-
Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ablaufsteuerungssystem und ein Adresseneinstellungsverfahren.
-
Hintergrund
-
Herkömmlicherweise wird ein wie zum Beispiel in Patentdokument 1 beschriebenes mehrstufiges Ablaufsteuerungssystem verwendet, bei dem mehrere Basiseinheiten miteinander verbundenen sind. An jeder der Basiseinheiten werden mehrere Ablaufsteuerungseinheiten angebracht. Als Verfahren zur Adressierung einer jeden der Basiseinheiten kann bei einem solchen Ablaufsteuerungssystem zum Beispiel das folgende Verfahren eingesetzt werden.
-
In einem Fall, bei dem zum Beispiel eine Hauptbasiseinheit und Mehrstufenerweiterungsbasiseinheiten über einen Signalleitungsverbund in einer Buskonfiguration verbunden sind, besteht eine Möglichkeit zum Einstellen der Adresse an jeder der Erweiterungsbasiseinheiten im Kurzschließen eines Adresseinstellungssignals mithilfe einer Brücke so, dass das Signal unter Verwendung eines Logikschaltkreises gelesen wird.
-
In einem anderen Beispiel mit feststehender Adresseneinstellung besteht die Möglichkeit, in jeder der Basiseinheiten eine Addiererschaltung vorzusehen und das Adressierungssignal zu verwenden. Beispielsweise wird von der Hauptbasiseinheit eine Basisadresse für die Hauptbasiseinheit erzeugt, wobei die Basisadresse unter Verwendung des Adressierungssignals zu jeder der Erweiterungsbasiseinheiten übertragen wird. In jeder der Basiseinheiten wird die Basisadresse durch die Addiererschaltung um Eins erhöht, sodass für jede der Erweiterungsbasiseinheiten eine Basisadresse erzeugt wird.
-
Bei einem weiteren Beispiel mit automatisierter Adresseneinstellung besteht die Möglichkeit zur Verwendung eines Adressenfixierungssignals. Beispielsweise überträgt eine an der Hauptbasiseinheit angebrachte Steuerungseinheit über einen Signalleitungsverbund eine Adresse und gibt ein Adressenfixierungssignal aus. Ein Logikschaltkreis empfängt in einem Zustand mit nicht eingestellter Adresse eine Adresse und ein Adressenfixierungssignal damit er Adresseninhalte selbst konfiguriert und über den Signalleitungsverbund ein Antwortsignal an die Steuerungseinheit überträgt. Nach Abschluss der Adresseneinstellung gibt der Logikschaltkreis ein Adressenfestlegungsübertragungssignal an ein Gatter aus. Nach dem Empfang des Adressenfestlegungsübertragungssignals nimmt das Gatter einen Zustand ein, bei dem das Adressenfixierungssignal elektronisch an eine Erweiterungsbasiseinheit übertragen werden kann, die mit der nächsten Stufe verbunden ist. Die Adresseneinstellung in den Basiseinheiten wird automatisiert, indem der Vorgang auch in der Erweiterungsbasiseinheit der nächsten Stufe wiederholt wird.
-
Liste der Zitate
-
Patentdokumente
-
- Patendokument 1: Offenlegungsschrift der japanischen Patenanmeldung Nr. 2002-258907 .
-
Kurzbeschreibung
-
Technische Problemstellung
-
Bei einem wie oben beschriebenen Adresseneinstellungsverfahren, bei dem ein Adresseneinstellsignal mithilfe einer Brücke kurzgeschlossen wird, nimmt die Arbeitsbelastung eines Anwenders bei einer Inbetriebnahme oder einer Änderung der Systemkonfiguration jedoch zu. Unter dem Gesichtspunkt, dass sich der Schwerpunkt in den letzten Jahren auf die Skalierbarkeit der Systeme richtete, entstand das Bedürfnis, den Arbeitsaufwand für diese Aufgaben zu verringern. Außerdem besteht, da es bei einer Inbetriebnahme oder einer Änderung der Systemkonfiguration häufig zu einer unvollständigen oder falschen Einstellung kommt, ein Bedarf an einer Automatisierung dieses Arbeitsgangs.
-
Außerdem ist bei einem wie oben beschriebenen Verfahren zum Festlegen einer Adresseneinstellung ein zusätzliches Adressierungssignal erforderlich. Ferner wird die Adresse in einer Erweiterungsbasiseinheit inkrementell um Eins erhöht, sodass die Adresse sequenziell von einer oberen Stufe zugewiesen wird. Dadurch kann einer Stufe nicht gezielt eine frei wählbare Adresse zugeteilt werden. Zudem werden beim Hinzufügen einer Basiseinheit zu einer Zwischenstufe alle Adressen der nachfolgenden Stufen geändert, sodass ein Anwender auch alle in einem Programm verwendeten Adressen ändern muss.
