DE2735258A1 - Multiprozessor-system mit einem programmierbaren maschinenfunktionsregler - Google Patents
Multiprozessor-system mit einem programmierbaren maschinenfunktionsreglerInfo
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- DE2735258A1 DE2735258A1 DE19772735258 DE2735258A DE2735258A1 DE 2735258 A1 DE2735258 A1 DE 2735258A1 DE 19772735258 DE19772735258 DE 19772735258 DE 2735258 A DE2735258 A DE 2735258A DE 2735258 A1 DE2735258 A1 DE 2735258A1
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Description
D-8023Munchen-Puliach Wiener Su 'J :. I 1)89) Ϊ 'J ι :!C Π. Tt :·.
< r>2i?11" 'ir): I Cables ■ Patenl:bus- München
Diplom Ingenieure
y'J°,'T" Case 7638F d'U. August 1977
Cincinnati Milacron, Inc., 4701 Marburg Avenue, Cincinnati, Ohio 45209, USA
Multiprozessor-System mit einem programmierbaren Maschinenfunktionsregler.
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- 7 -BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Maschinenregler
und speziell ein Gerät zur Kopplung von Maschinenkontakt-Informationen zwischen einem programmierbaren Maschlsnfunktionsregler
und einer weiteren Steuervorrichtung.
Seit dem Aufkommen numerischer Steuereinrichtungen stellt die Kopplungselektroni k der numerischen Steuereinrichtung für die
Maschine eine Quelle hoher Labor- und Materialkosten dar und ist mit Zuverlässigkeitsproblemen bei der numerischen Steuerung behaftet. Zusatzlich zum Vorsehen von Schlitten-Steuerinformationen, d. h. elektrischer Signale ftir die Steuerung der Verschiebung und der Geschwindigkeit von Maschinenschlitten, muß die
numerische Steuerung mit der Maschine in Verbindung treten, um eine Reihe ihrer weiteren Funktionen zu steuern, z. B. die Werkzeugauswahl, die Spindelbewegungsrichtung und - geschwindigkeit,
KUhlmittelauswahl, die axiale Zulässigkeit und das Darüberhinausfahren usw. Diese Signale können von Gleichspannungs-Steuersignalwerten bis zu Standard-Wechselspannungswerten variieren. Eine
typische numerische Steuereinheit erfordert daher hunderte von Verbindungsdrähten zwischen dieser und der Maschine. Diese Verdrahtung ist vom materiellen und vom labormäßigen Standpunkt
aus betrachtet kostspielig, und zwar für das erste Mal, wenn die Maschine von den Herstellern zusammengesetzt wird. Jedesmal, wenn
die Maschine für einen Transport oder andere Zwecke bewegt wird,;
erhöhen sich die Kosten, da die Verdrahtung getrennt und später
wieder hergestellt werden muß. Zweitens führt das Vorhandensein der verschiedenen Maschinensteuersignale, von denen viele mit '
induktiven Lasten behaftet sind, in den gleichen Steuerabschnitt: j oder Steuerkasten, beispielsweise die digitalen logischen Schaltungen, unvermeidlich zu Störsignalen und zu Zuverlässigkeitsproblemen bei der numerischen Steuerung. j
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Um diese Probleme zu beseitigen, können die Hersteller von numerischen Steuereinrichtungen eine oder mehrere Konstruktionen
von Kopplungsschaltungen verwenden. Ein typisches Beispiel hierfür enthält für jedes Maschinensteuersignal die Serienkombination aus einem optischen Isolator, einem Ausgangstreibertran
sistor, ein Miniaturrelais, einen pegelverschiebenden Verstärker und eine Hochspannungs-Digitalschalterstufe. Das Einbeziehen solcher Schaltungen für jedes der Maschinensteuersignale
ist offensichtlich sehr kostspielig.
Die Verwendung einer direkten Verdrahtung der Maschine mit numerischen Steuereinrichtungen hat sich nicht geändert, bis
programmierbare Maschinenfunktionsregler eingeführt wurden, die im Handel seit wenigstens den letzten 5 Jahren erhältlich sind.
Die Regler werden dazu verwendet, die Maschinenmagnetrelaisschaltungen zu ersetzen und die logischen Operationen auszuführen, die früher von den Relaisschaltungen ausgeführt wurden.
Demzufolge wird die numerische Steuereinrichtung direkt mit dem Regler und der Maschine verdrahtet. Die Verwendung von programmierbaren Reglern mildert einige Probleme.
Eine Lösung der erforderlichen umfangreichen Verdrahtung ist durch ein Gerät gegeben, welches in der US-1PS 3 810 104 beschrieben ist. Gemäß dieser Patentschrift soll der ideale programmierbare Regler die Fähigkeit besitzen, alle Maschinentypen
zu bedienen bzw. zu handhaben. Dies erfordert in dem Regler einen Speicherabschnitt, der ausreichend bemessen ist, um alle j
existierenden Maschinensteuersignale zu speichern. Jedoch kann j irgendeine Maschine nur ein Drittel oder die Hälfte der gesam- ι
ten Zahl von Signalen erfordern. In der genannten Patentschrift ist ein Gerät mit einem Speicher beschrieben, der eine begrenzte
Speicherkapazität aufweist und eine Kopplungsschaltung zum Empfangen der Maschinensteuersignale und zum Decodieren dieser
Signale in Adressen enthält, die von dem eingeschränkten Speicher verwendet werden können. Darüberhinaus wird das Verdrah-
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tungsproblem durch Mehrfachausnutzung (Multiplexing) der Signale
zwischen der numerischen Steuereinheit und dem Regler vemnfacht.
Das in der genannten Patentschrift erläuterte System erfordert Steuerschaltungen für die Sychronisation der Betriebsweise der
Kopplungsschaltung mit dem programmierbaren Regler. Bei dem
bekannten System erzeugt der programmierbare Regler ein Adressensignal für eine Kopplungsschaltung und wartet auf die Rückgabe eines Wortes, welches dieser Adresse entspricht. Dieser
synchrone Betrieb erhält jedoch die Komplexität der Zeitsteuerschaltungen, die für den programmierbaren Regler benötigt werden. Darüberhinaus sorgt dieses System lediglich für eine
Kommunikation der Maschinensteuersignale von der numerisch en Steuereinheit zum programmierbaren Regler.
Demgegenüber arbeitet die Einzelbit-Kontaktkopplungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung asynchron mit dem Maschinenregler und der Steuervorrichtung, so daß dadurch die Komplexität der Zeitsteuerschaltungen in dem programmierbaren Regler
und der Steuervorrichtung reduziert wird und die Zuverlässigkeit des gesamten Systems verbessert wird. Auch ist die Kopplungsschaltung nach der Erfindung für einen Zweirichtungsbetrieb ausgelegt; und sie arbeitet auch direkt insofern, als
eine Zwischenkopplungs-Decodierstufe nicht erforderlich ist. Alle Kontaktinformationen werden zyklisch und kontinuierlich
zwischen beiden Enden der Kopplungsschaltung für die Verwendung durch die Steuervorrichtung und den MaschJienregler übertragen.
Die Übertragung der Informationen beeinflußt auch nicht den normalen Betrieb der Steuervorrichtung oder des Maschinenreglers J
Die Kopplungsschaltung ist im Endergebnis transparent und die Steuervorrichtung und der Maschinenregler arbeiten vollkommen i
unabhängig, jedoch verwendet Jede dieser Stufen Kontaktinforma- ; tionen, die von der anderen erzeugt wurden. Die Kopplungsschal- j
tung vermindert jedoch nicht nur den Aufwand der erforderlichen :
Verdrahtung, um Maschinensteuersignale zwischen dem Maschinenregler und der Steuervorrichtung zu übertragen, sondern sieht ;
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auch eine Hardware-Standardisierung für die Übertragung der Kontaktinformationen zwischen dem Maschinenregler und einer
Reihe von Typen von Steuervorrichtungen vor.
Gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung ist ein Gerät zum Senden von Einzelbit-Kontaktinformationen zwischen einer
Steuervorrichtung und einem programmierbaren Maschinenfunktions regler ausgelegt, der asynchron zur Steuervorrichtung arbeitet.
Die Steuervorrichtung besitzt eine I/O-Kopplungsschaltung für
die Steuerung der Übertragung von Eingangssignalen, die von der Steuervorrichtung erzeugt werden, und von Ausgangssignalen, die
von dem Regler erzeugt werden. Der Regler besitzt eine Kontakthauptleitung für die Leitung von Eingangs- und Ausgangssignalen
Das Gerät besteht aus einem ersten und einem zweiten Empfänger/ Sender für eine serielle Übertragung der Eingangs- und Ausgangssignale
zwischen diesen. Zwischen den ersten Empfänger/ Sender und der Kontakthauptleitung ist eine Einrichtung eingeschaltet,
um die Übertragung der Ausgangssignale von der Kontakthauptleitung
zum ersten Empfänger/Sender zu steuern. Es ist auch eine weitere Einrichtung zwischen den ersten Empfänger/
Sender und der Kontakthauptleitung eingeschaltet, um die Übertragung
der Eingangssignale vom ersten Empfänger/Sender zur Kontakthauptleitung zu steuern. Zwischen dem Empfänger/Sender
und der I/O-Kopplungsschaltung der Steuervorrichtung ist auch
eine Einrichtung vorgesehen, um die übertragung der Ausgangssignale
von dem zweiten Empfänger/Sender zur Steuervorrichtung zu steuern. Schließlich ist eine Einrichtung zwischen die
I/O-Kopplungsschaltung und den zweiten Empfänger/Sender eingeschaltet,
um die Übertragung der Eingangssignale von der Steuervorrichtung
zum zweiten Empfänger/Sender zu steuern.
Im folgenden wir d die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltbild eine programmierbaren Maschinenfunktionsreglers und einer Kontaktkopplungselektronik für die Verbindung des Maschinenfunktionsreglers mit einer anderen Steuervorrichtung;
Fig.2a
und 2b, wenn sie an der angegebenen Verbindungslinie aneinander
gelegt werden, ein detailliertes Blockschaltbild der
Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Steuervorrichtungs-Kopplungsschalturig, die
in Zuordnung zu einer hartverdrahteten, numerischen Steuereinheit verwendet werden kann; und
Fig. 4 ein detailliertes Blockschaltbild, welches ein zweites
AusfUhrungsbeispiel einer Steuervorrichtungs-Kopplungselektronik veranschaulicht, die in Zuordnung mit einer
numerischen Computer-Steuereinrichtung verwendet werden kann.
Fig. 1 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild eines programmierbaren Maschinenfunktionsreglers und einer Kontaktkopplungselektronik für die Verbindung des Maschinenreglers mit einer
anderen Steuervorrichtung. Die funktioneile Operation bzw. Betriebsweise einer Maschine 10 wird durch den Maschinenregler
11 gesteuert, der aus einem logischen Prozessor 12, einem ι wahlweisen Datenprozessor 14, Kopplungeschaltungen 20 und 22 ;
und einer Zwischenverbindungskontakthauptleitung 16 besteht. , Der funktionelle Betrieb der Maschine kann schematisch durch ΐ
ein Ladder- oder Relaisdiagramm wiedergegeben werden. Unter Verwendung dieses Diagramms, in Verbindung mit einer Programmeinheit1
18, kann das Programm erstellt werden. Jeder Schritt im Programm; enthält typisch eine Vorrichtungsadresse und eine zugeordnete !
logische Funktion. Die Kombination dieser zwei Informationsteilej
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wird als ein Speicherwort definiert. Der grundliegende Maschinenregler
besteht aus dem logischen Prozessor 12, der Eingangskopp lungselektronik 20, und einer Ausgangskopplungselektronik 22.
Bei der bevorzugten Ausführungsform werden Blöcke von Vorrichtungsadressen zugeteilt und voraus zugeordnet, und zwar entsprechend
den vorhandenen Vorrichtungen, z. B. externen Wicklungen, externen Kontakteingängen, Zeitsteuerstufen usw. Unter
Verwendung der Programmeinheit 18 wählt daher ein Programmierer eine Startspeicherstelle aus und arbeitet sich durch das Ladder-Diagramm
seriell entlang Jeder Zeile hindurch. Jedes Speicherwort enthält daher eine Element-Definition, z. B. keine Operation,
Ausgang, Eingang, einem diesem Element zugeordnete Vorrichtungsadresse, wenn anwendbar, und andere erforderliche, funktioneile
Informationen hinsichtlich des Zustandes der adressierten Vorrichtung, z. B. normalerweise offener oder normalerweise geschlossener
Kontaktzustand. Nachdem das Programm vervollständigt ist, kann aie Programmeinheit 1Θ dazu verwendet werden, um das
Programm in den Speicher 2h des logischen Prozessors 12 über die Programmhauptleitung 26 zu übertragen. Eine Zeitsteuerschaltung
28 arbeitet derart, daß sie kontinuierlich den Speicher 2h abtastet.
Wenn jedes Speicherwortgelesen ist, wird die Vorrichtungsadresse auf die Kontakthauptleitung 16 über die Kontaktadressen-Hauptleitung
30 übertragen. Wenn die Vorrichtungsadresse ein Eingangselement wiedergibt, so spricht die Eingangskopplungselektronik
20 auf die Vorrichtungsadresse auf der Adressenhauptleitung 30 an und erregt eine Schaltung In dieser, die so geschaltet ist, ;
daß sie den Zustand einer entsprechenden Eingangsvorrichtung empfängt, die an der Maschine 10 gelegen ist. Der Zustand dieser ι
adressierten Eingangsvorrichtung wird auf einer Kontaktzustands- ; leitung 32 über die Kontakthauptleitung 16 zu einer logischen j
Schaltung 3h in den logischen Prozessor 12 übertragen. Die i
logische Schaltung J>h arbeitet derart, um zu ermitteln, ob der '
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tatsächliche Kontaktzustand mit dem programmierten Kontaktzustand übereinstimmt oder nicht. Solange eine Übereinstimmung
zwischen den programmierten und den tatsachlichen Bedingungen vorhanden ist, bleibt die logische Schaltung in einem set-Zustand. Wenn jedoch die programmierten und tatsächlichen Bedingungen nicht übereinstimmen, so wird die logische Schaltung
zurückgestellt (reset).
