DE3900642C2 - Programmierbare Steuerung und zugehöriges Eingabeverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Eingabeverfahren für eine programmierbare Steuerung sowie eine entsprechende programmierbare Steuerung.

Aus der DE 29 36 913 C2 ist bereits eine programmierbare Steuerung bekannt, die eine Zentraleinheit aufweist, die für Zustände von zu steuernden Prozeßabläufen repräsentative Signale abruft und gemäß einem gespeicherten Programm verarbeitet, mit einer Prozeß-Eingabe/Ausgabe-Steuerung versehen ist, die zur Erzeugung von Prozeßablauf- Steuersignalen die Zustandssignale der zu steuernden Prozeßabläufe abruft und die Verarbeitungsergebnisse der Zentraleinheit ausgibt, sowie einen Pufferspeicher mit wahlfreiem Zugriff aufweist, welcher der Zentraleinheit und der Prozeß-Eingabe/Ausgabe-Steuerung gemeinsam zugeordnet ist. Damit Daten mit möglichst hoher Geschwindigkeit abgerufen und verarbeitet werden können, ist bei der bekannten programmierbaren Steuerung ein Zeitsignalgenerator oder Frequenzteiler vorgesehen, der von einem unabhängig vom Taktsignalgenerator der Zentraleinheit vorgesehenen Taktsignalgenerator erzeugte Eingangstaktsignale empfängt und Steuersignale erzeugt, durch die entweder die Zentraleinheit oder die Prozeß-Eingabe/Ausgabe-Steuerung Zugriff zum Pufferspeicher hat, und durch einen Adressenwähler wird eine Adresse des Pufferspeichers ausgewählt, zu welcher entweder die Zentraleinheit oder die Prozeß-Eingabe/Ausgabe-Steuerung Zugriff hat, und dann erfolgt durch einen Funktionswähler eine Wahl der Schreib- oder Lesefunktion entsprechend einem Schreib- bzw. einem Lese-Steuerbefehl der Zentraleinheit für den Pufferspeicher, wobei der Zugriff der Zentraleinheit und der Prozeß-Eingabe/Ausgabe-Steuerung zum Pufferspeicher entsprechend dem Steuersignal voneinander abhängig sind.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend deren technischer Hintergrund erläutert.

Programmierbare Steuerungen werden für hochpräzise Folge­ steuerung einer Vielzahl von Vorrichtungen, Systemen oder Anlagen in großem Ausmaß verwendet, und arbeiten oftmals nach dem soge­ nannten dynamischen Eingabeverfahren, bei welchem eine Anzahl von an die Steuerung gelieferten Eingangsdaten in eine Mehrzahl von Gruppen unterteilt werden, die mit­ tels Schalteinrichtungen aufeinanderfolgend bzw. sukzessive eingegeben werden.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispieles einer Eingabeeinheit und eines Steuerabschnittes in einer programmierbaren Steuerung, die ein übliches dynamisches Eingabeverfahren verwendet.

In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Eingangs­ schaltungsabschnitt zum Empfangen von Eingangssignalen, der mehrere Eingangs­ anschlüsse hat (nicht dargestellt). Die Eingangsanschlüsse sind in Gruppen unterteilt, deren jede beispiels­ weise acht Eingangsanschlüsse besitzt, so daß der Eingangs­ schaltungsabschnitt 1 die Eingangssignale getrennt empfängt entsprechend der jeweiligen Gruppe, die durch Gruppenbe­ stimmungssignale bestimmt wird.

Weiterhin bezeichnet in Fig. 4 das Bezugszeichen 2 einen Eingangsdatensperrabschnitt mit Sperreinrichtungen 21 bis 24, um Eingangsdaten zeitweilig zu halten bzw. zu sperren. Weiterhin sind mit 3 ein Oszillator, mit 4 ein Frequenz­ teiler, der beispielsweise einen Zähler aufweist, um an dem Ausgangsimpuls des Oszillators 3 eine Frequenzteilung vorzunehmen, mit 5 ein Dekoder zum Umwandeln des Ausganges des Frequenzteilers 4 zu einem Gruppenbestimmungssignal, und mit 10 ein Steuerabschnitt bezeichnet zum Steuern der programmierbaren Steuerung insgesamt. Der Steuerabschnitt 10 umfaßt eine zentrale Verarbeitungsein­ heit (CPU) und einen Speicher zum Speichern von Programmen und Daten (beide sind nicht dargestellt). Der Steuerab­ schnitt 10, der allgemein von der oben beschriebenen Ein­ gangseinheit unabhängig ist, ist mit dem Eingangsdaten­ sperrabschnitt 2 verbunden, der die Eingangseinheit über eine Datenübertragungssignalleitung A bildet.

