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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Steuerschaltung zur Konfiguration
zumindest eines Ein-/Ausgabe-Modul-Steckerpins,
ein Ein-/Ausgabe-Modul, eine Programmierbare logische Steuerschaltung
PLC, und ein Verfahren zur Konfiguration zumindest eines Ein-/Ausgabe-Modul-Steckerpins unter
Verwendung einer Steuerschaltung.
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Ein-Ausgabe-Module
(E/A-Module) werden zur Verbindung einer Vorrichtung wie beispielsweise einer
programmierbaren logischen Steuereinrichtung (PLC) mit einer Geräteschnittstelle
derart verwendet, daß die
PLC das Gerät
steuern kann. Wenn Benutzer E/A-Module installieren, verdrahten
sie typischerweise jeden Punkt, der gesteuert wird, einzeln mit
dem spezifischen E/A-Punkt. Es sind Kosten mit der Handhabung dieser
Verdrahtung verbunden, und die Verdrahtung ruft mannigfaltige Gelegenheiten
für Fehler
hervor und erhöht
die gesamten Installationskosten. Da jeder Punkt bei dem Modul einzeln
verdrahtet ist, wird zur Verbindung des E/A-Moduls mit der Geräteschnittstelle
ein auf das spezifisch verdrahtete E/A-Modul angepaßtes Kabel
verwendet. Daher werden zur Verbindung unterschiedlicher Geräteschnittstellen
mit dem gleichen E/A-Modul mehrere angepaßte Steckerkabel verwendet.
Diese angepaßten
Kabel stellen zusätzliche
Kosten des Betriebs der Geräte
dar, und da mehrere Kabel für
mehrere Geräte
verwendet werden, können
die Kabel verlorengehen oder beschädigt werden, wenn sie nicht
in Gebrauch sind.
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US 5,563,526 A offenbart
Operationsverstärker-Komparator-Schaltungen, die
entweder als Operationsverstärker
oder als ein einfacher Komparator arbeiten können.
7 zeigt
einen Aufbau, bei dem vier Operationsverstärker-Komparator-Schaltungen
102–
105 durch
vier analoge Schaltersätze
107–
110 mit
vier Eingangsgins IN0–IN3
und mit vier Ausgangspins O
0–O
3 verbunden sind. Wenn zum Beispiel dem Eingangspin
IN3 ein digitales Signal zugeführt wird,
kann der Schalter
107 geschlossen werden, so dass das digitale
Signal die Operationsverstärker-Komparator-Schaltungen
102–
105 umgeht
und direkt zu der Ausgangsleitung O
0 fließt. Diese
Druckschrift strebt die Bereitstellung einer Schaltung an, die entweder
als ein Operationsverstärker
oder als ein einfacher Komparator arbeitet.
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US 4,764,868 A offenbart
eine Komparatorschaltung, der eine Leitungsspannung und eine Lastspannung
darstellende Signale zugeführt
werden.
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US 4,952,934 A offenbart
einen Komparator, dessen erstem Eingang entweder über einen
Schalter ein durch einen DAC erzeugtes analoges Signal oder über einen
Schalter ein erstes externes analoges Signal zugeführt werden
kann, und dessen zweitem Eingang über einen Schalter ein zweites
externes analoges Signal zugeführt
werden kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung zur Konfiguration
zumindest eines Ein-/Ausgabe-Modul-Steckerpins
und ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, die eine Verwendung
des Steckerpins in verschiedenen Betriebsarten ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 18 gelöst.
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Weiterhin
soll mit der Erfindung ein eine solche Steuerschaltung aufweisendes
Ein-/Ausgabe-Modul bzw. eine eine solche Steuerschaltung enthaltende
programmierbare logische Steuereinrichtung PLC bereitgestellt werden.
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Dies
wird mit dem Ein-/Ausgabe-Modul gemäß Patentanspruch 4 bzw. der
programmierbaren logischen Steuereinrichtung PLC gemäß Patentanspruch
11 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine
Konfiguration des zumindest einen Steckerpins wird durch einen Einschaltzustand
der Anschlüsse
bestimmt.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
beschrieben.
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1 zeigt
eine obere Draufsicht auf eine modulare programmierbare logische
Steuereinrichtung einschließlich
einer Vielzahl von Ein-Ausgabe-Modul-Trägern.
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2 zeigt
eine Explosionsansicht eines Teils der in 1 gezeigten
Steuereinrichtung.