-
Das oben beschriebene Verfahren mit automatisierter Adresseneinstellung erfordert zusätzlich ein Adressenfixierungssignal. Nach Beendigung der Adresseneinstellung wird das Adressenfixierungssignal elektronisch an die mit einer nachfolgenden Stufe verbundene Erweiterungsbasiseinheit übertragen, sodass die Adressen der Reihe nach von einer oberen Stufe ausgehend eingestellt werden müssen. Schließlich muss, nachdem alle Adressen eingestellt wurden, das Adressenfixierungssignal elektronisch an die Basiseinheit der abschließenden Stufe übertragen werden. Wenn sich jede der Erweiterungsbasiseinheiten in einem Zustand befindet, in dem das Adressenfixierungssignal ignoriert wird, ist es in diesem Fall erforderlich, zum Ändern der Adresse einer beliebigen Stufe alle Adressen zu löschen und die Adressen von einer oberen Stufe ausgehend neu einzustellen. Daher kann die Steuerungseinheit während einem erneuten Einstellen der Adressen nicht mehr auf die anderen gesteuerten Einheiten zugreifen, wodurch die Steuerung des Ablaufsteuerungssystems gestoppt werden muss.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Ablaufsteuerungssystems, das die Adresseneinstellung einer Basiseinheit automatisiert und im Hinblick auf eine verbesserte Skalierbarkeit des Systems eine flexible Implementierung von Einstellungsreihenfolge und Einstellungsänderung bei der Adresseneinstellung ermöglicht.
-
Lösung der Problemstellung
-
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung der oben genannten Problemstellung und Aufgabe ein Ablaufsteuerungssystem mit mehreren Basiseinheiten angegeben, wobei die mehreren Basiseinheiten eine Hauptbasiseinheit und mehrere Stufen von Erweiterungsbasiseinheiten umfassen, an der Hauptbasiseinheit eine Steuerungseinheit angebracht ist, die Hauptbasiseinheit und die mehreren Stufen von Erweiterungsbasiseinheiten über einen Bus unter Verwendung eines Signalleitungsverbunds seriell verbunden sind, wobei die Hauptbasiseinheit ein Ende der seriellen Verbindung bildet, eine Kommunikation mit einer der Basiseinheiten, die von einer anderen dazu benachbarten Basiseinheit verschieden ist, mittels einer elektronischen Übertragung zwischen den Basiseinheiten in Relaisform ermöglicht ist, die Steuerungseinheit so ausgebildet ist, dass sie ein Übertragen eines HOP-Bestimmungspakets zu den Basiseinheiten ermöglicht, wobei in dem HOP-Bestimmungspaket die Anzahl von HOPs bestimmt ist, und jede der Basiseinheiten beim Empfang des HOP-Bestimmungspakets die Anzahl der HOPs um Eins reduziert und das HOP-Bestimmungspaket an die mit einer nachfolgenden Stufe verbundene Basiseinheit überträgt, wenn sich die Anzahl der HOPs von 0 unterscheidet, und jede der Basiseinheiten bestimmt, dass das HOP-Bestimmungspaket an sie selbst gerichtet ist, wenn die Anzahl der HOPs in dem HOP-Bestimmungspaket 0 ist.
-
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
-
Mit dem erfindungsgemäßen Ablaufsteuerungssystem wird ein Ablaufsteuerungssystem mit einer automatisierten Einstellung der Adresse von einer Basiseinheit verwirklicht, das zur Verbesserung der Systemskalierbarkeit eine flexible Implementierung der Einstellungsreihenfolge und Einstellungsänderung bei der Adresseneinstellung ermöglicht.
-
Kurzbeschreibung der Figuren
-
1 zeigt ein Blockschalbild zur Veranschaulichung einer schematischen Konfiguration eines Ablaufsteuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Funktionsablaufs einer Steuerungseinheit zum Erfassen eines Anschlusses einer Basiseinheit und zum Einstellen einer Adresse für die Basiseinheit.
-
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Funktionsablaufs der Relaisstationen.
-
4 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer schematischen Konfiguration eines ein erstes Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystems.
-
5 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer schematischen Konfiguration eines ein zweites Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystems.
-
6 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer schematischen Konfiguration eines ein drittes Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystems.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden bevorzugte Ausführungsformen eines Ablaufsteuerungssystems und eines Adresseneinstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
-
Erste Ausführungsform
-
1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer schematischen Konfiguration eines Ablaufsteuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Ablaufsteuerungssystem 10 ist ein mehrstufiges Ablaufsteuerungssystem mit drei Basisstufen, das in Form einer Hauptbasiseinheit B0 und zwei Erweiterungsbasiseinheiten B1 und B2 konfiguriert ist. An der Hauptbasiseinheit B0 sind eine Steuerungseinheit U00 und gesteuerte Einheiten U01 bis U03 als Ablaufsteuerungseinheiten angebracht. Die Hautbasiseinheit B0 weist eine Relaisstationseinheit HUG0 auf.
-
An der Erweiterungsbasiseinheit B1 sind als Ablaufsteuerungseinheiten die gesteuerten Einheiten U10 bis U13 angebracht. An der Erweiterungsbasisstation B2 sind als Ablaufsteuerungseinheiten die gesteuerten Einheiten U20 bis U23 angebracht. Die Erweiterungsbasiseinheit B1 weist eine Relaisstationseinheit HUB1 und die Erweiterungsbasiseinheit B2 weist eine Relaisstationseinheit HUB2 auf.
-
Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird unterstellt, dass an der Hauptbasiseinheit B0 eine Steuerungseinheit und drei gesteuerte Einheiten angebracht sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Steuerungseinheiten wie der gesteuerten Einheiten nicht hierauf beschränkt ist. Beispielsweise können zwei oder mehr Steuerungseinheiten und vier oder mehr gesteuerte Einheiten angebracht sein. Selbstverständlich können auch zwei oder weniger gesteuerte Einheiten angebracht sein.
