DE19740550A1 - Software-based programmed technical process control mechanism e.g.for communications modules - Google Patents

Software-based programmed technical process control mechanism e.g.for communications modules

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DE19740550A1
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Abstract

The control mechanism is furnished with devices for controlling a technical process and/or with devices for controlling the movement of a machine tool, and receives a control program which is processed during a control operation. The control program is equipped with software modules which are processed by at least one CPU of the control mechanism during the control operation. The software modules are configured in such way, that they perform the process control and/or the movement control. The number of driving axles of the machine tool, which are connected to respective input/output arrangements of the control mechanism, and the mutual relationship of their operation is pref. predetermined and implemented in single- or multiple-axis modules of the movement control program.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung, welche versehen ist mit Mitteln zum Steuern eines technischen Prozesses und/oder mit Mitteln zur Steuerung der Bewegung einer Verarbeitungs­ maschine und welcher ein Steuerprogramm zuführbar ist, das die Steuerung während eines Steuerbetriebs abarbeitet. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Programmiergerät mit Mitteln zum Erstellen eines Steuerprogramms für eine der­ artige Steuerung.The invention relates to a control which is provided with means for controlling a technical process and / or with means for controlling the movement of a processing machine and which a control program can be fed, the the control processes during a control operation. The invention also relates to a programming device with means for creating a control program for one of the like control.

Aus dem Siemens-Katalog ST 70, Ausgabe 1996, Kapitel 3, 4 und 8, ist eine speicherprogrammierbare Steuerung sowie ein Pro­ grammiergerät zum Erstellen eines Steuerprogramms für eine derartige speicherprogrammierbare Steuerung bekannt. Wesent­ liche Bestandteile dieser speicherprogrammierbaren Steuerung sind Baugruppen für zentrale Aufgaben (CPU-Einheiten) sowie Signal-, Funktions- und Kommunikationsbaugruppen. Die CPU- Einheit der speicherprogrammierbaren Steuerung arbeitet wäh­ rend des Steuerbetriebs zyklisch ein Steuerprogramm ab, wel­ ches ein Programmierer mit einem mit einem Software-Werkzeug versehenen Programmiergerät erstellt und welches zur Lösung einer Automatisierungsaufgabe vorgesehen ist. Während der zyklischen Bearbeitung liest die CPU-Einheit zunächst die Signalzustände an allen physikalischen Prozeßeingängen ab und bildet ein Prozeßabbild der Eingänge. Das Steuerprogramm wird weiter unter Einbeziehung interner Zähler, Merker und Zeiten schrittweise abgearbeitet, und schließlich hinterlegt die CPU-Einheit die errechneten Signalzustände im Prozeßabbild der Prozeßausgänge, von welchem diese Signalzustände zu den physikalischen Prozeßausgängen gelangen. Dieses Steuer­ programm umfaßt gewöhnlich Software- Funktionsbausteine, die einen Betrieb der Signal- und/oder Funktions- und/oder Kommu­ nikationsbaugruppen ermöglichen. Eine dieser Funktionsbau­ gruppen in Form einer NC-Steuerungsbaugruppe ist zur Steue­ rung des technologischen Bewegungsablaufs einer Verarbei­ tungsmaschine einsetzbar. Dazu überträgt die CPU-Einheit, welche üblicherweise Prozeßsteuerungsfunktionalitäten ver­ wirklicht, dieser NC-Steuerungsbaugruppe Parameter, z. B. Parameter in Form von Start/Stopp-Koordinaten der zu steuern­ den Antriebsachsen der Verarbeitungsmaschine. Ferner wählt die CPU-Einheit auf der NC-Steuerungsbaugruppe ablauffähige Verfahrensprogramme aus, die ein Prozessor der NC-Steuerungs­ baugruppe zur Steuerung des Bewegungsablaufs einer Verarbei­ tungsmaschine abarbeitet.A programmable logic controller and a programming device for creating a control program for such a programmable logic controller are known from the Siemens catalog ST 70 , 1996 edition, chapters 3, 4 and 8. Essential components of this programmable logic controller are modules for central tasks (CPU units) as well as signal, function and communication modules. The CPU unit of the programmable logic controller cyclically executes a control program during control operation, which programmer creates a programmer with a programming device provided with a software tool and which is provided for solving an automation task. During cyclical processing, the CPU unit first reads the signal states at all physical process inputs and forms a process image of the inputs. The control program is processed step by step, including internal counters, flags and times, and finally the CPU unit stores the calculated signal states in the process image of the process outputs, from which these signal states arrive at the physical process outputs. This control program usually includes software function blocks that allow operation of the signal and / or function and / or communication modules. One of these functional modules in the form of an NC control module can be used to control the technological movement of a processing machine. For this purpose, the CPU unit, which usually realizes process control functionalities, transfers this NC control module parameters, e.g. B. Parameters in the form of start / stop coordinates to control the drive axes of the processing machine. Furthermore, the CPU unit on the NC control module selects executable process programs, which a processor of the NC control module processes to control the movement sequence of a processing machine.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung der eingangs genannten Art anzugeben, welche die Verwirklichung von Prozeßfunktionalitäten sowie von techno­ logischen Bewegungsabläufen von Verarbeitungsmaschinen ver­ einfacht.The present invention has for its object a Control of the type mentioned above, which the Realization of process functionalities as well as techno logical movements of processing machines simple.

Darüber hinaus ist ein Programmiergerät zu schaffen, das die Erstellung eines Steuerprogramms für eine derartige Steuerung vereinfacht.In addition, a programming device must be created that the Creation of a control program for such a control simplified.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Steuerung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, im Hinblick auf das Programmiergerät mit den im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 6 angegebenen Maßnahmen gelöst.This task is performed with regard to the control with the characterizing part of claim 1, in view of the  Programming device with the in the characterizing part of the To Proceed 6 specified measures resolved.