Nach dem Abtasten eines Speicherwortes mit einer Vorrichtungsadresse, die einer Ausgangswicklung entspricht,, decodiert die
Kopplungsschaltung 22 die Vorrichtungsadresse. Jedesmal dann, wenn der logische Prozessor ein Ausgangselement in einem Speicherwort decodiert, wird auf einer Ausgangssteuerleitung 36
ein Ausgangssteuersignal erzeugt, welches ebenfalls zur Ausgangskopplungsplatte übertragen wird. Wenn die logische Schaltung eine kontinuierliche Übereinstimmung zwischen den tatsächlichen und den programmierten Bedingungen der Eingangsvorrichtungen festgestellt hat, wenn ein ein Ausgangselement enthaltendes Speicherwort decodiert wurde, erzeugt die logische
Schaltung 34 ein Ausgangssignal in ihrem set-Zustand auf der
Ausgangszustandsleitung 38. Die Ausgangskopplungselektronik speichert den Zustand des Ausgangseignais in Abhängigkeit von
dem Ausgangssteuereignal auf der Leitung 36. Wenn sich die
Schaltung in ihrem set-Zustand befindet, erregt das Ausgangssignal ein Element an der Naschine 10, welches der Vorrichtungsadresse entspricht, die durch die Ausgangskopplungselektronik
22 decodiert wurde. Diese Vorrichtung bleibt erregt, bis die logische Schaltung 34 bestimmt, daß die Zustände der Eingangsvorrichtungen, welche diesem Ausgangselement zugeordnet sind,
nicht den programmierten Zuständen entsprechen, so daß daher auf der Leitung 38 das Ausgangesignal entsprechend ihren reset-Zustand erzeugt wird. Es wird daher der Betrieb bestimmter Elemente an der Maschine 10 als Funktion des Betriebszustandes !
anderer Elemente an der Haschine gesteuert. Es sei darauf hinge-!
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wiesen, daß der logische Prozessor 12 nur die Fähigkeit hat, einfache, logische Entscheidungen zu treffen.
Wenn die Ausgangsvorrichtung an der Maschine in Abhängigkeit von einer arithmetischen Funktion gesteuert werden soll, kann
ein Datenprozessor 14 wahlweise an die Kontakthauptleitung
angeschlossen werden. Der Datenprozessor arbeitet asynchron zum logischen Prozessor und führt Programme arithmetischer Instruktionen aus, die von dem logischen Prozessor ausgewählt
werden. Wenn das Programm Daten von der Maschine für die Durchführung benötigt, so können diese Daten von der Maschine 10
vermittels einer Datenkopplungselektronik 4o und der DatenhaupfLeitung 42 erhalten werden. Ein programmierbarer Maschinenfunktionsregler, wie er zuvor allgemein beschrieben wurde, ist
in den Einzelheiten in der US-Patentanmeldung Nr. 677 712 beschrieben, die den Titel hat "Asynchronous Dual Funtion
Multiprocessor Machine Control", wobei diese Anmeldung auf die Anmelderin zurückgeht. Darüberhinaus ist dieser Maschinenregler
im Handel von der Firma Cincinnati Milacron Inc. erhältlich.
In vielen Situationen kann die Maschine 10 auch auch durch eine
Steuervorrichtung hk gesteuert werden. Die Steuervorrichtung
kann die Form eines anderen programmierbaren Maschinenfunktionsreglers, eines auf Computerbasis aufgebauten Reglers oder einer
hartverdrahteten numerischen Steuereinheit haben usw. Vie an früherer Stelle erläutert wurde, kann die Steuervorrichtung
Signale erzeugen, welche direkt die Elemente an der Maschine steuern. Ein Beispiel dieses Signaltyps sind Maschinenachse-Positionssignale und Geschwindigkeitsignale. Darüberhinaus
können bestimmte Signale« die an der Maschine erzeugt werden, direkt über Leitungen zur Steuervorrichtung zurückgeführt wer- \
den. Ein Beispiel für ein solches Signal ist ein Notabschaltsignal. Die Signale, die direkt zwischen der Steuervorrichtung !
hU und der Maschine 10 über Draht übertragen werden, sind durch i
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die Leitung 46 wiedergegeben. Es gibt jedoch eine große Zahl von weiteren Signalen, die zwischen der Steuervorrichtung 44
und der Maschine 10 laufen müssen. Allgemein betreffen diese Signale die Steuerung einer Maschinenfunktion und sie werden
daher zum Maschinenfunktionsregler 11 geleitet. Typischerweise ist der Maschinenfunktionsregler allgemein in der Nähe der
Maschine gelegen, während die Steuervorrichtung 44 entweder in der Nähe der Maschine oder entfernt von der Maschine gelegen
sein kann. In beiden Fällen kann bei komplizierteren Maschinen die Zahl der Maschinensteuersignale bis zu mehreren hundert
reichen.
Um die Verdrahtung zwischen der Steuervorrichtung und der Maschine wesentlich zu reduzieren und um die Geräusch- bzw.
Rauschprobleme in der Steuervorrichtung zu reduzieren und um die Kopplungsschaltungen in der Steuervorrichtung zu vereinfachen und allgemein die Zuverlässigkeit der Nachrichtenverbindung zwischen der Steuervorrichtung und der Maschine relativ
zu den Maschinensteuersignalen zu verbessern, ist eine Kontaktkopplungselektronik 48 vorgesehen. Die Kontaktkopplungselektronik besteht aus zwei im wesentlichen ähnlichen Elementen -einer Maschinenregler-Kopplungselektronik 50 und einer Steuervorrichtungs-Kopplungselektronik 52. Die Maschinenregler-Kopplungselektronik umfaßt einen Empfänger/Sender 54, einen Empfänger
Multiplexer 56 und einen Sender-Multiplexer 58. In ähnlicher Weise umfaßt die Steuervorrichtungs-Kopplungselektronik 52 einen
zweiten Empfänger/Sender 50, einen zweiten Empfänger-Multiplexer 62 und einen zweiten Sender-Multiplexer 64. Zur Realisierung der
Kontaktkopplungselektronik 48 ist ein Block von Vorrichtungs- !
adressen fUr die Übertragung von Maschinensteuersignalen züge- ;
ordnet. In Abhängigkeit von einer dieser Vorrichtungsadressen, welche ein Ausgangssignal auf der Adressenhauptleitung 30 wiedergibt, bewirtet der erste Sender-MultLplexer 58, daß der Zustand
des Ausgangssigneis auf der Leitung 36 zum ersten Empfänger/
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Sender 54 übertragen wird. Das Ausgangssignel wird dann seriell
über die Leitung 66 zum zweiten Empfänger/Sender 60, den zweiten Empfänger-Multiplexer 62 übertragen, steuert die Übertragung
des Zustandes des Ausgangssignals vom zweiten Empfänger/ Sender 60 zur Steuervorrichtung 44.
In ähnlicher Weise steuert der zweite Sender-Multiplexer 64 die
Übertragung des Zustandes eines Eingangssignals von der Steuervorrichtung zum zweiten Empfänger/Sender 60. Dieses Signal wird
seriell über die Leitung 67 zum ersten Empfänger/Sender 54 übertragen und in Abhängigkeit von der richtigen Eingangsadresse
auf der Adressenhauptleitung 30, überträgt der Empfänger-Multiplexer 56 den Zustand des Eingangssignals auf der Leitung 32
zurück zum logischen Prozessor 12, und zwar über die Kontakthauptleitung 16. Anstelle der Verwendung der hunderten von
Leitungen, die früher zwischen der Steuervorrichtung und dem Maschinenregler gelegt werden mußten, lassen sich die Leitungen
66 und 67 durch zwei Leiterkabel realisieren. Darüberhinaus können die Kabel irgendeine Länge haben von einigen Fuß bis
mehreren hundert Fuß. Es sei darauf hingewiesen, daß das System in zwei Richtungen arbeitet und daß das System direkt
arbeitet insofern, als keine speziellen Decodierschaltungen
erforderlich sind. Darüberhinaus arbeiten die Empfänger/Sender asynchron zueinander als auch asynchron zur Steuervorrichtung
und zum Maschinenregler.
