DE2735397C2

DE2735397C2 - Überwachungseinrichtung für eine programmgesteuerte Maschine

Info

Publication number: DE2735397C2
Application number: DE2735397A
Authority: DE
Inventors: Edward Scott Cincinnati Ohio Jeremiah; Eric Randall Cincinnati Ohio Kline; Kenneth Erwin West Chester Ohio Schubeler
Original assignee: Milacron Inc
Current assignee: Milacron Inc
Priority date: 1976-08-17
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1984-03-01
Also published as: DE2735397A1; JPH0159601B2; JPS5324980A; GB1544152A; US4063311A

Description

a) eine asynchron zur Maschinen-Steuereinrichtung arbeüinde Zyklus-Teststeuereinheit (5Γ vorgesehen ist, welche durch die logische Schaltung (34) bei Auftreten eines Fehlers aktivierbar ist und die Diagnoseschaltung (50) ansteuert,

b) die Diagnoseschaltung (50} einen Zyklusschritt-Detektor (54) enthält, der durch die Zyklus-Teststeuereinheit (52) einerseits und durch ein erstes Ausgangssignal (Leitung 36) der logischen Schaltung (34), welches auch der Maschinen-Steuereinrichtung zugeführt wird, ansteuerbar ist und eine dem jeweiligen Zyklusschritt entsprechende Zahl an einen ersten Teil (60) der Anzeigeeinricntung liefert, und

c) die Diagnoseschaltung (a0) e..ien Zyklus-Signaldetektor (56) enthält, der durch die Zyklus-Teststeuereinheit (52) einerseits und durch ein zweites Ausgangsiignal (Leitung 38) der logischen Schaltung (34), weiches auch der Maschinen-Steuereinrichtung zugeführt wird, ansteuerbar ist und ein einem Fehlerzustand eines angewählten Zyklussignals entsprechendes Signal an einen zweiten Teil (62) der Anzeigeeinrichtung liefert

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklus-Teststeuereinheit (52) folgende Einrichtungen enthält:

a) Einen Zykluszähler (100), der asynchron zur Maschir.en-Steuereinrichtung arbeitet, um kontinuierlich und sequenziell einen Satz von Zyklussignalen zu erzeugen, wobei jedes Zyklussignal eine Dauer aufweist, die angenähert gleich ist der Zeit, die von der Leseschaltung

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erforderlich ist, wobei der Zykluszählcr (100) das letzte Zyklussignal abgibt; und

b) eine erste Vergleichsstufe (104), die von dem Zykluszähler (100) und über eine weitere Hauptleitung (106) ansteuerbar ist, um die Zyklussignale mit Zahlen zu vergleichen, weiche den Adressen auf einer Adressenhauptleitung (30) entsprechen und um ein erstes Eingangssignal in Abhängigkeit von der Feststellung einer Gleicht, zwischen diesen zu erzeugen.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklusschritt-Detektor (54) einen Pufferspeicher (120), der an die weitere Hauptleitung (106) angeschlossen ist um die Zyklusschrittzahl zu speichern und eine zweite Vergleichsstufe (122) enthält, die über die weitere Hauptleitung (106) und den Pufferspeicher (120) ansteuerbar ist, um die gespeicherte Zyklusschrittzahi mit den Signalen zu vergleichen, die den auf der weiteren Hauptleitung (106) auftretenden Adressen entsprechen und um für die Maschinen-Steuei einrichtung ein weiteres Eingangssignal in Abhängigkeit vom Auftreten einer Gleichheit zwischen diesen zu erzeugen.

4. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklus-Signaldetektor (56) folgende Einrichtungen enthält:

a) Einen Eingangszykiuszähier (136), der au^f cn Eingangssignal (von zwei Flip-Flops (124 und 126)) anspricht, um sequenziell Zyklus-Eingangssignale zu erzeugen;

b) eine dritte Vergleichsstufe (134), die auf ein weiteres Ausgangssigna! zum Vergleichen jedes Zykluseingangssignals des Eingangszylduszählers (136) mit einem Signal anspricht, welches der Adresse des weiteren Ausgangssignals entspricht, um ein Sperrsignal in Abhängigkeit vom Auftreten einer Gleichheit zwischen diesen zu erzeugen;

c) eine erste Zeitsteuereinrichtung (140), die auf das Sperrsignai anspricht, um ein erstes Zeiisteuersignal mit einer vorbestimmten Dauer zu erzeugen;

d) eine auf das erste Zeitsteuersignal ansprechende Torsteuerschaltung (128), welche an den Eingangszykiuszähier (136) angeschlossen ist, um den Betrieb des Eingangszykluszählers (136) für eine vorbestimmte Dauer zu sperren, so daß dadurch da·; Zyklus-Eingangrignal entsprechend dem zweiten ^usgapgssignal aufrechterhalten wird.

5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangszykiuszähier (138) ein Signal abgibt, um den Zykluszähler (100) zu veranlassen, von seinem laufenden Zählzustand zu einem nachfolgenden Zählzustand zu inkrementieren.

6. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (58,60,62) eine erste Sperrsthaltung (142,144, 146) enthält, die auf Sperrtaktsignale anspricht, um das laufende Zyklussignal, den Zyklusschritt und das Zyklus-Eingangssignal zu speichern.

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für eine programmgesteuerte Maschine mit einer Diagnoseeinrichtung, mit einem ersten Speicher für ein Maschinen-Steuerprogramm für wenigstens einen Betriebszyklus der Maschine, wobei jeder Betriebszyklus aus einer Anzahl von Zyklusschritten besteht und jeder Zyklusschritt durch eine Anzahl von Zyklussignalen

definiert ist mit einem zweiten Speicher für ein Diagnoseprogramm, mit einer in einer ZeitsteuerschaJ-tung enthaltenen Leseschaltung, um kontinuierlich den ersten Speicher auszulesen, mit einer logischen Schaltung, welche die durch das Maschinen-Steuerprogramm -, bewirkten Zustände mit den tatsächlich vorhandenen Zuständen der Maschine vergleicht und mit einer Anzeigeeinrichtung.