Vorteilhaft ist, daß Prozeßsteuerungsfunktionalitäten von an sich bekannten speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Bewegungsfunktionalitäten von an sich bekannten NC-Steuerun­ gen bzw. NC-Steuerungsbaugruppen in einem einheitlichen, kon­ figurierbaren Steuerungssystem verwirklicht werden. Dadurch können projektabhängige Steuerungen als Varianten in einer Konfigurationsphase gebildet werden und es wird vermieden, separat zur Verfügung stehende "SPS-Technik" und "NC-Technik" zu einem System zusammenzufügen.It is advantageous that process control functionalities from known programmable logic controllers (PLC) and Movement functionalities of known NC controls gen or NC control modules in a uniform, con configurable control system can be realized. Thereby can control project-dependent controls as variants in one Configuration phase are formed and it is avoided separately available "PLC technology" and "NC technology" to form a system.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen.Advantageous refinements of the invention result from the measures specified in the subclaims.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung veranschaulicht ist, werden im folgenden die Erfin­ dung, deren Ausgestaltungen sowie Vorteile näher erläutert.Based on the drawing, in which an embodiment of the Er invention is illustrated, the following are the inventions dung, their configurations and advantages explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 die Programmstruktur eines Software- Moduls, Fig. 1 shows the structure of a software program module,

Fig. 2a bis 4b Deklarationstabellen, FIGS. 2a to 4b declaration tables,

Fig. 5a bis 7b Bewegungsbefehlstabellen, FIGS. 5a to 7b movement command tables,

Fig. 8 eine Deklarationstabelle von Achs­ verbänden, Fig. 8 is a declaration table of associations axis,

Fig. 9 eine Profildeklarationstabelle, Fig. 9 is a profile declaration table,

Fig. 10 eine Bewegungsattributstabelle,10 is a motion attribute table ,

Fig. 11 eine Bewegungsfunktionstabelle, Fig. 11 is a moving working table,

Fig. 12 eine Konfigurationselemententabelle, Fig. 12 is a configuration element table,

Fig. 13 eine Variablendeklarationstabelle, Fig. 13 is a variable declaration table,

Fig. 14 eine Zugriffspfaddeklarationstabelle,14 is an access path declaration table.

Fig. 15 eine Kommunikationsfunktionstabelle, Fig. 15 is a communication function table

Fig. 16 den Prinzipaufbau einer Rutenwebmaschine, Fig. 16 shows the basic structure of a Rutenwebmaschine,

Fig. 17a und 17b ein Bewegungsdiagramm einer Rutenweb­ maschine und Fig. 17a and 17b, a motion diagram of a machine and Rutenweb

Fig. 18 eine Steuerungsstruktur. Fig. 18 is a control structure.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Modul bezeichnet, welches im vorlie­ genden Beispiel zur Verwirklichung des Bewegungsablaufs einer Verarbeitungsmaschine vorgesehen ist und welches ein Program­ mierer auf einem hier nicht dargestellten Programmiergerät erstellt. Das Modul 1 ist Teil eines Steuerprogramms, das nach einer Übersetzung in eine geeignete Maschinensprache einer Steuerung on- oder offline in diese Steuerung übertrag­ bar ist und das eine CPU-Einheit dieser Steuerung während des Steuerbetriebs abarbeitet. Das Modul 1 setzt sich aus einem Deklarationsteil 2, aus mindestens einem zyklischen Programm 3a, 3b und aus mindestens einem sequentiellen Programm 4a, 4b zusammen. Auf den Deklarationsteil 2 greifen alle Programme 3a, 3b, 4a, 4b des Moduls 1 zu und es sind in diesem Deklara­ tionsteil 2 Programmnamen, Programmtypen, Variablen und/oder Datenstrukturen und/oder Bewegungsprofile hinterlegt. Die zyklischen Programme 3a, 3b sind zur Koordination der durch diese Programme 3a, 3b aufrufbaren sequentiellen Programme 4a, 4b vorgesehen. Für den Fall, daß Module zur Prozeßsteue­ rung vorgesehen sind, verwirklichen die zyklischen Programme derartiger Module Funktionalitäten einer speicherprogrammier­ baren Steuerung. Unabhängig davon, ob die Module zur Ver­ wirklichung von Prozeßfunktionalitäten und/oder zur Verwirk­ lichung von Bewegungsfunktionalitäten einer Verarbeitungs­ maschine dienen, arbeitet die CPU-Einheit der Steuerung diese Module ab. Innerhalb dieses Moduls 1 werden gewöhnlich lokale Variable, Eingangs- und Ausgangsvariable sowie sequentielle und zyklische Programme mit einem Programmiergerät program­ miert, konfiguriert und deklariert. Auf alle Variablen eines Moduls können die zu dem Modul gehörenden Programme uneinge­ schränkt zugreifen. Dazu sind Deklarationsvorschriften für die Module sowie für deren Variablen vorgesehen. Beispiele von derartigen Deklarationsvorschriften sind in den Fig. 2a, 2b, 3 und 4 gezeigt, in welchen in Tabellen 1 bis 4 eine Deklaration von Modulen, von Schlüsselwörtern für die Varia­ blen, Beispiele für eine Variablendeklaration sowie eine Variablenprioritätsvergabe dargestellt sind.In Fig. 1, 1 denotes a module, which is provided in the vorlie example for realizing the movement of a processing machine and which a programmer creates on a programming device, not shown here. Module 1 is part of a control program which, after translation into a suitable machine language of a control system, can be transferred online or offline to this control system and which a CPU unit of this control system processes during control operation. Module 1 consists of a declaration part 2 , at least one cyclic program 3 a, 3 b and at least one sequential program 4 a, 4 b. All programs 3 a, 3 b, 4 a, 4 b of module 1 access the declaration part 2 and there are 2 program names, program types, variables and / or data structures and / or motion profiles stored in this declaration part 2 . The cyclic programs 3 a, 3 b are provided for coordinating the sequential programs 4 a, 4 b which can be called up by these programs 3 a, 3 b. In the event that modules are provided for process control, the cyclic programs of such modules implement functionalities of a programmable logic controller. Regardless of whether the modules are used for realizing process functionalities and / or for realizing movement functionalities of a processing machine, the CPU unit of the controller processes these modules. Within this module 1 , local variables, input and output variables as well as sequential and cyclic programs are usually programmed, configured and declared with a programming device. The programs belonging to the module can have unlimited access to all variables of a module. Declaration rules for the modules and their variables are provided for this. Examples of such declaration rules are shown in FIGS. 2a, 2b, 3 and 4, in which a declaration of modules, of keywords for the variables, examples of a variable declaration and a variable priority assignment are shown in tables 1 to 4.

