护性，可访问性，操作灵活性和重量节省，控制装置和致动器/传感器之间的数据交换可以优选以无绳的方式进行，例如通过控制装置和致动器或传感器之间的无线电链路。进一步地，控制装置可以包含处理单元。处理单元可以是，例如，微控制器，ASIC或微处理器。特别地，处理单元可以被设置为用于控制机器的致动器和/或从传感器获取数据。而且，控制装置可以包含无线收发单元，其可以特别地被设置为优选地根据处理单元的命令将来自致动器和/或传感器的数据无线传输到一个或多个本地或优选全球的网络，和/或从网络接收数据。该网络可以是本地或全球网络。特别地，该网络优选为互联网。控制装置可以优选地固定地连接到机器。控制装置本身的无线收发单元可以是无线电芯片，特别地，优选为微电子无线局域网(WLAN)模块。然而，无线收发单元也可以是控制一个或多个其它无线传输路径的微电子模块，例如标准化的方法，诸如蓝牙，GSM，UMTS，LTE等，或者也可以是专有方法。因此，控制装置允许机器将数据，例如致动器和/或传感器的遥测数据，发送至优选为互联网的网络，或者直接发送至连接网络/互联网的路由器等，即不经过连接的PC等。此外，无线收发单元使得以无绳的方式，即无线地向车辆测试装置发送数据是可行的。此外，控制装置的硬件结构的复杂性被减少，使得可以非常快速地处理数据，使其具有实时能力。在本上下文中，“实时能力”意在特指控制装置能够跟上控制路径的事件。换句话说，这可能意味着，例如，当升降平台在向上或向下移动遇到障碍物时，控制装置能够足够迅速地触发车辆升降平台的紧急停止，例如在几毫秒之内。这也意味着传感器产生的测量值数据，例如其可以从传感器以每10，20，30或50毫秒的时间间隔生成(或者更大或更小的时间间隔)，可以从控制装置以相同或相近的频率接收，然后中继/传输至网络。这种实施能力可以通过例如本专利技术特别优选的控制装置来实现，控制装置包括实质上仅具有无线收发单元，处理单元(特别优选地，两者组合成单个微电子模块)，以及电连接线和输入/输出线用作其主要组件。这些可以组合成一个核心模块。电路的复杂性以及该核心模块的必要微电子模块的所需数量的减少使得控制装置可以提供非常迅速的数据处理；特别地，当处理单元是功能强大的现代微控制器、ASIC或具有高处理速度的微处理器时，可以进一步辅助实时能力。例如可以通过几MHz到几GHz的高时钟频率和/或多个处理器核心以及快速缓存来实现高操作速度。当然，核心模块可能包含额外的微电子组件，尽管这可能以控制装置中的数据处理速度为代价。控制装置或机器与网络(优选互联网)的直接、实时能力的无线通信拥有许多应用优点，其可以特别地概括为以下关键字：可靠性，机器可用性，成本效率和/或提高维护和修理活动的规划能力。因此，可靠性可以被提高，例如可以通过迅速识别机器的次要工作差异，例如与目标值的偏差不可见，但可以在升降装置的千斤顶螺钉的测量数据中被识别，基于实时传输的遥测数据，并适当调整可能的维护周期，以防止重大修理或缺陷。这反过来提高了机器可用性，也提高了成本效率，因为缺陷可能被完全避免。维护和/或维修活动也可能被预先计划和/或预测。数据还可以帮助识别可能需要的替换部件。进一步地，对于双向数据链路，可以及时地且轻易地安装对装置控制固件的更新。与网络的无绳连接还可以在设置和定位机器方面实现最大的灵活性。此外，控制装置或机器可以经由网络连接到后台管理系统，控制装置的数据可以向其发送和/或从其发送数据到控制装置。后台管理系统优选为服务器场、计算中心等，且可以经由互联网连接至控制装置或机器，与后台管理系统的连接使得例如可以省去相当大量数据的数据存储器的供应。一个相当小的数据存储器，其足够小且足以缓冲要在近期发送到网络或从网络接收的数据。实际的数据存储发生在后台管理系统中，其可以安装在机器的远程处。后台管理系统特别优选地维护包含针对每个控制装置或机器的装置特有信息的电子装置文件。例如，机器的特有配置也可以存储在这里，例如升降平台在特定用户的基础上建立截止电平或抗压碎保护停止。将数据存储和计算密集型软件功能从机器或控制装置外部化到后台管理系统，因此可以使得协助数据处理实时能力的控制单元的处理速度进一步加快。进一步地，控制装置可以具有安装有处理单元和无线收发单元或核心模块的电子模块，并且这些可以通过电路板的带状导体彼此电连接。电路板还可以设有用于联入和联出致动器和/或传感器以及电源连接器的线路的输入端和输出端。还可以任选地提供用于数据链路的电缆连接，例如USB连接和/或跳线。控制装置的电路板上的部件数量减少了使得设计紧凑。而且，处理单元和/或控制装置具有用于控制装置固件的存储器，以及可选地用于缓冲输入和输出数据的优选易失性存储器。存储器模块优选尺寸足够小以使得控制装置具有优先紧凑的设计，且容量足够大使得固件和至少来自传感器/致动器的数据以及它们的控制命令可以被缓存一段指定的时间，例如从几秒钟到几小时。此外，控制装置的存储器在启动之前的传输不包括固件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制机器(1)、特别是车辆测试装置或者车辆升降装置的控制装置(110)，其被设置用来与所述机器(1)的一个或多个致动器(130‑132)交换数据，和/或用于与所述机器(1)的一个或多个传感器(120‑122)交换数据，所述控制装置(110)具有处理单元(1103)和无线收发单元(1102)，所述处理单元(1103)被设置用来控制所述机器的致动器并从所述传感器获取数据，所述无线收发单元(1102)被设置用来将来自所述致动器和/或传感器的数据无线传输至一个或多个网络，和/或用来接收来自所述网络的数据。