Eine Überwachungseinrichtung für den sequentiellen und zyklischen betrieb einer programmgesteuerten m Maschine ist bekannt (US-PS 37 19 931, US-PS 39 39 453). Typischerweise wird dabei jeder Betriebszyklus in eine Anzahl von Sequenzen oder Zyklusschritten aufgeteilt uad es wird eine Sichtanzeige Lei erfolgreichem Abschluß jeder Sequenz vorgesehen. V/er. H-her der Zyklus anhält kann die betreffer:<Ja ^perso "urch Beobachtung der Sichtanzeige damit begini.cn, das Programm zu diagnostizieren. Die bekannten Svsteme sind jedoch nicht in der Lage, zu be. ...irr.en, welches Signal bei einsm Steuervorgar>^r. verlorengegangen ist bzw. fehlerhaft war, um dann d·**". Zyklus an einem Weiterschreiten zu hindern.

In den letzten Jahren wurden Einrichtungen dieser Art in verschiedener Weise weiterentwickelt. !!ine typische Entwicklung eines solchen Gerätes ist in der 2> US-PS 37 19 931 beschrieben, die einen sequentiellen Maschinen-Funktionsregler betrifft Nach Anlegen von Strom führt eine Steuereinheit einen Inkrementierungsvorgang durch, wodurch ein oder mehrere Ausgangssignale erzeugt v/erden. Es v/erden Signalleitungen, die die gewünschten Eingangssignale führen, in der erforderlichen Reihenfolge erregt Den Signalleitungen ist ein erster Satz von Sichtanzeigevorrichtungen zugeordnet Es sind Eingangssignal-Wandlerschaltungen vorhanden, die auf die Maschinenvorrichtungen ansprechen, um die tatsächlichen Eingangssignale zu erzeugen. Ein zweiter Satz von Sichtanzeigevorrichtungen spricht auf die Wandler-Ausgangsgrößen an. Eine Koinzidenzschaltung vergleicht die gewünschten Eingangssignale mit dem Auftreten der tatsächlichen Eingangssignal... Wenn Übereinstimmung, das heißt Koinzidenz, vorliegt geht die Steuereinheit zur nächsten Sequenz über. Wenn die Steuerung anhält, vergleicht eine Überwachungsperson die zwei Sirhtanzeigevorrichtungen. Unter Heranziehung einer Zeichenerkiärung, die die den Sicniärizeigevorriehtui^en zugeordneten Signale identifiziert, kann die Überwachungsperson eine weitere Diagnosetätig>teit einleiten. In der US-PS 39 39 453 ist ein ähnliches System beschrieben.

Aus »Regelungstechnik«, 1965, Heft 3, S. 140-142, ist eine dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegende Überwachungseinrichtung der oben angesprochenen Art bekannt Bei der bekannten Einrichtung handelt es sich um eine lochstreifengesteuerte Maschine, bei der der Lochstreifen durch einen Lochstreifenleser gelesen wird und der gelesene Code durch einen Cuüewanüier in Soll-Signale umgewandelt wird. Diese werden in einen Speicher gespeichert und mit !st-Signalen verglichen. Hierzu ist die logische Schaltung vorgesehen. die auf den die Soll-Werte speichernden Speicher anspricht. Durch den Vergleich werden die Ausgangssignale erzeugt, um eine entsprechende Steuerung der Maschine zu erzielen. Bei dieser bekannten Einrichtung wird das Diagnoseprogramm ebenfalls über den Lochstreifenleser von einem anderen »Prüflochstreifen« singelesen. An die Steuerung der Maschine wird eine Prüfeinrichtung angeschaltet, die einerseits den Lochstreifencode umwandelt und andererseits von der Lesesteuerung Signale erhält um die »gewünschten« Signale mit den »tatsächlichen« Signalen von der Maschine zu vergleichen. Das Vergleichsergebnis gelangt dann zur Anzeige.

D'ese bekannte Überwachungseinrichtung hat den Nachteil, daß während des Arbeitens der Maschine keine Prüfung erfolgen kann. Man muß vielmehr erst warten, bis sich ein Fehler bemerkbar mach», beispielsweise anhand eines fehlerhaften Produkts. Dann wird die Prüfvorrichtung angeschaltet um die in Frage kommenden defekten Maschinenteile zu orten. Es ist klar, daß bei einer derartigen Fehlerortungsmethode unter Umständen sehr vie! Zeit verstreicht bis ain Maschinenfehler festgestellt ist (da« von der Maschine hergestellte Produkt ist unter Umständen mit einem Fehler behaftet der nicht sofort ersichtlich ist).

Aus der DE-OS 25 00 086 ist eine rechnergesteuerte Werkzeugmaschine bekannt, bei der eine Diagnosevorrichtung verwendet wird, die einzelne Betriebsmerkmale der Maschine während des Betriebs der Maschine überwacht Die Überwachung erfolgt de"-?rt, daß die laufend ermittelten Betriebsdaten der Maschine mit früher für dieselbe Maschine ermittelten Betriebsdaten sowie mit rechnerischen Grenzwerten verglicnen werden. Aus diesen Vergleichen läßt sich eine Anzeige des momentanen Betriebszustandes der Werkzeugmaschine erzielen und auch eine Tendenz feststellen, um die Art und den Ort von auftauchenden Fehlern oder Ausfällen zu identifizieren, bevor die Fehler eintreten. Das eigentliche Testprogramm wird je nach Frfordernis in den Rechner eingeben, so daß der Rechner die Werkzeugmaschine nach Maßgabe des Testprogramms betreiben kann. Insoweit üegt hier also eine ähnliche Überwachungseinrichtung vor wie bei der oben erläuterten bekannten NC-Maschine. Zwar besteht bei der zuletzt erläuterten Anordnung die Möglichkeit die Gefahr des Auftretens eines Fehlers zu erkennen, ein effektiver Test kann jedoch bei dieser bekannten Anordnung auch nur in einem speziellen Test/ .lus durchgeführt werden, der entsprechende wertvolle BetrieSszeit der Maschine in Anspruch nimmt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschinen-Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß bei Auftnt* eines Fehlers eine automatische Fehlerortung ermöglicht wird, derart, daß das defekte Maschinenteil anhand einer Anzeige unmittelbar feststellbar ist.