Die zyklischen Programme 3a, 3b umfassen Sprachmittel mit ge­ eigneten Anweisungen und Befehlen, wodurch sequentielle Pro­ gramme gestartet und Funktionsbausteine parametriert werden. Im einzelnen sind insbesondere folgende Elemente der Sprache innerhalb einer Programmierung des zyklischen Ablaufs verfüg­ bar:
The cyclic programs 3 a, 3 b comprise language means with appropriate instructions and commands, whereby sequential programs are started and function blocks are parameterized. In particular, the following elements of the language are available within a programming of the cyclic process:

  • - Operatoren wie beispielsweise Vergleichs- oder binäre Ope­ ratoren,- Operators such as comparison or binary ope rators,
  • - Standortfunktionen wie z. B. Typwandlungsfunktionen für elementare Datentypen, mathematische Funktionen, binäre Funktionen sowie Funktionen für einen Zugriff auf System­ variable,- Location functions such as B. Type conversion functions for elementary data types, mathematical functions, binary Functions and functions for access to the system variable,
  • - Standardfunktionsbausteine, z. B. Funktionsbausteine für eine Flankenerkennung, bistabile Funktionsbausteine oder Zähler- und Zeitbausteine, und
    - Standard function blocks, e.g. B. function blocks for edge detection, bistable function blocks or counter and time blocks, and
  • - Anweisungselemente in Form von Auswahl-, Wiederhol- und Sprunganweisungen sowie in Form von Steueranweisungen für Funktionen und Funktionsbausteine und Programme.- Instruction elements in the form of selection, repetition and Jump instructions as well as control instructions for Functions and function blocks and programs.

Die sequentiellen Programme 4a, 4b entsprechen jeweils einer nichtperiodischen Task. Innerhalb der Deklaration wird einem sequentiellen Programm die Priorität der Task zugeordnet. Se­ quentielle Programme werden von anderen Programmen gestartet und liefern beim Aufruf Rückgabewerte, mit denen sie system­ intern verwaltet werden (z. B. Verriegelung gegen mehrfachen Aufruf). Ein Modul kann kein sequentielles Programm, ein se­ quentielles Programm oder mehrere sequentielle Programme auf­ weisen. Alle Bewegungsfunktionalitäten sind nur in sequenti­ ellen Programmen verfügbar. Dadurch umfaßt ein sequentielles Programm den Befehlsumfang aller Bewegungsbefehle. Darüber hinaus kann ein sequentielles Programm auch Befehle für eine logische Verarbeitung aufweisen. In den Fig. 5a, 5b, 6, 7a und 7b sind Beispiele von Bewegungsfunktionalitäten gezeigt, wobei in Tabelle 5 allgemeine Bewegungsbefehle, in Tabelle 6 Interpolationsbewegungen und in Tabelle 7 Bewegungsbefehle für einen Master-Slave-Verbund dargestellt sind.The sequential programs 4 a, 4 b each correspond to a non-periodic task. Within the declaration, the priority of the task is assigned to a sequential program. Sequential programs are started by other programs and, when called, deliver return values with which they are managed internally (e.g. interlocking against multiple calls). A module cannot have a sequential program, a sequential program or several sequential programs. All movement functionalities are only available in sequential programs. As a result, a sequential program encompasses the range of commands for all movement commands. In addition, a sequential program can also have instructions for logical processing. In FIGS. 5a, 5b, 6, 7a and 7b examples are shown of movement functionalities, wherein general in Table 5. movement commands, in Table 6 and Table 7 interpolation movements movement commands for a master-slave arrangement are shown.

Jedes der zyklischen und sequentiellen Programme 3a, 3b, 4a, 4b umfaßt einen Variablen- und Konstantendeklarationsteil 5, in welchem anwenderspezifische Variablen und Konstanten zu vereinbaren sind. Es werden insbesondere vereinbart:
Each of the cyclic and sequential programs 3 a, 3 b, 4 a, 4 b comprises a variable and constant declaration part 5 , in which user-specific variables and constants are to be agreed. In particular, the following are agreed:

  • - Deklaration von lokalen Variablen mit elementaren Daten­ typen, z. B. ganzzahlige oder reelle Datentypen, Strings,- Declaration of local variables with elementary data types, e.g. B. integer or real data types, strings,
  • - Definition von abgeleiteten Datenstrukturen und Bewegungs­ profilen,
    - Definition of derived data structures and motion profiles,
  • - Deklaration von Systemvariablen (Achshandle),- Declaration of system variables (axis handle),
  • - Zuordnung von Variablen zu logischen Geräteadressen,- assignment of variables to logical device addresses,
  • - Vergabe von Zugriff-rechten für Variable, die für den Datenaustausch bereitgestellt werden,- Assigning access rights for variables for the Data exchange are provided,
  • - Mehrachskonfiguration durch Deklaration unterschiedlicher Achsverbände (Fig. 8),- Multi-axis configuration by declaring different axis groups ( Fig. 8),
  • - Definition von Bewegungsprofilen (Fig. 9).- Definition of motion profiles ( Fig. 9).

