DD241798A1

DD241798A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A HIERARCHICAL CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: DD241798A1
Application number: DD28172185A
Authority: DD
Inventors: Helmut Geilert; Andreas Hormes; Karl Hess; Eberhard Kehrer
Original assignee: Numerik Karl Marx Veb
Priority date: 1985-10-15
Filing date: 1985-10-15
Publication date: 1986-12-24

Abstract

Schaltungsanordnung fuer ein hierarchisches Steuersystem, das in seiner internen Betriebsweise durch fremdorganisierte Belehrung definierbar und aus modularen Funktionsgruppen, zur Koordination und Bearbeitung verschiedenster Zustandsinformationen und Programmvorgaben, aufgebaut ist. Die Erfindung bezweckt, den Aufbau und die Arbeitsweise hierarchischer Steuersysteme zu vereinfachen. Die Flexibilitaet fuer die Bearbeitung unterschiedlichster Aufgaben soll erhoeht und die interne Verarbeitungsgeschwindigkeit gesteigert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, Funktionseinheiten aus Problemloesungs-Mastereinheiten und prozesssteuernden Slaveeinheiten als Teilsysteme in Hierarchieebenen an einem gemeinsamen BUS-System anzuordnen, die ueber Schnittstellen und vereinheitlichten zentralen Einheiten den Prozessbedingungen entsprechend variabel zur simultanen Bearbeitung von parallel ablaufenden Prozessen und Prozessteilen zuordenbar und optimal modifikationsorientiert sind. Dazu ist eine Problemverwaltungs-Mastereinheit als weitere Hierarchieebene den aus Problemloesungs-Mastereinheit und Slaveeinheiten bestehenden Systemen am gemeinsamen BUS-System uebergeordnet. Am gemeinsamen BUS-System sind zusaetzlich eine Problemaufbereitungs-Mastereinheit und ein Belehrungsinterface zur Eingabe einer Programmiersprache angeschlossen. Die Erfindung ist zur Steuerung umfangreicher und komplizierter Prozesse geeignet. Fig. 1Circuit arrangement for a hierarchical control system, which can be defined in its internal operation by externally organized instruction and modular functional groups, for the coordination and processing of various state information and program specifications. The invention aims to simplify the construction and operation of hierarchical control systems. The flexibility to handle a wide range of tasks should be increased and the internal processing speed increased. The object of the invention is to arrange functional units from problem-solving master units and process-controlling slave units as subsystems in hierarchical levels on a common bus system which can be assigned via interfaces and unified central units to the process conditions variably for simultaneous processing of parallel processes and process parts and optimally modified are. For this purpose, a problem management master unit as a further hierarchical level of the problem-solving master unit and slave units existing systems is superior to the common bus system. In addition, a problem-solving master unit and a teaching interface for entering a programming language are connected to the common BUS system. The invention is suitable for controlling extensive and complicated processes. Fig. 1

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für ein aus modularen Funktionsgruppen aufgebautes, hierarchisches Steuersystem, das in seiner internen Betriebsweise durch fremdorganisierte Belehrung definierbar und damit zur Steuerung verschiedenartiger, insbesondere industrieller, Prozesse anwendbar ist. Solche Steuersysteme sind vorteilhaft zur Koordination und Bearbeitung verschiedenster Zustandsinformationen, beispielsweise in Form von Istwerten und anderen Prozeßrückmeldeinformationen, und Programmvorgaben einsetzbar. Dabei ist es in der Regel notwendig, parallel ablaufende Einzelprozesse oder Prozeßteile gleichzeitig und gleichrangig oder in einer dem Prozeß angepaßten Folgeordnung zu steuern.The invention relates to a circuit arrangement for a built-up of modular functional groups, hierarchical control system, which is definable in its internal operation by externally organized instruction and thus for controlling diverse, especially industrial, processes applicable. Such control systems are advantageously used for coordinating and processing various state information, for example in the form of actual values and other process feedback information, and program specifications. In this case, it is usually necessary to control parallel individual processes or process parts simultaneously and equally or in a sequential order adapted to the process.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, Datenverarbeitungssysteme dezentral und modular aus einer Anzahl selbständiger, gleichberechtigter Rechner-Module und einer beliebigen Anzahl selbständiger gleichberechtigter Peripherie-Module aufzubauen. Jeder Modul enthält einen Prozessor und Speicher an einem lokalen BUS. Die Rechner-Module sind in der Lage, durch Interpretieren von Programmsprachen Anwender- und Dienstleistungsprogramme abzuarbeiten und die Peripherie-Module führen Ein-/ Ausgabefehle aus. Alle Rechner-Module sind über ein übergeordnetes BUS-System an einem Hauptspeicher angeschlossen und untereinander verbunden. Jeder Modul ist zur Bearbeitung von, für ihn bestimmten, Aufgaben befähigt. Andere Aufgaben, die ein Modul nicht bearbeiten kann, werden in einer Auftragssprache über das übergeordnete BUS-System an einen geeigneten Modul übertragen. Durch die modulare Auf- und Abrüstbarkeit des Systems ist ein auf die zu bearbeitenden Aufgaben bezogener Aufbau möglich (DE-OS 3112693).It is known to build data processing systems decentralized and modular from a number of independent, equal computer modules and any number of independent equal peripheral modules. Each module contains a processor and memory on a local BUS. The computer modules are able to process user and service programs by interpreting program languages and the peripheral modules execute input / output commands. All computer modules are connected via a higher-level BUS system to a main memory and interconnected. Each module is capable of handling tasks intended for it. Other tasks that a module can not handle are transmitted in an order language via the higher-level BUS system to a suitable module. Due to the modular capability of the system to be upgraded and dismounted, a structure based on the tasks to be processed is possible (DE-OS 3112693).