Ausgehend von der Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine asynchron zur Maschinen-Steuereinrichiung arbeitende Zyklus-Teststeuereinheit vorgesehen ist, welche durch die logische Schaltung bei Auftreten eines Fehlers aktivierbar ist und die Diagnoseschaltung ansteuert, daß die Diagnoseschaltung einen Zyk'usschritt-Detektor entnält, der durch die Zykius-Tesisteuereinheit einerseits und durch ein erstes Ausgangssignal der logischen Schaltung, welches auch der Maschinen-Steuereinrichtung zugeführt wird, avisteuerLar ist und eine dem jeweiligen Zyklusschriu entsprechende Zahl an einen ersten Teil der Anzeigeeinrichtung liefert, und daß die Diagnoseschaltung einen Zyklus-Signaldetektor enthält, d*;r durch die Zyklus-Teststeuereinheit einerseits ui.d durch ein zweites Ausgangss'gnal der logischen Schaltung, welches auch der Maschinen-Steuereinrichtung zugeführt wird, ansteuerbar ist iind ein einem Fehlerzustand eines angewählten Zyklussignals entsprechendes Signal

an einen zweiten Teil der Anzeigeeinrichtung liefert

Bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung wird während des Bearbeitrngszyklus einer zugeordneten Maschine eine (simultane) Prüfung durchgeführt, so daß bei Auftreten eines Fehlers der $ Fehler sofort und ohne Verzögerung erkannt werden kann. Hierdurch geht im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen keine unnötige Zeit verloren für das spezielle Prüfen einer Maschine- Die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung hat weiterhin den Vorteil, fo üäÜ nach Wunsch nur bestimmte Eingangsgrößen oder nur bestimmte Betriebszyklen getestet werden, weiche als Funktion der bekannten Zuverlässigkeit der beteiligten Elemente ausgewählt werden können. Es ist eine einfache Änderung des Diagnoseprogramms in Anpassung an eine Änderung des Maschinen-Steuerprogremms möglich. Das Diagnosesystem arbeitet asynchron zu der Maschinensteuerung. Es besteht somit keine Realzeitbeziehung zwischen dem Diagnosevorgang und der Maschinensieuerfunktion. Der Vorteil hierbei ist unter anderem darin zu sehen, daß das Diagnoseprogramm unabhängig von dem Maschinen-Steuerprogramm erstellt werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F1 g. 1 ein allgemeines Blockschaltbild einer Überwachungseinrichtung: und

F1 g. 2a und 2b zusammen ein detailliertes Blockschaltbild der Überwachungseinrichtung.

Fig. 1 zeigt ein allgemeines Blockschaltbild und verdeutlicht die Beziehung der Diagnoseschaltung zu einem programmierbaren Maschinen-Funktionsregler. Der funktioneile Betrieb einer Maschine 10 wird durch einen Maschinenregler gesteuert der aus einem logischen Prozessor IZ einem wahlweisen Datenprozessor 14. einer Eingangskopplungselektronik 20. einer Ausgangskopplungselektronik 22 und einer verbindenden Hauptleitung 16 besteht

Der funktioneile Betrieb der Maschine 10 kann scheir.atisch durch ein Ablauf- oder ein Relais-Diagramm dargestellt werden. Unter Verwendung dieses Programms in Verbindung mit einer Programmeinheit 18 kann ein Programm erstellt werden. Jeder Schritt in dem Programm enthält typischerweise eine Vorrichtungsadresse und eine dieser zugeordnete logische Funktion. Die Kombination dieser zwei Informationstei-Ie wird als ein Speicherwort definiert Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Blöcke von Vomchtungsadresse'- zugewiesen und voraus zugeordnet entsprechend den vorhandenen Vorrichtungen, z. B. externen Wicklungen, externen Kontakteingängen, Zeitsteuereinrichtungen. Datenprozessorfunktionen, Diagno«-^funktionen usw. Unter Verwendung der Programmeinheit 18 wählt ein Programmierer eine Startspeicherstelle aus und arbeitet sich durch das Ablaufdiagramm entlang jeder Linie hindurch. Jedes Speicherwoit enthält daher eine Elementendefinition. z. B. keine Operation. Ausgabe, Eingabe, eine Vorrichtungsadresse innerhalb eines vorab zugeordneten Blocks, die diesem Element zugeordnet ist wenn anwendbar, und andere erforderliche Funktionsinforma'ionen hinsichtlich des Ziistands der adressierten Vorrichtung, z. B. normalerweise offener oder normalerweise geschlossener Ko. ktzustand. Nachdem das Programm vervollständigt ist kann die Progrzmmeinheit 18 dazu verwendet werden, das Programm in einen Speicher 24, welcher aus einem ersten Speicher 25 und einem zweiten Speicher 27 besteht, des logischen Prozessors 12 über eine Programmhauptleitung 26 zu übertragen. Der Speicher 24 besitzt eine Kapazität, Unt ein Maschinen-Steuerprogramm und ein Diagnoseprogramm zu speichern. Eine Zeitsteuerschaltung 28 kann fortwährend den Speicher 24 abtasten.