Wenn man die Figuren 2a und 2b an der angegebenen Verbindungslinie
aneinanderlegt, so veranschaulichen sie die Elemente, die erforderlich sind, um die Maschinenregler-Kopplungselektronik \
50 zu realisieren. In Fig. 2b besteht der Empfänger/Sender 69 aus einem universellen,asynchronen Empfänger/Sender (UART) 68,
der im Handel erhältlich ist, einem Serien-Parallelwandler 70 ·; und einem Parallel-Serienwandler 72. Der erste Empfänger/Sender I
56 besteht aus einem Sendesignalspeicher 74 in der Stufe RAM 76,
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dem Sendeadressen-Multiplexer 80 (siehe Fig. 2a), dem Kontaktadressen-Multiplexer 82, dem Sendeadressen-Generator 84, dem
Kontaktadressen-Generator 86, dem Plattenadressenwähler 88 und aus Abschnitten der Synchronisations- und Zeitsteuerregeleinrichtung 90. Der erste Sender-Multiplexer 58 besteht aus einem
Empfangssignalspeicher 92 in der Stufe RAM 76, einem Empfangsadressen-Multiplexer und einem Empfangsadressen-Generator 96.
Die Stufe RAM 76 wird gemeinsam verwendet, derart, daß der Sendesignalspeieher 71* Maschinenausgangssteuersignale von der
Kontakthauptleitung 76 enthält, die von dem logischen Prozessor 12 erzeugt werden, und der Empfangssignalspeicher 92 Maschineneingangssteuersignale enthält, die von der Steuervorrichtung
erzeugt werden. Es gibt drei Betriebsarten, welche die Stufe RAM 76 parallel aufweisen (time share). Die höchste Prioritätsbetriebsart spricht auf die Adressen auf der Kontakthauptleitung an, um die Zustände der Ausgangssignale auf der Leitung
an geeigneten RAM-Stellen in dem Sendesignalspeicher 71* einzuladen. Zusätzlich bewirken diese Adressen, daß die Zustände der
in RAM gespeicherten Signale zurück zur Kontakthauptleitung über die Leitung 32 gesendet werden. Die nächsthöhere Prioritätsbetriebsart bewirkt, daß die Zustände der Eingangssignale,
welche von der Steuervorrichtung erzeugt wurden, vom UART 68 zum Empfangssignalspeicher 92 von RAM 76 Übertragen werden. Die
niedrigste Prioritätsbetriebsart bewirkt, daß die Zustände der Ausgangssignale von dem Sendesignalspeicher 7b zur Stufe UART
.68 übertragen werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kontakthauptleitung aus einer Einzeldatenbithauptleitung besteht;
und daß daher die Ausgangssignale aus dem Maschinenregler und die Eingangssignale von der Steuervorrichtung lediglich EIn-
oder Auszustände der Elemente wiedergeben, welche diesen Signalen zugeordnet sind. Demzufolge stellt jede Bitstelle in der
Stufe RAM 76 den Zustand von einem der Maschinensteuersignale dar.
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- 1ö -
Der Betriebszyklus mit höchster Priorität soll nun zuerst beschrieben
werden. Es wurde an früherer Stelle erwähnt, daß ein bestimmter Block der Vorrichtungsadressen den Maschinensteuersignalen
zugewiesen und vorzugeordnet wird. Der Zweck des Schaltungsadressenwählers 88 (s. Fig. 2a) besteht darin, eine
Schaltungsadresse vorzuziehen, welche einem bestimmten Block der zugewiesenen Adressen entspricht. In dem Kontaktadresssen-Generator
86 vergleicht eine Adressendecodier- und Vergleichsschaltung 98 die Vorrichtungsadresse auf der Adressenhauptleitung
30 mit der ausgewählten Adresse von dem Schaltungswähler 88. Wenn die Vorrichtungsadresse aus einer der Adressen in dem
Block der zugewiesenen Adressen besteht, gelangt zum Eingang eines Flip-Flops 100 ein Ausgangssignal. In der sync- und Zeitsteuerschaltung
90 in Fig. 2b erzeugt eine Taktquelle 102 ein baud-Taktsignal auf der Leitung 104 und ein Haupttaktsignal auf
der Leitung 106. Ein Zykluszähler 108 arbeitet in kontinuierlicher Weise, um vier Zykluszählschritte zu erzeugen. Gemäß
Fig. 2a erzeugt beim Zählschritt 1 der Flip-Flop 100 ein MPC-Signal
auf der Leitung 110. Das MPC-Signal gelangt zum Multiplexer-Steuereingang
des Kontaktadressen-Multiplexers 82. Dadurch wird bewirkt, daß der Kontaktadressen-Multiplexer die
Vorrichtungsadresse fortwährend auf der Adressenhauptleitung 30 auswählt. Als nächstes leitet die Kontakthauptleitung 16 den
Zustand eines Ausgangssignals auf der Leitung 38 zum Eingang der Stufe RAM 76. Demzufolge leitet die Kontakthauptleitung 16
ein Steuerausgangssignal auf der Leitung 36 Über das Gatter
112 und 114 zum Einschreibeingang der Stufe RAM 76. Dadurch
wird bewirkt, daß der Zustand des Ausgangssignals auf der Leitung 38 in die Speicherstelle des SendesignalSpeichers 76 ,
eingeladen wird, welche der Vorrichtungsadresse entspricht, die von dem Kontaktadressenmultiplexer 82 ausgewählt wurde. Zusätzlich
bewirkt diese Betriebsart, daß der Zustand irgendeiner RAM-Stelle zurück zur Kontakthauptleitung übertragen wird. Jedesmal,
wenn der Sendesignalspeicher Jk durch den Kontaktadressen- ,
Multiplexer 82 adressiert wird, wird der Zustand der adressier- i
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ten Speicherstelle über die Leitung 32 zurück zur Kontakthauptleitung geleitet. Bei anderen Situationen kann der Empfangssignalspeicher 9? durch den Kontaktadressen-Multiplexer 82
adressiert werden; und der Zustand desselben wird über die Leitung 32 zurück zur Kontakthauptleitung geleitet. In diesen
Situationen werden Jedoch auf den Leitungen 36 oder 38 keine Signale empfangen.
Die Betriebsart entsprechend der nächst höheren Priorität besteht aus dem Empfangszyklus. Nachdem die Stufe UART 68 ein
byte von Informationen empfangen hat, wird auf der Leitung 116 ein Verfügbar-Datensignal erzeugt. Wenn der Zykluszähler 108
auf der Leitung 118 ein Zählschritt 2-Signal erzeugt, so erzeugt
ein UND-Glied 120 für den Flip-Flop 122 ein Taktsignal, der dann auf der Leitung 124 ein RCY-Signal erzeugt. Das RCY-Signal wird
zum Multiplexer-Steuereingang des Multiplexers 134 übertragen,
der die Adresse auswählt, die laufend von dem Empfangsadressenzähler 132 produziert wird. In Abhängigkeit vom nächsten Haupttaktimpuls erzeugt der Zykluszähler 108 ein Zählschritt 3 -Signal auf der Leitung 126. Das Zählschritt 3-Signal bewirkt, daß
der Einschalteingang der Stufe RAM 76 das erste Bit des verfügbaren Informations-bytes aus der Stufe UART über den Parallel/
Serienwandler 72 in die Speicherstelle lädt, welche der vom Multiplexer 134 ausgewählten Adresse entspricht. Der vierte
Zählschritt dient dazu, den Empfangsadressenzähler 132 zu inkrementieren, wodurch bewirkt wird, daß eine neue Adresse von
dem Multiplexer 134 ausgewählt wird. Der Zykluszähler fährt mit seinem Betrieb fort und erzeugt sequenziell die vier Zählschrit^
bis jedes Bit des verfügbaren Byte in den Empfangssignalspeicher 92 eingeladen ist. Wenn der Zähler einige Male durchge- ■
zählt hat, entsprechend der Zahl der Bits in dem Byte, erzeugt der Bit-Zähler 136 in der sync- und ZeitSteuerschaltung 90 eine >
Ausgangsgröße für den Flip-Flop 138. Beim nächsten Zählschritt
4 erzeugt der Flip-Flop 138 ein Byte-Signal auf der Leitung 140, welches den Flip-Flop 122 zurückstellt, wodurch das RCY-Signal
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auf der Leitung 124 beendet wird. Das Byte-Signal auf der Leitung 140 dient auch dazu, den Bit-Zähler 136 zurückzus
len. Zusätzlich wird durch das Rückstellen des Flip-Flops 122 in Abwesenheit von einem Fehlersignal auf der Leitung 144 von
der Stufe UART ein Datenrückstellsignal auf der Leitung 142 erzeugt, und zwar für den Datenverfügbar-Rückstelleingang der
Stufe UART. Es sei darauf hingewiesen, daß, während der Zykluszähler durch seine Zyklen zählt, um den Empfangssignalspeicher
zu laden, wenn zu irgendeinem Zeitpunkt ein Zählschritt 1 ein MPC-Signal auf der Leitung 110 erzeugt, die Betriebsweise des
Empfangsadressenzählers verhindert wird, bis das MPC-Signal verschwindet, zu welchem Zeitpunkt der Betrieb des Empfangsadressenzählers
wieder hergestellt wird. Mit jedem aufeinanderfolgenden Verfügbar-Datensignal auf der Leitung 116 fährt der
Empfangsadressenzähler mit seinem Betrieb fort, bis alle Bytes eines vollen Informationsblocks von der Stufe UART 68 zum Empfangssignalspeicher
92 übertragen sind.