In den Fig. 8 und 9 sind in Tabellen 8 und 9 Beispiele für eine Deklaration von Achszusammenhängen (Mehrachskonfigura­ tion) und für eine Deklaration von Bewegungsprofilen darge­ stellt.In FIGS. 8 and 9 are shown in Tables 8 and 9. Examples of a declaration of Achszusammenhängen (Mehrachskonfigura tion) and for a declaration of motion profiles provides Darge.

Neben der Deklaration von Variablen und Konstanten ist eine Deklaration von Funktionsbausteinen vorgesehen. Bei Anwendung der Funktionsbausteine ist implizit definiert, ob sie beim Aufruf eine schnelle zyklische Task benötigen oder ob sie sich in den Kontext des aufrufenden Programmes einordnen. Funktionsbausteine, die im Kontext des rufenden Programmes laufen, werden innerhalb dieses Programmes instanziert. Schnelle Funktionsbausteine sind innerhalb des Steuerungs­ systemes hinsichtlich Anzahl und Instanznamen fest vorge­ geben. Funktionsbausteine werden periodisch ausgeführt und können mit neuen Parametern versehen werden. Die Ausführung schneller Funktionsbausteine obliegt nicht der Kontrolle der rufenden Task. Somit erfolgt die Ausführung unabhängig von den Regeln der Auswertung des Programmes, in dem der Funk­ tionsbaustein parametriert wurde. Alle anderen Funktionsbau­ steine laufen im Kontext des rufenden Programmes, d. h., sie ordnen sich in die Reihenfolge der Auswertung der Sprach­ elemente des Programmes ein.In addition to the declaration of variables and constants, there is one Declaration of function blocks provided. When using The function modules are implicitly defined whether they are used for Call a fast cyclic task or whether they need place themselves in the context of the calling program. Function modules in the context of the calling program running, are instantiated within this program. Fast function blocks are within the control system in terms of number and instance names give. Function blocks are executed periodically and can be assigned new parameters. Execution faster function blocks are not the responsibility of the calling task. The execution is therefore independent of the rules of evaluation of the program in which the radio tion module was parameterized. All other functional construction stones run in the context of the calling program, d. that is, they  arrange themselves in the order of the evaluation of the language elements of the program.

Zur Verwirklichung von Bewegungsfunktionalitäten sind ins­ besondere folgende Sprachelemente vorgesehen:
In particular, the following language elements are provided to implement movement functionalities:

  • - technologieorientierte Standardfunktionsbausteine (z. B. Nockenschaltwerk),- technology-oriented standard function blocks (e.g. Cam switch),
  • - Mechanismen für Mehrachskonfigurationen (Konfiguration unterschiedlichster Achsverbände über Achsmodule hinaus zu einem Gesamtsystem),- Mechanisms for multi-axis configurations (configuration different axis groups beyond axis modules an overall system),
  • - bewegungsspezifisch erweiterte (abgeleitete) Datenstruktu­ ren,- Movement-specific extended (derived) data structure ren,
  • - Bewegungsattribute, -funktionen und -befehle.- Movement attributes, functions and commands.

In den Fig. 10 und 11 sind in Tabellen 10 und 11 Beispiele von wesentlichen Bewegungsattributen und Bewegungsfunktionen dargestellt.In Figs. 10 and 11 are shown in Tables 10 and 11. Examples of material motion attributes and motion functions.

Zur Konfiguration unterschiedlichster Achsverbände über Achs­ module hinaus zu einer Steuerung zum Steuern eines techni­ schen Prozesses und/oder zur Steuerung der Bewegung einer Verarbeitungsmaschine sind Konfigurationselemente vorgebbar. Diese umfassen:
Configuration elements can be specified for configuring a wide variety of axis groups beyond axis modules, in addition to a controller for controlling a technical process and / or for controlling the movement of a processing machine. These include:

  • - Ressourcen in Form von Hardwaremitteln,- resources in the form of hardware means,
  • - Module,- modules,
  • - globale Variable,- global variable,
  • - Zugriffspfade,
    wobei innerhalb einer Konfiguration eine Deklaration von Res­ sourcen, eine Deklaration von globalen Variablen zur Kopplung von Modulen unterschiedlicher Ressourcen sowie eine Deklara­ tion von Zugriffspfaden vorgebbar ist. In den Fig. 12 bis 14 sind in Tabellen 12 bis 14 Konfigurationselemente, eine Deklaration von globalen Variablen und eine Deklaration von Zugriffspfaden dargestellt. In einer Ressource selbst werden globale Variable zur Kopplung von Modulen innerhalb dieser Ressource und Module deklariert. Ein Zugriffspfad ist zur Verknüpfung einer Variablen mit einer Eingangs- oder Aus­ gangsvariablen eines Moduls, zur Verknüpfung einer Variablen mit globalen Variablen einer Ressource oder Konfiguration oder zur Verknüpfung einer Variablen mit einer direkt darge­ stellten Variablen vorgesehen. Neben einer Deklaration von globalen Variablen für einen Datenaustausch zwischen Modulen und Programmen (einer oder verschiedener Ressourcen) kann ein Datenaustausch über Funktionsbausteine erfolgen. In Fig. 15 sind in Tabelle 15 Beispiele von Kommunikationsfunktionen dargestellt.
    - access paths,
    a declaration of resources, a declaration of global variables for coupling modules of different resources and a declaration of access paths can be specified within a configuration. In Figs. 12 to 14, a declaration of the global variables and a declaration of access paths are shown in Tables 12 to 14 elements of configuration. In a resource itself, global variables for coupling modules within this resource and modules are declared. An access path is provided to link a variable with an input or output variable of a module, to link a variable with global variables of a resource or configuration, or to link a variable with a directly represented variable. In addition to a declaration of global variables for data exchange between modules and programs (one or different resources), data can be exchanged using function blocks. In Fig. 15 15 Examples are shown in Table of communication functions.