-
Bei dem oben beschriebenen Aufbau sind an jeder der Erweiterungsbasiseinheiten B1 und B2 jeweils vier gesteuerte Einheiten angebracht. Die Anzahl der gesteuerten Einheiten ist jedoch nicht auf vier beschränkt, vielmehr ist die Anzahl der Einheiten, die angebracht werden können, beliebig. Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird das Ablaufsteuerungssystem außerdem von einem dreistufigen Ablaufsteuerungssystem 10 gebildet, das aus der Hauptbasiseinheit B0 und den Erweiterungsbasiseinheiten B1 und B2 aufgebaut ist. Die Anzahl der Erweiterungsbasiseinheiten ist jedoch nicht auf zwei beschränkt, vielmehr ist deren Anzahl beliebig. Zum Beispiel können drei oder mehr Erweiterungsbasiseinheiten verwendet werden.
-
Die jeweiligen Basiseinheiten B0 bis B2 des Ablaufsteuerungssystem 10 sind über die Relaisstationseinheiten HUG0 bis HUB2 in einer Linienkonfiguration miteinander verbunden. Konkret sind die an der Hauptbasiseinheit B0 angebrachte Relaisstationseinheit HUG0 und die in der Erweiterungsbasisstation B1 installierte Relaisstation HUB1 über einen Signalleitungsverbund BUS04 miteinander verbunden. Ferner sind die an der Erweiterungsbasiseinheit B1 angebrachte Relaisstationseinheit HUB1 und die in der Erweiterungsbasiseinheit B2 installierte Relaisstation HUB2 über einen Signalleitungsverbund BUS14 miteinander verbunden.
-
Auf diese Weise sind die Hauptbasiseinheit B0 und mehrere Stufen der Erweiterungsbasiseinheiten B1 bis B2 unter Verwendung der Signalleitungsverbunde BUS04 bis BUS24 in Reihe geschaltet, wobei die Hauptbasiseinheit B0 ein Ende der seriellen Verbindung bildet. Beim Hinzufügen einer weiteren Erweiterungsbasiseinheit wird der Signalleitungsverbund BUS24 aus der an der Erweiterungsbasiseinheit B2 angebrachten Relaisstationseinheit HUB2 herausgezogen, um mit einer Relaisstationseinheit der zusätzlichen Erweiterungsbasiseinheit der nächstfolgenden Stufe verbunden zu werden.
-
In der Hauptbasiseinheit B0 sind die Steuerungseinheit U00, die gesteuerten Einheiten U01 bis U03 und die Relaisstationseinheit HUG0 miteinander in einer Sternkonfiguration verbunden, deren Zentrum sich an der Relaisstationseinheit HUG0 befindet. Genauer gesagt sind die Steuerungseinheit U00 und die gesteuerten Einheiten U01 bis U03 in der Hauptbasiseinheit B0 mit der Relaisstationseinheit HUG0 über Signalleitungsverbunde BUS00 bis BUS03 verbunden.
-
In der Erweiterungsbasiseinheit B1 sind die gesteuerten Einheiten U10 bis U13 und die Relaisstationseinheit HUB1 in einer Sternkonfiguration miteinander verbunden, deren Zentrum sich an der Relaisstationseinheit HUB1 befindet. Genauer gesagt sind die gesteuerten Einheiten U10 bis U13 mit der Relaisstationseinheit HUB1 über die Signalleitungsverbunde BUS10 bis BUS13 verbunden.
-
In der Erweiterungsbasiseinheit B2 sind die gesteuerten Einheiten U20 bis U23 und die Relaisstationseinheit HUB2 in einer Sternkonfiguration miteinander verbunden, deren Zentrum sich an der Relaisstationseinheit HUB2 befindet. Genauer gesagt sind die gesteuerten Einheiten U20 bis U23 mit der Relaisstationseinheit HUB2 über die Signalleitungsverbunde BUS20 bis BUS23 verbunden.
-
Jeder der Signalleitungsverbunde BUS00 bis BUS24 stellt eine unabhängige Verbindung zur Verfügung. Ein von der Relaisstationseinheit HUG0 an die Relaisstationseinheit HUB1 übertragenes Signal kann zum Beispiel nur von der Relaisstationseinheit HUB1 empfangen werden und nicht von der Relaisstationseinheit HUB2, der Steuerungseinheit U00 oder den gesteuerten Einheiten U01 bis U23.
-
In diesem Verbindungsmodus erfolgt die Kommunikation zwischen der Steuerungseinheit U00 und den gesteuerten Einheiten U01 bis U23 nach einem Kommunikationsverfahren, bei dem ein Paket elektronisch übertragen wird, an das als Zieladresse eine Einheitenadresse angefügt wird. Die Ausbildung der Einheitenadresse umfasst eine Basiseinheitenadresse und eine Steckplatznummer.
-
Übertragung und Empfang des Pakets innerhalb des Ablaufsteuerungssystems 10 werden nun für einen Zustand beschrieben, bei dem die Einstellung einer Basiseinheitenadresse bei jeder der Basiseinheiten abgeschlossen ist. Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Steuerungseinheit U00 aus der gesteuerten Einheit U13 Daten ausliest, wenn die Einheitenadresse der Steuerungseinheit U00 auf 00 und eine Einheitenadresse der gesteuerten Einheit U13 auf 13 gesetzt ist. Das Paket ist so ausgebildet, dass es einen Header (Kopf) und Daten enthält. Die Steuerungseinheit U00 speichert die Einheitenadresse 13 der gesteuerten Einheit U13 im Headerbereich des Pakets und eine Leseanweisung im Datenbereich des Pakets. Die Steuerungseinheit U00 überträgt das Paket an die Relaisstationseinheit HUG0. Die Einheitenadresse ”13” ist so ausgebildet, dass sie eine Basiseinheitenadresse ”1” und eine Steckplatznummer ”3” enthält.