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3 zeigt
ein Blockschaltbild einer Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird ein Steckersystem für
ein E/A-Modul einschließlich
einer Schaltung bereitgestellt, die eine Konfiguration zumindest
einen Punkts an einem E/A-Modul auf einen diskreten Eingang oder Ausgang,
einen analogen Eingang oder Ausgang, Energie oder Erde durch eine
Steuerung einer Position von mehreren Schaltern unterstützt, wie
es nachstehend ausführlich
beschrieben ist. Das System ermöglicht
es einem Kunden, selbst dann ein Standardkabel zur Verbindung des
E/A-Moduls mit mehreren Geräteschnittstellen zu
verwenden, wenn die Geräteschnittstellen
unterschiedliche Pinkonfigurationen aufweisen. Insbesondere ist
bei einem Ausführungsbeispiel
jeder Pin eines E/A-Steckers eines E/A-Moduls konfigurierbar, um
eine Anpassung der E/A-Modul-Anforderungen an
die Geräteschnittstellenanforderungen
zu ermöglichen.
Darüber
hinaus ist zumindest ein Pin bei dem E/A-Stecker auf einen diskreten
Eingang oder Ausgang, einen analogen Eingang oder Ausgang, Energie
und Erde konfigurierbar.
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1 zeigt
eine obere Draufsicht auf eine modulare programmierbare logische
Steuereinrichtung 10 einschließlich einer mit einer Vielzahl
von E/A-Modul-Trägern 14 des
Steckertyps, einer Vielzahl von Trägern 16 des E/A-Klemmentyps
und einem an einem Abschnitt von 7,5 mm × 35 mm einer DIN-Schiene 20,
die elektrisch geerdet ist und eine leitfähige, korrosionsbeständige Oberfläche 22 aufweist,
installierten Energieverstärker
(power booster) 18 verbundenen CPU 12. Die DIN-Schiene 20 kann für eine Vibrationsbeständigkeit
an einer (nicht gezeigten) Konsole angebracht sein, und zudem können die
E/A-Modul-Träger 14, 16 für eine maximale Beständigkeit
gegen mechanische Vibration und Erschütterung an der Konsole angebracht
sein.
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Die
CPU 12 umfaßt
serielle Anschlüsse 24 zur
Verbindung und Vernetzung mit (nicht gezeigten) externen Computern
und Steuerungen und eine Vielzahl von LED 26 zur Anzeige
von Betriebsangaben der CPU 12. Energie für den Modulbetrieb
wird durch eine (nicht gezeigte) direkt an der CPU 12 angebrachte
Energieversorgung zugeführt.
Der Energieverstärker 18 kann
bereitgestellt werden, falls er für eine ausgewählte Anwendung
nötig ist,
ist jedoch in vielen Fällen
nicht erforderlich. Während
wie gezeigt sechs E/A-Modul-Träger 14, 16 und
E/A-Module 28 mit der CPU 12 verbunden sind, wird
es erwähnt,
daß die
CPU 12 als eine Systemsteuereinrichtung für mehr oder
weniger E/A-Modul-Träger 14, 16 und
unterschiedliche Kombinationen von E/A-Modulen 28 arbeiten kann, die
für eine
bestimmte Anwendung verlangt werden. Ferner können andere Zubehörteile und
Komponenten über
die gezeigten und beschriebenen hinaus bei einer bestimmten Anwendung
in dem Bereich der Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann
eine CPU des VERSAMAX-Systems als eine Systemsteuereinrichtung für bis zu
acht E/A-Modul-Träger
und E/A-Module, die bis zu 256 lokale E/A-Punkte bereitstellen,
arbeiten und unterstützt
eine Reihe von Komponenten und Zubehörteilen, die von der GE Fanuc
Automation Corporation aus Charlottesville, Virginia angeboten werden.
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Jeder
der Modul-Träger 14, 16 wird
mit einem für
einen speziellen Zweck angepaßten,
austauschbaren E/A-Modul 28 verbunden, und jeder E/A-Modul-Träger 14, 16 umfaßt eine
Vielzahl von an jeweilige E/A-Module 28 angrenzenden Klemmenverbindungen 30.