Im folgenden wird die Projektierung einer konfigurierbaren Steuerung erläutert. Dazu wird auf Fig. 16 verwiesen, in welcher der Prinzipaufbau einer Rutenwebmaschine dargestellt ist, die zur Fertigung von sogenannten Wilton- und Boucle­ teppichen geeignet ist. Wesentliche Bestandteile dieser Rutenwebmaschine sind eine Weblade 6, ein Greiferpaar 7 für den Schußfadeneintrag, eine Schaftmaschine, ein Rutenapparat 9, ein Kett- und Polfadenspeicher 10, ein Gewebeabzug 11 und ein Gewebespeicher 12.The configuration of a configurable controller is explained below. For this purpose, reference is made to Fig. 16, in which the basic structure of a rod weaving machine is shown, which is suitable for the production of so-called Wilton and Boucle carpets. Essential components of this rod weaving machine are a sley 6 , a pair of grippers 7 for weft insertion, a dobby, a rod apparatus 9 , a warp and pile thread store 10 , a fabric take-off 11 and a fabric store 12 .

Bei der Festsetzung der Eingänge wird grundsätzlich zwischen zeitkritischen und zeitunkritischen Eingängen unterschieden. Zu den zeitkritischen Eingängen werden Wächtersignale (z. B. Schußfadenwächter, Rutenwächter, Stoppsignale etc.) gerech­ net, die eine Reaktion der Steuerung in der untersten Zeit­ ebene (IPO-Takt) erfordern. Signale, die die Not-Aus-Funktion der Steuerung auslösen (Not-Aus-Taster, Antriebsüberwachung), werden gesondert verarbeitet. Die übrigen Eingangssignale wie z. B. Bedienhandlungen, zeitunkritische Wächter (Gewebeabzug, Gewebespeicher etc.) werden im Hauptzyklus der entsprechenden Module verarbeitet.When determining the inputs, there is basically between distinguish between time-critical and time-uncritical inputs. Guardian signals (e.g.  Weft monitor, rod monitor, stop signals etc.) just net, which is a response of the controller in the lowest time level (IPO clock) required. Signals that the emergency stop function trigger the control (emergency stop button, drive monitoring), are processed separately. The other input signals like e.g. B. operations, time-uncritical guardians (tissue withdrawal, Tissue storage etc.) are in the main cycle of the corresponding Processed modules.

Bei der Festsetzung von Zuständen wird grundsätzlich zwischen folgenden Betriebsbedingungen der Maschine unterschieden:
When setting states, a basic distinction is made between the following operating conditions of the machine:

  • 1) JOG - freies Fahren der Achsen/Antriebe nach Bediener­ auswahl,1) JOG - free movement of the axes / drives according to the operator selection,
  • 2) JOG-Referenz - Referieren der Achsen nach Bedienerauswahl oder entsprechend Voreinstellung,2) JOG reference - referencing the axes after operator selection or according to default,
  • 3) AUTOMATIC (Programmabarbeitung):
    - stationärer Betriebsfall (Weben),
    3) AUTOMATIC (program execution):
    - stationary operation (weaving),
  • - Routinen zur Behandlung von prozeß- oder maschinen­ bedingten Ausnahmesituationen.- Routines for the treatment of process or machines conditional exceptional situations.

Für den stationären Betriebsfall ist von einem Anwender ein technologischer Bewegungsablauf vorzugeben, z. B. ein Be­ wegungsablauf, wie in den Fig. 17a und 17b dargestellt:
For stationary operation, a user must specify a technological motion sequence, e.g. B. a movement sequence, as shown in FIGS . 17a and 17b:

  • 1. Webfach 1 öffnen:1.Open shed 1 :
  • a) Webschäfte in die Raststellung für den ersten Schuß und Weblade in die hintere Endlage bewegen;a) Heald frames in the rest position for the first shot and move the sley to the rear end position;
  • 2. Schußfaden und Rute eintragen:2. Enter the weft and rod:
  • a) Bewegen der Greiferstangen in das Webfach,a) moving the rapier rods into the shed,
  • b) Übergabe des mitgeführten Schußfadens von der linken an die rechte Greiferstange,b) Transfer of the weft thread carried from the left to the right gripper bar,
  • c) Rückbewegung der Greiferstangen,
    c) return movement of the gripper bars,
  • d) Rute in den oberen Teil des Webfaches eintragen;d) insert the rod into the upper part of the shed;
  • 3. Ansteuerung der Schneid-/Klemmeinrichtung:3. Control of the cutting / clamping device:
  • a) Abschneiden des Schußfadens und Fixierung bis zum nächsten Schußfadeneintrag;a) cutting the weft and fixing until next weft entry;
  • 4. Webfach schließen, Schußfaden und Rute anschlagen:4. Close the shed, cast on the weft and tail:
  • a) Bewegen der Webschäfte in die Mittelstellung,a) moving the heald frames into the middle position,
  • b) Weblade in die vordere Endlage zum Anschlagen des Schußfadens und der Rute bewegen,b) sley in the front end position for attaching the Weft and tail move,
  • c) Neupositionieren des Ruteneintrags;c) repositioning the rod entry;
  • 5. Webfach 2 öffnen:5.Open shed 2 :
  • a) Bewegung der Webschäfte in die Raststellung für den zweiten Schuß und Weblade in die hintere Endlage be­ wegen;a) Movement of the heald frames into the resting position for the second shot and weave in the rear end position because of;
  • 6. Schußfaden eintragen;6. Enter the weft;
  • 7. Ansteuerung der Schneid-/Klemmeinrichtung;7. Control of the cutting / clamping device;
  • 8. Webfach schließen, Schußfaden anschlagen;8. Close the shed, cast on the weft;
  • 9. Fortsetzen im Zyklus (1).9. Continue in cycle ( 1 ).

