DD234505A1

DD234505A1 - Schaltungsanordnung zur pruefung

Info

Publication number: DD234505A1
Application number: DD27294285A
Authority: DD
Inventors: Werner Barth; Hubert Helbig; Gerd Richter
Original assignee: Numerik Karl Marx Veb
Priority date: 1985-02-01
Filing date: 1985-02-01
Publication date: 1986-04-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der digitalen Steuerungstechnik. Ziel der Erfindung ist es, Havariesituationen zu vermeiden und Sillstandszeiten der Anlage zu vermindern. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Pruefung von Eingabegebern und Ausgabeverbrauchern der Prozessperipherie und deren Verbindungsleitungen zu einer programmierbaren Steuerung zu schaffen. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass Versorgungsspannungsanschluesse der Eingabegeber und Ausgabeverbraucher mit Pruefimpulsen eines Impulsgenerators beaufschlagt sind, dass jeder Eingabegeber ueber seine Verbindungsleitung zur Eingabe von Prozesssignalen ueber einen Filter an seine Eingabeanpassung, zur Fehlerortung an einen zugeordneten Einbitvergleicher und zur Ueberwachung an je einen Eingang eines ersten Gruppenvergleichers gefuehrt ist, dass jeder Ausgabeverbraucher ueber seine Verbindungsleitung zur Fehlerortung an einen zugeordneten Einbitvergleicher und zur Ueberwachung an je einen Eingang eines zweiten Gruppenvergleichers gefuehrt ist, dass zweite Eingaenge jedes Einbitvergleichers und je eines den Gruppenvergleichern nachgeschalteten Speichers mit Pruefimpulsen des Impulsgenerators beaufschlagt sind, dass Ausgaenge aller Einbitvergleicher und der beiden Speicher ueber die Eingabeeinheit mit der zentralen Steuerungsbaugruppe verbunden sind.

Description

Titel der Erfindung Schaltungsanordnung zur Prüfung Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der digitalen Steuerungstechnik und kann vorteilhaft zur Prüfung von Eingabegebern und Ausgabeverbrauchern der Prozeßperipherie und deren Verbindungsleitungen zu einer programmierbaren Steuerung angewendet werden.

Charakteristik der bekannten techischen Lösungen

Mit der zunehmenden Automatisierung der Industrie erhöhen sich die Anforderungen an die Steuerungstechnik. Ein wichtiges Kriterium für den zuverlässigen Einsatz einer digitalen Steuerung ist ihre Diagnosefähigkeit. Es sind mittlerweile viele Einrichtungen bekannt, die mit mehr oder weniger großem Aufwand die Arbeitsweise der Steuerung selbst kontrollieren. Die Fehler der Steuerung werden ermittelt, indem durch Vergleicher Sollzustände mit Istzuständen verglichen werden. Die Fehlererfassung ist je nach Aufwand mehr oder weniger aufgeschlüsselt. Durch aufwendige Lösungen werden fehlerhaft arbeitende Teile der Anlagen defailliert ermittelt.

Aus DD-WP 141 956 ist eine Prüfeinrichtung für Eingabebaugruppen und Ausgabebaugruppen einer programmierbaren Steuerung bekannt. Darin wird der Signalfluß im Steuerwerk von Ein-/Ausgabebaugruppen verfolgt und stufenweise diagnostiziert. Die Prüfeinrichtung erfaßt alle Elemente des steuerungsinternen Teils. Während des Laufes der Anlage auftretende Ausfälle zu erfassen, hängt von der Möglichkeit ab, in das Funktionsprogramm Diagnoseroutinen einzubauen, ohne den technologischen Ablauf zu s^ü-ren. Diese Möglichkeit ist stets begrenzt, zumal Testschaltvorgänge bei eingeschaltetem Prozeß nicht durchführbar sind. Den' infolge mechanischer Beanspruchung besonders gefährdeten Teil der Wirkelemente wie Eingabegeber und Ausgabeverbraucher, Steckverbinder und Verbin-

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dungsleitungen des angeschlossenen Prozesses diagnostiziert die Prüfeinrichtung nicht.