Wenn jedes Speicherwort gelesen ist, wird die Vorrichtungsadresse zur Hauptleitung 16 über eine AdressenhauptleitUng»30 Übdrtragem Wenn die Vorrichtungsadresse ein Eingangselement wiedergibt so spricht die Eingangs-Kopplungselektronik 20 auf die Vorrichtungsadresse auf der Adressenhauptleitung 30 an. um eine Schaltung in dieser zu erregen, die so geschaltet ist daß sie den Zustand einer entsprechenden Eingangsvorrichtung, die an der Maschine 10 gelegen ist empfängt Der Zustand dieser adressierten Eingangsvorrichtung wird auf einer Kontakt-Zustandsleitung 32 über die Hauptle ung 16 zu einer logischen Schaltung 34 in dem logischen Prozessor 12 übertragen. Die logische Schaltung 34 kann bestimmen, ob die tatsächlichen Kontaktzustände mit den programmierten Kontaktzuständen übereinstimmen oder nicht Solange eine Übereinstimmung zwischen den programmierten und den tatsächlichen Zuständen besteht bleibt die logische Schaltung 34 in einem gese»zten Zustand (set). Wenn die programmierten und tatsächlichen Zustände 'xht übereinstimmen, wird die logische Schaltung zurückgestellt (reietl

Nach dem Abtasten eines Speicherwortes, welches ein«· Vomchtungsadresse entsprechend einer Ausgangswicklung enthält decodiert die Ausgangskoppfungselektronik 22 die Vorrichtungsadresse. Weiter wird jedesmal dann, wenn der logische Prozessor 12 ein Ausgangselement in einem Speicherwort decodiert auf einer Leitung 36 ein Ausgangssteuersignal erzeugt Wenn die togische Schaltung 34 eine kontinuierliche Übereinstimmung zwischen den tatsächlichen und den programmierten Zuständen der Eingangsvorrichtungen festgestellt hat wenn ein ein Ausgangselement enthaltendes Speicherwort decodiert wird, erzeugt die logische Schaltung 34 in ihrem gesetzten Zustand auf einer Leitung 38 ein Ausgangssignal. Die Ausgangskopplungselektronik 22 speichert das Ausgangssigna] auf der Leitung 38 in Abhängigkeit von einem Ausgangssteuersignal auf der Leitung 36. Das Ausgangssignal erregt ein Element an der Maschine 10, welches der Vomchtungsadresse entspricht die durch die Ausgangskopplungsdektronik 22 decodiert wurde. Diese bleibt erregt bis die logische Schaltung 34 ermittelt daß die Zustände der Eingangsvorrichtungen, die diesem Ausgangselement zugeordnet sind, nicht mit den programmierten Zuständen übereinstimmen und erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend ihrem zurückgestellten Zustand, und zwar auf der Leitung 38. Die Element? an der Maschine 10 können daher als Funktion der gewünschten Zustände von anderen Elementen an der Maschine 10 gesteuert werden. Es sei darauf hingewiesen, daß der logische Prozessor 12 nur einfache logische Entscheidungen treffen kann.

Wenn die Ausgangsvorrichtung an der Maschine 10 in Abhängigkeit von einer arithmetischen Funktion gesteuert werden soll, kann wahlweise der Datenprozessor 14 an die Hauptleitung 16 angeschlossen werden. Der Datenprozessor 14 arbeitet asynchron zum logischen Prozessor 12 und führt programmierte arithmetische Instruktionen aus, die durch die Aus-

gangssignale vom logischen Prozessor 12 ausgewählt werden- Wenn das Programm Daten von der Maschine 10 für die Ausführung erfordert, so können diese Daten von der Maschine 10 vermitteis einer Datenkopplungselektronik 40 und einer Dater hauptleitung 44 erhalten werden-Wenn während des Betriebes der Maschine 10 ein Fehler auftritt, So erzeugt die logische Schaltung 34 nicht die geeigneten Ausgangszustandssignale. Die Maschinensfeuereinheit; fährt jedoch fort mit ihrem Abtast" und jTesibeiriebl die überwachende Persori Weiß jedoch, daß ein Probiert! existiert, da der Maschinenbetrieb angehalten wurde. Wie der Fachmann erkennen kann, würde die Lokalisierung des Fehlers ohne einen Diagnosevorgang sehr viel Z«:it in Anspruch nehmen. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wurde eine Diagnoseeinrichtung geschaffe-n, welche das Diagnoseprogramm enthält, das im Speicher 24 enthalten ist, und welches eine Diagnoseschaltung 50 enthält, die in Verbindung mit dem Diagnoseprogramm arbeitet. Die Diagnoseschaltung 50 funktioniert derart, daß sie kontinuierlich die Eingang«si,gnale darstellt die sich nicht in ihrem richtigen Zustand befinden, wie Jies von dem Maschinen-Steuerprogranm gefordert wird.

Wie dies noch mehr im einzelnen beschrieben werden so!!, hat das Diagnoseprogramm die Fähigkeit eine vorbestimmte Zahl von Zykhisschritien zu diagnostizieren, z. B. 64; und das Programm kann eine vorbestimmte Zahl von Eingangssignalen testen, z. B. 8, die jedem Zyklusschrill zugeordnet sind. Weiter können die ZykJusschritte in eine Kombination von Betriebszyklus gruppiert werden, so daß die Möglichkeit geschaffen wird, gleichzeitig auftretende Betriebszyklen bei einer einzelnen Maschine 10 zu d agnostizieren oder den Betriebszyklus unterschiedlicher Maschinen zu diagnostizieren. die gleichzeitig von dem Maschinenregler gesteuert werden. Die einzige Einschränkung bei der Kombinierung der Zyklusschritte bei unterschiedlichen Zyklen besteht darin, daß die gesamte Zahl von Zyklusschritten nicht die vorbestimmte Zahl überschreiten darf und nur ein Zyklusschritt zu einem Zeitpunkt in jedem Betriebszyklus getestet werden kann.