-
Als Nächstes überträgt die Relaisstationseinheit HUG0 ein Leseanweisungspaket der Zieladresse entsprechend an die Relaisstationseinheit HUB1. Auf Basis der in der Einheitenadresse ”13” als Basiseinheitenadresse ”1” enthaltenen Information bestimmt die Relaisstationseinheit HUB1, ob das Paket an die eigene Basiseinheit gerichtet ist. Gemäß der in der Einheitenadresse ”13” als Steckplatznummer ”3” enthaltenen Information überträgt die Relaisstationseinheit HUB1 das Leseanweisungspaket an die gesteuerte Einheit U13, die sich an dem dritten Steckplatz befindet.
-
Nach dem Empfang des Leseanweisungspakets überträgt die gesteuerte Einheit U13 ein Antwortpaket an die Relaisstationseinheit HUB1. Dem Antwortpaket ist die Einheitenadresse 00 der Steuerungseinheit U00 als Zieladresse beigefügt. Gemäß der Zieladresse überträgt die Relaisstationseinheit HUB1 das Antwortpaket an die Relaisstationseinheit HUG0. Die Relaisstationseinheit HUG0 überträgt das Antwortpaket gemäß der Zieladresse an die Steuerungseinheit U00, die sich am Steckplatz 0 befindet.
-
Als Nächstes wird das Einstellen einer Basiseinheitenadresse unter Bezugnahme auf einen Zustand beschrieben, in dem bei keiner Basiseinheit eine Basiseinheitenadresse gesetzt ist. In dem Ablaufsteuerungssystem 10 wird, wenn bei keiner der Basiseinheiten eine Basiseinheitenadresse gesetzt ist, ein HOP-Bestimmungspaket, in dem die Anzahl an HOPs bestimmt ist, verwendet, um den Anschluss der jeweiligen Basiseinheiten zu erfassen und die Basiseinheitenadresse unter Verwendung der Steuerungseinheit U00 einzustellen. Das HOP-Bestimmungspaket ist hierbei als das Paket definiert, in dessen Headerbereich als HOP-Anzahl die Anzahl von Datenübertragungen gespeichert ist.
-
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Funktionsablaufs der Steuerungseinheit U00 zum Erfassen eines Anschlusses einer Basiseinheit und zum Einstellen einer Basiseinheitenadresse. Als Erstes erzeugt die Steuerungseinheit U00 ein HOP-Bestimmungspaket (Schritt S100). Die Steuerungseinheit U00 erzeugt zum Beispiel ein HOP-Bestimmungspaket, bei dem die Anzahl der HOPs für die Erweiterungsbasiseinheit B1 der ersten Stufe als 1 festgelegt ist.
-
Anschließend überträgt die Steuerungseinheit U00 das HOP-Bestimmungspaket an die Relaisstationseinheit HUG0 (Schritt S101). Falls noch kein durch die Übertragung des HOP-Bestimmungspakets in Schritt S101 veranlasstes Antwortpaket empfangen werden konnte (Nein in Schritt S102) und eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist, ohne dass das Antwortpaket empfangen werden konnte, wodurch ein Zeitüberschreitungszustand eingenommen wird (Ja in Schritt S103), wird der Funktionsablauf beendet. In diesem Falle stellt die Steuerungseinheit U00 fest, dass die der HOP-Anzahl = 1 entsprechende Erweiterungsbasiseinheit B1, d. h. die erste Stufe der Erweiterungsbasiseinheiten, nicht angeschlossen wurde.
-
Wenn indes noch keine Zeitüberschreitung vorliegt (Nein in Schritt S103), wird der Ablauf mit Schritt S102 fortgesetzt. Wird das Antwortpaket während einer wiederholten Ausführung der Schritte S102 und S103 noch vor Eintritt der Zeitüberschreitung empfangen (Ja in Schritt S102), bestimmt die Steuerungseinheit U00, dass die der Anzahl von HOPs = 1 entsprechende Erweiterungsbasiseinheit B1, d. h. die erste Stufe der Erweiterungsbasiseinheiten, angeschlossen ist und überträgt an die Erweiterungsbasisstation ein HOP-Bestimmungspaket, dem eine Adresseneinstellungsanweisung beigefügt ist (Schritt S104). Die Steuerungseinheit U00 überträgt zum Beispiel ein HOP-Bestimmungspaket, dem die Adresseneinstellungsanweisung für die Erweiterungsbasiseinheit B1 beigefügt ist.
-
Falls noch kein durch die Übertragung des Übertragungspakets in Schritt S104 veranlasstes Antwortpaket empfangen werden konnte (Nein in Schritt S105) und eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist, ohne dass das Antwortpaket empfangen werden konnte, wodurch ein Zeitüberschreitungszustand eingenommen wird (Ja in Schritt S106), bedeutet dies, dass die Erweiterungsbasiseinheit, deren Anschluss in Schritt S102 bestätigt wurde, nicht antwortet. Die Steuerungseinheit U00 bestimmt daher, dass ein Fehler vorliegt, der einem Defekt der Relaisstationseinheit oder einem Verbindungsfehler des Signalleitungsverbunds zuzuschreiben ist, und der Funktionsablauf wird beendet.