Die Modul-Träger 16 des
Klemmentyps umfassen Schraubklemmen 32 (screw terminals)
zur Verbindung mit (nicht gezeigten) E/A-Vorrichtungen, und die
Modul-Träger 14 des
Steckertyps umfassen Pinstecker 34 zur Befestigung eines
(nicht gezeigten) E/A-Kabels, das zudem an (nicht gezeigten) zwischengeschalteten
Klemmen mit Klemmenverbindungen zur Verbindung mit E/A-Vorrichtungen befestigt
ist. Zusätzliche
Klemmenverbindungen können
für zusätzliche
Leitungsverbindungen für E/A-Vorrichtungen
bereitgestellt werden, z. B. mit einer Hilfsklemmenleiste 36,
die mit einem der Träger 16 des
Klemmentyps verbunden ist.
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2 zeigt
eine Explosionsansicht eines E/A-Modul-Aufbaus 80 des Steckertyps
einschließlich
eines E/A-Modul-Trägers 14 des
Steckertyps, eines E/A-Moduls 28, eines E/A-Kabels 82 und
eines zwischengeschalteten Klemmenblocks 84. Der E/A-Modul-Träger 14 des
Steckertyps umfaßt
einen primären
Verbindungssockel 86 und einen sekundären Verbindungssockel 88,
die zur Aufnahme von (nicht gezeigten) Pinverbindungen des E/A-Moduls 28 eingerichtet
sind. Verschlüsselungswählscheiben 90 an
dem E/A-Modul-Träger 14 werden
dazu verwendet, es sicherzustellen, daß ein richtiger Modultyp auf
dem E/A-Modul-Träger 14 installiert
wird, indem jede Wählscheibe 90 derart
manipuliert wird, daß sie
zu einer auf einer Unterseite des E/A-Moduls gefundenen, firmenmäßig verschlüsselten
Einstellung (nicht gezeigt) paßt,
z. B. einer Zahl und einem Buchstaben entsprechend jeder Wählscheibe.
T-förmige
Schüsselschlitze 92 befinden
sich angrenzend an den sekundären
Verbindungssockel 88, um (nicht gezeigte) komplementäre Vorsprünge auf
der Unterseite des E/A-Moduls 28 aufzunehmen und es sicherzustellen,
daß die
E/A-Modul-Pinverbindungen in einer geraden oder ebenen Art und Weise
in den primären
Verbindungssockel 86 bzw. sekundären Verbindungssockel 88 eingeführt werden.
Eine Sperre 94 ist angrenzend an den primären Verbindungssockel 86 positioniert,
um die Verbindung des E/A-Modul-Trägers 14 und des E/A-Moduls 28 zu
sichern.
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Der
primäre
Verbindungssockel 86 bzw. sekundäre Verbindungssockel 88 umfassen
jeweils für 16
E/A-Punkte entworfene Verbindungen, für eine Gesamtheit von 32 E/A-Punkten. Ein erster
Pinsockelstecker 96 für
ein Schnittstellen-E/A-Kabel 82, das mit einem zweiten Pinsockelstecker 98 an
dem zwischengeschalteten Klemmenblock 84 verbunden wird,
befindet sich angrenzend an den primären Verbindungssockel 86 und
sekundären
Verbindungssockel 88. Eine primäre Klemmenleiste 100 und
sekundäre
Klemmenleiste 102 sind unter dem zweiten Pinsockelstecker 98 an
dem zwischengeschalteten Klemmenblock 84 positioniert,
um E/A-Punkt-Verbindungen mit (nicht gezeigten) E/A-Vorrichtungen
anzubringen (landing). Die primäre
Klemmenleiste 100 ist mit dem primären Verbindungssockel 86 elektrisch verbunden,
und die sekundäre
Klemmenleiste 102 ist mit dem sekundären Verbindungssockel 88 elektrisch
verbunden. Jede Klemmenleiste 100, 102 umfaßt achtzehn
Schraubklemmen 104, sechzehn Schraubklemmen zur Verbindung
mit sechzehn E/A-Punkten
und zwei gemeinsame Schraubklemmen/Energieschraubklemmen.
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Das
E/A-Modul 28 ist dazu entworfen, 16 E/A-Punkte statt der
typischen 32 E/A-Punkte aufzunehmen, um die Schaltungsdichte zu
verringern, die Verlustleistung zu verringern und die Kosten zu
senken. Somit wird lediglich ein Teil der E/A-Punkte des E/A-Modul-Trägers tatsächlich durch
das E/A-Modul 28 verwendet. Folglich sind nicht verwendete E/A-Punkte
bei dem E/A-Modul-Träger 14 und
die zugeordneten Klemmenverbindungen an dem ersten Pinsockelstecker 96 und
zweiten Pinsockelstecker 98, die dann wieder über das
E/A-Kabel 82 mit den Klemmenleisten 100, 102 des
zwischengeschalteten Klemmenblocks verbunden sind, offen geschaltet. Daher
können
lediglich die E/A-Punkten
bei dem E/A-Modul-Träger 14,
die tatsächlich
durch das E/A-Modul 28 verwendet und über das E/A-Kabel 82 mit
den Klemmenleisten 100, 102 verbunden werden,
zugeordneten Klemmen für
Leitungsverbindungen verwendet werden. Folglich sind normalerweise eine
Hilfsklemmenleiste oder mehrere Hilfsklemmenleisten 36 (in 1 gezeigt)
zur Befestigung an dem zwischengeschalteten Klemmenblock 84 zum
Anbringen von Erdungsleitungen von E/A-Vorrichtungen erforderlich.