Dem Diagnoseprogramm ist die Diagnoseschaltung 50 zugeordnet In der Diagnoseschaitung 50 arbeitet eine Zyklus-Teststeuereinheit 52 asynchron zum logisehen Prozessor 12 und kann den Betrieb der Diagnoseschaltung 50 einleiten und steuern. Die Zyklus-Teststeuereinheit 52 inltrementiert zyklisch und sequentiell die Zahlen, welche die Betriebszyklen wiedergeben. Zu Beginn erzeugt die Zyklus-Tesisteuereinheit 52 ein erstes Eingangssignal, welches einen ersten Betriebszyklus wiedergibt und dieses Signal wird für wenigstens eine vollständige Abtastung des Speichers 24 beibehalten. Während der Abtastung des Diagnoseprogramms in dem Speicher 24 fragt der logische Prozessor 12 die Hauptleitung 16 ab, um den Zustand eines ersten programmierten Kontaktes zu bestimmen, der den ersten Betriebszyklus wiedergibt Als Antwort hierauf erzeugt die Zyklus-Teststeuereinheit 52 das erste Signal auf der Hauptleitung 16, durch eo das ein Schließen des ersten Kontaktes angezeigt wird. Der logische Prozessor 12 fährt mit der Abtastung des Diagnoseprogramms fort und fragt die Hauptleitung 16 ab, um den Zustand eines zweiten programmierten Kontaktes zu ermitteln, der einen Zyklusschritt wiedergibt welcher dem ersten Betriebszyklus zugeordnet ist Wenn der logische Prozessor 12 einen Schließzustand dieses Kontaktes feststellt erzeugt er in seinem gesetzten Zustand auf der Leitung 38 ein erstes Ausgangssignal. In Abhängigkeit von einem Ausgangssteuersignal auf der Leitung 36 speichert ein Zyklusschritt-Detektor 54 eine Zahl, die von der ersten Ausgangssignaladresse auf der Adressenhauptleitung 30 abgeleitet wird und den unter Test stehenden Zyktusschritt wiedergibt Der logische Prozessor 12 fährt mit der Abtastung das Diagnoseprogramms fort und fragt die Hauptleitung 16 ab, um den Zustand eines speziellen Eirtgängssignals| zu bestimmen, welches dem getesteten! Zyklusschritt zugeordnet ist In diesem Fall stellt ein geschlossener Kontakt einen unerwünschten Zustand eines Eingangssignals dar. d. h. einen Eingangssignal-Ausfall oder -Fehler. Nach dem Feststellen eines Fehlers des Eingangssignals erzeugt der logische Prozessor 12 den set-Zustand eines zv/eiten Ausgangssignals, dessen Adresse numerisch das fehlerhafte oder ausgefallene Eingangssignal identifiziert Ein Zyklus-Signaldetektcr 56 spricht auf den set-Zustand des zweiten Ausgangssignals an. um den Betrieb einer Anzeigeeinrichtung 58, 60, 62 einzuleiten, um numerische Größen des ersten Betriebszyklus' darzustellen, ebenso den unter Test stehenden Zyklusschritt und das ausgefallene oder fehlerhafte Eingangssignal. Die Anzeige wird so lange aufrechterhalten, wie das Eingangssignal in seinem unerwünschten Zustand bleibt Wenn die Diagnoseschaitung 50 feststellt, daß mehr als nur ein Eingangssignalfenler oder -ausfall vorliegt wird jedes dieser Signale mit seinem zugeordneten Betriebszyklus und Zyklusschritt aufeinanderfolgend für eine vorbestimmte Zeitperiode dargestellt zum Beispiel für eine oder mehrere Sekunden. Wenn keine Eingangssignalfehler oder -a»sfä(le festgestellt würden, bleibt die Anzeige auf Null. Durch beobachten der Anzeigeeinrichtung 58, 60, 62 kann eine überwachende Person eine Liste numerischer Anzeigegrößen verwenden, um den Fehler zu identifizieren und um eine Korrekturmaßnahme einzuleiten.

Dem Betrieb jeder Maschine 10 ist eine Anzahl von Eingangssignalen zugeordnet die von jeglichem bestimmten Betriebszyklus unabhängig sind, zum Beispiel vom Schmiermittelausfall, hydraulischen Druck, elektrischer Überlastung oder Temperaturgrenzen. Die Diagnoseschaitung 50 enthält Elemente, weiche diese nichtzyklischen Eingangssignale prüfen. Eine Nichtzyklusteststeuereinbek 64 inkrementiert zyklisch und sequentiell die ZahL die Gruppen von nichtzyklischen, zu testender. Eingangssignalen wiedergeben. Bei einem durch die Zyklusteststeuereinheit 52 festgelegten Zeitpunkt erzeugt die Nichtzyklusteststeuereinheit 64 ein zweites Eingangssignal, welches einer ersten Gruppe von nichtzyklischen Eingangssignal, die getestet werden sollen, zugeordnet ist Während der Abtastung eines weiteren Abschnitts des Diagnoseprogramms in dem Speicher 24 fragt der logische Prozessor 12 die Hauptleitung 16 ab, um den Zustand eines programmierten Kontaktes zu ermitteln, welcher die erste Gruppe der nichtzyklischen Eingangssignale repräsentiert In Abhängigkeit davon erzeugt die Nichtzyklusteststeuereinheit 64 ein zweites Eingangssignal auf der Hauptleitung 16, wodurch ein Schließen des programmierten Kontaktes wiedergegeben wird Indem der logische Prozessor 12 mit seiner Abtastung des Diagnoseprogramms in dem Speicher 24 fortfährt fragt er die Hauptleitung 16 ab, um den Zustand eines spezifischen Nichtzyklus-Eingangssignals festzustellen, welches der ersten Gruppe von Signalen zugeordnet ist Wie zuvor in diesem Fall, stellt ein Kontaktschluß einen