Parallel zum Grundzyklus sind weitere Bewegungsvorgänge zu realisieren:
In addition to the basic cycle, further movements are to be realized:

  • 1. Rutenauszug:1. Rod extension:
  • a) Entfernen der letzten Rute vor dem Gewebeabzug und Einschieben in ein Rutenmagazin;a) removing the last rod before the tissue withdrawal and Inserting into a rod magazine;
  • 2. Rutenquertransport:2. Cross rod transport:
  • a) Quertransport des Rutenmagazins zwischen den Bewegun­ gen vom Ruteneintrag und Rutenauszug (Erhaltung des Rutenumlaufes);a) Transverse transport of the rod magazine between the movements of rod entry and rod extraction (preservation of the Rod circulation);
  • 3. Gewebeabzug:3. Tissue deduction:
  • a) kontinuierlich zur Gewebebildung laufende Nadelwalze; a) needle roller running continuously for tissue formation;  
  • 4. Lieferung von Kett- und Polfäden:4. Delivery of warp and pile threads:
  • a) kontinuierliche Lieferung von zwei Kettfadensystemen und einem Polfadensystem;a) Continuous delivery of two warp thread systems and a pile thread system;
  • 5. Gewebeaufwicklung:5. Fabric winding:
  • a) Antrieb des Fertiggewebespeichers.a) Drive the finished fabric storage.

Darüber hinaus werden vom Anwender ebenfalls die Bewegungs­ funktionalitäten der einzelnen Achsen/Antriebe, das Verhalten von Ausgangsgrößen und sonstiger physikalischer Größen gegen­ über einer sogenannten Hauptwelle vorgegeben. Im vorliegenden Beispiel werden folgende Ausgangs- und Bewegungsfunktionali­ täten vorgegeben:
In addition, the user also specifies the movement functionalities of the individual axes / drives, the behavior of output variables and other physical variables against a so-called main shaft. In the present example, the following output and movement functionalities are specified:

Entsprechend dem vorgegebenen technologischen Bewegungs­ ablauf, den vorgegebenen Bewegungsfunktionalitäten der Achsen/Antriebe, dem Verhalten von Ausgangsgrößen und sonsti­ ger physikalischer Größen konfiguriert der Programmierer Software-Module des Steuerprogramms, wobei im vorliegenden Beispiel zweckmäßig mehrere CPU-Einheiten zur Abarbeitung der Module während des Steuerbetriebs vorgesehen sind. Im Bei­ spiel werden folgende Module konfiguriert:
The programmer configures software modules of the control program in accordance with the specified technological movement sequence, the specified movement functionalities of the axes / drives, the behavior of output variables and other physical quantities, in the present example expediently providing several CPU units for processing the modules during control operation are. In the example, the following modules are configured:

  • 1. Mehrachsmodul 0: Hauptwelle und Greifermechanismus1. Multi-axis module 0: main shaft and gripper mechanism
  • a) Betriebsartenverwaltung
    ADJUST - Routinen zur Behandlung von prozeß- oder maschinenbedingten Ausnahmesituationen,
    STATIC - stationärer Betriebsfall "Weben",
    a) Operating mode management
    ADJUST - routines for handling process or machine-related exceptional situations,
    STATIC - stationary operation "weaving",
  • b) Auswertung und Umsetzung der Bedienanforderungen,b) evaluation and implementation of the operating requirements,
  • c) logische Verknüpfung der für den Ablauf erforderlichen Ein- und Ausgänge,c) logical combination of the necessary for the process Inputs and outputs,
  • d) Programme zur Beschreibung der Bewegungen der ange­ schlossenen Achsen (Hauptwelle und Greifermechanis­ mus),d) programs to describe the movements of the ange closed axes (main shaft and gripper mechanism mus),
  • e) Aktivierung der erforderlichen Achsverbände bzw. Einzelachsbewegungen anderer Module,e) activation of the required axis groups or Single axis movements of other modules,
  • f) Überwachung von Maschinen- und Prozeßzuständen,f) monitoring of machine and process conditions,
  • g) Fehlerhandling zum System;g) error handling to the system;
  • 2. Mehrachsmodul 1: Schaftmaschine2. Multi-axis module 1 : dobby
  • a) Auswertung und Umsetzung der Befehlsanforderungen des Mehrachsmoduls 0,a) Evaluation and implementation of the command requirements of the Multi-axis module 0,
  • b) Programm zur Beschreibung der Bewegungen der ange­ schlossenen Achsen (Schaftmaschine); b) Program to describe the movements of the ange closed axes (dobby);  
  • 3. Mehrachsmodul 2: Rutenapparat3. Multi-axis module 2 : rod apparatus
  • a) Auswertung und Umsetzung der Befehlsanforderungen des Mehrachsmoduls 0,a) Evaluation and implementation of the command requirements of the Multi-axis module 0,
  • b) Programm zur Beschreibung der Bewegungen der ange­ schlossenen Achsen (Rutenapparat),b) Program to describe the movements of the ange closed axes (rod apparatus),
  • c) Überwachung der Prozeßzustände des Subsystems;c) monitoring the process states of the subsystem;
  • 4. Einachsmodul 3: Nadelwalze4. Single-axis module 3 : needle roller
  • a) das Modul enthält kein eigenes Programm,a) the module does not contain its own program,
  • b) befindet sich in der Betriebsart "azyklischer Befehls­ betrieb" und hat damit ein Befehlsinterface zum Mehr­ achsmodul 0,b) is in the "acyclic command" mode operation "and thus has a command interface for more axis module 0,
  • c) über dieses Interface erhält das Modul die Befehle für die Antriebsbewegung mit Angabe der Drehzahl und Dreh­ richtung;c) The module receives the commands for via this interface the drive movement with indication of the speed and rotation direction;
  • 5. Einachsmodul 4: Polfadenspeicher5. Single-axis module 4 : pile thread storage
  • a) das Modul enthält das Programm zur Ansteuerung des Polfadenspeichers,a) the module contains the program for controlling the Pile thread storage,
  • b) Auswertung und Umsetzung der Befehlsanforderungen des Mehrachsmoduls 0,b) Evaluation and implementation of the command requirements of the Multi-axis module 0,
  • c) logische Verknüpfung der für den Ablauf erforderlichen Ein- und Ausgänge,c) logical combination of the necessary for the process Inputs and outputs,
  • d) Überwachung der Prozeßzustände des Subsystems;d) monitoring the process states of the subsystem;
  • 6. E/A-Modul 5: Füll- und Bindekettenspeicher6. I / O module 5 : Filling and binding chain memory
  • a) das Modul enthält ein eigenes Programm zur Ansteuerung der Füll- und Bindekettenantriebe (Antriebe werden durch Start-/Stopp-Signale gesteuert, die Drehzahl ist in den Antrieben definiert),a) the module contains its own control program the filling and binding chain drives (drives are controlled by start / stop signals, the speed is defined in the drives),
  • b) logische Verknüpfung der für den Ablauf erforderlichen Ein- und Ausgänge,b) logical combination of those required for the process Inputs and outputs,
  • c) Überwachung der Prozeßzustände des Subsystems.c) Monitoring the process states of the subsystem.