-
Umgekehrt wird der Ablauf vor Erreichen der Zeitüberschreitung (Nein in Schritt S106) mit Schritt S105 fortgesetzt. Falls das Antwortpaket während einer Wiederholung der Schritte S105 und S106 noch vor Eintritt der Zeitüberschreitung empfangen werden kann (Ja in Schritt S105), bestimmt die Steuerungseinheit U00, dass das Einstellen einer Adresse für die Erweiterungsbasiseinheit abgeschlossen ist. Die Steuerungseinheit U00 kehrt daraufhin zu Schritt S100 zurück, um die Bestätigung einer Verbindung und die Adresseneinstellung für die nächstfolgende Stufe der Erweiterungsbasiseinheiten vorzunehmen. Der Funktionsablauf wird solange wiederholt, bis festgestellt wird, dass keine der HOPs-Anzahl entsprechende Erweiterungsbasisstation angeschlossen ist (Ja in Schritt S103).
-
Bei dem in 1 veranschaulichten Aufbau eines Ablaufsteuerungssystems 10 wird in Schritt S105 zum Beispiel bestimmt, dass die Adresseneinstellung für die Erweiterungsbasiseinheit B1 abgeschlossen ist. Anschließend wird der Funktionsablauf (Schritt S100 bis Schritt S105) für die Erweiterungsbasiseinheit B2 erneut durchgeführt, der von der Erzeugung des HOP-Bestimmungspakets, bei dem die HOPs-Anzahl der Erweiterungsbasiseinheit B2 entsprechend auf 2 gesetzt ist, bis zum Einstellen der Adresse reicht.
-
Nachdem in Schritt S105 bestimmt wurde, dass die Adresseneinstellung für die Erweiterungsbasiseinheit B2 abgeschlossen ist, wird in Schritt S100 ein HOP-Bestimmungspaket erzeugt, bei dem die HOPs-Anzahl der nächstfolgenden Stufe der Erweiterungsbasiseinheiten entsprechend auf 3 gesetzt ist. Da hier keine Erweiterungsbasiseinheit einer dritten Stufe angeschlossen ist, die eine auf die Erweiterungsbasiseinheit B2 folgende Stufe darstellen würde, tritt in Schritt S103 eine Zeitüberschreitung ein, wodurch der Ablauf beendet wird. Nachdem die Einstellung der Basiseinheitenadressen auf diese Weise beendet wurde, können Übertragung und Empfang eines Pakets unter Verwendung einer Einheitenadresse vorgenommen werden, die so ausgebildet ist, dass sie eine Basiseinheitenadresse und eine Steckplatznummer umfasst.
-
Bei dem oben beschriebenen Funktionsablauf erfolgt das Setzen der HOPs-Anzahl des in Schritt S100 erzeugten HOP-Bestimmungspakets in aufsteigender Reihenfolge, wobei der Initialwert zur Angabe der ersten Stufe der Erweiterungsbasiseinheiten auf 1 gesetzt ist. Die HOPs-Anzahl kann jedoch auch in absteigender Reihenfolge mit einem Initialwert gesetzt werden, der einer vorgegebenen Maximalzahl von Verbindungen zu Erweiterungsbasiseinheiten entspricht. Zudem kann ein frei wählbarer Wert für eine beliebige Reihenfolge festgelegt werden. Dies bedeutet, dass die Adresseneinstellung an den Erweiterungsbasiseinheiten nicht in der Reihenfolge von deren Verbindungen erfolgt, sondern eine auf beliebige der Erweiterungsbasiseinheiten beschränkte Adresseneinstellung vorgenommen werden kann.
-
Nachfolgend wird die Funktionsweise der in den Basiseinheiten B0 bis B2 enthaltenen Relaisstationseinheiten HUG0 bis HUB2 unter Bezugnahme auf den oben beschriebenen Funktionsablauf der Steuerungseinheit UU0 beschrieben. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Funktionsablaufs der Relaisstationseinheiten HUG0 bis HUB2.
-
Nach dem Empfang eines HOP-Bestimmungspaketes (Schritt S200) bestimmt die Relaisstationseinheit, ob die Anzahl der HOPs in dem empfangenen HOP-Bestimmungspaket gleich 0 ist (Schritt S201). Falls die Anzahl der HOPs in dem empfangenen HOP-Bestimmungspaket ungleich 0 ist (Nein in Schritt S201), erniedrigt die Relaisstationseinheit die HOPs-Anzahl anschließend um Eins und überträgt das HOP-Bestimmungspaket an die Relaisstationseinheit der mit der nachfolgenden Stufe verbundenen Basiseinheit (Schritt S202), womit der Ablauf endet.
-
Ist die Anzahl der HOPs in dem empfangenen HOP-Bestimmungspaket gleich 0 (Ja in Schritt S201), dann bestimmt die Relaisstationseinheit, ob dem HOP-Bestimmungspaket eine Adresseneinstellungsanweisung beigefügt ist (Schritt S203). Falls dem HOP-Bestimmungspaket in diesem Fall eine Adresseneinstellungsanweisung beigefügt ist (Ja in Schritt S203), stellt die Relaisstationseinheit selbst eine der Adresseneinstellungsanweisung entsprechende Basiseinheitenadresse ein (Schritt S204) und überträgt ein Antwortpaket an die Steuerungseinheit U00 (Schritt S205), womit der Ablauf endet.