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Während 2 ein
spezifisches Ausführungsbeispiel
von E/A-Modul-Träger-Aufbauten
veranschaulicht, ist es beabsichtigt, daß andere Typen von E/A-Modul-Trägern und
E/A-Modulen wie beispielsweise die von der GE Fanuc Automation Corporation
aus Charlottesville, Virginia angebotenen in Verbindung mit der
Erfindung verwendet werden können.
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3 zeigt
ein Blockschaltbild einer Schaltung 110 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Die Schaltung 110 umfaßt einen Pin 112, und
die Schaltung 110 ist derart konfigurierbar, daß der Pin 112 eine
Reihe von Funktionen durchführen kann,
wie es nachstehend erläutert
ist. Eine (nicht gezeigte) PLC weist typischerweise vier Pins auf,
die mit einer Vorrichtung eines Benutzers verbindbar sind. Eine
Verwendung der Schaltung 110 für jeden der vier Pins ermöglicht es,
daß jeder
Pin eine Reihe von Funktionen derart durchführt, daß ein Standardkabel die PLC
mit der Vorrichtung des Benutzers verbinden kann.
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Die
Schaltung 110 umfaßt
einen Mikrocontroller 114 mit einem einen Pull-down-Schaltaufbau 118 der
Schaltung 110 steuernden Pull-down-Anschluß (PD) 116 und
einem einen Pull-up-Schaltaufbau 122 der Schaltung 110 steuernden
Pull-up-Anschluß (PU) 120.
Ein Diskret-hoch-Anschluß (DH) 124 steuert
einen Diskret-hoch-Schaltaufbau 126, und ein Diskret-niedrig-Anschluß (DL) 128 steuert
einen Diskret-niedrig-Schaltaufbau 130 der
Schaltung 110. Ein Positive-15-Volt-Anschluß (P15 V) 132 steuert
einen Positive-15-Volt-Schaltaufbau 134,
und ein Negative-15-Volt-Anschluß (N15 V) 136 steuert
einen Negative-15-Volt-Schaltaufbau 138 der Schaltung 110.
Ein Bereichsanschluß (BEREICH) 140 steuert einen
Bereichsschaltaufbau 142, und ein Spannungsausgangsanschluß (VAUS) 144 steuert einen
Spannungsausgangsschaltaufbau 146 der Schaltung 110.
Genauer umfaßt
jeder Schaltaufbau 118, 122, 126, 130, 134, 138, 142 und 146 einen Schalter 148,
und jeder Anschluß 116, 120, 124, 128, 132, 136, 140 und 144 steuert
einen jeweiligen Schalter 148. Die Schaltung 110 umfaßt auch
einen Vier-Kanal-Acht-Bit-Digital-Analog-Wandler (DAU) 150 und
einen Komparator 152. Ein Ausgang 154 des Komparators 152 ist
mit einem Komparatoranschluß (CP) 156 des
Mikrocontrollers 114 verbunden. Der Mikrocontroller 114 umfaßt auch
eine serielle Peripherieschnittstelle (SPI) 158 mit Pins
für Dateneingang
(DEIN) 159, seriellen Takt (STAKT) 161 und zwei
Chipauswahlen (CS) 162. So, wie er dabei verwendet wird,
ist der Ausdruck Mikrocontroller nicht nur auf die integrierten
Schaltungen beschränkt,
auf die in dem Fachgebiet als Mikrocontroller Bezug genommen wird,
sondern bezieht sich allgemein auf Mikrocontroller, Prozessoren,
Computer, Mikrocomputer, anwendungsspezifische Schaltkreise und
andere programmierbare Schaltungen.