Modularität im Aufbau eines solchen Systems erfordert eine den anfallenden Aufgaben entsprechende Anzahl von dafür spezialisierten Moduln. Eine Verteilung der Aufgaben, um eine möglichst gleichmäßige Auslastung der Module zu erreichen, kann von der Anlage selbst nicht organisiert werden. Ebenso können von einem festliegenden Spektrum abweichende Aufgaben nicht gelöst werden.Modularity in the construction of such a system requires a number of specialized modules corresponding to the tasks involved. A distribution of tasks to achieve the most uniform utilization of the modules, can not be organized by the plant itself. Similarly, tasks deviating from a fixed spectrum can not be solved.

Es ist weiterhin eine Schaltungsanordnung für ein hierarchisches Steuersystem bekannt, bei dem eine Mastereinheit, die aus einer Generatoreinheit, einer Koordinatoreinheit und einem Variablenspeicher, die über ein BUS-System untereinander verbunden sind, besteht. An dem BUS-System sind ein periphere Eingabeeinheiten ankoppelndes erstes Interface, ein an Prozeßsignalausgänge angeschlossenes zweites Interface sowie Prozeßteile oder Einzelprozesse steuernde Slaveeinheiten angeschlossen. Die Koordinatoreinheit besteht aus einer Koordinatorsteuereinheit, die über ein Koordinatorinterface an das BUS-System angeschlossen ist. Durch die Koordinatorinterface an das BUS-System angeschlossen ist. Durch die Koordinatoreinheit wird die Arbeitsweise der Slaveeinheiten anhand der im Variablenspeicher abgelegten Bearbeitungsregeln gesteuert. Die Generatoreinheit erstellt aus Prozeßsignalen und von den peripheren Eingabeeinheiten eingegebenen Informationen Bearbeitungsregeln und legt diese im Variablenspeicher ab, wodurch die Arbeitsweise des Gesamtsystems ständig, gemäß den Prozeßrückmeldesignalen und Eingaben von den peripheren Geräten, aktualisiert wird (DD-WP 219978). Ungünstig wirkt sich dabei die Arbeitsweise der Mastereinheit aus, die bei häufigen Eingaben, aus denen sie sich zunächst selbst unorganisierenmuß, um dann mit dem gewonnenen Ergebnis Vorgaben für Slave-Einheiten zu ermitteln, überlastet wird. Dabei sind sowohl die Mastereinheit für ihre Vorgaben an die Slaves als auch die Slaveeinheiten in der Bearbeitung ihrer Aufgaben an eine sequentielle Betriebsweise gebunden. Außerdem wird der interne Ablauf durch die zweiphasige Arbeitsweise, der Generierung und Koordinierung, im Gesamtsystem kompliziert.There is further known a circuit arrangement for a hierarchical control system, in which a master unit, which consists of a generator unit, a coordinator unit and a variable memory, which are interconnected via a bus system. Connected to the BUS system are a first interface coupling peripheral input units, a second interface connected to process signal outputs and slave units controlling process parts or individual processes. The coordinator unit consists of a coordinator control unit which is connected to the BUS system via a coordinator interface. Through the coordinator interface is connected to the BUS system. The coordinator unit controls the operation of the slave units based on the processing rules stored in the variable memory. The generator unit generates processing rules from process signals and information input from the peripheral input units and stores them in the variable memory, whereby the operation of the entire system is constantly updated according to the process feedback signals and inputs from the peripheral devices (DD-WP 219978). The mode of operation of the master unit has an unfavorable effect, which is frequently overloaded with frequent inputs from which it must first disorganize itself in order to then determine specifications for slave units with the result obtained. Both the master unit for its specifications to the slaves and the slave units in the processing of their tasks are bound to a sequential mode of operation. In addition, the internal process is complicated by the two-phase operation, the generation and coordination, in the overall system.