Die Betriebsweise der Schaltung gemäß Fig. 4 wird nunmehr beschrieben. Das Ausgangsimpulssignal des Oszillators 3 wird an den Frequenzteiler 4 angelegt, wo es einer Fre­ quenzteilung unterworfen wird. Das auf diese Weise fre­ quenzgeteilte Impulssignal, d.h. der Ausgang des Frequenz­ teilers 4, wird an den Dekoder 5 angelegt, wo es zu einem Gruppenbestimmungssignal umgewandelt wird. Das Gruppenbe­ stimmungssignal wird an den Eingangsschaltungsabschnitt 1 angelegt, so daß dieser die Eingangsdaten bei der auf diese Weise bestimmten Gruppe empfängt und sie ausgibt. Gleich­ zeitig wird das Gruppenbestimmungssignal weiterhin an die Sperreinrichtung (beispielsweise die Einrichtung 21) in dem Eingangsdatensperrabschnitt 2 angelegt, die der Gruppen­ bestimmung entspricht, so daß die von dem Eingangs­ schaltungsabschnitt 1 empfangenen Eingangsdaten durch die Sperreinrichtung 21 gesperrt werden. Der Dekoder 5 liefert beispielsweise erste, zweite, dritte und vierte Gruppenbe­ stimmungssignale wiederholt in der angegebenen Reihenfolge. Beim Ansprechen auf die Gruppenbestimmungssignale werden die entsprechenden Eingangsdaten durch den Eingangsschaltungs­ abschnitt 1 aufeinanderfolgend empfangen und dann von den ent­ sprechenden Sperreinrichtungen 21 bis 24 gesperrt, so daß die letzten Daten in dieser dauernd gespeichert werden. Der Steuerabschnitt 10 empfängt die Eingangsdaten von dem Eingangsdatensperrabschnitt 2, wenn dies erforderlich ist.

Eine programmierbare Steuerung, die in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen üblichen dynamischen Eingabe­ verfahren arbeitet, bei welchem beim Eingeben der Eingangs­ daten von dem Eingangsschaltungsabschnitt 1 in den Steuerabschnitt 10 die Daten in dem Eingangsdatensperrabschnitt 2 zeit­ weilig gesperrt werden, sollte den oben beschriebenen Ein­ gangsdatensperrabschnitt 2 aufweisen. Da jedoch die Anzahl der Bauelemente, welche den Sperrabschnitt bilden, relativ groß ist, ist das zweckentsprechende Anordnen die­ ser Bauelemente auf einer gedruckten Schaltung und demgemäß ihre Verdrahtung vergleichsweise schwierig mit dem Ergebnis, daß die programmierbare Steuerung teuer ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Eingabeverfahren für eine programmierbare Steuerung sowie eine einfach aufgebaute programmierbare Steuerung zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird durch ein Eingabeverfahren und eine Steuerung mit den im Patentanspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielhaft erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer programmierbaren Steuerung, bei welcher ein dynamisches Eingabeverfahren gemäß der Erfindung verwendet wird.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Ver­ fahrens.

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Eingabeeinheit und eines Steuerabschnittes in einer programmierbaren Steuerung, bei welcher ein übliches dynamisches Eingabeverfahren verwendet wird.

