Die Erfindung betrifft einen Steuerrechner für eine Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Steuerungen von Druckmaschinen weisen ein oder mehrere Steuerrechner auf. Bekannt sind sogenannte Zentralsteuerungen, bei welcher ein Steuerrechner über Busse mit Aktuatoren, Sensoren oder anderen Stellgliedern verbunden ist. Bei den dezentralen Steuerungen sind den einzelnen Einheiten der Druckmaschine Steuerrechner zugeordnet, wobei die in den jeweiligen Einheiten anfallenden Funktionen durch die einzelnen Rechner ausgeführt werden. Die Steuerungselektronik von Druckmaschinen - realisiert als eine zentrale bzw. dezentrale Steuerung - hat eine Vielzahl komplexer Aufgaben zu erfüllen. Die Steuerrechner der Druckmaschine sind dazu mit einer Vielzahl von Sensoren bzw. manuell betätigbaren Bedienelementen verbunden, wobei entsprechend der Betriebssituation und in Abhängigkeit des Betätigungszustandes der Sensoren / Bedienelemente bestimmte Ausgangssignale zum Teil in Echtzeit (Realtime) auszugeben sind.
Aufgrund der komplexen Steuerungssoftware derartiger Systeme kommt es immer wieder vor, daß aufgrund zufällig passender Konstellationen von Gebern, Sensoren, Timerzuständen, Variableninhalten usw., ggf. in Zusammenhang mit individuellen Gewohnheiten einer Bedienperson, Störungen im Softwareablauf der Steuerung (Softwarebugs) aktiviert werden, welche zu Produktionsstörungen / Produktionsunterbrechungen führen und nur durch zeit- und kostenaufwendige Serviceeinsätze behebbar sind. Derartige Störungsursachen sind auch durch aufwendige Vorabtests (Systemtests) nicht mit Sicherheit detektierbar, so daß um so mehr Wert darauf gelegt werden muß, bei Auftreten einer Störung die genaue Ursache möglichst schnell und hinsichtlich der Konstellation exakt festzustellen.
Aus der EP 0 755 786 A1 ist eine Einrichtung zur Steuerung einer Druckmaschine bekannt. Die Steuerung ist dezentral aufgebaut, d.h. den verschiedenen Einheiten der Druckmaschine sind Stationsrechner zugeordnet, welche über einen gemeinsamen Bus miteinander verbunden sind. Dem Bus ist wenigstens eine Schnittstelle zugeordnet, über welche ein Service- bzw. Programmiergerät in Form eines Laptops anschließbar ist. Mit der Schnittstelle und dem anschließbaren Laptop lassen sich in einfacher Weise sogenannte Programm-Updates vornehmen bzw. die auf einem bestimmten Steuerrechner laufenden Programme gegen andere ersetzen. Eine Störungsanalyse ist hier beispielsweise in der Form möglich, daß nach einem Programmabsturz mittels entsprechender Analysesoftware nach der auslösenden Ursache geforscht wird. Auch ist es möglich, das als fehlerhaft vermutete Programm bzw. den entsprechenden Programmteil herunterzuladen und auf einem speziellen Servicerechner, der der Steuerung des entsprechenden Maschinenrechners nachempfunden ist, zu testen. Dies bedingt jedoch den Nachteil, daß die im konkreten Fall zum Programmabsturz führende Situation nicht exakt nachgebildet werden kann.
Aus der EP 0 728 581 A2 ist ein Bussystem für eine Druckmaschine bekannt, bei welchem wenigstens eine der über das Bussystem miteinander verbundenen Stationen einen Sendeteil im Buskoppler aufweist, vermittels dem Signale zum Aufbau einer Verbindung mit anderen Stationen abgebbar sind, wobei der Wert wenigstens einer physikalischen Größe von demjenigen Wert der im Leitungsprotokoll vorgesehenen Größe abweicht. Durch diese Einrichtung sind Tests des Bussystems möglich, dahingehend, daß Störungen des Bussystems bzw. die sogenannte Übertragungsreserve des Busses feststellbar ist. Sich in der Software durch bestimmte Input-Bedingungen ergebende Fehlersituationen sind mit dieser Einrichtung aber nicht feststellbar.
Aus der EP 0 270 871 A2 ist ein System zur Ein- oder Ausgabe von Signalen eines digitalen Steuersystems bekannt, bei der der Inhalt der Ausgangsregister und die Ausgangsignale der Endstufen getrennt abfragbar sind. Dadurch ist es möglich, den Bereich der Ausgangsschaltung zu überwachen und insbesondere auch Fehler im Bereich der Peripherie-Einheiten zu erkennen. Ferner können Störungsmeldungen abgegeben werden, wenn im Bereich der Verkabelung Fehler auftreten. Nicht jedoch sind mit dieser Einrichtung durch bestimmte Input-Konstellationen, Laufzeitfehler oder andere unvorhersehbar auftretende Ereignisse verursachte Softwarebugs feststellbar.