Object of the invention

Die Erfindung bezweckt, den Aufbau und die Arbeitsweise hierarchischer, aus weitestgehend vereinheitlichten Modulen aufgebaute, Steuersysteme zu vereinfachen, wobei die Flexibilität für die Bearbeitung unterschiedlichster Aufgaben weiter erhöht und die interne Verarbeitungsgeschwindigkeit gesteigert werden soll.The invention aims to simplify the structure and operation of hierarchical control systems constructed from largely unified modules while further increasing the flexibility for processing a wide variety of tasks and increasing the internal processing speed.

Explanation of the essence of the invention

Zur weiteren Erhöhung der Anpaßfähigkeit hierarchisch aufgebauter Steuerungssysteme zur Steuerung umfangreicher und diskontinuierlch ablaufender Prozesse ist es Aufgabe der Erfindung, Funktionseinheiten aus Problemlösungs-Mastereinheiten und prozeßsteuernden Slaveeinheiten als Teilsysteme in Hierarchieebenen an einem gemeinsamen BUS-System anzuordnen, die über Schnittstellen und vereinheitlichten zentralen Einheiten den Prozeßbedingungen entsprechend variabel zur simultanen Bearbeitung von parallel ablaufenden Prozesssen oder Prozeßteilen zuordenbar und dabei optimal modifikationsorientiert sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Problemverwaltungs-Mastereinheit als weitere Hierarchieebene den aus Problemlösungs-Mastereinheit und Slaveeinheiten bestehenden Systemen am gemeinsamen BUS^System übergeordnet ist. Gemäß weiterer Ausbildung ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Problemverwaltungs-Mastereinheit ein internes BUS-System aufweist, über das ein interner Systemspeicher, in dem interne Bearbeitungsregeln abgelegt sind, ein interner Funktionsspeicher zur Aufnahme aktueller Prozeßinformationen, eine interne Speicherverwaltungseinheit und eine interne Programmverwaltungs-Operatoreinheit miteinander verbunden sind und an dem ein internes Interface zur Verbindung mit dem gemeinsamen BUS-System angeschlossen ist. Die Ausgänge der Slaveeinheiten sind zur Kommunikation mit den Prozeßsteuermitteln verbunden und zur Übertragung von Rückmeldeinformationen auf ein, am gemeinsamen BUS-System angeschlossenes, Eingabe-Interface geführt. Von der Problemlösungs-Mastereinheit unabhängig und autonom arbeitende Slaveeinheiten sind am gemeinsamen BUS-System, zur Auswahl und Aktivierung durch die Problemverwaltungs-Mastereinheit, angeschlossen, die mit ihren Ausgängen zur Kommunikation mit den Prozeßsteuermitteln und für Rückmeldeinformationen mit dem Eingabeinterface verbunden sind. An dem gemeinsamen BUS-System sind zusätzlich eine Problemaufbereitungs-Mastereinheit und ein, zur Eingabe einer Programmiersprache bestimmtes, Belehrungs-Interface angeschlossen. In der Problemaufbereitungs-Mastereinheit sind an ein internes BUS-System ein interner Lese-Schreib-Speicher, ein internes Interface zum Anschluß an das gemeinsame BUS-System, eine Filtereinheit zur Bestimmung von koordinierenden und aktionsausführenden Elementen der Grammatik der über das interne Interface und das Belehrungsinterface eingebbaren Programmiersprache und eine interne Generatoreinheit zur Ermittlung problembezogener Bearbeitungsanweisungen für die übrigen Einheiten des Steuersystems angeschlossen. Die Slaveeinehiten sind durch Interfaces jeweils mit einem Ein-/Ausgabetor mit den Prozeßsteuermitteln und mit einem Ausgabetor über ein externes BUS-System mit dem Eingabeinterface verbunden. Die Problemverwaltungs-Mastereinheit ist über ihr internes Interface mit den gemeinsamen BUS-Sysemen mehrerer Steuersysteme, gegenseitig entkoppelt, verbunden. Die Problemaufbereitungs-Mastereinheit ist über ihr internes Interface mit mehreren BUS-Systemen, gegenseitig entkoppelt, verbunden. Durch Informationen von den Slaveeinheiten werden die Prozeßsteuermittel beaufschlagt. Prozeßrückmeldungen werden von den Slaveeinheiten empfangen und mit Programminformationen zu neuen Informationen für den Prozeß verarbeitet. Die Problemlösungs-Mastereinheit bereitet für die Slaveeinheiten Programminformationen für deren Betriebs- und Verarbeitungsweise anhand von Ausgang- und Prozeßrückmeldeinformationen, die über das Eingabe-Interface an das gemeinsame BUS-System gemeldet werden, oder Anforderungen, die von den Slave-Einheiten unmittelbar über das gemeinsame BUS-System an die Problemlösungs-Mastereinheit gemeldet werden, auf. Unabhängig von der Problemlösungs-Mastereinheit arbeitende Slaveeinheiten korrespondieren mit dieser zum gegenseitigen Datenaustausch auf gleichberechtigter Basis. Die Problemverwaltungs-Mastereinheit überwacht und koordiniert die von den aus Problemlösungs-Mastereinheit und dieser untergeordneten Slaveeinheiten gebildeten Systemen und den unabhängigen