In den verschiedenen Figuren, sind soweit wie möglich glei­ che Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 6 ein Eingangsdaten­ steuerabschnitt bezeichnet zum Steuern des Eingebens von Daten von dem Eingangsschaltungsabschnitt 1, wobei der Eingangsdaten-Steuer­ abschnitt 6 mit dem Steuerabschnitt 10 in Verbindung steht. Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Ausgangsdatensteuerabschnitt bezeichnet zum Steuern des Ausgebens von Daten von einem Ausgabeschaltungsabschnitt 9 (der später beschrieben wird), wobei der Ausgangsdaten-Steuerabschnitt 7 ebenfalls mit dem Steuerab­ schnitt 10 in Verbindung steht; und mit 8 ist ein Ver­ zögerungsschaltungsabschnitt bezeichnet. Der Verzögerungsschaltungsabschnitt 8 verzögert die Phase eines eingegebenen Gruppenbestimmungs­ signals um mehr als die Verzögerungszeit X, die beim Eingeben der Eingangsdaten von dem Eingangsschaltungsabschnitt 1 zwangs­ läufig hervorgerufen wird, etwa durch Bauteile wie einen Signaltrennstromkreis bzw. einen CR-Stromkreis, der im Eingangsschaltungsabschnitt 1 vorhanden ist, d.h. um mehr als das Zeitintervall X, welches von dem Zeitpunkt, zu welchem das Gruppenbestimmungssignal einge­ geben wird, bis zu dem Zeitpunkt verstreicht, zu welchem die Eingangsdaten an der dadurch bestimmten Stelle einge­ geben werden, um dadurch ein verzögertes Gruppenbestimmungs­ signal auszugeben. Der Steuerabschnitt 10 arbeitet in ähnli­ cher Weise wie der Steuerabschnitt der oben beschriebenen, üblichen programmierbaren Steuerung, und er hat die Funktionen des Ausgebens des oben beschriebenen Gruppen­ bestimmungssignals als Daten und des Vergleichens der Bestimmung der Gruppe des Gruppenbestimmungssignals mit der Bestimmung der Gruppe des eingegebenen verzögerten Gruppenbestimmungssignals, um dadurch zu bestimmen, ob die Eingangsdaten an der vorbestimmten Gruppe der Eingangsanschlüsse des Eingangsschaltungsabschnittes 1 eingegeben worden sind. Der Eingangsdatensteuerabschnitt 6 und der Ausgangsdatensteuerabschnitt 7 in der Steuerung sind mit dem Steuerabschnitt 10 über Signalleitun­ gen A und G verbunden, über welche Daten seriell geliefert bzw. übertragen werden.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 2 erläutert.

Wenn Eingangsdaten von äußeren Vorrichtungen oder Systemen über den Eingangsschaltungsabschnitt 1 in den Steuerab­ schnitt 10 eingegeben werden, liefert der Steuerabschnitt 10 ein Gruppenbestimmungssignal als Daten. Das auf diese Weise gelieferte Gruppenbestimmungssignal wird an den Ein­ gangsschaltungsabschnitt 1 und an den Verzögerungs­ schaltungsabschnitt 8 über die Signalleitung A, den Ein­ gangsdatensteuerabschnitt 6, die Signalleitung B, den Ausgangsdatensteuerabschnitt 7, und eine Signalleitung C angelegt, die dazu vorgesehen ist, Daten parallel zu liefern bzw. zu übertragen (Schritt 111). Der Eingangsschaltungs­ abschnitt 1 empfängt nur die Eingangsdaten in der bestimmten Gruppe, die durch das Gruppenbestimmungssignal festgelegt ist. Die auf diese Weise empfangenen Eingangs­ daten werden über eine Signalleitung (Datenbus) E an den Eingangsdatensteuerabschnitt 6 angelegt (Schritt 112). Andererseits liefert beim Ansprechen auf das oben beschrie­ bene Gruppenbestimmungssignal der Verzögerungsschaltungs­ abschnitt 8 das verzögerte Gruppenbestimmungssignal, dessen Phase derjenigen des Gruppenbestimmungssignals um mehr als einen Zeitraum entsprechend der Zeitverzögerung X nacheilt, die sich ergibt, wenn der Eingangsschaltungs­ abschnitt 1 die Eingangsdaten empfangen hat (Schritt 113). Das auf diese Weise ausgegebene verzögerte Gruppenbestim­ mungssignal wird über eine Signalleitung D, den Eingangsdatensteuerabschnitt 6, die Signalleitung B, den Ausgangsdatensteuerabschnitt 7 und die Signalleitung G an den Steuerabschnitt 10 angelegt (Schritt 114).