-
Falls dem HOP-Bestimmungspaket indes keine Adresseneinstellungsanweisung beigefügt war (Nein in Schritt S203), fährt die Relaisstationseinheit mit Schritt S205 fort, um an die Steuerungseinheit U00 ein Antwortpaket zu übertragen, woraufhin der Ablauf endet.
-
Wenn nach Beendigung der Adresseneinstellung an den Basiseinheiten die Basiseinheitenadresse einer beliebigen Basiseinheit geändert werden soll, wird ein HOP-Bestimmungspaket erzeugt, dessen HOPs-Anzahl der Anzahl der Stufen der beliebigen Basiseinheit entspricht, sodass die Basiseinheitenadresse gemäß dem in 2 gezeigten Funktionsablauf eingestellt werden kann. Da die Relaisstationseinheit das Paket lediglich überträgt, verbleiben die anderen Basiseinheiten hierbei im Zustand eingestellter Adressen. Daher hat die Änderung einer Adresse von einer der Basiseinheiten kaum eine Auswirkung auf die anderen Basiseinheiten. Daher kann die Änderung einer Adresse von einer der Basiseinheiten während einer Ansteuerung anderer Basiseinheiten vorgenommen werden.
-
Wenn die Adressen der Basiseinheiten eingestellt wurden und eine weitere Erweiterungsbasiseinheit hinzugefügt wird, wird ein HOP-Bestimmungspaket erzeugt, dessen HOPs-Anzahl der Anzahl der Stufen, deren Anschluss zu diesem Zeitpunkt bestätigt ist, erhöht um eins entspricht. Die Basiseinheitenadresse für die hinzugefügte Erweiterungsbasiseinheit kann dem in 2 gezeigten Funktionsablauf entsprechend eingestellt werden. Auch hierbei befinden sich die anderen Basiseinheiten im Zustand bereits eingestellter Adressen und werden durch das Hinzufügen der weiteren Basiseinheitenadresse nicht beeinträchtigt. Daher kann eine Basiseinheitenadresse selbst während einer Ansteuerung von anderen Basiseinheiten hinzugefügt werden.
-
Als Nächstes werden Ablaufsteuerungssysteme von Vergleichsbeispielen beschrieben. Das Blockschaltbild von 4 veranschaulicht eine schematische Konfiguration eines ein erstes Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystems. Bei einem das erste Vergleichsbeispiel wiedergebende Ablaufsteuerungssystem 20 sind eine Hauptbasiseinheit B0a und mehrere Stufen von Erweiterungsbasiseinheiten B1a und B2a in einer Buskonfiguration mittels eines Signalleitungsverbundes BUSa miteinander verbunden.
-
Eine Steuerungseinheit U0a0 bestimmt eine Adresse, die eine Basiseinheitennummer und eine Anzahl von Steckplätzen enthält, die an der jeweiligen Basiseinheit angebracht sind, und steuert die gesteuerten Einheiten. Die Ausführung einer solchen Steuerung kann zum Beispiel umfassen, dass wenn an der mit der Erweiterungsbasiseinheit B1a verbundenen gesteuerten Einheit U1a3 ein Signal eingeht, an der mit der Erweiterungsbasiseinheit B2a verbundenen gesteuerten Einheit U2a2 ein Signal ausgegeben wird. In diesem Falle sendet die Steuerungseinheit U0a0 eine Datenleseanweisung an den dritten Steckplatz der ersten Stufe der Basiseinheiten, um die Eingabedaten abzurufen und einen programmgemäßen Vorgang auszuführen. Anschließend sendet die Steuerungseinheit U0a0 eine Datenschreibanweisung an den zweiten Steckplatz der zweiten Stufe von Basiseinheiten, um die Ausgangsdaten zu schreiben.
-
Bei dem das erste Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystem 20 können die Verbindungen zwischen den Basiseinheiten und den Einheiten von einen Anwender je nach Anwendungszweck geändert werden. Daher muss die Steuerungseinheit U0a0 die jeweils eine Basiseinheitennummer und eine Steckplatznummer umfassenden Adressen unmittelbar nach einem Inbetriebsetzen des Systems zuordnen.
-
Bei dem Ablaufsteuerungssystem 20 wird daher ein Signal für das Einstellen einer Adresse an jeder der Erweiterungsbasiseinheiten B1a und B2a mithilfe einer Brücke J kurzgeschlossen, wobei das Signal mit einem Logikschaltkreis GA ausgelesen wird.
-
Hierdurch kann der Logikschaltkreis erkennen, dass der Zugriff über die Signalverbundleitung BUSa auf eine Einheit der eigenen Basiseinheit gerichtet ist. Der Logikschaltkreis GA selektiert die Einheit, indem er an die Einheit ein Auswahlsignal CS ausgibt, woraufhin die gesteuerte Einheit, die das Auswahlsignal erhalten hat, antwortet.