Slaveeinheiten zu bearbeitenden Aufgaben und weist diesen zu bearbeitende Programme und Programmteile zu. In Form einer Programmsprache können über das Belehrungsinterface Steuervariablen, Bearbeitungsbedingungen und Strukturinformationen eingegeben werden, die die Problemaüfbereitungs-Mastereinheit für die Problemverwaltungs-Mastereinheit und die Problemlösungs-Mastereinheit modifiziert und diesen als Bearbeitungsregeln vorgibt.To further increase the adaptability hierarchically structured control systems for controlling extensive and discontinuous running processes, it is an object of the invention to arrange functional units of problem-solving master units and process-controlling slave units as subsystems in hierarchical levels on a common bus system, the process conditions via interfaces and unified central units can be correspondingly variably assigned to the simultaneous processing of parallel processes or process parts and are optimally modification-oriented. According to the invention, this object is achieved in that a problem management master unit as a further hierarchical level is the parent of problem solving master unit and slave units systems on the common BUS ^ system. According to a further embodiment, the invention is characterized in that the problem management master unit has an internal BUS system, via which an internal system memory in which internal processing rules are stored, an internal function memory for recording current process information, an internal memory management unit and an internal program management unit. Operator unit are connected to each other and to which an internal interface for connection to the common bus system is connected. The outputs of the slave units are connected for communication with the process control means and guided for the transmission of feedback information on a, connected to the common bus system, input interface. Independently and autonomously operating slave units from the problem solving master unit are connected to the common bus system for selection and activation by the problem management master unit connected to their outputs for communication with the process control means and for feedback information to the input interface. In addition, a problem-solving master unit and a teaching interface intended for the input of a programming language are connected to the common BUS system. In the problem-solving master unit, an internal BUS system has an internal read-write memory, an internal interface for connection to the common bus system, a filter unit for determining coordinating and action-executing elements of the grammar via the internal interface and the Teach-in interface enter programming language and an internal generator unit connected to the problem-related processing instructions for the other units of the control system. The slave units are connected by interfaces each with an input / output gate with the process control means and with an output gate via an external bus system with the input interface. The problem management master unit is connected via its internal interface to the common BUS systems of several control systems, mutually decoupled. The problem-solving master unit is connected via its internal interface with several BUS systems, mutually decoupled. By information from the slave units, the process control means are acted upon. Process feedback messages are received by the slave units and processed with program information about new information for the process. The problem solving master unit prepares for the slave units program information for their operation and processing on the basis of output and process feedback information, which are reported via the input interface to the common bus system, or requests that are directly from the slave units on the common BUS system to be reported to the problem solving master unit. Independent of the problem solving master unit working slave units correspond with this for mutual data exchange on an equal basis. The problem management master unit monitors and coordinates the tasks to be handled by the systems composed of the problem-solving master unit and these subordinate slave units and the independent slave units, and assigns them programs and program parts to be processed. In the form of a program language, control variables, processing conditions and structural information can be entered via the instruction interface, which modifies the problem-solving master unit for the problem management master unit and the problem-solving master unit and specifies these as processing rules.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: ein Blockschaltbild des gesamten Steuersystems,1 is a block diagram of the entire control system,