Mit zunehmender Anzahl von Prozeßelementen und zugehörigen Verbindungsleitungen erhöhen sich die Stillstandszeiten im Fehlerfall, da eine umfangreiche Fehlersuche betrieben werden muß.

Eine Diagnose der Prozeßausgänge einer programmierbaren· Steuerung einschließlich der Verbindungselemente zu den Verbaucnern im Prozeß ist aus der-DD-WP G 05 B/262 785 4 bekannt. Um den Aufwand für die Rückführung von Diangosesignalen über die Prozeßverkabelung gering zu halten, wird eine serielle Arbeitsweise angewendet. Die Ausgabebits werden zu Diagnosegruppen zusammengefaßt und im Diagnosebetrieb einzeln angesteuert. Ober eine Diagnoseabfrageleitung gelangen Diagnosesignale an die Steuerung zur Auswertung. Diese Lösung ist nur als Einschaltdiagnose einsetzbar, da sie eine Ansteuerung bedingt, die im Automatikbetrieb nicht möglich ist.

Eine Schaltungsanordnung zur mit Gleichspannung durchführbaren Durchgangsprüfung ist aus der DE-PS 29 35 585 bekannt. Hierin wird jedes in einer Steueranordnung enthaltene Ausgangselement zusammen mit seiner Installation und seinem vorgeschalteten Treiber angewählt und auf Durchgang geprüft. Die Schaltungsanordnung findet Anwendung bei Stillstand der Steuerung zur Behebung von Funktionsstörungen.

Die Ausfallvvahrscheinlichkeit von Verbindungselementen zum Prozeß ist insbesondere bei mechanischer Bewegung der Anlagenteile im Prozeßbetrieb am größten. Das trifft besonders auf flexibel über Kabelschlepp angeschlossene, bewegte Baugruppen zu,

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Prüfung der Prozeßperipherie und der Verbindungsleitungen zu einer programmierbaren Steuerung so

zu gestalten, daß ohne erhöhten Leitungsaufwand für die Rückführung von Diagnoseechosignalen Havariesituationen vermieden und Stillstandszeiten der Anlage vermindert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Prüfung von Eingabegebern und Ausgabeverbrauchern der Prozeßperipherie und deren Verbindungsleitungen zu einer programmierbaren Steuerung zu schaffen.

Die Steuerung wertet Prüfergebnisse aus und kann diese zur Anzeige bringen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Versorgungsspannungsanschlüsse der Eingabegeber und Ausgabeverbraucher außer mit der Prozeßspannung mit Prüf impulsen eines Impulsgenerators beaufschlagt sind, daß jeder Eingabegeber über seine Verbindungsleitung zur Eingabe von Prozeßsignalen über einen Filter an seine Eingabeanpassung, zur Fehlerortung an einen zugeordneten Einbitvergleicher und zur Überwachung an je einen Eingang eines ersten Gruppen vergleichers geführt ist, daß jeder Ausgabeverbraucher über seine Verbindungsleitung zur Fehlerortung an einen zugeordneten Einbitvergleicher und zur Überwachung an je einen Eingang eines zweiten Gruppenvergleichers geführt ist, daß zweite Eingänge jedes Einbitvergleichers und je eines den Gruppenvergleichern nachgeschalteten Speichers mit Prüf impulsen des Impulsgenerators beaufschlagt sind, daß Ausgänge aller Einbitvergleicher und der beiden Speicher über die Eingabeeinheiten mit der zentralen Steuerungsbaugruppe verbunden sind.

Bei einer auF Relaisbasis aufgebauten Ausgabeanpassung zur Ausgabe von Prozeßsignalen an Ausgabeverbraucher ist dieser ein Filter nachgeschaltet.

Die Prüfung von Eingabegebern und Ausgabeverbrauchern und deren Verbindungsleitungen wird realisiert, indem der Prozeßspannung Prüf impulse überlagert werden.