Die Betriebart entsprechend der niedrigsten Priorität steuert
die Übertragung der Signale aus dem Sendesignalspeicher 74 zur Stufe UART 68. Wenn kein MPC- oder RCY-Signal vorhanden ist,
so stellt das Sendepufferregister-Leer-Signal (TBRE) auf der Leitung 176 eine Eingangsgröße zum Flip-Flop 148 dar. Beim
Zählschritt 2 des Zykluszählers erzeugt der Flip-Flop 148 ein TCY auf der Leitung 150. Dieses Signal wird zum Multiplexer-Steuereingang
des Multiplexers 152 übertragen, der laufend die von dem Sendeadressenzähler 154 ausgegebene Adresse auswählt.
Beim nächsten Zählschritt 3 gelangt der Serien/Parallelwandler 70 zum Betrieb, um die Inhalte der adressierten Speicherstelle
zum geeigneten Eingang der Stufe UART 68 zu übertragen. Beim Zählschritt 4 wird der Sendeadressenzähler inkrementiert und
diese neue Adresse steht dem Multiplexer 152 zur Verfügung. Die Ladung der Stufe UART wird in dieser Weise fortgesetzt, und !
zwar mit jeder nachfolgenden Sequenz des Zykluszählers, bis der·
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Bitzähler 136 eine Ausgangsgröße am Eingang des Flip-Flops 138
erzeugt. Beim nächsten Zählschritt 4 erzeugt der Flip-Flop 138
ein Byte-Signal, wodurch der Bitzähler und der Flip-Flop 148 zurückgestellt werden und weitere Zählschritt 3-Signale vom
Sendeadressenzähler 15** und dem Serien/Parallelwandler 70 über
das Gatter 156 gesperrt werden. Das Byte-Signal auf der Leitung 140 erzeugt auch ein Datensteuersignal auf der Leitung 143
für die Stufe UART. Diese ändert den Zustand des TBRE-Signals auf der Leitung 146, wodurch die Stufe UART daran gehindert
wird, weitere Informationen anzunehmen. Wenn die Stufe UART ein weiteres Byte annehmen kann, erzeugt sie ein TBRE-Signal
und der SendeadressenzäHer fährt mit seiner Zählung fort, um ein weiteres Informations-Byte der Stufe UART zuzuführen.
In Abhängigkeit vom letzten Zählschritt des Sendeadressenzählers
154 oder mit anderen Worten, nachdem alle Bytes eines Informationsblocks von dem Sendesignalspeicher in die Stufe UART übertragen wurden, wird auf der Leitung 158 ein Verzögerungssignal
erzeugt. Dieses Verzögerungssignal dient dazu, ein Rückstellsignal vom Verzögerungszähler 160 zu entfernen, der dann bereit
ist, auf eine Anzahl von baud-Taktimpulse auf der Leitung 104
anzusprechen. Nach einer ersten vorbestimmten Zahl von baud-Taktimpuleen erzeugt der Verzögerungszähler auf der Leitung 162
ein Rückstellsignal für den RUckstelleingang des Sendeadressenzählers 154, wodurch dieser für einen nachfolgenden Sendezyklus
bereit gemacht wird. In ähnlicher Weise besitzt der sync-Zähler 164 einen Takteingang, der auf die baud-Taktimpulse auf der
Leitung 104 anspricht und besitzt einen RUckstelleingang, der auf das Verfügbar-Datensignal auf der Leitung 116 anspricht. !
Nachdem ein weiterer Empfänger/Sender einen Informationsblock zum ersten Empfänger/Sender 69 übertragen hat, gelangt der
weitere Empfänger/Sender in eine identische Verzögerungsbetriebs!· art, wie diese zuvor unter Hinweis auf den Verzögerungszähler \
160 erläutert wurde. Dadurch wird eine Zeitverzögerung einge- j führt, bevor das nächste Datensignal empfangen wird, welches j
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gleich ist der ersten vorbestimmten Zahl von baud-Taktimpulsen;
und daher ist der sync-Zähler 164 für eine Zählung frei. Nach einer zweiten vorbestimmten Zahl von baud-Taktimpulsen, die
nahezu gleich ist der Hälfte der ersten vorbestimmten Zahl von baud-Taktimpulsen, wird auf der Leitung 166 ein sync-Impuls
erzeugt, der zum Rückstelleingang des Empfangsadressenzählers 132 gelangt, wodurch der Zähler in seinen ursprünglichen Zustand
zurückgestellt wird. Um zusammenzufassen, arbeitet jeder der Empfänger/Sender auf identische Weise. Nach jedem Zyklus
einen Sendeadressenzählers, der einem der Empfänger/Sender-Zähler zugeordnet ist, entsteht eine Leersendezeit, die gleich
ist der ersten vorbestimmten Zeitperiode; nach dieser Zeitperiode wird der Sendeadressenzähler zurückgestellt. Ein sync-Zähler,
der dem anderen Empfänger/Sender zugeordnet ist, versucht, fortwährend die Leer-Sendung festzustellen. Wenn er eine
Leer-Sendungszeit feststellt, die gleich ist der zweiten vorbestimmten Zeitperiode, wird der Empfangsadressenzähler, welcher
dem anderen Empfänger/Sender zugeordnet ist, rückgestellt. Obwohl daher die Empfänger/Sender auf einer asynchronen Grundlage
laufen, wird der Empfangsadressen-Generator, der einem der Empfänger/Sender zugeordnet ist, rückgestellt, und zwar synchron
mit dem Sendeadressen-Generator, der dem anderen Empfänger /Sender zugeordnet ist.
Wie bereits an früherer Stelle erläutert wurde, zeigen die Figuren 2a und 2b eine Maschinenreglerkopplungselektronik 50
von Fig. 1. Wenn die Steuervorrichtung kk aus einem anderen
programmierbaren Maschinenfunktionsregler besteht, so würde die Steuervorrichtungs-Kopplungselektronik 52 lediglich ein
Ebenbild der Elemente von den Figuren 2a und 2b darstellen. Mit anderen Worten, würden die Empfänger/Sender so arbeiten, um
die Zustände der Maechinensteuersignale zwischen den Kontakthauptleitungen
zu übertragen.
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Fig. 3 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild der Elemente
einer Steuervorrichtungs-Kopplungselektronik 52, wenn die Siftiervorrichtung aus einer hartverdrahteten numeriahen Steuereinheit besteht. An den Empfänger/Sender 171 ist eine Empfangs-Multiplexerschaltung 62 angeschlossen (wie in Fig. 1 angegeben),
die aus einem Sendeadressen-Generator 172 und einer Multiplexerschaltung 17*» besteht, die in der Empfänger/Sender-Kopplungselektronik 170 enthalten ist. Weiter besteht ein Sendermultiplexer 6h (wie in Fig. 1 angegeben) aus einem Empfangsadressen-Generator 176 und einer Flip-Flop- Speichermatrix 178, die ebenfalls Teil der Empfänger/Sender-Kopplungselektronik 170 sind.
Die numerische Steuereinheit enthält eine I/O-Kopplungsschaltung
(nicht gezeigt), die aus Speicherelementen besteht, welche den Zustand der Maschinensteuersignale speichern. Die Zustände der
Eingangssignale, die von der numerischen Steuereinheit erzeugt werden, gelangen über die Leitung 168 zum Mulitplexer 17^.
Weiter werden die Zustände der Ausgangssignale über die Leitung 180 von den Flip-Flop-Speicherelementen 178 zu der I/O-Kopplungsschaltung der numerischen Steuereinheit übertragen.
Eine Synchronisations- und Zeitsteuerschaltung 182 enthält eine
Taktsignalquelle 18^, welche Haupttaktimpulse auf der Leitung
186 und baud-Taktimpulse auf der Leitung 188 erzeugt. Der Zykluszähler 190 zählt kontinuierlich in Abhängigkeit von den
Haupttaktimpulsen. Wenn die Stufe UART 192 in dem zweiten Empfänger/Sender 171 ein Signal auf der Leitung 19^ erzeugt,
wenn der Zykluszähler 190 zurückgestellt ist und wenn der Sendeadressen-Generator 172 zurückgestellt ist, erzeugt das Gatter ι
196 eine Ausgangsgröße für den set-Eingang des Flip-Flops 198, j
wodurch das reset-Signal vom Zykluszähler 190 entfernt wird. Beim nächsten Haupttaktimpuls erzeugt der Zykluszähler auf der
Leitung 200 eine Ausgangsgröße, welche eine weitere Einstellung j
des Flip-Flops 198 verhindert. Beim nächsten Taktimpuls erzeugt I der Zykluszähler auf der Leitung 202 ein Ladesignal. Das Ladesignal dient als Steuergröße für die Stufe UART, um Über den
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Multiplexer 174 die Zustände eines Bytes des Eingangssignals in diese Stufe einzuladen, welches den Adressen am Steuereingang
des Vielbit-Multiplexers 1974 entspricht. Beim nächsten Taktimpuls erzeugt der Zykluszähler 190 ein Inkrement-Signal
auf der Leitung 204, um den Sendeadreeaenzähler 101 zu inkrementieren.
Beim nächsten Taktimpuls erzeugt der Zykluszähler auf der Leitung 206 ein Rückstellsignal, um den Flip-Flop 198
zurückzustellen, wodurch der Zykluszähler selbst zurückgestellt wird. Wenn die Zustände an den Eingängen des Gatters 196 günstig
sind, setzt der nächste Taktimpuls erneut den Flip-Flop 198. Nachdem der Sendeadressenzähler 201 durch eine volle
ählung gelaufen ist, wodurch die Zustände aller Eingangssignale zum UART 192 mehrfach ausgenutzt (multiplexing) werden,
wir d auf der Leitung 208 ein MAX-Signal erzeugt, welches Jegliche Ausgangsgröße vom Gatter 196 sperrt und eine Eingangsgröße
für das Gatter 210 vorsieht.
Nachdem die Stufe UART alle Bytes eines Informationsblocks übertragen hat, erzeugt sie ein Senderegister-Leer-Signal auf
der Leitung 212, wodurch das Gatter 210 veranlaßt wird, den Flip-Flop 214 zurückzustellen, so daß dadurch das Rückstellsignal
vom Verzögerungszähler 216 entfernt wird..Der Zustand des Sendesignals auf der Leitung 218 dient auch dazu, den
Sendeadressenzähler 201 in seinem Rückstellzustand zu halten, wodurch jegliche weitere Übertragung durch die Stufe UART verhindert
wird. Der Verzögerungszähler 216 spricht auf die erste
vorbestimmte Zahl von baud-Taktimpulsen an, wonach er ein Signal am set-Eingang des Flip-Flops 214 erzeugt, so daß dadurch
auf der Leitung 218 ein Sendesignal erzeugt wird. Dieses i Signal stellt den Verzögerungszähler 216 zurück und entfernt j
das RUckstellsignal vom Sendeadressenzähler 201, wodurch dieser
die Möglichkeit erhält, wieder bei einer Übertragung teilzunehmen. Wie an früherer Stelle beschrieben wurde, bedeutet die i
Verhinderung der Sendung der Stufe UART für die erste vorbe- I
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stimmte Zahl an baud-Impulsen, daß ein Verfügbardaten-Signal
von dem ersten Empfanger/Sender 69 (s. Fig. 2) nicht erzeugt
wird und daß daher die sync- und Zeitsteuerschaltungen 90 ein sync-Signal auf der Leitung 166 erzeugt, so daß dadurch der
Empfangsadressenzähler 132 zurückgestellt wird.
Wenn die Stufe UART 192 auf der Leitung 220 ein Verfügbar-Datensignal erzeugt, spricht der Flip-Flop 222 auf das Haupttaktsignal an, um auf der Leitung 224 über das Gatter 226 in Abwesenheit eines Fehfersignals auf der Leitung 228 ein Datentaktsignal
zu erzeugen. Das Datentaktsignal dient dazu, den Flip-Flop-Speicher 178 taktmäßig anzusteuern, um dadurch das Informations-Byte, welches von der Stufe UART verfügbar ist, zu speichern.
Bei den nächsten Haupttaktimpulsen erzeugt der Flip-Flop 230 auf der Leitung 232 ein Datenrückstellsignal, welches dazu dient;
den Empfangsadressenzähler 234 taktmäßig anzusteuern. Weiter gelangt das DatenrUckstellsignal zum DatenrUckstelleingang der
Stufr UART. Nach weiteren zwei Haupttaktimpulsen, wird das
DatenrUckstellsignal auf der Leitung 232 beendet und das System ist für weitere Daten bereit. Wenn das nächste VerfUgbar-Datensignal entsteht, überträgt das Datentaktsignal die Signale
aus der Stufe UART in die Flip-Flop-Speicherstellen, welche
durch die neue Adresse vom Empfangsadressenzähler 234 definiert
sind. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis der erste Empfänger/ Sender 69 einen vollständigen Sendezyklus ausgeführt hat, zu
welchem Zeitpunkt eine Verzögerungsbetriebsart betreten wird. Während der Verzögerungsbetriebsart werden keine Verfügbar-Datensignale auf der Leitung 220 erzeugt und der sync-Zähler *
236 kann durch die zweite vorbestimmte Zahl von baud-Taktimpul- ι
sen zählen. Wenn dies stattfindet, erzeugt er auf einer Leitung ! 238 eine Ausgangsgröße, die dazu dient, den Empfangsadressen- :
zähler 234 zurückzustellen. i
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Steuervorrichtungs-Kopplungselektronik 52 (von Fig. 1), wenn
die Steuervorrichtung 44 von einer numerischen Computer-Steuer einheit dargestellt ist. In diesem Fall besteht der Sender-Multiplexer
64 aus einem Sendeadressen-Generator 240 und einer Sendesignal-ram-Stufe 242, die in der Empfänger/Sender-Kopplungselektronik
244 enthalten sind. In ähnlicher Weise besteht der Empfangsmultiplexer 62 aus einem Empfangsadressen-Generator
246, einem Empfangssignal-ram-Speicher 248 und einer Vergleichsstufe 250.