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unerwünschten Zustand drs nichtzyklischen Eingangssignals dar. Nach der Ermittlung des Fehlers oder Ausfalls eines nichtzyklischen Eingangssignals erzeugt der logische Prozessor 12 den set-Zustand eines dritten Ausgangssignals, dessen Adresse das nichtzyklische Eingangssignal identifiziert, welches ausgelallen oder fehlerhaft ist. Ein Nichtzyklus-Eingangssignaldetektor 66 spricht auf den set-Zustand des dritten Ausgangssignals an, um i',ie Anzeigeeinrichtung 58, 60, 62 zu betreiben. In diesem Pail stellt ein dritter Teil 58 der Anzeigeeinrichtung 58,60,62 eine numerische Anzeige oder Darstellung der nichtzyklischen Testbetriebsart dar, ein erster Teil 60 der Anzeigeeinrichtung 58,60,62 stellt eine numerische Darstellung der Gruppe von nichtzyklischen Eingangssignalen, die unter Test stehen. dar. und ein zweiter Teil 62 der Anzeigeeinrichtung 58, 60, 62 stellt eine numerische Darstellung des spezifischen, nichtzyklischen Eingangssignals dar, welches ausgefallen bzw. fehlerhaft isL Wie bereits oben erwähnt wurde, verwendet die überwachende Person eine Liste, welche die spezifischen Nichtzyklus-Eingangssignale mit einer Zahl in Beziehung setzt, die dargestellt wird, um den Fehler zu identifizieren und um Korrekturmaßnahmen einzuleiten.

Die F i g. 2a und 2b veranschaulichen, wenn sie an der angegebenen Verbindungslinie aneinandergelegt werden, ein detailliertes Blockschaltbild der Überwachungseinrichtung, die allgemein in F i g. 1 gezeigt ist Ein Zyklusstart-Flip-Flop 102 wird durch ein Taktsignal taktgesteuert, um ein Ausgangssignal zum Takten eines Zykluszählers 100 zu erzeugen, der eine erste Zahl dieser Zählung erzeugt, die den Zyklus 1 wiedergibt. Die Ausgangsgröße des Zyklusstart-Flip-Flops 102 wird zu einem Gatter 105 zurückgeleitet, um das Zyklusstart-Flip-Flop 102 daran zu hindern, bei weiteren Taktimpulsen angesteuert zu werden. Die erste Zahl im Zykluszähler 100 besteht aus einem Eingangssignal für eine erste Vergleichsstufe 104, deren zweiter Eingang auf eine weitere Hauptleitung 106 von einer Decodierund Torsteuerschaltung 108 anspricht Die Decodier-Und Torsteuerschaltung 108 spricht auf die Adressenhauptleitung 30, das Ausgangssteuersignal auf der Leitung 36 und das Ausgangs-Zustandssignal auf der Leitung 38 an. Während die erste Zahl in dem Zykluszähler 100 aufrechterhalten wird, tastet der logische Prozessor 12 den zweiten Speicher 27 ab. der das Diagnoseprogramm enthält Wenn er eine Stelle in dem Diagnoseprogramm erreicht, bei welcher er einen Test hinsichtlich des Vorhandenseins eines Betriebszyklus* durchführt, der der ersten Zahl entspricht so stellt die erste Vergleichsstufe 104 in Abhängigkeit von einem Zyklussignal auf der Leitung 111 eine Gleichheit zwischen der ersten Zahl und einer Zahl auf der weiteren Hauptleitung 106 fest, die von der Adresse auf der Adressenhauptleitung 30 abgeleitet wurde. Nach deF Feststellung der Gleichheit erzeugt die erste Vergieichsstufe 104 ein erstes Eingangssignal, welches über die Kontakt-Zustandsleitung32 und eine Pufferstufe 110zurück Zar y»eJieFEn Hauptleitung ίΟ6 gelangt

Nach dem Empfang des ersten Eingangssignals ω gelangt der logische Prozessor 12 zum nächsten Schritt und testet ein Eingangssignal, welches einen Zyklusschritt wiedergibt der dem unter Test stehenden Zyklus zugeordnet ist Wenn er herausfindet, daß der Zyklusschritt in dem Maschinen-Steuerprogramm aktiv ist, so wird ein erstes Ausgartssignal im set-Zustand erzeugt Die Decodier- und . -steuerschaltung 108 erzeugt auf der Leitung 112 em Zyklusschrit'signal, welches in Kombination mit dem Ausgangs-Zustands- und Steuersignal auf der Leitung 114 ein Zy kluseingangssignal-(CIS-)Abt£i,t-Flip-Flop IIS über das Gatter 118 setzt

Das CIS-Abtastsignal auf der Leitung 117 hält das Zyklusstart-Flip-Flop 102 und überträgt eine Zahl, weiche der Adresse des ersten Ausgangssignals entspricht, in einen Pufferspeicher 120. Eine zweite Vergleichsstufe 122 vergleicht die Zahl in dem Pufferspeicher 120 mit der laufenden Zahl auf der weiteren Hauptleitung «06, Wentl die Zahlen gleich sind, wird auf der Leitung 117 ein weiteres Eingangssignal für die weitere Hauptleitung 106 erzeugt, und zwar Ober die Kontakt-Zustandsleitung 32 und die Pufferstufe HO. Wenn während nachfolgender Speicherabtastungen das Ausgangssignal seinen Zustand ändert, so setzen das Steuersignal auf der Leitung 115 und das Eingangssignal auf der Leitung 117 die Zyklusschritt-Diagnoseschaltung zurück. Das CIS-Abtastsignal dient auch dazu, das Flip-Hop 124 zu setzen, das seinerseits das Flip-Flop 126 setzt, so daß dadurch das Rücksteilsignal vom Eingangszykluszähler 136 (CIS-Zähler 136) und das Sperrsignal vom Gatter 128 entfernt werden. Wenn der logische Prozessor 12 in der Abtastung des Ablaufdiagramms fortfährt so sei angenommen, daß er eine Eingangswicklung aufgreift, die in ihrem set-Zustand ein zweites Ausgangssignal erzeugt welches eine Fehlerbedingung in einem der Zyklussignale wiedergibt Das Decodier- und Torsteuernetzwerk 108 spricht darauf an und erzeugt auf der Leitung 130 für das Gatter 132 ein Ausgangssignal.