Einqabeseitiq wird durch Filter verhindert, daß der Prüf impuls als Nutzsignal ausgewertet wird. Ausgabeseitig kommt ein Filter nur zur Anwendung, wenn Ausg'abeschalter der Ausgabeanpassung als Relais ausgeführt sind.

Die Signale auf den Verbindungsleitungen zum Prozeß werden ständig überwacht. Dazu sind sie an die beiden Gruppenvergleicher geführt. Bei Signalausfall auf irgendeiner Verbindungsleitung gibt der entsprechende Gruppenvergleicher eine Fehlermeldung an den nachgeschalteten Speicher. Das Fehlersignal wird durch die Prüf impulse getaktet eingeschrieben und am Ausgang auswertbar. Der Zentraleinheit der Steuerung liegt damit als Prüfergebnis vor, ob sich der gestörte Signalzweig auf der Eingabe- oder Ausgabeseite befindet. Zur exakten Ermittlung des fehlerhaften Signalzweigs wird die Steuerung in den Diagnosebetrieb umgeschaltet, und die Einbitvergleicher gelangen zum Einsatz, jeder 'Signalzweig ist damit einer Prüfung seitens der Zentraleinheit zugängig, die entsprechende Fehleranzeigen auslösen kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Diese zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Prüf urig.

Bezugnehmend darauf ist die Potentialleitunq der Prozeßstromversorgung PSV an die Eingabegeber G 1 und G 2, or3 Masseleitung über den Filter F 4 an die Ausgabeverbraucher A 1 und A 2, die anderen Anschlüsse der Eingabegeber G 1 und G 2, die Entkoppeldiode D und den Impulsgenerator IG geführt. Die Eingabegeber G 1, G 2 sind über ihre Verbindungsleitungen einerseits über ihre jeweiligen

Filter F I, F 2 und die Eingabeanpassungen EA 1, EA 2, andererseits über die Einbitvergleicher E8 1, EB 2 und weiterhin über je einen Eingang des Gruppenvergleichers EV und den nachgeordneten Speicher SPE mit der Eingabeeinheit EE verbunden. Die Ausgabeverbraucher Al. A 2 sind über ihre Verbindunosleitunnen einerseits über die Einbitvergleicher EBl, EB 2 und andererseits über je einen Eingang des Gruppenvergleichers AV und den nachgeordneten Speicher SPA mit der Eingabeeinheit EE verbunden. Die Ausgabeeinheit AE ist über die Ausgabeanpassung auf Transistorbasis AA 1 an, den Ausgabeverbraucher A 1- geführt, und weiterhin ist die Ausgabeeinheit AE über die Ausgabeanpassung auf Relaisbasis AA un-d den Filter F 3 an den Ausgabeverbraucher A 2 geführt. Die Ein- und Ausgabeeinheiten EE und AE sind über die Buskopplung BK und den Steuerungsbus STB mit der Zentraleinheit ZRE der Steuerung verbunden. Als Eingabegeber G 1, G 2 sind beispielsweise Transistorschalter und Relais geeignet. Ausgabeverbraucher A 1, A 2 sind beispielsweise Lampen, induktive und ohmsche Lasten. Ausgabeanpassungen AA 1, AA 2 können auf der Basis von Transistorschaltern, Relais, Thyristoren u. a. ausgeführt sein. Außer , den dargestellten Eingabegebern G 1, G 2 und Ausgabeverbrauchern A 1, A 2 sind weitere Prozeßeinheiten an die Gruppenvergleicher EV, AV anschließbar.

Zur Erläuterung ist der Eingabegeber G 1 als Transistor dargestellt und der Eingabegeber G 2 als Kontakt mit einem zusätzlichen Widerstand zum Durchlaß der Prüf impulse.