Fig. 2: das Blockschaltbild für eine Problemverwaltungs-Mastereinheit,2 shows the block diagram for a problem management master unit,

Fig.3: das Blockschaltbild für eine Problemaufbereitungs-Mastereinheit,3 shows the block diagram for a problem-solving master unit,

Fig.4: eine Kopplungsanordnung für mehrer Steuersysteme.4 shows a coupling arrangement for several control systems.

In Fig. 1 ist eine Problemlösungs-Mastereinheit ME an ein gemeinsames BUS-System SB angeschlossen. Die Problemlösungs-Mastereinheit ME besteht aus einer Koordinatoreinheit K, einer Generatoreinheit G und einem Variablenspeicher VS. In dem Variablenspeicher VS sind Steuervariablen, Bedingungen und Strukturinformationen für steuernde Systeme S1 bis Sm abgelegt. Die Koordinatoreinheit K steuert den routinemäßigen Ablauf, während die Generatoreinheit G aus Prozeßrückmeldesignalen und den im Variablenspeicher VS abgelegten Informationen neue Informationen gewinnt und diese wieder in dem Variablenspeicher VS als Steuervariablen, Bedingungen und Strukturinformationen für die weitere Bearbeitung ablegt. Die steuernden Systeme S1 bis Sm werden aus je einer, an dem gemeinsamen BUS-System SB angeschlossenen, Slaveeinheit SE 1 bis SEn in Verbindung mit der Problemlösungs-Mastereinheit ME gebildet. Jedes dieser Systeme S1 bis Sm steuert einen Einzelprozeß oder ein Teil eines umfangreichen Prozesses. Dazu sind die Ausgänge der Slaveeinheiten SE 1 bis SEm mit Prozeßsteuermitteln P verbunden. Zur Rückmeldung der Ausgabeinformationen der Slaveeinheiten SE 1 bis SEm sind Rückmeldeleitungen auf ein Eingabeinterface IE geführt. Auf dieses Eingabeinterface IE sind außerdem Rückmeldeinformationsleitungen von den Prozeßsteuermitteln P geführt. Bei hohem Informationsbedarf ist es vorteilhaft, die Ein-und Ausgabe der Slaveeinheiten SE1 bis SEn über jeweils ein Ein-/Ausgabeport eines Interfaces durchzuführen und die Rückmeldeinformationen der Slaveeinheiten SE 1 bis SEn über jeweils ein Ausgabeport und ein externes BUS-System EB auf das Eingabeinterface IE zu führen. Neben den, der Problemlösungs-Mastereinheit ME untergeordneten, Slaveeinheiten SE 1 bis SEm sind an dem gemeinsamen BUS-System SB weitere, von der Problemlösungs-Mastereinheit ME unabhängige, autonome Slaveeinheiten SEm + 1 bis SEn angeschlossen. An dem gemeinsamen BUS-System SB sind außerdem eine Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV, als weitere Hierarchieebene zur Problemlösungs-Mastereinheit ME, eine Problemaufbereitungs-Mastereinheit MPA und, zur Eingabe von für den Betrieb des Gesamtsystems notwendigen Informationen in einer Programmsprache, ein Belehrungsinterface (IB) angeordnet.In Fig. 1, a problem-solving master unit ME is connected to a common bus system SB. The problem-solving master unit ME consists of a coordinator unit K, a generator unit G and a variable memory VS. Control variables, conditions and structural information for controlling systems S1 to Sm are stored in the variable memory VS. The coordinator unit K controls the routine procedure, while the generator unit G extracts new information from process feedback signals and the information stored in the variable memory VS and stores them again in the variable memory VS as control variables, conditions and structural information for further processing. The controlling systems S1 to Sm are each formed from a slave unit SE 1 to SEn connected to the common bus system SB in conjunction with the problem-solving master unit ME. Each of these systems S1 to Sm controls a single process or part of a large process. For this purpose, the outputs of the slave units SE 1 to SEm are connected to process control means P. For feedback of the output information of the slave units SE 1 to SEm feedback lines are routed to an input interface IE. In addition, feedback information lines are fed from the process control means P to this input interface IE. In the case of a high need for information, it is advantageous to carry out the input and output of the slave units SE1 to SEn via an input / output port of an interface and the feedback information of the slave units SE 1 to SEn via an output port and an external bus system EB to the input interface To lead IE. In addition to the slave units SE 1 to SEm subordinate to the problem-solving master unit ME, further autonomous slave units SEm + 1 to SEn, independent of the problem-solving master unit ME, are connected to the common BUS system SB. A problem management master unit MPV, as a further hierarchy level for the problem-solving master unit ME, a problem-rendering master unit MPA and, for inputting information necessary for the operation of the entire system in a program language, a teaching interface (IB) are also present on the common BUS system SB. arranged.