■ In Abhängigkeit vom Auftreten des Ausgangszustands- und Steuersignals auf der Leitung 114 wird eine dritte Vergieichsstufe 134 in Bereitschaft gesetzt um eine Zahl, welche der Adresse des zweiten Ausgangssignals entspricht mit der Zahl aus dem CIS-Zähler 136 zu vergleichen. Das Taktsignal am Eingang des Gatters 128 steuert kontinuierlich den CIS-Zähler 136 taktmäßig an, der dadurch aufeinanderfolgende Signale an seinem Ausgang erzeugt Wenn eine vierte Vergieichsstufe 160 eine Gleichheit zwischen den Signalen an ihren Eingängen feststellt so erzeugt sie auf der Leitung 138 ein Sperrtaktsignal. Das Sperrtaktsignal erregt eine erste Zettsteuereinrichtung 140, der auf der Leitung 123 ein Signal erzeugt um weitere Taktsteuerungen des CIS-Zählers 136 fur eine vorbestimmte Zeitperiode zu verhindern. Darüber hinaus steuert das Sperrtaktsignal eine erste Sperrschaltung 142, 144 und 146 taktmäßig an. Diese erste Sperrschaltung 142, 144 und 146 hält Zahlen, weiche das erste Eingangssignal, das erste Ausgangssignal und das zweite Ausgangssignai identifizieren, so daß sie durch die Anzeigeeinrichtung 58,60, 62 decodiert und angezeigt werden können.

Nachdem der CIS-Zähler 136 durch den vollständigen Bereich der Zykluseingangssignale gezählt hat, erzeugt er auf der Leitung 148 ein CIS-Rückstellsignal. Dieses Signal erzeugt über das Gatter 150 auf der Leitung 152 ein Rückstellsignal, wodurch die Flip-Flops 124, 126 zurückgestellt und das Zykiussiarc-Ffip-Flöp f 02 gesetzt werden. Das Setzen des Zyklusstart-Flip-Flops 102 bewirkt, daß der Zykluszähler 100 zur nächsten Zykluszahl inkrementiert. Die Diagnoseschaltung 50 arbeitet weiterhin in einer zyklischen Weise, wie dies eben erläutert wurde, bis der Zykluszähler 100 durch den gesamten Bereich der Zahlen gezählt hat die allen Hetriebszyklen zugeordnet sind

Bei dem nächsten Zählschritt erzeugt der Zykluszähler 100 auf der Leitung 126 ein Nichtzyklus-TestsignaL

Durch dieses wird das Rückstellsignal vom Nichtzyklus-Zähler ISi entfenu, und das Flip-Flop 156 erhält die Möglichkeit, eine Ausgangsgröße zu erzeugen, wodurch der NichtzykJus-Zähler 154 angesteuert wird. Der NiclitzykSuS'Zähler 154 erzeugt ein Signal, das der e: ten Gruppe von Nichtzyklus-Eingangssignalen, die getestet werden sollen, entspricht. Wenn der logische Prozeß durch das Diagnoseprogramm fortschreitet, erzeugt die Decodier- und Torsteuerschaltung 108 auf der Leitung 158 ein Nichtzyklus-Signal als eine Zahl, die diesem zugeordnet ist und auf der weiteren Hauptleitung 106 erscheint. Die vierte Vergleichsstufe 160 spricht auf das Nichtzyklus-Signal an, um den Zählerstand des Nichtzyklus-Zählers 154 mit dem vorhandenen Signal auf der weiteren Hauptleitung 106 zu vergleichen. Wenn eine Übereinstimmung auftritt, so wird auf der Leitung 162 ein zweites Eingangssignal erzeugt und gelangt über die Kontakt-Zustandsleitung 32 und die Pufferstufe 110 zurück zur Hauptleitung 16.

Dadurch erhält der logische Prozessor 12 die Möglichkeit, e'en nächsten Kontakt in der Zeile des Ablaufdiagramms zu überprüfen, der ein spezifisches Nichtzykius-Eir gangssignai wiedergibt. Wenn der logische Prozessor 12 einen Fehler in diesem Signal feststellt, so wird ein drittes Ausgangssignal erzeugt: und die Decodier- und Torsteuerschaltung 108 spricht darauf an, um auf der Leitung 164 ein Nichtzyklus-Eingangssignai (NClS) zu erzeugen und auf der Leitung 114 ein entsprechendes Ausgangszustands- und Steuersignal zu erzeugen. Diese Signale d'enen dazu, das Flip-Flop 168 zu setzen, das seinerseits die Flip-Flops 170 und 172 setzt. Das Rückstellsignal an dem NCiS-Zähler 174 wird entfernt und der Zähler wird üoer das Gatter 176 taktmäßig angesteuert Der NCIS-Zähler 174 erzeugt ein Signal, das dem Bereich der Zahlen entspricht, welche den Nichtzyklus-Eingangssignalen zugeordnet sind. Eine fünfte Vergleichsstufe 178 wird durch das NCIS-Signal in Bereitschaft gesetzt und ' vergleicht die Zahl des NClS-Zählers 174 mit der Zahl auf der weiteren Hauptleitung iO6, diedem NCIS-Signal zugeordnet ist