Die Prüfung der Wirkelemente, der Steckverbinder und Verbindungsleitungen für die Eingabe- bzw. Ausgabeseite der Steuerung umfaßt deren überwachung während des Automatikbetriebs und die Fehlerortung während des Diagnosebetriebs der Steuerung. Der Impulsgenerator IG legt während der gesamten Prüfung die Prüfimpulse auf die Versorgungsspannungsleitungen. Die Impulshöhe und -breite ist so abgestimmt, daß auf der Eingabeseite keine Störungen durch fehlerhafte Eingabesignale und auf der Ausgabeseite keine rückwirkenden Zerstörungen der Ausgabeschalter auftreten. Die an den Ausgängen der Eingabegeber G- 1, G 2 anliegenden

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mit Prüfimpulsen beaufschlagten Signalpegel dürfen nicht als Nutzsignale seitens der Steuerung ausgewertet v/erden. Aus diesem Grund erfolgt die Filterung der Eingangssignal. Bei langsamen Prozessen können die Prüfimpulse durch die dargestellten Filter F 1, F 2 für hohe Frequenzen vom Logikteil der Steuerung ferngehalten werden. Bei schnellen Prozessen ist bei Verwendung von Steuerrechnern auch Sof tvvaremaskierung möglich, Die Überwachung der-Verbindungsleitungen erfolgt für die Eingabe- und die Ausgabeseite der Steuerung getrennt mittels Gruppenvergleicher EV, AV. Im Fehlerfall erscheint am Ausgang des entsprechenden Gruppenvergleichers EV/ AV ein Fehlersignal, das taktsynchron mit den Prüf impulsen den Speicher EV bzw» AV setzt' und über die Eingabeeinheit EE der Zentraleinheit ZRE zugeführt und durch diese auswertbar wird.

Zur konkreten Ermittlung des fehlerhaften Signalweges wird in den Diagnosebetrieb geschaltet. Jeder einzelne Signalweg ist über seinen Einbitvergleicher EB 1 ... EB 4 überprüfbar. Durch den Einsatz des Impulsgenerators IG in der Phase der Fehlerortung führt das Abfragen der einzelnen Einbitvergleicher EB 1 ... EB 4 schnell zum Auffinden des fehlerhaften Siqnalweqes.

Claims

7 Erf in dungsanspruch

1. Schaltungsanordnung zur Prüfung von Eingaöegebern und Ausgabeverbrauchern der Prozeßperipherie und deren Verbindungsleitungen zu einer programmierbaren Steuerung, die Prüfergebnisse auswertet und zur Anzeige bringen kann, gekennzeichnet dadurch, daß Versorgungsspannungsanschlüsse der Eingabegeber (G 1, G 2) und Ausgabeverbraucher (A 1, A 2) außer mit der Prozeßspannung niit Prüfimpulsen eines Impulsgenerators (IG) beaufschlagt sind, daß jeder Eingabegeber (G I₁ G 2) über seine Verbindungsleitung zur Eingabe von Prozeßsignalen über einen Filter (F 1, F 2) an seine Eingabeanpassung (EA 1, EA 2), zur Fehlerortung an einen zugeordneten Einbitvergleicher (EB I₁ EB 2) und zur Überwachung an je einen Eingang eines ersten Gruppenvergleichers (EV) geführt ist, daß jeder Ausgabeverbraucher (A 1, A 2) über seine Verbindungsleitung zur Fehlerortung an einen zugeordneten Einbitvergleicher (EB 3, EB 4) und zur Überwachung an je einen Eingang eines zweiten Gruppenvergleichers (AV) geführt ist, daß zweite Eingänge jedes Einbitvergleichers (EB 1 ... EB 4) und je eines den Gruppenvergleichern (EV, AV) nachgeschalteten Speichers (SPE, SPA) mit Prüf impulsen des Impulsgenerators (IG) beaufschlagt sind, daß Ausgänge aller Einbitvergleicher (EB 1 ... EB 4) und der beiden Speicher (SPE, SPA) über die Eingabeeinheiten mit der zentralen Steuerungsbaugruppe verbunden sind.

2. Schaltungsanordnung zur Prüfung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, oaPj bei einer auf Relaisbasis aufgebauten Ausgabeanpassung (AA 2) zur Ausgabe von Prozeßsignalen an Ausgabeverbraucher (AZ) dieser ein Filter (F 3) nachgeschaltet ist.

Hierzu ein Blatt ZeichnugnXn -