Die Slaveeinheiten SE 1 bis SEn bearbeiten ständig die Ein- und Ausgabeinformationen eines Teilprozesses oder eines Prozeßteiles. Über Ein- und Ausgabeleitungen korrespondieren die Slaveeinheiten SE 1 bis SEn mit den Prozeßsteuermitteln P. Über die, auf das Eingabe-Interface IE geführten, Rückmeldeleitungen gelangt ein Abbild der Ausgabeinformationen der Slaveeinheiten SE 1 bis SEn auf das gemeinsame BUS-System SB und damit an die Problemlösungs-Mastereinheit ME oder an die Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV. Bei einem Informationsaustausch der Slaveeinheiten SE 1 bis SEn mit den Prozeßsteuermitteln P in einer größeren Datenb^eite, erfolgt dieser über die Interfaces IS1 bis ISn und die Ausgabeinformationen werden an das externe BUS-System SB und von diesem durch das Eingabe-Interface IE auf das gemeinsame BUS-System SB und damit an die Problemlösungs-Mastereinheit ME oder an die Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV zurückgemeldet. Aus solchen rückmeldeinformationen und aus Anforderungen der Slaveeinheiten SE 1 bis SEm, die sich aus deren Bearbeitungszustand ergeben, über das gemeinsame BUS-System SB ermittelt die Problemlösungs-Mastereinheit ME anhand von Programminformationen im Variablenspeicher VS neue Instruktionen für die Slaveeinehiten SE 1 bis SEm, die daraus Daten und Befehle für die Prozeßsteuermittel P ableiten. Die Rückmeldeinformationen der autonomen Slaveeinheiten SEm + 1 bis SEn und der Bearbeitungszustand und der Informationsbedarf der Problemlösungs-Mastereinheit ME werden von der Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV überwacht, die anhand ihrer gespeicherten Bearbeitungsregeln Programminstruktionen an diese Einheiten ausgibt, wobei eine Aufgabenverteilung erfolgt.The slave units SE 1 to SEn constantly process the input and output information of a sub-process or a process part. Via input and output lines, the slave units SE 1 to SEn correspond to the process control means P. Via the feedback lines routed to the input interface IE, an image of the output information of the slave units SE 1 to SEn reaches the common bus system SB and thus the problem solving master unit ME or the problem management master unit MPV. In an exchange of information of the slave units SE 1 to SEn with the process control means P in a larger Datenb ^ eite, this is done via the interfaces IS1 to ISn and the output information to the external bus system SB and from there through the input interface IE to the common BUS system SB and thus returned to the problem-solving master unit ME or to the problem management master unit MPV. From such feedback information and from requirements of the slave units SE 1 to SEm, which result from their processing state, via the common BUS system SB, the problem solving master unit ME determined by program information in the variable memory VS new instructions for the slave units SE 1 to SEm, the derive therefrom data and commands for the process control means P. The feedback information of the autonomous slave units SEm + 1 to SEn and the processing status and information requirement of the problem solving master unit ME are monitored by the problem management master unit MPV, which issues program instructions to these units based on its stored processing rules, with a task distribution.

Über das Belehrungsinterface IB können in Form einer Programmsprache Steuervariablen, Bearbeitungsregeln, Bedingungen und Strukturinformationen eingegeben werden, die von der Problemaufbereitungs-Mastereinheit MPA als Anweisungen für die Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV, die Problemlösungs-Mastereinheit ME und die autonomen Slaveeinheiten SEm + 1 bis SEn aufbereitet werden. Dadurch ist es möglich, das Steuersystem veränderten Bedingungen anzupassen oder zur Bearbeitung unterschiedlicher Programme und Aufgaben zu befähigen.Control variables, processing rules, conditions and structure information can be input via the instruction interface IB in the form of a program language which the problem-solving master unit MPA processes as instructions for the problem management master unit MPV, the problem-solving master unit ME and the autonomous slave units SEm + 1 to SEn become. This makes it possible to adapt the control system to changed conditions or to enable it to process different programs and tasks.

In Fig.2 ist das Blockschaltbild einer Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV gezeigt. An einem internen BUS-System IBMPV sind ein interner Funktionsspeicher IFS, ein interner Systemspeicher ISS, eine interne Problemverwaltungs-Operatoreinheit lOPV und zur Verbindung mit dem gemeinsamen BUS-System SB ein internes Interface IMPVI angeschlossen. In dem internen Funktionsspeicher IFS sind universelle Koordinationsmöglichkeiten für alle im gemeinsamen BUS-System SB angeschlossenen Steuerungseinheiten, in Gestalt der aus der Problemlösungs-Mastereinheit ME und den ihr untergeordneten Slaveeinheiten SE 1 bis SEm und der autonomen Slaveeinheiten SEm + 1 bis SEn, abgelegt. Mit diesen statischen Bedingungen ist es der internen Problemverwaltungs-Operatoreinheit lOPV möglich, nach dem dadurch festgeschriebenen Programm und aufgrund von Anforderungen der Steuerungseinheiten, Anweisungen zur Bearbeitung von Aufgaben über das interne Interface IMPVJ an diese auszugeben. Im Rahmen des im internen Funktionsspeicher IFS eingespeicherten Programmes ist damit eine optimale Aufgabenverteilung möglich. In den internen Systemspeicher ISS können vom gemeinsamen BUS-System SB über das interne Interface IMPVJ weitere Koordinationsmöglichkeiten für weitere Steuerungseinheiten, die im internen Funktionsspeicher IFS nicht berücksichtigt sind, eingegeben werden. Zur Einspeicherung und zum schnellen Zugriff, entsprechend der Speichersystematik im internen Funktionsspeicher IFS zum internen Systemspeicher ISS, werden die Informationen der erweiternden Koordinationsmöglichkeiten von dem internen Speicherverwalter ISV geordnet und die Einspeicherung und Abfrage gesteuert. Durch die Erweiterung der Koordinationsmöglichkeiten mit Hilfe des internen Systemspeichers ISS ist eine beliebige Erweiterung des gesamten Steuersystems möglich, die nur durch die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV begrenzt wird.FIG. 2 shows the block diagram of a problem management master unit MPV. On an internal bus system IBMPV are connected an internal function memory IFS, an internal system memory ISS, an internal problem management operator unit IOOP and for connection to the common BUS system SB an internal interface IMPVI. In the internal function memory IFS universal coordination options for all in the common bus system SB connected control units, in the form of the problem solving master unit ME and its subordinate slave units SE 1 to SEm and the autonomous slave units SEm + 1 to SEn, stored. With these static conditions, it is possible for the internal problem management operator unit IOOP to issue instructions for processing tasks via the internal interface IMPVJ to the internal problem management operator unit IOOP, in accordance with the program thus written and due to requests from the control units. Within the framework of the program stored in the internal function memory IFS, an optimal distribution of tasks is thus possible. In the internal system memory ISS can be of the common bus system SB via the internal interface IMPVJ further coordination options for other control units, which are not included in the internal function memory IFS, are entered. For storage and for fast access, according to the storage system in the internal function memory IFS to the internal system memory ISS, the information of the expanding coordination options are ordered by the internal memory manager ISV and controlled the storage and retrieval. By extending the coordination possibilities with the aid of the internal system memory ISS, any extension of the entire control system is possible, which is limited only by the processing speed of the problem management master unit MPV.