【技术特征摘要】
2016.09.07 DE 102016217030.91.一种用于控制机器(1)、特别是车辆测试装置或者车辆升降装置的控制装置(110)，其被设置用来与所述机器(1)的一个或多个致动器(130-132)交换数据，和/或用于与所述机器(1)的一个或多个传感器(120-122)交换数据，所述控制装置(110)具有处理单元(1103)和无线收发单元(1102)，所述处理单元(1103)被设置用来控制所述机器的致动器并从所述传感器获取数据，所述无线收发单元(1102)被设置用来将来自所述致动器和/或传感器的数据无线传输至一个或多个网络，和/或用来接收来自所述网络的数据。2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述网络连接至后台管理系统(2)，所述控制装置(110)的数据被发送至所述后台管理系统(2)，和/或从所述后台管理系统(2)将数据发送给控制装置(110)。3.根据前述权利要求中至少一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(110)设有电路板，所述处理单元(1103)和无线收发单元(1102)位于所述电路板上且通过带状导体彼此电连接，所述电路板还设有用于联入和联出致动器和/或传感器以及电源连接器的线路的输入端和输出端。4.根据前述权利要求中至少一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(110)在所述机器(1)启动之前不包含存储在存储器中的固件，且所述控制装置(110)被设置为依靠传输装置经由网络通过数据链路(5d，5e)从后台管理系统(2)获得或接收固件并存储它们，同时，控制装置(110)也被设置为依靠传输装置经由网络通过数据链路(5d,5e,5a,5b)来获得或接收并存储更新来自后台管理系统(2)的固件。5.根据前述权利要求中至少一项所述的控制装置，其特征在于，所述后台管理系统(2)的数据链路(5d,5e)包括至少一个位于控制装置(110)和支持接入网络和/或互联网的装置(6)之间的有线数据链路径(5d)，和至少一个位于支持接入网络和/或互联网的装置(6)和后台管理系统(2)之间的无绳或有绳数据链路径(5e)。6.根据前述权利要求中至少一项所述的控制装置，其特征在于，所述无线收发单元(1103)设有密码模块，所述密码模块被设置为用于加密或解密由所述无线收发单元(1103)发送或接收的数据，或用于向数据提供数字签名。7.根据前述权利要求中至少一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(10)被设置为经由所述网络以预定的时间间隔将数据无线发送至所述后台管理系统(2)，所述时间间隔可以是规则的。8.根据前述权利要求中至少一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(10)被设置为经由所述网络以预定的时间间隔将数据无线发送至所述后台管理系统(2)，所述时间间隔可以是规则的，其中，传送的数据包括机器(1)的一个或多个传感器(120-123)的测量数据，和/或机器(1)的一个或多个致动器(130-132)的测量数据或状态数据。9.根据前述权利要求中至少一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(10)被设置为经由所述网络以预定的时间间隔将数据通过消息队列遥测传输协议(MQTT)无线发送至所述后台管理系统(2)，所述时间间隔可以是规则的。10.一种后台管理系统(2)，其被设置用来通过来自根据前述权利要求中至少一项所述的控制装置(110)的传输获取数据或发送数据至所述控制装置，所述后台管理系统(2)连接至一个或多个网络，且包括被设置用于接收、存储、处理和/或发送数据至控制装置(110)或至连接于所述网络的用户设备(3a-3c)的多个计算机。11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·安德烈亚斯·施图勒，
申请(专利权)人：马哈机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE