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Gerät zum Überwachen von Betriebszuständen Die Erfindung betrifft
ein Gerät zum Überwachen von Betriebszuständen. Dieses umfaßt die tatsächlichen
Betriebszustandsdaten eines Kontrollelements und vorbestimmte Referenzbetriebszustandsdaten
und überwacht den Betriebszustand des Kontrollelements anhand der Unterschiede zwischen
den Daten.
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Bei herkömmlichen Geräten zur Überwachung von Betriebszuständen wird
ein Satz von Referenzbetriebszustandsdaten des Speichers für die Referenzbetriebszustandsdaten,
welcher zur Aufzeichnung der Referenzbetriebszustandsdaten des Kontrollelements
dient, für jeden einzelnen Betriebszustand mithilfe eines digitalen Schalters oder
einer anderen Einstellvorrichtung vorgegeben.
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Diese Einstellung erfordert jedoch eine erhebliche Zeit und es ist
schwierig, geeignete Referenzdaten vorzugeben.
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Insbesondere bei einer Massenfertigung ist es erforderlich, die Betriebsdauer
der einzelnen Betriebsstufen zu verkürzen und sei es nur um 1 Minute oder 1 Sekunde,
um die Gesamteffizienz zu erhöhen. Daher ist es üblich, den Steuervorgang oder Kontrollvorgang
öfters zu ändern, um die Dauer des ArbeitszykluE zu verkürzen. Es ist daher erforderlich,
den Betriebszustanc in den einzelnen Stufen, z. B. in der EiN-Stufe oder in der
AUS-Stufe, das Zeitintervall, das EIN-AUS-Wiederhokungszeitintervall ces riontrollelements,
z. 3. eines Grenzschalters ode
Endlagenschalters oder eines magnetischen
Ventils oder dgl.
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zu ändern. Wenn nun eine große Zahl von Kontrollelementen vorliegen,
so ist es erforderlich, die Einstellung des Digitalschalters oder einer anderen
Einstellvorrichtung für eine jede solche Änderung der Kontrollelemente zu'ändern,
wobei für jeden einzelnen Betriebs zustand die Referenzbetriebszustandsdaten berücksichtigt
werden müssen. In der Praxis macht dies große Schwierigkeiten.
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Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zur Überwachung
von Betriebszuständen zu schaffen, mit dem die Referenzbetriebszustandsdaten ohne
einen digitalen Schalter oder eine andere Einstellvorrichtung in den Speicher für
die Referenzbetriebszustandsdaten eingegeben werden können und welches einer Vielzahl
von Änderungen des Steuerungsvorgangs folgen kann.
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Erfindungsgemäß wird ein Gerät zur Überwachung von Betriebszuständen
geschaffen, welches durch Änderungen des Steuerungsvorgangs des Kontrollelements
bedingte neue Betriebszustandsdaten in einem Speicher aufzeichnet und die aufgezeichneten
Daten als neue Referenzbetriebszustandsdaten in einen Speicher für Referenzbetriebszustandsdaten
überführt und die Verwendbarkeit der überführten Daten vor der Überführung dieser
Daten in den Speicher für die Referenzbetriebszustandsdaten bestätigt, so daß im
Vergleich zu herkömmlichen Einrichtungen die Daten, welchen eine hohe Zuverlässigkeit
zukommt, rasch und leicht aufgezeichnet werden können.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausfahrungsform des erfindungsgemßen
Gerätes; Fig. 2 ein schematisches Diagramm der gespeicherten daten cef Singangssignalzustarae.
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Fig. 3 ein Diagramm einer Punktematrix, welche aus einem Symbolgenerator
ausgelesen wurde; Fig. 4 ein auf der Anzeigevorrichtung angezeigtes Zeitdiagramm
und Fig. 5 und 6 Blockschaltbilder weiterer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Gerätes.
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Fig, 1 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes
zur Überwachung von Betriebszuständen. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1
ein Eingangssignal, welches den Betriebszustand des Kontrollelementes, z. B. eines
Grenzwertschalters oder Endlagenschalters oder eines magnetischen Ventils oder dgl.
entspricht. n bezeichnet die (ganze) Zahl der Eingangssignale Y1, Y2 .... Y Yn Ein
Impulsgenerator 2 dient zur Erzeugung einer Impulsfolge mit vorgegebener Periode.