In dem Steuerabschnitt 10 wird das verzögerte Gruppenbe­ stimmungssignal mit dem zuvor ausgegebenen Gruppenbestim­ mungssignal verglichen. Wenn die beiden Signale einander gleich sind, bestimmt der Steuerabschnitt 10, daß der Ein­ gangsschaltungsabschnitt 1 die Eingangsdaten in der Gruppe empfangen hat, die durch das Gruppenbestimmungssignal be­ stimmt worden ist, und daß die Eingangsdaten nunmehr von dem Eingangsdatensteuerabschnitt 6 übertragen werden kön­ nen (Schritt 115). Als Ergebnis liefert der Steuerabschnitt 10 eine Eingangsdatenempfangsinstruktion, so daß die Ein­ gangsdaten von dem Eingangsdatensteuerabschnitt 6 über die Signalleitung B, den Ausgangsdatensteuerabschnitt 7 und die Signalleitung G zu dem Steuerabschnitt 10 geliefert werden (Schritt 116).

Fig. 3 dient dazu zu erläutern, wa­ rum im Schritt 115 beim Empfang des verzögerten Gruppen­ bestimmungssignals der Steuerabschnitt 10 bestimmen kann, daß der Eingangsschaltungsabschnitt 1 die Eingangsdaten empfangen hat. Fig. 3 zeigt die bauteilbedingte Verzögerungszeit X, die von dem Zeitpunkt, zu welchem das Gruppen­ bestimmungssignal an den Eingangsschaltungsabschnitt 1 und an den Verzögerungsschaltungsabschnitt 8 (Schritt 111) angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt ver­ streicht, zu welchem der Eingangsschaltungsabschnitt 1 die Eingangsdaten in der bestimmten Gruppe (Schritt 112) empfängt, sowie die Verzögerungszeit Y bis zu dem Zeit­ punkt, zu welchem der Verzögerungsschaltungsabschnitt 8 das verzögerte Gruppenbestimmungssignal liefert (Schritt 113). Um die Verzögerung beim Empfangen der Eingangsdaten durch den Eingangsschaltungsabschnitt 1 zu kompensieren, die beispielsweise infolge der Bauelemente auftritt, welche den Eingangs­ schaltungsabschnitt 1 bilden, ist es lediglich erforderlich, daß die Verzögerungszeit Y länger als die Verzögerungszeit X ist. In der Praxis wird jedoch die Verzögerungszeit Y erheblich länger als die Verzögerungszeit X gewählt, im Hinblick auf die Schwankung der Charakteristiken und der Änderungen der Bauelemente im Verlauf der Zeit, also der Bauelemente, welche den Eingangs­ schaltungsabschnitt 1 und den Verzögerungsschaltungs­ abschnitt 8 bilden.

Danach bestimmt der Steuerabschnitt 10, ob das Empfangen von Eingangsdaten fortgesetzt werden soll oder nicht (Schritt 117). Da jedoch im allgemeinen die Eingangsdaten bei endloser Betriebsweise aufeinanderfolgend empfangen werden, wird das Gruppenbestimmungssignal zu einem ande­ ren solchen Signal umgeschaltet für die nächste Gruppe (Schritt 118), und der erste Schritt 111 wird wiederum durchgeführt. Diese Folge von Arbeitsvorgängen wird wiederholt ausgeführt, so daß die erforderlichen Eingangs­ daten in den Steuerabschnitt 10 eingegeben werden. Wenn im Schritt 115 das verzögerte Gruppenbestimmungssignal hin­ sichtlich der Gruppenbestimmung mit dem zuvor gelieferten Gruppenbestimmungssignal übereinstimmt, wird der Schritt 111 wiederum durchgeführt, so daß der Steuerab­ schnitt erneut das Gruppenbestimmungssignal liefert.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden in der programmierbaren Steuerung die Daten seriell an den Steuerabschnitt angelegt oder von diesem empfangen, und zwar über den Eingangsdatensteuerabschnit 6 und den Ausgangsdatensteuerabschnitt 7. Die programmierbare Steuerung kann derart modifiziert werden, daß der Eingangs­ datensteuerabschnitt 6 und der Ausgangsdatensteuerab­ schnitt 7 zu einer Einheit vereinigt werden, d.h. zu einem Eingangs-Ausgangs-Steuerabschnitt, und derart, daß die Über­ tragung von Daten statt serielle im Parallelbe­ trieb ausgeführt wird.