Die Fig.3 zeigt das Blockschaltbild einer Problemaufbereitungs-Mastereinheit MPA. An einem internen BUS-System IBMPA sind eine Generatoreinheit IGMPA als aktive Einheit, ein interner Speicher ISPMPA, eine interne Filtereinheit IFMPA und zur Verbindung mit dem gemeinsamen BUS-System SB, ein internes Interface IMPAJ angeschlossen. Über das gemeinsame BUS-System SB ist die Problemaufberettungs-Mastereinheit MPA mit dem Belehrungsinterface IB verbunden. Die von dem Belehrungsinterface IB auf das gemeinsame BUS-System SB in Form einer Programmsprache eingegebenen Informationen werden durch das interne Interface IMPAI empfangen und auf das interne BUS-System IBMPA gegeben. Mit Hilfe3 shows the block diagram of a problem-solving master unit MPA. On an internal bus system IBMPA, a generator unit IGMPA as an active unit, an internal memory ISPMPA, an internal filter unit IFMPA and for connection to the common bus system SB, an internal interface IMPAJ are connected. Via the common BUS system SB, the problem recovery master unit MPA is connected to the instruction interface IB. The information input from the teaching interface IB to the common bus system SB in the form of a program language is received by the internal interface IMPAI and given to the internal bus system IBMPA. With help

der internen Filtereinheit IFMPA werden durch die interne Generatoreinheit IGMPA diese eingegebenen Informationen in koordinierende und aktionsausführende Elemente getrennt und danach als Steuervariablen, Bedingungen und Strukturinformationen im internen Speicher ISPMPA abgelegt. Auf diese Weise werden neue Anweisungen für die Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV und die Problemlösungs-Mastereinheit ME gewonnen, die von diesen in einer gesonderten Bearbeitungsroutine, in der die Problemaufbereitungs-Mastereinheit MPA mit der Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV oder der Problemlösungs-Mastereinheit ME gekoppelt ist, übernommen und in deren interne Systemspeicher bzw. in den Variablenspeicher VS abgelegt werden.In the internal filter unit IFMPA, this input information is separated into coordinating and action-executing elements by the internal generator unit IGMPA and then stored in the internal memory ISPMPA as control variables, conditions and structure information. In this way, new instructions are obtained for the problem management master unit MPV and the problem solving master unit ME, which are coupled by them in a separate processing routine in which the problem-solving master unit MPA is coupled to the problem management master unit MPV or the problem-solving master unit ME. taken over and stored in the internal system memory or in the variable memory VS.

In Fig.4 ist eine Kopplungsanordnung für mehrere Steuersysteme, von denen ein eigenes, gemeinsames BUS-System SB 1 bis SBk aufweist, dargestellt. Für alle diese gemeinsamen BUS-Systeme SB 1 bis SBk ist lediglich eine Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV und ebenso nur eine Problemaufbereitungs-Mastereinheit MPA vorgesehen. An jeden gemeinsamen BUS-System SB 1 bis SBk kann jeweils eine, zusammen mit untergeordneten Slaveeinheiten SE 1.1 bis SEmkSysteme bildende, Problemlösungs-Mastereinheit ME1 bis MEk ebenso wie weitere autonome Slaveeinheiten SE (m + 1)1 bis SEnk angeschlossen sein. Je nach Bestimmung des durch ein gemeinsames BUS-System SB 1 bis SBk gebildeten Steuersystems können an diesem auch ausschließlich aus einer Problemlösungs-Mastereinheit ME1 bis MEk mit untergeordneten Slaveeinheiten SE 1.1 bis SEmk gebildete Systeme oder ausschließlich autonome Slaveeinheiten SE (m + 1).1 bis SEnk angeordnet sein4 shows a coupling arrangement for a plurality of control systems, one of which has its own common bus system SB 1 to SBk. For all these common bus systems SB 1 to SBk, only one problem management master unit MPV and also only one problem recovery master unit MPA are provided. A common problem solving master unit ME1 to MEk, as well as further autonomous slave units SE (m + 1) 1 to SEnk, can each be connected to each common BUS system SB 1 to SBk, together with subordinate slave units SE 1.1 to SEmkSysteme. Depending on the determination of the control system formed by a common bus system SB 1 to SBk, systems exclusively comprising a problem-solving master unit ME1 to MEk with subordinate slave units SE 1.1 to SEmk or exclusively autonomous slave units SE (m + 1) .1 be arranged until SEnk