Mit S ist ein Startsignal bezeichnet, das zu Beginn eines Arbeitsschrittes für eine
kontrollierte oder gesteuerte Vorrichtung angelegt wird. Ferner sind Zählschaltungen
4 und 8 und Gatterschaltungen 5, 6 und 10 sowie Register 7 vorgesehen. Das Bezugszeichen
9 bezeichnet eine Schaltung zur Auswahl der Eingangsbitadressen. Das Bezugszeichen
11 bezeichnet eine Adressenbefehls-Schaltung für das Einschreiben in einen Pufferspeicher
12. Das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Steuerschaltung für die Datenüberführung.
Das Bezzeichen 14 bezeichnet einen Speicher für die Referenzbetriebszustandsdaten.
Das Bezugszeichen 15 bezeichnet ein Befehlssignal für die Datenüberführung. Das
Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Steuerschaltung, in welcher die Daten im Pufferspeicher
12 und im Referenzbetriebszustands-Datenspeicher 14 entsprechend der Speicheradresse
kombiniert werden. In einem Wiederholungsspeicher 17 werden Anzeigesymbolcodes gespeichert.
Das Bezugszeichen 18 bezeichnet einen Symcoigenerator. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet
eine Anzeigevorrichtung und das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Anzeigesteuerschaltung.
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Zum leichteren Verständnis der Erfindung soll der Fall beschrietem
werden, Q2' dem nJ-Zust-nd eines jeden Eingangssignals
während einer
Betriebsstufe des Kontrollelements eine "1" zugeordnet wird und daß der EIN-Zustand
des Eingangssignals als Betriebszustand überwacht wird.
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Wenn vom Kontrollelement das Startsignal S abgegeben wird, so werden
die Zählschaltungen 4, 8 und das Register 7 zurückgestellt und die Daten im Pufferspeicher
12 werden gelöscht.
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Dann zählt die Zählschaltung 4 der Reihe nach die Impulsfolgen des
Impulsgenerators 2. Wenn das Eingangssignal Y1 vom AUS-Zustand in den EiN-Zustand
umgeschaltet wird, so wird die Gatterschaltung 5, welche dem Eingangssignal y1 zugeordnet
ist, ausgeschaltet und die Daten der Zählschaltung 4 werden in dem dem Eingangssignal
Y1 zugeordneten Register 7 aufgezeichnet. Die Gatterschaltung 5 wird nur dann ausgeschaltet,
wenn das Eingangssignal vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand umgeschaltet wird, wobei
die Daten der Zählschaltung 4 im Register 7 gespeichert werden. Die Speicherung
im Register 7 geschieht nicht während der Periode des EIN-Zustandes oder des AUS-Zustandes
des Eingangssignals oder wenn das Eingangssignal vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand
umgeschaltet wird. Andererseits befindet sich die Gatterschaltung 6 während der
Periode des EIN-Zustandes des Eingangssignals Y1 im AUS-Zustand und die von dem
Impulsgenerator 2 abgegebenen Impulsfolgen werden in der Zählschaltung 8 gezählt.
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In gleicher Weise arbeiten die Gatterschaltungen 5, 6 und die Register
7 und die Zählschaltungen 8, welche den anderen Eingangssignalen Y2 .... Yn entsprechen.
Aufgrund der beschriebenen Arbeitsweise stellen die Daten im Register 7 jeweils
die Zeit dar, zu der das entsprechende Singangssigna1 1 nach dem Startsignal S in
den EIN-Zustand geschaltet wird. Andererseits sind die Daten in der Zählschaltung
8 dem Intervall (Breite) der EiN-Dauer des Signals äquivalent.
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Die Schaltung 9 zur Auswahl des Eingangsadressenbits dient zur Auswahl
der Daten der Register 7 und der Zählschaltungen als Betriebszustandsdaten des mingangssignals
für die SpeichEI-adresse
des Pufferspeichers 12. Nur dasjenige
Register 7 und dasjenige Ausgangsgatter 10 der Zählschaltung 8, welche dem durch
die Schaltung 9 zur Auswahl des Eingangsadressenbits befohlenen Eingangssignal entsprechen,
werden ausgeschaltet und in die Befehlsschaltung 11 für das Adresseneinschreiben
in den Pufferspeicher eingegeben.