Im folgenden wird auf Fig. 18 verwiesen, in welcher eine Steuerungsstruktur zur Abarbeitung der Module dargestellt ist. Im Beispiel umfaßt die Steuerung ST sechs Teilsteuerun­ gen St0 . . . St5, die jeweils mit einer CPU-Einheit versehen sind und die über einen geeigneten Bus Bu miteinander ver­ bunden sind. Die CPU-Einheit der Teilsteuerungen St0 be­ arbeitet das Mehrachsmodul 0, die CPU-Einheit der Teil­ steuerung St1 das Mehrachsmodul 1. Entsprechend bearbeitet die CPU-Einheit der Teilsteuerung St2 das Mehrachsmodul 2, die CPU-Einheit der Teilsteuerung St3 das Einachsmodul 3, die CPU-Einheit der Teilsteuerung St4 das Einachsmodul 4 und die CPU-Einheit der Teilsteuerung St5 das E/A-Modul 5. An die Teilsteuerungen St0 . . . St5 sind über geeignete Ausgabe­ einheiten Ae Antriebe mit entsprechenden Antriebsachsen an­ geschlossen, welche gemäß den Vorgaben des Software-Module umfassenden Steuerprogramms in Wirkverbindung stehen. Eine Bedien- und Beobachtungsstation BB ist zum Bedienen und Beobachten des technischen Prozesses und/oder des Bewegungs­ ablaufs der Rutenwebmaschine vorgesehen.In the following, reference is made to FIG. 18, in which a control structure for processing the modules is shown. In the example, the control ST comprises six partial controls St0. . . St5, which are each provided with a CPU unit and which are connected to one another via a suitable bus Bu. The CPU unit of the partial controls St0 works the multi-axis module 0, the CPU unit of the partial control St1 the multi-axis module 1 . Accordingly, the CPU unit of the sub-controller St2 processes the multi-axis module 2 , the CPU unit of the sub-controller St3 the single-axis module 3 , the CPU unit of the sub-controller St4 the single-axis module 4 and the CPU unit of the sub-controller St5 the I / O module 5 . To the partial controls St0. . . St5 are connected via suitable output units Ae drives with corresponding drive axes, which are operatively connected in accordance with the control program comprising the software modules. An operating and monitoring station BB is provided for operating and monitoring the technical process and / or the movement sequence of the rod weaving machine.

Claims (11)