-
Das Blockschaltbild von 5 veranschaulicht eine schematische Konfiguration eines ein zweites Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystems. Im Folgenden wird nun das Ablaufsteuerungssystem 30 zweiten Vergleichsbeispiels erläutert, das eine festgelegte Adresseneinstellung aufweist. Das Ablaufsteuerungssystem 30 weist Addiererschaltungen GS auf. In der Hauptbasiseinheit Bob wird eine Basiseinheitenadresse für die Hauptbasiseinheit Bob erzeugt. Die Basisadresse der Hauptbasiseinheit Bob wird an die Erweiterungsbasiseinheiten B1b und B2b elektronisch als Adressenbestimmungssignal BA übertragen. In jeder der Erweiterungsbasiseinheiten B1b und B2b wird die Basisadresse durch die Addiererschaltung GS um Eins erhöht, wodurch für jede der Erweiterungsbasiseinheiten B1b und B2b eine Basiseinheitenadresse erzeugt wird.
-
Die erzeugte Basiseinheitenadresse wird als Adressenbestimmungssignal BA auch an den Logikschaltkreis GA elektronisch übertragen. Der Logikschaltkreis GA bestimmt, ob der Zugriff über die Signalverbundleitung BUSb ein auf seine eigene Basiseinheit gerichteter Zugriff ist. Der Logikschaltkreis GA selektiert die Einheit, indem er an die Einheit ein Auswahlsignal CS ausgibt, woraufhin die gesteuerte Einheit, die das Auswahlsignal erhalten hat, antwortet.
-
Das Blockschaltbild von 6 veranschaulicht eine schematische Konfiguration eines ein drittes Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystems. Im Folgenden wird nun das Ablaufsteuerungssystem 40 des dritten Vergleichsbeispiels mit automatischer Adresseneinstellung beschrieben. Bei dem Ablaufsteuerungssystem 40 überträgt eine Steuerungseinheit U0c0 eine Adresse über einen Signalleitungsverbund BUSc und gibt ein Adressenfixierungssignal AA aus.
-
Im Zustand nicht gesetzter Adressen empfängt der Logikschaltkreis GA die Inhalte des Signalleitungsverbunds BUSc und das Adressenfixierungssignal AA, eigenkonfiguriert die Inhalte des Signalleitungsverbunds BUSc und überträgt unter Verwendung des Signalleitungsverbunds BUSc eine Antwort an die Steuerungseinheit U0c0.
-
Wenn die Adressen eingestellt sind, gibt der Logikschaltkreis GA an ein Gatter G ein Adressenfixierungs-Transfersignal AT aus. Nach Empfang des Adressenfixierungs-Transfersignals AT geht das Gatter G in einen Zustand über, in dem das Adressenfixierungssignal AA elektronisch an eine mit der nachfolgenden Stufe verbundene Erweiterungsbasiseinheit übertragen werden kann. Durch Wiederholen dieses Vorgangs für die nachfolgenden Stufen der Erweiterungsbasiseinheiten kann die Adresseneinstellung für diese Basiseinheiten automatisiert werden.
-
Bei dem Adresseneinstellungsverfahren, das bei dem das erste Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystem 20 verwendet wird, muss ein Adresseneinstellungssignal mit einer Brücke kurzgeschlossen werden, wodurch sich der Arbeitsaufwand für einen Anwender bei der Inbetriebnahme des Systems oder beim Ändern der Systemkonfiguration erhöht. Unter dem Gesichtspunkt, dass sich der Schwerpunkt in den letzten Jahren auf die Skalierbarkeit der Systeme richtete, entstand das Bedürfnis, den Arbeitsaufwand für diese Aufgaben zu verringern. Außerdem besteht, da es aufgrund der hohen Arbeitsbelastung bei einer Inbetriebnahme des Systems oder einer Änderung der Systemkonfiguration häufig zu einer unvollständigen oder falschen Einstellung kommen kann, ein Bedarf an einer Automatisierung dieses Arbeitsgangs.
-
Bei dem das zweite Vergleichsbeispiel darstellenden Ablaufsteuerungssystem 30 ist ein zusätzliches Adressierungssignal erforderlich. Ferner wird die Adresse der Reihe nach in einer Erweiterungsbasiseinheit um Eins erhöht, sodass die Adresse sequenziell von einer oberen Stufe aus zugeordnet wird. Daher kann einer bestimmten Stufe keine beliebige Adresse zugeordnet werden. Außerdem werden, wenn einer Zwischenstufe eine weitere Basiseinheit hinzugefügt wird, alle Adressen der nachfolgenden Stufen geändert, sodass ein Anwender in einem Programm auch diese Adressen ändern muss.
-
Das als drittes Vergleichsbeispiel angegebene Ablaufsteuerungssystem 40 erfordert zusätzlich ein Adressenfixierungssignal. Nach Abschluss einer Adresseneinstellung wird das Adressenfixierungssignal elektronisch an eine mit einer nachfolgenden Stufe verbundene Erweiterungsbasiseinheit übertragen, sodass die Adresseneinstellung sequenziell von einer höheren Stufe ausgehend erfolgen muss. Ferner muss das Adressenfixierungssignal nach dem Einstellen aller Adressen elektronisch an die Basiseinheit der letzten Stufe übertragen werden. In diesem Fall befindet sich jede der Erweiterungsbasiseinheiten in einem Zustand, in dem das Adressenfixierungssignal ignoriert wird, sodass zum Ändern der Adresse einer beliebigen Stufe alle Adressen gelöscht und die Adresseneinstellung von einer oberen Stufe aus erneut vorgenommen werden muss. Daher kann die Steuerungseinheit während einer Neufestlegung der Adressen auf keine der anderen Einheiten zugreifen, sodass die Steuerung des Ablaufsteuerungssystems gestoppt werden muss.