Die Computer-Kopplungselektronik 252 stellt eine eine Ι/0-Κορρ-lungsschaltung
in der numerischen Computer-Steuereinheit dar, um die Maschinensteuersignale zwischen der Empfänger/Sender-Kopplungselektronik
244 und dem Computer zu koppeln. Die Zustände der Eingangssignale, die von der numerischen Computer-Steuereinheit
erzeugt werden, werden zu 8 Bits zu einem Zeitpunkt in einen first-in first-out(FIFO)-Speicher 254 in Abhängigkeit
von einem Takteingangssignal vom Computer auf der Leitung 256 eingeladen. Der FIFO-Datenzähler 258 besitzt einen
ersten Ausgang 260, der die gesamte Zahl von Bytes in dem FIFO-Speicher 254 wiedergibt. Dieses Signal in Kombination mit
dem Eingangsbereitschaftssignal von der Stufe 262 werden zurück zum Computer übertragen und bestimmen, wann das nächste Takteingangssignal
auf der Leitung 256 erzeugt wird. Der FIFO-Datenzähler 258 erzeugt auch auf der Leitung 262 ein Signal, welches
anzeigt, daß der FIFO wenigstens 16 Informations-Bytes enthalt. Der Sendeadressengenerator 240 besteht aus eines Sendeadressenzähler
264, einer ram-Eingangssteuereinheit 266 und einer ram- !
Ausgangssteuereinheit 268. Der Sendesignal-ram-Speicher 242 besteht
aus einem 16-Bytes-Speicher. Es müssen daher wenigstens 16 Informations-Bytes in dem FIFO-Speicher 254 enthalten sein,
um den Sendesignal-ram-Speicher 242 voll zu laden. Wenn die
Stufe FIFO auf der Leitung 270 ein Bereitschafts-Ausgangssignal erzeugt, erzeugt die ram-Eingangesteuereinheit 266 auf
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der Leitung 272 ein Taktsignal, um das Einschreiben am Sendesignal-ram-Speicher
242 taktmäßig zu steuern. Als nächste erzeugt die ram-Eingangssteuereinheit 266 auf der Leitung 27*»
ein Taktausgangssignal, um den FIFO-Speicher 254 taktmäßig anzusteuern.
Zusätzlich dient die ram-Eingangssteuereinheit 266 dazu, den Sendeadressenzähler 264 zu inkrementieren, um dadurch
den Sendesignal-ram-Speicher 242 vollständig zu laden.
Nachdem der Sendeadressenzähler 264 durch einen vollständigen Zyklus gezählt hat, erzeugt er auf der Leütung 276 ein LC-Signal.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Stufe ram 242 nur von
der Stufe FIFO während der Verzögerung*eit nach einem Sendezyklus der Stufe UART geladen werden kann. Dies wird durch das
Sendesignal auf der Leitung 278 erreicht. Wenn keine Verzögerungsbetriebsart vorliegt, erzeugt die Stufe UART 275 der
Empfänger/Sender 245 ein Sendepufferregister-Leersignal auf der Leitung 260. In Abhängigkeit von diesem Signal erzeugt die
ram-Ausgangssteuereinheit 268 auf der Leitung 282 ein Ausgangssignal,
und zwar für den Steuereingang der Stufe UART 275. Dadurch wird bewirkt, daß die Ausgangszustände von 8 Eingangssignalen aus dem Sendesignal-ram-Speicher 242 zur Stufe UART
275 übertragen werden. Die ram-Ausgangssteuereinheit 268 dient auch dazu, den Sendeadressenzähler 264 zu inkrementieren. Wenn
das TBRE-Signal erneut auftritt, wird ein weiteres Byte von Signalen zur Stufe UART übertragen.
Nachdem alle Signale in dem Sendesignal-ram-Speicher 242 zur Stufe UART übertragen wurden und die S^ufe UART diese Signale
zum Sender/Empfänger 69 übertragen hat, erzeugt die Stufe UART ein Senderegister-Leersignal auf der Leitung 284. Dieses Signal
bewirkt, daß das Gatter 286 ein Signal erzeugt, durch welches der Flip-Flop 288 zurückgestellt wird und das Sendesignal aus
der Leitung 278 unwirksam gemacht wird. Dadurch wird auch das Rückstellsignal vom Verzägerungszähler 290 entfernt und dieser
kann auf die erste vorbestimmte Zahl von baud-Taktimpulsen auf
der Leitung 292 von der Taktquelle 294 zählen. Gerade während
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dieser Zeit tritt die ram-Eingangssteuereinheit 266 in Betrieb
und lädt den Sendesignal -ram-Speicher 242 vom FIFO-Speicher
her auf. Während der Verzögerungszeit, wenn also das Sendesignal unwirksam gemacht ist, erzeugt der sync-Zähler 164 ein sync-Signal
auf der L itung 166, um den Empfangsadressenzähler 132 in dem Empfangsmultiplexer 56 der Maschinenregler-Kopplungselektronik
50 zurückzustellen.
Der Zykluszähler 296 in der sync- und Zeitsteuerschaltung 281 spricht auf die baud-Taktsignale auf der Leitung 292 an. Wenn
die Stufe UART 275 auf der Leitung 298 ein Datensignal erzeugt und wenn der Flip-Flop 300 zurückgestellt ist, so wird das
Rückstellsignal von dem Zykluszähler 296 entfernt; und der Zykluszähler erzeugt auf der Leitung 302 ein Takt-1-Signal. Die
Vergleichsstufe 250 vergleicht die Ausgangsgröße des Empfangssignal-ram-Speichers
248 mit der laufenden Ausgangsgröße der Stufe UART 275. Wenn die Ausgangsgrößen die gleichen sind, so
hat die Stufe UART für den Computer keine neuen Informationen; dieser wird daher nicht unterbrochen. Wenn jedoch die Vergleichsstufe einen Unterschied zwischen der laufenden Ausgangsgröße der
Stufe UART und der früheren Ausgangsgröße der Stufe UART feststellt, wie dies durch die Ausgangsgröße des Empfangssignalsram-Speichers
248 wiedergegeben wird, so erzeugt die Vergleichsstufe 250 auf der Leitung 304 ein Nichtvergleichssignal. Dieses
Signal in Verbindung mit dem Takt-1-Signal dient dazu, den Flip-Flop 306 zu setzen und ein Nichtvergleichssignal auf der
Leitung 308 für den Computer zu erzeugen. Beim nächsten Taktimpuls auf der Leitung 292 erzeugt der Zykluszähler auf der
Leitung 310 ein Takt-2-Signal. Das Takt-2-Signal dient dazu,
die laufende Ausgangsgröße der Stufe UART in den Empfangssignalram-Speicher
248 einzuschreiben und um auch ein Takteingangssignal für die Stufe FIFO 312 in der Computer-Kopplungselektronik
252 zu erzeugen, so daß dadurch die laufende Ausgangsgröße der Stufe UART in dieser gespeichert wird. Beim nächsten Taktimpuls
erzeugt der Zähler 296 auf der Leitung 314 ein Takt-3-
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Signal. Das Takt-3-Signal dient dazu, eine Rückstell-Datenängangsgröße für die Stufe UART 275 und eine Takteingangsgröße :
für den Empfangsadressenzähler 316 in dem Empfangsadressen-Generator 246 vorzusehen. Wenn zu diesem Zeitpunkt der FIFO-Speicher 312 kein Eingangsbereitschaftssignal auf der Leitung
316 erzeugt hat, so erzeugt das Gatter 318 ein FIFO-Fehlersignal,
welches zurück zum Computer gelangt.