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Gemäß der Adressenbefehlsschaltung 11 für das Einschreiben in den
Pufferspeicher werden die Eingangssignal-Einschaltdaten für die Zahl der Zählschaltungen
8 im Pufferspeicher 12 bei der entsprechenden Speicheradresse aufgezeichnet, wobei
die Speicheradresse durch eine Vorspannungskonstente gegeben wird.
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Diese Vorspannungskonstante ist für jedes durch die Eingangsadressen-Auswahlschaltungen
9 ausgewählte Eingangsadressenbit (in Bezug auf den Ausgang des Registers 7) vorbestimmt.
Nachdem die Aufzeichnung der Daten für ein Eingangs signal in dem Pufferspeicher
12 beendet ist, wählt die Schaltung 9 zur Auswahl des Eingangsadressenbits die nächste
Eingangsbitadresse aus. Wenn die Aufzeichnung der Daten der Register 7 und der Zählschaltungen
9 in dem Pufferspeicher 12 für alle Eingangsadressen beendet ist, so wählt die Schaltung
9 zur Auswahl der Eingangsadressenbits wiederum die erste Eingangsbitadresse aus
und der gleiche Vorgang wiederholt sich. In gleicher Weise werden die die Einschaltdauer
des Eingangssignals betreffenden Daten bei den entsprechenden Speicheradressen aufgezeichnet,
und zwar je nach dem Betriebszustand des Eingangssignals im Pubrspeicher 12. Im
folgenden soll der Fall betrachtet erden, daß das Eingangssignal Y1 den Adressen
100 - 199 zugeordnet wird und da; das Eingangssignal Y2 den Adressen 200 - 299 zugeordnet
.....
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und daß das Eingangssignal Yn den Adressen (1s)0 x n) - (100x n+@
zugewiessen wird und daß für Y1 der Datenwert im Register 7 Nul ist und daß für
Y1 der Datenwert im Register 7 Null ist und daß für Y1 der Datenwert in der Zählschaltung
8 gleich B ist zinJ daß für -rX åer Datenwert im register 7 gleich 8 ist undaß für
Y@ der Datenwert in der Zählschaltung 8 gleich 4 is
Zunächst wird
der Code für die Speicherung des Signals Y1 bei den Adressen 100 - 107 (für den
Datenwert 8) aufgezeichnet, d. h. ein Code 1. Ferner wird ein Code für die Speicherung
des Signals Y2 bei den Adressen 200 + 8 = 208 bis 211 aufgezeichnet, da dem Eingangssignal
Y2 die Adressen 200 - 299 zugewiesen sind.
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In gleicher Weise werden die Codes für die Speicherung der Signale,
welche den Daten der Register 7 und der Zählschaltungen 8 für die Eingangssignale
Y 3 .... n entsprechen im Pufferspeicher 12 aufgezeichnet. Wenn die Schwingungszahl
des Impulsgenerators 8 je nach dem Speicherbereich des Pufferspeichers 12 für die
Eingangssignale ausgewählt wird, so erhält man ein maximales Zeitintervall für eine
Betriebsstufe des Kontrollelements und das Einschaltzeitintervall eines bestimmten
Eingangssignals oder dgl., so daß die Betriebszustandsdaten für das Eingangssignal
in dem Speicherbereich ohne Schwierigkeiten aufgezeichnet werden können, ohne daß
die Betriebszustandsdaten für andere Eingangssignale gestört werden.
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Fig. 2 zeigt ein schematisches Diagramm der gespeicherten Daten der
Eingangssignale in den Speicherbereichen des Pufferspeichers 12 für die Eingangssignale.
In Fig. 2 bezeichnet "1" den EIN-Zustand des Eingangssignals und "0" den AUS-Zustand
oder den Rückstellzustand des Eingangssignals.
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Andererseits hat der Speicher 1 4 für die Referenzbetriebszustandsdaten
eine der Speicherkapazität des Pufferspeichers 12 ähnliche Speicherkapazität. Die
Referenzbetriebszustandsdater werden in diesem Speicher folgendermaßen gespeichert.
der das Kontrollelement die normale Steuerung einer Betriebsstuf beendet, so werden
die zu dieser Zeit ir Pufferspeicher 12 speicherten tatsächlichen Betriebszustandsdaten
als neue Referenzbetriebsdaten genommen. Das Befehlssignal 15 fi Datenüberführung
wird durch eine Tastatur oder eine anae nicht dargestellte irrichtunS erzeugt, falls
erforderlich.