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In
Gebrauch ist die Schaltung 110 derart konfigurierbar, daß der Pin 112 in
verschiedenen Betriebsarten wie beispielsweise einer Hochimpedanzbetriebsart,
einer 24-Volt-positiver-logischer-diskreter-Eingang-Betriebsart,
einer 24-Volt-negativer-logischer-diskreter-Eingang-Betriebsart, einer 24-Volt-hohe-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart ohne
Erfassung einer offenen Leitung, einer 24-Volt-hohe-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart mit
Erfassung einer offenen Leitung, einer 24-Volt-Versorgung-Betriebsart, einer
Null-Volt-niedrige-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart ohne Erfassung einer
offenen Leitung, einer Null-Volt-niedrige-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart mit Erfassung
einer offenen Leitung, einer Erdungsbetriebsart, einer Null-bis-zehn-Volt-analoger- Eingang-Betriebsart,
einer Null-bis-zehn-Volt-analoger-Ausgang-Betriebsart, einer +15-Volt-Versorgung-Betriebsart
und einer –15-Volt-Versorgung-Betriebsart, jedoch
nicht darauf beschränkt,
verwendet werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die nachstehende
Funktionalität
durchführende
Software zur Konfiguration der E/A-Steckerpins verwendet. Darüber hinaus
steuert ein Schaltzustand der Schaltungsschalter den Pin derart,
daß er
einen diskreten Eingang oder Ausgang, einen analogen Eingang oder Ausgang,
Energie und Erde darstellt.
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Zur
Freigabe der Hochimpedanzbetriebsart werden PD 116, PU 120,
P15 V 132, N15 V 136, BEREICH 140, VAUS 144,
DH 124 und DL 128 auf null eingestellt, d. h.
die jeweiligen Schalter 148 sind offen. Die SPI 158 befiehlt
es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs (mid-scale
output) zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 ein
Vorhandensein oder Fehlen von in Sperrichtung vorspannender Energie
(back biased power) an dem Pin 112. Wenn CP 156 eins
ist, dann ist ein Fehlen von in Sperrichtung vorspannender Energie
an dem Pin 112 gegeben. Wenn CP 156 null ist,
dann ist ein Vorhandensein von in Sperrichtung vorspannender Energie
an dem Pin 112 gegeben, und der Mikrocontroller 114 überträgt eine
In-Sperrichtung-vorspannende-Energie-vorhanden-Fehlermeldung
zu einem Ein-Ausgabe-Bus
(E/A-Bus) 160.
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Zur
Freigabe der 24-Volt-positiver-logischer-diskreter-Eingang-Betriebsart
werden PU 120, P15 V 132, N15 V 136,
BEREICH 140, VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf
null eingestellt. PD 116 wird auf eins eingestellt, d.
h. der Schalter 148 des PD-Schaltaufbaus 118 ist
geschlossen. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150,
mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs
zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 Eingangsdaten.
CP 156 wird unter Verwendung einer Eingangsfilterung gelesen, und
wenn CP 156 eins ist, dann sind die diskreten Eingangsdaten
null. Wenn CP 156 null ist, dann sind die diskreten Eingangsdaten
eins. Nachfolgende Lesevorgänge
bei CP 156 erzeugen einen Strom von diskreten Eingangsdaten,
den der Mikrocontroller 114 zu dem E/A-Bus 160 überträgt.
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Zur
Freigabe der 24-Volt-negativer-logischer-diskreter-Eingang-Betriebsart
werden PD 116, P15 V 132, N15 V 136,
BEREICH 140, VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf
null eingestellt. PU 120 wird auf eins eingestellt, d.
h. der Schalter 148 des PU-Schaltaufbaus 122 ist
geschlossen. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150,
mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs
zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 Eingangsdaten.
CP 156 wird unter Verwendung einer Eingangsfilterung gelesen, und
wenn CP 156 eins ist, dann sind die diskreten Eingangsdaten
eins. Wenn CP 156 null ist, dann sind die diskreten Eingangsdaten
null. Nachfolgende Lesevorgänge
bei CP 156 erzeugen einen Strom von diskreten Eingangsdaten,
den der Mikrocontroller 114 zu dem E/A-Bus 160 überträgt.
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Zur
Freigabe der 24-Volt-hohe-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart ohne
Erfassung einer offenen Leitung werden PD 116, PU 120,
P15 V 132, N15 V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und
DL 128 auf null eingestellt. DH 124 wird auf X
eingestellt, was nicht gesteuert bedeutet. Die SPI 158 befiehlt
es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu
arbeiten, und der Mikrocontroller 114 empfängt einen
Ausgangsdatenwert (entweder null oder eins) von dem E/A-Bus 160.