Es sei an dieser Stelle hervorgehoben, daß, obwohl der FIFO-Speicher 312 geladen wird, der Computer asynchron auf der
Leitung 320 in Abhängigkeit von einem Bereitschaftsausgangssignal auf der Leitung 322 ein Ubertragungssignal erzeugt, um Daten
von FIFO-Speicher 312 zum Computer aus-zugeben. Da weiter der
Empfangsadressenzähler nicht bis auf seinen maximalen Zählschritt gezählt hat, kann der Flip-Flop 300 nicht ein Rückstellsignal erzeugen. Nachdem daher das Takt-3-Signal das Datensignal
auslöscht (reset), wird der Zykluszähler 296 zurückgestellt. Beim nächsten Aul treten des Datensignals, wird das Rückstellsignal vom Zykluszähler 296 entfernt, und dieser erzeugt eine
weitere Folge von Taktimpulsen, die dazu dienen, das nächste Informationsbyte in den Empfangssignal-ram-Speicher 248 und den
FIFO-Speicher 312 taktmäßig einzulesen, und den Empfangsadressenzähler zu inkrementieren.
Dieser Prozeß wird in dieser Weise fortgesetzt, bis der Empfangsadressenzähler seinen maximalen Zählschritt von 16 erreicht, zu
welchem Zeitpunkt auf der Leitung 324 von dem Zähler ein Signal
erzeugt wird, durch welches eine Eingangsgröße zum Flip-Flop 300 gelangt. Beim nächsten Takt-3-Signal erzeugt der Flip-Flop 300
eine Ausgangsgröße, um den Flip-Flop- 306 und den Zykluszähler 296 zurückzustellen. An dieser Stelle befindet sich der Empfänger/Sender 69 in einem Verzögerungzustand, und zwar für die
erste vorbestimmte Zahl baud-Taktimpulsen. Der sync-Zähler 326
kann daher die zweite vorbestimmte Zahl von baud-Taktimpulsen zählen, wodurch auf der Leitung 328 eine Ausgangsgröße erzeugt
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wird, um den Flip-Flop 300 zurückzustellen und um auf der
Leitung 330 ein Rückstellsignal für die Rückstellung des FIFO-Speichers 312 vorzusehen. Es sei darauf hingewiesen, daß
während des Empfangsbetriebszyklusses, wenn während des vollen
Betriebszyklusses die Vergleichsstufe auf der Leitung 304 kein Nichtvergleichssignal erzeugt, der Flip-Flop 306 niemals rückgestellt wird; es wird daher auf der Leitung 308 das Nichtvergleichssignal nicht erzeugt. Der Computer weiß daher, daß die
laufenden Inhalte des FIFO-Speichers 312 ignoriert werden müssen.
Zusammenfassend schafft die Erfindung somit eine Kopplungselektronik, für eine serielle Übertragung von Einzel-Bit-Kontaktinformationen zwischen einem programmierbaren Maschinenfunktionsregler und einer anderen oder weiteren Steuervorrichtung, z. B.
einem Computer, einer numerischen Steuereinheit oder einem anderen Maschinenregler. Die Kontaktkopplungselektronik ist
aufgeteilt in eine Maschinenreglerkopplungselektronik und eine Steuervorrichtungskopplungselektronik. Die Maschinenreglerkopplungselektronik besteht aus einem ersten Empfänger/Sender,
einem ersten Empfänger-Multiplexer und einem ersten Sender-Multiplexer. Der erste Empfänger-Multiplexer steuert die Übertragung von Eingangssignalen, die von der Steuervorrichtung
erzeugt wurden. vom ersten Empfänger/Sender zum Maschinenfunktionsregler. Der erste Sender-Multiplexer steuert die Übertragung der Ausgangssignale, die vom Maschinenfunktionsregler
erzeugt werden, zum ersten Empfänger/Sender,
Die Steuervorrichtungs-Kopplungselektronik ist funtionsmäßig ähnlich der Maschinenregler-Kopplungselektronik und enthält
einen zweiten Empfänger/Sender, einen zweiten Empfänger-Multiplexer und einen zweiten Sender-Multiplexer. Der zweite Empfänger-Multiplexer steuert die übertragung von Ausgangssignelen
vom zweiten Empfänger/Sender zur Steuervorrichtung; und der
zweite Sender-Multiplexer steuert die übertragung der von der
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Steuervorrichtung erzeugten Eingangssignale zum zweiten Empfän
ger/Sender. Die Steuervorrichtung, die Steuervorrichtungs-Kopplungselektronik, die Maschinenregler-Kopplungselektronik und der
Maschinenfunktionsregler arbeiten zueinander alle asynchron. Die Kontaktkopplungselektronik ermöglicht es, daß Einzel-Bit-Kontaktinformationen seriell zwischen der Schervorrichtung und
dem programmierbaren Maschinenfunktionsregler auf zwei einfachem Zweileiter Kabeln übertragen werden können.
Obwohl die Erfindung in Einzelheiten anhand von bevorzugten AusfUhrungsbeispielen und anhand der Zeichnungen erläutert
wurde, ist die Erfindung auf diese erläuterten Einzelheiten nicht beschränkt, dem Fachmann sind vielmehr eine Reihe von
Abwandlungen und Änderungen möglich, ohne dadurch Jedoch den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren und in den Zeichnungen
veranschaulichten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.
vln/pr
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H.
L e e r s e 11 e
Claims (1)
1) erste Adressensignale zu erzeugen, die zum Sendepuffer
gelangen, damit die Ausgangsssignale aus diesem ausgelesen werden können und
2) zweite Adressensignale zu empfangen, die zum Empfängerpuffer gelangen, um die Eingangssignale in diesen
einschreiben zu können.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Adressierschaltung folgende Einrichtungen enthält:
a) einen Kontaktadressengenerator (86, 120) zum Vorsehen
von Kontaktadressensignalen mit einem Prioritötswert,
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der größer ist als die ersten und zweiten Adressensignale; und
b) einen Empfangsadressengenerator (96, 120) zum Vorsehen von zweiten Adressensignalen mit einem1 Prioritätswert,
der größer ist als derjenige der ersten Adressensignale.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Empfänger/Sender folgende Einrichtungen enthält:
a) einen Serien/Parallelwandler (70), der zwischen den Ausgang des Sendepuffers und einen Eingang des ersten
Empfänger/1Senders eingekoppelt ist; und
b) einen Parallel/Serienwandler (72), der zwischen einen Eingang des Empfangspuffers und einen Ausgang des ersten
Empfänger/Senders eingekoppelt ist.
Θ. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zeitsteuerregelschaltung eine erste Zeitsteuerschaltung
(160) enthält, die auf die Erzeugung jedes Zyklusses aller erster Adressensignale anspricht, um die Einleitung
eines weiteren Zyklusses der ersten Adressensignale für eine erste vorbestimmte Zeitperiode zu verhindern.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Zeits-teuerregelschaltung weiter eine zweite Zeitsfeuerschaltung (164) enthält, die auf den ersten Empfänger/
Sender anspricht, um die Einleitung eines Zyklusses der zweiten Adressensignale für eine zweite vorbestimmte Zeitperiode in Abhängigkeit davon zu verhindern, daß die zweite
Kopplungsschaltung die Sendung der Eingangssignale für eine \
erste vorbestimmte Zeitperiode verhindert. j
809808/0699 I
vln/pr
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