Wie oben beschrieben, empfängt der Eingangsschaltungsab­ schnitt beim Ansprechen auf das vom Steuerabschnitt gelie­ ferte Gruppenbestimmungssignal die Eingangsdaten in der durch dieses Signal bestimmten Gruppe, und beim Empfang des verzögerten Gruppenbestimmungssignals, dessen Phase derjenigen des Gruppenbestimmungssignals um die vorbe­ stimmte Zeitperiode nacheilt, bestimmt der Steuerab­ schnitt, daß der Eingangsschaltungsabschnitt die Eingangs­ daten empfangen hat, so daß der Steuerabschnitt die Eingangsdaten empfängt. Als Folge der Anwendung dieses dynamischen Eingabeverfahrens ist die programmierbare Steuerung einfach aufgebaut und kann mit niedrigen Herstellungskosten hergestellt werden, wobei sie außerdem an einer Platine mit einer gedruckten Schaltung bequem ange­ bracht werden kann.

Wie eingangs bei der Figurenerläuterung bereits kurz ange­ geben, ist Fig. 3 ein erläuterndes Diagramm, in welchem die Relation zwischen einer bauteilbedingten Verzögerungszeit X beim Empfangen von Eingangsdaten durch einen Eingangsschaltungsabschnitt und der Zeit des Lieferns eines um Y verzögerten Gruppenbe­ stimmungssignals dargestellt ist.

Weiterhin ist, wie ersichtlich, mit dem Bezugszeichen C die Leitung für das Gruppenbestimmungssignal bezeichnet.

Claims (2)

1. Eingabeverfahren für eine programmierbare Steuerung mit folgenden Schritten:

• (a) Anlegen eines von einem Steuerabschnitt (10) erzeugten Gruppenbestimmungssignals an einen Eingangsschaltungsabschnitt (1) zur Auswahl einer Gruppe von dessen Eingangsanschlüssen, und zusätzliches Anlegen des Gruppenbestimmungssignals an einen Verzögerungsschaltungsabschnitt (8);
• (b) Verzögern des Gruppenbestimmungssignals in dem Verzögerungsschaltungsabschnitt (8) um eine vorbestimmte Zeit (Y);
• (c) Einlesen von Eingangsdaten in die vom Gruppenbestimmungssignal bestimmte Gruppe von Eingangsanschlüssen des Eingangsschaltungsabschnitts (1);
• (d) worauf die Eingangsdaten von dem Eingangsschaltungsabschnitt (1) einem Eingangsdatensteuerabschnitt (6) zugeführt werden;
• (e) Ausgabe des verzögerten Gruppenbestimmungssignals an den Eingangsdatensteuerabschnitt (6), wodurch die Eingangsdaten in den Eingangsdatensteuerabschnitt (6) eingelesen werden;
• (f) Übertragen des verzögerten Gruppenbestimmungssignals vom Eingangsdatensteuerabschnitt (6) an den Steuerabschnitt (10);
• (g) welcher das verzögerte Gruppenbestimmungssignal mit dem ursprünglich ausgegebenen Gruppenbestimmungssignal vergleicht und bei Übereinstimmung die Übertragung der Eingangsdaten von dem Eingangsdatensteuerabschnitt (6) an den Steuerabschnitt (10) freigibt; und
• (h) Erzeugung eines neuen Gruppenbestimmungssignals, welches eine andere Gruppe von Eingangsanschlüssen auswählt, durch den Steuerabschnitt (10).

2. Programmierbare Steuerung mit

• - einem Eingangsschaltungsabschnitt (1) mit mehreren Gruppen von Eingangsanschlüssen;
• - einem Steuerabschnitt (10) zur Erzeugung eines Gruppenbestimmungssignals zur Auswahl einer Gruppe von Eingangsanschlüssen des Eingangsschaltungsabschnitts (1);
• - einem Verzögerungsschaltungsabschnitt (8) zum Verzögern des Gruppenbestimmungssignals um eine vorbestimmte Zeit (Y);
• - einem Eingangsdatensteuerabschnitt (6) zum Empfang von Eingangsdaten von dem Eingangsschaltungsabschnitt (1) und zum Empfang des verzögerten Gruppenbestimmungssignals von dem Verzögerungsschaltungsabschnitt (8);
• - wobei der Steuerabschnitt (10) zum Vergleichen des Gruppenbestimmungssignals mit dem verzögerten Gruppenbestimmungssignal ausgebildet ist und bei deren Übereinstimmung die Übertragung der Eingangsdaten von dem Eingangsdatensteuerabschnitt (6) an den Steuerabschnitt (10) freigibt.