Der Mikrocontroller 114 stellt DH 124 gleich dem
empfangenen Datenwert ein und liest CP 156. Wenn DH 124 eins
ist und CP 156 eins ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine
vorbestimmte Zeitdauer und liest CP 156 ein zweites Mal.
Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Wartezeit
annähernd
100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang
eins ist, dann stellt der Mikrocontroller 114 DH 124 auf
null ein und überträgt eine Kurzschluß- oder
Fehlgeschlagenes-Schalten-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160.
Bei einem Ausführungsbeispiel
läuft der
Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen
Benutzereingriff. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang
null ist, dann empfängt
der Mikrocontroller 114 einen zweiten Ausgangsdatenwert
und stellt DH 124 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen
Prozesses auf den zweiten Wert ein.
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Zur
Freigabe der 24-Volt-hohe-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart mit Erfassung
einer offenen Leitung werden PD 116, P15 V 132,
N15 V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und
DL 128 auf null eingestellt. PU 120 wird auf eins
eingestellt, und DH 124 wird auf X eingestellt. Die SPI 158 befiehlt
es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten,
und der Mikrocontroller 114 empfängt einen Ausgangsdatenwert
(entweder null oder eins) von dem E/A-Bus 160. Der Mikrocontroller 114 stellt
DH 124 gleich dem empfangenen Datenwert ein und liest CP 156.
Wenn DH 124 eins ist und CP 156 eins ist, dann
wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer
und liest CP 156 ein zweites Mal. Bei einem Ausführungsbeispiel
beträgt
die Wartezeit annähernd
100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang
eins ist, dann stellt der Mikrocontroller 114 DH 124 auf
null ein und überträgt eine Kurzschluß- oder
Fehlgeschlagenes-Schalten-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160.
Bei einem Ausführungsbeispiel
läuft der
Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen
Benutzereingriff. Wenn bei dem ersten Lesevorgang CP 156 null
ist und DH 124 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine
vorbestimmte Zeitdauer, und CP 156 wird ein zweites Mal
gelesen. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die vorbestimmte
Zeitdauer annähernd
100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang (der
dem ersten Lesevorgang folgt, bei dem DH 124 null ist und
CP 156 null ist) null ist, dann überträgt der Mikrocontroller 114 eine
Offene-Leitung-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160 und empfängt einen
zweiten Ausgangsdatenwert und stellt DH 124 unter Wiederholung
des vorstehend beschriebenen Prozesses auf den zweiten Wert ein.
Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang (der dem ersten
Lesevorgang folgt, bei dem DH 124 null ist und CP 156 null
ist) eins ist, dann empfängt
der Mikrocontroller 114 einen zweiten Ausgangsdatenwert
und stellt DH 124 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen
Prozesses auf den zweiten Wert ein.
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Zur
Freigabe der 24-Volt-Versorgung-Betriebsart werden PD 116,
PU 120, P15 V 132, N15 V 136, BEREICH 140,
VAUS 144 und DL 128 auf null eingestellt, d. h.
die jeweiligen Schalter 148 sind offen. DH 124 wird
auf eins eingestellt. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150,
mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs
zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 einen
elektrischen Kurzschluß. Wenn
CP 156 eins ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine
vorbestimmte Zeitdauer, bevor er CP 156 ein zweites Mal
liest. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang eins ist,
dann ist ein elektrischer Kurzschluß vorhanden, und der Mikrocontroller 114 überträgt eine
Kurzschlußfehlermeldung
zu dem E/A-Bus 160, und bei einem Ausführungsbeispiel stellt der Mikrocontroller
DH 124 auf null ein. Wenn CP 156 null ist, dann
ist kein elektrischer Kurzschluß vorhanden.
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Zur
Freigabe der Null-Volt-niedrige-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart ohne Erfassung einer
offenen Leitung werden PD 116, PU 120, P15 V 132,
N15 V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und
DH 124 auf null eingestellt. DL 128 wird auf X eingestellt, was
nicht gesteuert bedeutet. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150,
mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu
arbeiten, und der Mikrocontroller 114 empfängt einen
Ausgangsdatenwert (entweder null oder eins) von dem E/A-Bus 160.