Die Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV steuert und überwacht in simultaner Betriebsweise die Bearbeitung der Aufgaben durch die an den gemeinsamen BUS-Systemen SB 1 bis SBk angeschlossenen Einheiten. In gleicherweise werden verändernde Instruktionen von der Problemaufbereitungs-Mastereinheit MPA bearbeitet und der Problemverwaltungs-Mastereinheit MPV bereitgestellt. Jedes Steuersystem kann dabei zur Steuerung und Überwachung eines parallel zu anderen Prozessen ablaufenden Prozesses, die voneinander unabhängige Einzelprozesse oder Teilprozesse eines komplexen Ablaufes sein können, verwendet werden. The problem management master unit MPV controls and monitors, in simultaneous operation, the processing of the tasks by the units connected to the common bus systems SB 1 to SBk. Likewise, changing instructions are processed by the problem-solving master unit MPA and provided to the problem management master unit MPV. Each control system can be used to control and monitor a process that runs parallel to other processes, which can be independent individual processes or sub-processes of a complex process.

Claims

Invention claim:

A circuit arrangement for a hierarchical control system having a problem-solving master unit based on stored information and process events, processing routines and coordinating and a plurality of process-controlled slave units connected thereto via a common bus system, characterized in that a problem management master unit (MPV) as another hierarchical level from the problem-solving master unit (ME) and slave units (SE 1 to SEm) existing systems (S 1 to SM) is superior to the common bus system (SB).

2. Circuit arrangement for a hierarchical control system according to item!, Characterized in that the problem management master unit (MPV) comprises an internal bus system (IBMPV), via which an internal system memory (ISS), are stored in the internal processing rules, an internal Function memory (IFS) for receiving current process information, an internal memory management unit (ISV) and an internal problem management operator unit (lOPV) are interconnected and to which an internal interface (IMPVI) is connected for connection to the common bus system.

3. Circuit arrangement for a hierarchical control system according to item 1 and 2, characterized in that the outputs of the slave units (SE 1 to SEm) for communication of feedback information on a, on the common bus system (SB) connected input interface (IE) are performed.

4. Circuit arrangement for a hierarchical control system according to item 1 to 3, characterized in that the problem solving master unit (ME) independently and autonomously operating slave units (SEm + 1 to SEn) on the common bus system (SB), for selection and activation by the problem management master unit (MPV) connected to its outputs for communication with the process control means (P) and for feedback information to the input interface (IE).

5. Circuit arrangement for a hierarchical control system according to item 1 to 4, characterized in that in addition to the common bus system (SB) connected to a Problemaufbereitungs master unit (MPA) and, for entering a programming language, teaching interface (IB) are.

6. Circuit arrangement for a hierarchical control system according to item 5, characterized in that in the problem-solving master unit (MPA) to an internal bus system (IBMPA) an internal read-write memory (ISPMPA), an internal interface (IMPAJ) for Connection to the common BUS system (SB), a filter unit (IFMPA) for determining coordinating and action-executing elements of the grammar of the programming language input via the internal interface (IMPAI) and the instruction interface (IB) and an internal generator unit (IGMPA) for determination Problem-related editing instructions for the other units of the control system are connected.

7. Circuit arrangement for a hierarchical control system according to item 1 to 6, characterized in that the slave units (SE 1 to SEm, SEm + 1 to SEn) through interfaces (IS1 to ISm, ISM + 1 to ISn) each with an input / Output gate connected to the process control means (P) and with an output gate via an external bus system (EB) to the input interface (IB) .sind.

8. Circuit arrangement for a hierarchical control system according to items 1 to 7, characterized in that the problem management master unit (MPV) via their internal interface (IMPVI) with the common bus systems (SB 1 to SBn) of several control systems, mutually decoupled connected is.

9. Circuit arrangement for a hierarchical control system according to item 1 to 7, characterized in that the problem-solving master unit (MPA) via its internal interface (IMPAJ) with a plurality of bus systems (SB 1 to SBn), mutually decoupled, is connected.