-
Bei dem Ablaufsteuerungssystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform sind die Basiseinheiten dagegen über einen Bus eineindeutig verbunden, sodass die Kommunikation zwischen diesen Basiseinheiten unabhängig von anderen Basiseinheiten ist. Eine Übertragung gleichzeitig an alle Basiseinheiten wird selbst in einem Zustand nicht durchgeführt, in dem keine der Basiseinheitenadressen eingestellt ist.
-
Daher wird zur Kommunikation über mehrere Basiseinheiten, eine Anweisung zwischen diesen Basiseinheiten in Relaisform elektronisch übertragen, wobei eine dieser Anweisung beizufügende Information gemäß einer bestimmten Regel weitergeleitet und geändert werden kann.
-
Zur Ergänzung dieser Konfiguration wird eine Anweisung übertragen, der eine die Anzahl der HOPs betreffende Information beigefügt ist. Durch Verwendung einer Regel, wonach die Anzahl der HOPs um Eins verringert wird, wird die Anweisung von jeder der Basiseinheiten weitergeleitet und elektronisch übertragen. Reduziert sich die Anzahl der HOPs hierbei auf 0, dann erkennt die jeweilige Basiseinheit, dass die Anweisung an sie selbst gerichtet ist. Und dadurch kann, wenn einer Anweisung die Anzahl der Basiseinheitenstufen als Anzahl von HOPs beigefügt wird, selbst im Zustand nicht gesetzter Adressen auf eine beliebige Basiseinheit unabhängig von der Verbindungsreihenfolge der Basiseinheiten zugegriffen werden. Daher sind kein zusätzliches Adressierungssignal und auch kein Adressenfixierungssignal erforderlich. Das bedeutet, dass, wenn die Steuerungseinheit die HOPs- Anzahl der Stufennummer einer Erweiterungsbasiseinheit zuordnet, an die eine Anweisung gesendet werden soll, und die Steuerungseinheit die Anweisung für diese Erweiterungsbasiseinheit erzeugt, eine Beeinträchtigung der von dieser Erweiterungsbasiseinheit verschiedenen anderen Basiseinheiten vermieden wird.
-
Die Steuerungseinheit kann ein Paket an eine Basiseinheit übertragen, die mit einer beliebigen Stufe verbunden ist, und die Existenz eines Anschlusses einer Erweiterungsbasiseinheit auf Basis des Vorliegens einer Antwort von dieser Basiseinheit innerhalb einer festgelegten Zeitspanne bestimmen. Ferner werden eine Bestimmung der Anzahl von HOPs, eine Subtraktionsregel für die HOPs-Anzahl und eine Regel eingesetzt, gemäß der jede der Basiseinheiten ein Antwortpaket sendet, wenn die Anzahl der HOPs 0 wird. Daher können die Anschlussverbindungen in einer beliebigen Reihenfolge unabhängig von der Anschlussreihenfolge der Basiseinheiten erfasst werden.
-
Außerdem wird einem Paket außer einer die Anzahl der HOPs betreffenden Information noch eine Anweisung zum Einstellen einer eindeutigen Adresse beigefügt. Die Übertragung des Pakets erfolgt von einer Steuerungseinheit, die mit einer Hauptbasiseinheit verbunden ist, zu einer Basiseinheit, die mit einer beliebigen Stufe verbunden ist. Beim Empfang eines Pakets mit einer HOPs-Anzahl 0 bestimmte die Basiseinheit, dass das Paket an sie gerichtet ist und stellt ihre eigene Adresse selbst auf die angegebene eindeutige Adresse ein.
-
Unter Verwendung der Anzahl an HOPs kann die Adresseneinstellung auf diese Weise automatisiert und die Arbeitsbelastung eines Anwenders verringert werden. Ferner kann die Adresse einer mit einer beliebigen Stufe verbundenen Basiseinheit so eingestellt werden, dass die Adresseneinstellung an den anderen Basiseinheiten erhalten bleibt. Aufgrund dieser Konfiguration kann eine auf eine Zielbasiseinheit beschränkte Adressänderung vorgenommen werden, ohne die Ansteuerung von gesteuerten Einheiten zu unterbrechen, die sich in von der Zielbasiseinheit verschiedenen anderen Basiseinheiten befinden.
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Wie oben beschrieben eignet sich die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung für ein Ablaufsteuerungssystem, das eine Hauptbasiseinheit und Erweiterungsbasiseinheiten aufweist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10, 20, 30, 40 Ablaufsteuerungssystem, B0, B0a, B0b, B0c Hauptbasiseinheit, B1 bis 2, B1a bis 2a, B1b bis 2b, B1c bis 2c Erweiterungsbasiseinheit, U00, Ua0, U0b0, U0c0 Steuerungseinheit, U01 bis 03, U10 bis 13, U20 bis 23, U0a1 bis 0a3, U1a0 bis 1a3, U2a0 bis 2a3, U0b1 bis 0b3, U1b0 bis 1b3, U2c0 bis 2c3, U0c1 bis 0c3, U1c0 bis 1c3, U2c0 bis 2c3 gesteuerte Einheit, G Gatter, GA logischer Schaltkreis, GS Addiererschaltung, J Brücke, CS Auswahlsignal, BUS Signalleitungsverbund, BA Adressenbestimmungssignal, AT Adressenfixierungssignal, HUB Relaisstationseinheit.