Wenn eine Übereinstimmung auftritt, erzeugt die fünfte Vergleichsstufe 178 auf der Leitung 180 ein NC-Sperrsignal. Dieses Signal dient dazu, einen Zeitgeber 182 zu erregen, der eine weitere Taktsteuerung des NCIS-Zählers 174 über das Gatter 176 verhindert Weiter steuert das NC-Sperrsignal ein Sperr-Flip-Flop 1P4 an, das auf der Leitung 121 ein außer Bereitschaft setzendes Signal erzeugt, um die Ausgänge der ersten Sperrschaltung 142, 144 und 146 außer Bereitschaft zu setzen. Zusätzlich steuert das NC-Sperrsignal eine zweite Sperrschaltung 186 und 188 an, die zeitweilig die Zahlen speichern, welche der diagnostizierten Nichtzyklus-Gruppe von dem fehlerhaften Nichtzyklus-Eingangssignal zugeordnet sind. Diese Signale werden durch den ersten Teil 60 und den zweiten Teil 62 der Anzeigeeinrichtung 58, 60, 62 decodiert und angezeigt Schließlich steuert das NC-Sperrsignai die Sperrsciräiiüiig 142 über das ODER-Glied 181 an. wodurch der dritte Teil 58 der Anzeigeeinrichtung 58, 60, 62 eine Zahl aus dem Zykluszähler 100 anzeigt, die einheitlich dem Nichtzyklus-Testsignal zugeordnet ist.

Am Ende der vorbestimmten Zeitperiode, die durch eine zweite Zeitsleuereinrichtung 182 definiert ist, steuert ein Nichtzyklus-Zeitsteuersignal auf der Leitung 129 den NCIS-Zähler 174 durch seinen Zählzyklus hindurch. Am Ende des Zählzyklus erzeugt der NCIS-Zähler 174 auf der Leitung 192 ein N^htzyklus-Rückstellsignal. Das Nichtzyklus-Rückstellsigtial stellt die Flip-Flops 168, 170 und 172 zurück und setzt das

to Flip-Flop 156- Durch das Setzen des Flip-Flops 156 wird der Nichtzyklus-Testzähler inkrementiört, um ein weiteres Signal zu erzeugen, welches die nächste Nichtzyklusgruppe der Eingangssignale, die getestet werden sollen, wiedergibt. Die Diagnoseschaltung 50 fährt in dieser Weise mit ihrer Funktion fort, bis der Nichtzyklus-Testzähler durch alle Nichtzyklusgruppen inkrementiert hat, worauf er auf der Leitung 194 ein Rückstell-Lesesignal erzeugt, welches dazu dient, ahe Sperrschaltungen 142, 144, 146, 186 und 188 und den Zykluszähler 100 zurückzustellen. An dieser Stelle ist die Diagnoseschaltung durch einen vollständigen Zyklus gelaufen; und der Zykluszähler 100 ist bereit, durch das Zyklusstart-Flip-Flop 102 in Abhängigkeit vom nächsten Taktimpuls erneut angesteuert zu werden.

Zusammenfassend arbeitet also der Zykluszähler IOC asynchron zum logischen Prozessor 12. Er erzeugt aufeinanderfolgend Eingangssignale, welche die Betriebszykien wiedergeben. Wenn der logische Prozessor 12 das Diagnoseprogramm abtastet, so werden diese Eingangssignale erfaßt, und der logische Prozessor 12 erhält die Möglichkeit, einen Zyklusschritt in dem zu testenden Betriebszyklus zu testen. Wenn der Zyklusschritt festgestellt wird, erzeugt der logische Prozessor 12 in dem set-Zustand ein erstes Ausgangssignal, welches den Zyklusschritt wiedergibt. Eine diesem Signal zugeordnete Zahl wird in dem Pufferspeicher 120 gespeichert Der logische Prozessor 12 fährt dann damit fort, das Zykluseingangssigna! zu testen, wie dies durch das Diagnoseprogramm bestimmt ist, wenn ein Fehler festgestellt wird, so wird ein zweites Ausgangssignal im set-Zustand erzeugt Diese» Ausgangssignal wird von dem CIS-Zähler 136 und der dritten Vergleichsstufe 134 erfaßt oder festgestellt Die Diagnoseschaltung 50 erzeugt eine Anzeige der Zahlen aus dem Zykluszähler 100, dem Pufferspeicher 120 und dem ClS-Zähler 136.

Nachdem die Diagnoseschaltung 50 alle Betrier zyklen abgetastet hat, initiiert sie eine Abtastung der Nichtzyklus-Gruppen der Eingangssignale. In ähnlicher Weise erzeugt der Nichtzyklus-Testzähler 154 ein

so zweites Eingangssignal, welches von dem logischen Prozessor 12 erfaßt wird, wenn dieser das Diagnoseprogramm abtastet und die Nichtzyklus-Gruppen testet. Der logische Prozessor 12 prüft dann die Nichtzyklus-Eingangssignale, die jeder Gruppe zugeordnet sind.

Wenn ein Fehler festgestellt wird, erzeugt der !optische Prozessor 12 ein drittes Ausgangssignal im set-Zustand, welches von dem NCIS-Zähler 174 und der fünften Vergleichsstufe 178 erfaßt wird. Danach stellt die Diagncseschaltung Zahlen dar, welche die Niehtzyklus-Gruppe und das Nichtzyklus-Eingangssignal, welches fehlerhaft war, wiedergeben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung für eine programmgesteuerte Maschine (10) mit emer Diagnoseeinrichtung, mit einem ersten Speicher (25) für ein Maschinen-Steuerprogramm für wenigstens einen Betriebszyklus der Maschine (10), wobei jeder Betriebszyklus aus einer Anzahl von Zyklusschritten besteht and jeder Zykfcisschntt durch eine Anzahl von Zyklussignaien definiert ist, mit einem zweiten Speicher (27) für ein Diagnoseprogramm, mit einer in einer Zeitsteuerschaltung (28) enthaltenen Leseschaltung, um kontinuierlich den ersten Speicher (25) auszulesen, mit einer logischen Schaltung (34), weiche die durch das Maschinen-Steuerprogramm bewirkten Zustände mit den tatsächlich vorhandenen Zuständen der Maschine (10) vergleicht, und mit einer Anzeigeeinrichtung (58, 60, 62), dadurch gekennzeichnet, daß