1. Steuerung, welche versehen ist mit Mitteln zum Steuern eines technischen Prozesses und/oder mit Mitteln zur Steue­ rung der Bewegung einer Verarbeitungsmaschine und welcher ein Steuerprogramm zuführbar ist, das die Steuerung während eines Steuerbetriebs abarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerprogramm mit Software-Modulen versehen ist, welche mindestens eine CPU-Einheit der Steuerung während des Steuerbetriebs abarbeitet, wobei die Software-Module derart konfiguriert sind, daß diese zur Prozeßsteuerung und/oder zur Bewegungssteuerung vorgesehen sind.1. Control, which is provided with means for controlling a technical process and / or with means for controlling the movement of a processing machine and which can be fed a control program that processes the control during a control operation, characterized in that the control program with software Modules are provided which process at least one CPU unit of the control during control operation, the software modules being configured such that they are provided for process control and / or for motion control. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß nach Maßgabe des technologischen Bewegungsablaufs der Verarbeitungsmaschine die Anzahl der an Ein-/Ausgabe­ einheiten der Steuerung anschließbaren Antriebsachsen und das Zusammenwirken dieser Achsen vorgegeben sind und
  • - daß gemäß der Vorgabe der Anzahl der Antriebsachsen und der Vorgabe des Zusammenwirkens dieser Achsen zur Bewegungs­ steuerung Ein- und Mehrachsmodule konfiguriert sind.
2. Control according to claim 1, characterized in
  • - That, in accordance with the technological movement of the processing machine, the number of drive axes connectable to input / output units of the control and the interaction of these axes are predetermined and
  • - That are configured according to the specification of the number of drive axes and the specification of the interaction of these axes for motion control single and multi-axis modules.
3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Software-Module mindestens ein zykli­ sches Programm und mindestens ein durch das zyklische Pro­ gramm aufrufbares sequentielles Programm aufweisen, wobei
  • - im Falle einer Bewegungssteuerung das sequentielle Programm für die Verwirklichung der Bewegungsfunktionen und das zyklische Programm zur Koordination der sequentiellen Programme vorgesehen ist und
  • - im Falle einer Prozeßsteuerung das zyklische Programm zur Verwirklichung von Prozeßsteuerungsfunktionalitäten vor­ gesehen ist.
3. Control according to claim 1 or 2, characterized in that the software modules have at least one cyclic program and at least one sequential program which can be called by the cyclic program, wherein
  • - In the case of motion control, the sequential program for the realization of the motion functions and the cyclic program for coordinating the sequential programs is provided and
  • - In the case of process control, the cyclic program for realizing process control functionalities is seen before.
4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Module jeweils versehen sind mit einem Deklarations­ teil, auf welchen die Programme des jeweiligen Moduls zu­ greifen und in welchem Variablen und/oder Datenstrukturen und/oder Bewegungsprofile hinterlegt sind.4. Control according to claim 3, characterized in that the modules are each provided with a declaration part to which the programs of the respective module are directed grab and in what variables and / or data structures and / or motion profiles are stored. 5. Steuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • - daß ein Programm mindestens mit einem Funktionsbaustein versehen ist und
  • - daß von einem Programm Funktionsbausteine aufrufbar sind.
5. Control according to claim 3 or 4, characterized in that
  • - That a program is provided with at least one function block and
  • - Function modules can be called from a program.
6. Programmiergerät mit Mitteln zum Erstellen eines Steuer­ programms für eine Steuerung, welche Mittel zum Steuern eines technischen Prozesses und/oder Mittel zur Steuerung der Be­ wegung einer Verarbeitungsmaschine umfaßt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel das Steuerprogramm mit Soft­ ware-Modulen versehen, welche eine CPU-Einheit der Steuerung während des Steuerbetriebs abarbeitet, wobei die Software- Module derart konfigurierbar sind, daß diese zur Prozeß­ steuerung und/oder zur Bewegungssteuerung vorgesehen sind.6. Programming device with means for creating a tax programs for a controller, which means for controlling a technical process and / or means for controlling the loading includes movement of a processing machine, thereby ge indicates that the means the control program with soft goods modules, which are a CPU unit of the controller processed during the control operation, the software Modules can be configured in such a way that they are used for the process control and / or for movement control are provided. 7. Programmiergerät nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet,
  • - daß nach Maßgabe des technologischen Bewegungsablaufs der Verarbeitungsmaschine die Anzahl der an Ein-/Ausgabe­ einheiten der Steuerung anschließbaren Antriebsachsen und das Zusammenwirken dieser Achsen vorgebbar sind und
  • - daß gemäß der Vorgabe der Anzahl der Antriebsachsen und der Vorgabe des Zusammenwirkens dieser Achsen zur Bewegungs­ steuerung Ein- und Mehrachsmodule konfigurierbar sind.
7. Programming device according to claim 6, characterized in that
  • - That, in accordance with the technological movement of the processing machine, the number of drive axes connectable to input / output units of the control and the interaction of these axes can be predetermined and
  • - That according to the specification of the number of drive axes and the specification of the interaction of these axes for motion control single and multi-axis modules are configurable.
8. Programmiergerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Mittel mindestens ein Software- Modul mit mindestens einem zyklischen Programm und mit minde­ stens einem durch das zyklische Programm aufrufbaren sequen­ tiellen Programm versehen, wobei
  • - im Falle einer Bewegungssteuerung das sequentielle Programm für die Verwirklichung der Bewegungsfunktionen und das zyklische Programm zur Koordination der sequentiellen Pro­ gramme vorgesehen ist und
  • - im Falle einer Prozeßsteuerung das zyklische Programm zur Verwirklichung von Prozeßsteuerungsfunktionalitäten vor­ gesehen ist.
8. Programming device according to claim 6 or 7, characterized in that the means provide at least one software module with at least one cyclic program and with at least one callable by the cyclic program sequential program, wherein
  • - In the case of a motion control, the sequential program for the realization of the motion functions and the cyclic program for coordinating the sequential program is provided and
  • - In the case of process control, the cyclic program for realizing process control functionalities is seen before.
9. Programmiergerät nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Module jeweils versehen sind mit einem Deklarationsteil, auf welchen die Programme des jeweiligen Moduls zugreifen und in welchem Variablen und/oder Daten­ strukturen und/oder Bewegungsprofile hinterlegt sind.9. Programming device according to claim 8, characterized records that the modules are each provided with a Declaration part on which the programs of the respective Access module and in what variables and / or data structures and / or movement profiles are stored. 10. Programmiergerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet,
  • - daß ein Programm mindestens mit einem Funktionsbaustein versehen ist und
  • - daß von einem Programm Funktionsbausteine aufrufbar sind.
10. Programming device according to claim 8 or 9, characterized in
  • - That a program is provided with at least one function block and
  • - Function modules can be called from a program.
11. Anordnung mit mindestens einer Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und mit mindestens einem Programmiergerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Steuerung und das Programmiergerät über einen Bus miteinander verbunden sind.11. Arrangement with at least one controller according to one of the Claims 1 to 5 and with at least one programming device according to one of claims 6 to 10, wherein the controller and the programming device is connected to each other via a bus are.
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