Der Mikrocontroller 114 stellt DL 128 gleich dem
empfangenen Datenwert ein und liest CP 156. Wenn DL 128 eins
ist und CP 156 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine
vorbestimmte Zeitdauer und liest CP 156 ein zweites Mal. Bei
einem Ausführungsbeispiel
beträgt
die Wartezeit annähernd
100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang
null ist, dann stellt der Mikrocontroller 114 DL 128 auf
null ein und überträgt eine
Kurzschluß-
oder Fehlgeschlagenes-Schalten-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160.
Bei einem Ausführungsbeispiel
läuft der
Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen
Benutzereingriff. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang
eins ist, dann empfängt
der Mikrocontroller 114 einen zweiten Ausgangsdatenwert
und stellt DL 128 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen
Prozesses auf den zweiten Wert ein.
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Zur
Freigabe der Null-Volt-niedrige-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart mit Erfassung einer offenen
Leitung werden PU 120, P15 V 132, N15 V 136,
BEREICH 140, VAUS 144 und DH 124 auf
null eingestellt. PD 116 wird auf eins eingestellt, und
DL 128 wird auf X eingestellt. Die SPI 158 befiehlt
es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu
arbeiten, und der Mikrocontroller 114 empfängt einen
Ausgangsdatenwert (entweder null oder eins) von dem E/A-Bus 160.
Der Mikrocontroller 114 stellt DL 128 gleich dem
empfangenen Datenwert ein und liest CP 156. Wenn DL 128 eins
ist und CP 156 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine
vorbestimmte Zeitdauer und liest CP 156 ein zweites Mal. Bei
einem Ausführungsbeispiel
beträgt
die Wartezeit annähernd
100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang
null ist, dann stellt der Mikrocontroller 114 DL 128 auf
null ein und überträgt eine
Kurzschluß-
oder Fehlgeschlagenes-Schalten-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160.
Bei einem Ausführungsbeispiel
läuft der
Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen
Benutzereingriff. Wenn bei dem ersten Lesevorgang CP 156 eins
ist und DL 128 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine
vorbestimmte Zeitdauer, und CP 156 wird ein zweites Mal
gelesen. Bei einem Ausführungsbeispiel
beträgt
die vorbestimmte Zeitdauer annähernd 100
Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang
(der dem ersten Lesevorgang folgt, bei dem DL 128 null
ist und CP 156 eins ist) eins ist, dann überträgt der Mikrocontroller 114 eine
Offene-Leitung-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160 und empfängt einen
zweiten Ausgangsdatenwert und stellt DL 128 unter Wiederholung
des vorstehend beschriebenen Prozesses auf den zweiten Wert ein.
Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang (der dem ersten Lesevorgang
folgt, bei dem DL 128 null ist und CP 156 eins
ist) null ist, dann empfängt
der Mikrocontroller 114 einen zweiten Ausgangsdatenwert
und stellt DL 128 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen
Prozesses auf den zweiten Wert ein.
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Zur
Freigabe der Erdungsbetriebsart werden PD 116, PU 120,
P15 V 132, N15 V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und
DH 124 auf null eingestellt, d. h. die jeweiligen Schalter 148 sind
offen. DL 128 wird auf eins eingestellt, d. h. der jeweilige
Schalter 148 ist geschlossen. Die SPI 158 befiehlt
es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu
arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 ein Vorhandensein
eines Kurzschlusses. Wenn CP 156 null ist, dann wartet
der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer und
liest CP 156 ein zweites Mal. Wenn CP 156 bei
dem zweiten Lesevorgang null ist, dann überträgt der Mikrocontroller 114 eine
Kurzschlußfehlermeldung
zu dem E/A-Bus 160.
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Zur
Freigabe der Null-bis-zehn-Volt-analoger-Eingang-Betriebsart werden PD 116,
PU 120, P15 V 132, N15 V 136, VAUS 144,
DH 124 und DL 128 auf null eingestellt. BEREICH 140 wird
auf eins eingestellt, was bedeutet, daß der jeweilige Schalter 148 geschlossen
ist. Die SPI 158 steuert den DAU 150 über einen
Algorithmus einer schrittweisen Näherung. Der Mikrocontroller 114 verwendet
den Algorithmus einer schrittweisen Näherung zur Bestimmung einer
analogen Eingangsspannung. Der Mikrocontroller 114 setzt
einen DAU-Befehlsdatenwert
und einen N-Schleifen-Zählerwert
zurück.