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manuell. Somit werden die Daten des Pufferspeichers 12 die Datenüberführungssteuerschaltung
13 an die entsprechend
Speicheradresse des Referenzbetriebsspeichers
überführt. Zum Beispiel werden die Daten in der 100-sten Adresse des Pufferspeichers
12 zur 100-sten Adresse des Referenzbetriebsspeichers überführt und die Daten der
101-sten Adresse des Pufferspeichers 12 werden zur 101-sten des Referenzbetriebsspeichers
überführt usw., so daß die tatsächlichen Betriebsdaten als Referenzbetriebsdaten
dienen.
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Das Datenüberführungsbefehlssignal 15 kann automatisch erzeugt werden,und
zwar durch ein dem Ende einer Betriebsstufe zugeordneten Signal, welches dem genauen
Betrieb des Kontrollelements dient oder durch ein anderes Signal. Die Daten im Pufferspeicher
12 und im Referenzbetriebszustands-Datenspeicher 14 (bei den entsprechenden Speicheradressen)
werden in der Steuerschaltung 16 kombiniert. Zum Beispiel werden die aus dem Pufferspeicher
12 ausgelesenen Daten bei dieser Kombination an die Bits in der oberen Position
der Ausgangsdaten der Steuerschaltung 16 gegeben und die aus dem Referenzbetriebszustands-Datenspeicher
14 ausgelesenen Daten werden an die Bits in der unteren Position der Ausgangsdaten
der Steuerschaltung 16 gegeben. Es soll der Fall betrachtet werden, daß der Ausgang
des Pufferspeichers 12 gleich 1 und der Ausgang des Referenzbetriebsspeichers 14
gleich 1 ist. In diesem Fall ist der Ausgang der Steuerschaltung 16 gleich 3, wenn
die Bitzahlen der aus beiden Speichern ausgelesenen Daten jeweils gleich 1 Bit sind
und wenn die Bitzahl der Ausgangsdaten der Steuerschaltung 16 gleich 2 Bits ist.
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Der Ausgang der Steuerschaltung 16 ist gleich 2 und der Ausgang des
Pufferspeichers 12 ist gleich 0, wenn der Ausgang des Betriebszustandsspeichers
14 gleich 0 ist.
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Jer Ausgang der Steuerschaltung 16 ist gleich 1, wenn der Ausgang
des Betriebszustandsspeichers 14 gleich 1 ist. Der Ausgang der Steruerschaltung
16 ist gleich O,wenn die Aus«-rrF der reiden Speicher gleich U sind. Die Codes 3,
2, 1 und werden Jeweils bei den Speicheradressen des @iederholungsspeichers 17 gespeichert,
welche den Speicheradressen des ruffe- fe@-@@@@@@@@@@ 12 und des Beferenzbetriebsdatenspeichers
14 entsprchen.
Dieses Speichern und das Auslesen der Daten geschieht
durch die Steuerschaltung 16 je nach den einzelnen Kombinationen.
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Die Speicherkapazität des Wiederholungsspeichers 17 ist im wesentlichen
gleich der Kapazität der auf der Anzeigevorrichtung 19 darstellbaren Anzahl Symbole.
Der Wiederholungsspeicher 17 dient dem Aufzeichnen und Auslesen der Daten je nach
Wunsch.
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Die im Wiederholungsspeicher aufgezeichneten Anzeigesymbolcodes werden
in einer konstanten Periode ausgelesen und in den Symbolgenerator 18 eingegeben,
wobei es sich um einen Festwertspeicher zur Umwandlung der Codes in Punktematrices
handelt. Im Falle des Anzeigesymbolcodes "1" ergibt sich die 5 x 7-Punktematrix
gemäß Fig. 3a. Im Falle des Anzeigesymbolcodes "2" ergibt sich die Matrix gemäß
Fig. 3b und im Falle des Anzeigesymbolcodes "3" ergibt sich die Matrix gemäß Fig.
5c.
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Zum Auslesen der Punktematrix werden alle Daten für jeweils 5 Punkte
der 7 Rasterabtastungen (von oben) unter Synchronisierung der Rasterabtastungen
ausgelesen, wobei die Symbole auf einer Anzeigevorrichtung 19, z. B. einer Kathodenstrahlröhre
angezeigt werden.