Eine weitere Diagnosemöglichkeit ergibt sich durch die Überwachung sämtlicher Schnittstellen der Maschinensteuerung, indem sowohl die Eingangssignale als auch die Ausgangssignale der Schnittstellen simultan mitprotokolliert werden. Wegen der hohen Zahl von Schnittstellen gerade bei einer dezentralen Steuerung wird ein derartiges Vorgehen dabei erheblich erschwert, ferner ist dazu ein nicht unerheblicher Hardwareaufwand nötig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Steuerrechner gemäß Anspruch 1 derartig weiterzubilden, so daß unter Vermeidung der zuvorstehend genannten Nachteile eine Lokalisierung von Hard- und/oder Softwarefehlern in der kompletten Steuerungsumgebung einer Druckmaschine ermöglicht wird. Die Lokalisierbarkeit von Hard- und/oder Softwarefehlem soll dabei insbesondere bei dezentral verteilten Steuerungsmodulen möglich sein.
Gelöst wird diese Aufgabe durch kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß der mit einem echtzeitfähigen Betriebssystem versehene Steuerrechner neben dem Betriebssystem und den Steuerungsprogrammen einen Interpreter enthält, der ohne existierenden Anweisungscode im passiven Betriebszustand latent im Speicher der Steuerung ruht.
Über eine vorgesehene Schnittstelle ist der im Speicher des Steuerrechners ruhende Interpreter mit einem Code versorgbar, so daß bestimmte Diagnoseaufgaben durch das so entstandene Interpreterprogramm ausführbar sind. Dabei sorgen softwaretechnische Schutzmechanismen (Kapselung) innerhalb der Laufzeitumgebung für streng kontrollierte Zugriffrechte, die eine Beeinflussung des eigentlichen Steuerungsprozesse incl. einer Änderung des zeitlichen Verhaltens des Steuerungsprogramms sicher ausschließen.
Dies bedeutet, daß das durch eine Schnittstelle induzierte Interpreterprogramm die übrigen von dem Steuerrechner auszuführenden Aufgaben nicht behindert und ebenfalls die Echtzeitfähigkeit der entsprechenden Programmtasks nicht gefährdet.
Dadurch wird erreicht, daß in einem Steuerrechner eine beliebige Diagnosefunktion erzeugbar ist, um beispielsweise den Zustand bestimmter Schnittstellen oder unterschiedliche Triggerbedingungen für das Auslösen bestimmter Ereignisse zu überwachen. Wird der über die Schnittstelle dem Interpreter zuführbare Code dazu benutzt, über entsprechende Interpreterbefehle eine Schnittstelle zu analysieren, so kann dies in der Form erfolgen, daß fortlaufend ein Abbild dieser Schnittstelle (der Signalzustände) in einem speziell reservierten Speicherbereich des Speichers des Steuerrechners abgelegt wird. Durch Auslesen dieses Speicherbereichs ist dann der Zustand der Schnittstelle mit einem entsprechenden Programmierwerkzeug analysierbar.
Ferner können Grenzbereiche für Positionierantriebe, Variableninhalte, Geberzustände etc. unabhängig vom Steuerungsprogramm plausibilisiert werden, um gegebenenfalls alle relevanten Daten in dem entsprechenden Diagnosespeicher (reservierter Speicherbereich des Steuerrechners) zu sichern.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die durch den Interpreter handhabbaren Zugriffsrechte durch softwaretechnische Schutzmechanismen (Kapselung) kontrolliert erfolgen, so daß die jeweils ablaufenden Diagnoseprogramme zur Fehlerverfolgung auch gefahrlos während der Produktion, d.h. während des Betriebes des Steuerrechners ausgeführt werden können. So ist beispielsweise aufzeichenbar, bei welchen Winkelstellungswerten bestimmte Schaltvorgänge durch den Steuerrechner ausgelöst werden, ohne daß die Echtzeitanforderung für die Abgabe der entsprechenden Schalltsignale negativ beeinflußt wird.
Durch den latent im Speicher des Steuerrechners ruhenden Interpreter sind zusätzliche Servicegeräte wie Schnittstellenanalyser und dgl. nicht nötig. Ferner kann es durch Auslesevorgänge derartiger über eine Schnittstelle mit dem jeweiligen Steuerrechner zusammenwirkenden Geräten nicht mehr zu störenden Kollisionen kommen, die dann insbesondere das Laufzeitverhalten der jeweiligen Steuerungsprogramme negativ beeinflussen.