Nach einer Einstellung eines DAU-Befehlsbits (11 – N) auf
eins überträgt der Mikrocontroller 114 ein
DAU-Befehlswort zu dem DAU 150. Der Mikrocontroller wartet eine
vorbestimmte Zeitdauer, die bei einem Ausführungsbeispiel zehn Mikrosekunden
beträgt,
und liest CP 156. Wenn CP 156 eins ist, dann wird
das DAU-Befehlsbit (11 – N
Schleifen) auf null eingestellt. Der Mikrocontroller 114 erhöht daraufhin
N. Wenn N 12 ist, dann wird ein analoger Eingangswert gleich dem
DAU-Befehlswert eingestellt, und der Mikrocontroller 114 überträgt den analogen
Eingangswert zu dem E/A-Bus 160. Der DAU-Befehlsdatenwert
und der N-Schleifen-Zählerwert
werden zurückgesetzt, und
ein zweiter DAU-Befehl kann zu dem DAU 150 übertragen
werden, wie es vorstehend beschrieben ist.
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Zur
Freigabe der Null-bis-zehn-Volt-analoger-Ausgang-Betriebsart werden PD 116,
PU 120, P15 V 132, N15 V 136, DH 124 und
DL 128 auf null eingestellt. BEREICH 140 und VAUS 144 werden
auf eins eingestellt, was bedeutet, daß die jeweiligen Schalter 148 geschlossen
sind. Die SPI 158 steuert den DAU 150 zur Ausgabe
auf Wunsch, und CP 156 wird zur Erfassung eines Vorhandenseins
oder Fehlens eines elektrischen Kurzschlusses verwendet. Der Mikrocontroller 114 empfängt analoge
Ausgangsdaten von dem E/A-Bus 160 und befiehlt es dem DAU 150,
die empfangenen analogen Ausgangsdaten auszugeben. Der Mikrocontroller 114 wartet
eine vorbestimmte Zeit und liest daraufhin CP 156. Bei
einem Ausführungsbeispiel
beträgt
die vorbestimmte Zeit annähernd
100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 eins ist und die DAU-Ausgabe
größer als
ein vorbestimmter Wert ist, dann wartet der Mikrocontroller eine
vorbestimmte Zeitdauer, bevor er CP 156 ein zweites Mal
liest. Bei einem Ausführungsbeispiel
beträgt
die vorbestimmte Zeitdauer annähernd 100
Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang
eins ist, dann steuert der Mikrocontroller 114 den DAU 150 auf
null und überträgt eine
Analoge-Ausgabe-übersteuert-
oder Fehlgeschlagene-Ausgabe-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160. Bei
einem Ausführungsbeispiel
läuft der
Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen
Benutzereingriff. Wenn CP 156 null ist, empfängt der
Mikrocontroller 114 zweite analoge Ausgangsdaten und gibt
sie aus, wie es vorstehend beschrieben ist.
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Zur
Freigabe der +15-Volt-Versorgung-Betriebsart werden PD 116,
PU 120, N15 V 136, BEREICH 140, VAUS 144,
DH 124 und DL 128 auf null eingestellt, d. h.
die jeweiligen Schalter 148 sind offen. P15 V 132 wird
auf eins eingestellt. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150,
mit einer Ausgabe eines Viertelmaßstabs (quarter-scale output)
zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 einen elektrischen
Kurzschluß.
Wenn CP 156 eins ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine
vorbestimmte Zeitdauer, bevor er CP 156 ein zweites Mal
liest. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang eins ist, dann
ist ein elektrischer Kurzschluß vorhanden,
und der Mikrocontroller 114 überträgt eine Kurzschlußfehlermeldung
zu dem E/A-Bus 160. Wenn CP 156 null ist, dann
ist kein elektrischer Kurzschluß vorhanden.
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Zur
Freigabe der –15-Volt-Versorgung-Betriebsart
werden PD 116, PU 120, P15 V 132, BEREICH 140,
VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf null eingestellt,
d. h. die jeweiligen Schalter 148 sind offen. N15 V 136 wird
auf eins eingestellt. Die SPI 158 wird inaktiv eingestellt.
CP 156 wird nicht verwendet.
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Während die
Erfindung in Form von verschiedenen spezifischen Ausführungsbeispielen
beschrieben ist, erkennt es der Fachmann, daß die Erfindung mit einer Modifikation
im Rahmen des Inhalts und Schutzbereichs der Patentansprüche in die
Praxis umgesetzt werden kann.
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Es
wird eine Steuerschaltung 110 zur Konfiguration zumindest
eines E/A-Modul-Steckerpins 112 bereitgestellt. Die Schaltung
umfaßt
zumindest einen Anschluß,
der eine Konfiguration des zumindest einen Pins steuert.