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Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm der auf der Anzeigevorrichtung 19 angezeigten
Daten. Die dünnen Linien betreffen dabei die Referenzbetriebsdaten und die dicken
Linien betreffen die tatschlichten Betriebsdaten. Somit ist ein Vergleich des tatsächlichen
Betriebszustandes mit dem Referenzbetriebszustand leicht möglich.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform wurde der Fall erläutert, da
das Eingangssignal "1" nur einmal während einer Betriebsstufenperiode eingeschaltet
wird. Wenn das Eingangssignai jedoch wiederholt die EiN-AUS-Zustände während einer
Betriebsstufenperiode durchl<uft, oder wenn sich das Eingangssignal im AUS-Zustand
befindet, so kann man zu genauen 3etriebsdater des Pcntrollelements selbst fr den
Fall kommen, daß sic während einer Betriebsstufenperiode der EIN-AUS-Zustand wiederholt.
Dies geschieht durch Rückstellen des Registers -
Zählschaltung
8 und durch eine wesentlich höhere Tastgeschwindigkeit für die Auswahl der Bitadressen
durch die Auswahlschaltung 9 für die Eingangsbitadressen (wesentlich höher relativ
zur EIN-AUS-Wiederholungsperiode des Eingangssignals 1).
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Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Aiisfuhrungsform des
erfindungsgemäßen Gerätes, wobei anstelle der Zählschaltung 8 (in Fig. 1) ein Register
21 verwendet wird. Dabei werden die Daten der Zählschaltung 4 in dem Register 21
während des EIN-Zustandes des Eingangssignals 1 gespeichert. Die im Register 21
gespeicherten Daten sind der Endzeit des EIN-Zustandes des Eingangssignals 1 nach
Beaufschlagung mit dem Startsignal (S) äquivalent, z. B. der Zeit des Umschalters
des Eingangssignals (1) vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand.
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In diesem Falle bewirkt die Adressenbefehlsschaltung 11 für das Einschreiben
in den Pufferspeicher 12, daß die Betriebsdaten des Kontrollelements im Pufferspeicher
12 aus einer Speicheradresse,welche im wesentlichen in Abhängigkeit von den Daten
des Registers 7 (ausgewählt durch die Eingangsbitadressen-Wahlschaltung 9) entschieden
wird1 in eine Speicheradresse, welche im wesentlichen in Abhängigkeit von den Daten
im Register 21 entschieden wird, gespeichert werden.
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Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsfofl des
erfindungsgemäßen Gerätes, wobei die Daten des tatsächlichen Betriebszustandes des
Kontrollelements direkt aus der Adressenbefehlsschaltung 11 für das Einschreiben
in den Pufferspeicher 12 ausgelesen werden und wobei die Differenzbetriebszustandsdaten
aus dem Referenzbetriebszustands-Datenspeicher 14 ausgelesen werden und wobei beide
Daten in eine Schalten: 22 zur Feststellung eines abnormalen Betriebszustandes eingfgeben
werden, in welcher beide Daten verglichen werden, wobei ein festgestellter anormaler
Betriebszustand des Konti'oljelements durch Betätigung einer Alarmanlage 23 durcn
ei.
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bei Vorliegen eines abnormalen Zustandes abgegebenes Signal der Schaltung
22 zur Feststellung eines abnormalen Zustandes angezeigt wird. Ein abnormaler Zustand
liegt vor, wenn die beiden verglichenen Daten nicht konsistent sind.
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Vorstehend wurde der Fall erläutert, daß der EIN-Zustand des Kontrollelements
überwacht wird. Man kann jedoch auch den AUS-Zustand des Kontrollelements überwachen,
indem man einen Code-Inverter in den Signalkreis des Eingangssignals 1 einfügt,
welcher während des EIN-Zustandes des Eingangssignals 1 den AUS-Zustand ausgibt
und welcher während des AUS-Zustandes des Eingangssignaies 1 den EIN-Zustand ausgibt.
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Bei den beschriebenen Ausführungsformen werden neue Daten des tatsächlichen
Betriebszustandes, welche bei Änderung der Steuerdaten des Kontrollelements oder
Steuerelements vorliegen, einmal in dem Pufferspeicher gespeichert und dann ausgelesen
und als neue Referenzbetriebszustandsdaten in den Referenzbetriebs zustands-Datenspeicher
überführt. Man kann jedoch auch die tatsächlichen Betriebszustandsdaten ohne vorherige
Speicherung in dem Pufferspeicher in dem Referenzbetriebszustands-Datenspeicher
aufzeichnen.