DE3129168A1 - Simulation device for binary controllers - Google Patents
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Abstract
Description
Simulationsgerät für binäre SteuerungenSimulation device for binary controls
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Simulation des Programmablaufes einer von einem freiprogrammierbaren Steuerungsgerät gesteuerten Maschine oder dgl.The invention relates to a device for simulating the program sequence a machine or the like controlled by a freely programmable control device.
Für die Steuerung des Bewegungsablaufes von Maschinen und Geräten der Prozeß- und Fertigungstechnik werden in zunehmendem Maße binäre Steuerungen mit speicherprogrammierbaren Steuerungsgeräten eingesetzt. Das Steuerungsprogramm für die meist universell verwendbaren speicherprogrammierbaren Steuerungsgeräte erfordert einen nicht unerheblichen Entwicklungsaufwand mit einer relativ langen Entwicklungszeit, insbesondere im Sondermaschinenbau. TSenn das Steuerungsprogramm für das speicherprogrammierbare Steuerungsgerät erst nach Fertigstellung der Maschine erprobt werden kann, kann sich die Entwicklungszeit noch mehr verlängern. Diese Entwicklungszeit kann jedoch dadurch verkürzt werden, daß das Steuerungsprogramm parallel zum Bau der Maschine oder dgl. erstellt wird. Da zu diesem Zeitpunkt jedoch noch keine Maschinen-Hardware zum Programmtest zur Verfügung steht, muß sie simuliert werden. Ferner birgt der Programmtest an der fertigen Maschine die Gefahr der Zerstörung teurer mechanischer Bauteile in sich, falls sich Programmfehler eingeschlichen haben.For controlling the motion sequence of machines and devices In process and production engineering, binary controls are becoming increasingly common used with programmable logic controllers. The control program for the most universally usable programmable logic controllers requires a not inconsiderable development effort with a relatively long Development time, especially in special machine construction. TSenn the control program for the programmable logic controller only after completion of the machine can be tried, the development time can be extended even more. These However, development time can be shortened by the fact that the control program is created parallel to the construction of the machine or the like. Since at this point, however Machine hardware for program testing is not yet available, it must be simulated will. Furthermore, the program test on the finished machine harbors the risk of destruction expensive mechanical components in itself, in case program errors have crept in.
Die bisher am Markt befindlichen Simulationsgeräte zeigen lediglich den Signalzustand der Steuerungsausgänge des speicherprogn mmierbaren Steuerungsgerätes mit Lämpchen an, während die Rückmeldungen mit Schaltern manuell simuliert werden. Naturgemäß kann bei solchen Simulations- geräten die Prozeßzeit -z.B. das Ausfahren eines Pneumatikzylinders- nicht berücksichtigt und der Maschinenablauf nur ungenügend nachgebildet werden. Ein weiteres Problem bei diesen bekannten Simulationsgeräten bildet die unübersichtliche Zuordnung der Steuerungsaus- und -eingänge über Steckfelder o.ä.The simulation devices currently on the market only show the signal status of the control outputs of the programmable control device with lights on, while the feedback is simulated manually with switches. Naturally, with such simulation the process time -e.g. the extension of a pneumatic cylinder and the machine sequence are not taken into account are only inadequately reproduced. Another problem with these known simulation devices forms the confusing assignment of the control outputs and inputs via patch panels or similar
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Simulationsgerät zu schaffen, das einfach und übersichtlich im Aufbau ist und mit dem zumindest ein Teil des Programmablaufes der Maschine automatisch und wirklichkeitsnahe nachgebildet werden kann. Ferner soll jederzeit ein Eingriff in den Programmablauf von Hand möglich sein. Das Gerät zur Simulation des Programmablaufes gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung und/oder Stellung der Stellglieder der Maschine mit Hilfe von vorzugsweise in Zeilen angeordneten Leuchtdioden nachbildbar ist.The invention is based on the object of a simulation device create that is simple and clear in structure and with at least one Part of the machine's program sequence is automatically and realistically reproduced can be. Furthermore, manual intervention in the program sequence should be possible at any time be. The device for simulating the program sequence according to the invention is thereby characterized in that the movement and / or position of the actuators of the machine can be simulated with the aid of light-emitting diodes, which are preferably arranged in rows.
Vorzugsweise ist für jedes Stellglied eine Leuchtdiodenzeile vorgesehen, die zusammen mit den Ansteuerungsbauelementen auf einem Steckmodul (Anzeigemodul).untergebracht ist. Damit kann der Bewegungsablauf jedes Stellgliedes ähnlich einem Pneumatikzylinder sichtbar gemacht werden.A line of LEDs is preferably provided for each actuator, housed together with the control components on a plug-in module (display module) is. The sequence of movements of each actuator can thus be similar to that of a pneumatic cylinder be made visible.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die einzelnen Steckmodule so ausgebildet und die Leuchtdiodenzeilen derart angeordnet, daß bei Aneinanderreihung der Steckmodule die Leuchtdiodenzeilen parallel zueinander angeordnet sind. Dieser modulare Aufbau erlaubt eine Anpassung des Gerätes an jede beliebige Zahl der Stellglieder der Maschine oder dgl. Eine wirklichkeitsnahe Nachbildung der Stellglieder kann gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erzielt werden, daß die erste und letzte Leuchtdiode jeder Zeile die beiden End- lagen und die dazwischenliegenden Leuchtdioden den Bewegungsablauf des jeweiligen Stellgliedes anzeigen bzw. simulieren.According to a development of the invention, the individual plug-in modules so designed and arranged the rows of LEDs that when lined up of the plug-in modules, the rows of LEDs are arranged parallel to one another. This modular design allows the device to be adapted to any number of actuators the machine or the like. A realistic replica of the actuators can be achieved according to a further proposal of the invention in that the first and last light emitting diode of each line the two end lay and the light-emitting diodes in between determine the sequence of movements of the respective actuator display or simulate.
Vorzugsweise besteht die Leuchtdiodenzeile aus 12 Leuchtdioden, die mit einem geeigneten LED-Treiber, z.B. der Siemens-Type UAA180 zeitabhängig ansteuerbar sind. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind für die Zuordnung der Eingänge und der Ausgänge des freiprogrammierbaren Steuergerätes zu den Leuchtdiodenzeilen bzw. den Anzeigelampen und Kippschalter-Tastern vorzugsweise zwei mehrlagige Kreuzschienenverteiler mit Steckerstiften vorgesehen. Diese Kreuzschienenverteiler erlauben die wahlfreie Zuordnung der Steuerungsein-und -ausgänge. Vorzugsweise ist das Gerät in einem Hartschalenkoffer untergebracht und wird vom Steuerungsgerät unmittelbar mit Strom versorgt.The line of light emitting diodes preferably consists of 12 light emitting diodes which time-dependent controllable with a suitable LED driver, e.g. Siemens type UAA180 are. According to a further development of the invention, for the assignment of the inputs and the outputs of the freely programmable control unit to the rows of LEDs or the indicator lamps and toggle switch buttons, preferably two multi-layer crossbar distributors provided with connector pins. These crossbar distributors allow the optional Assignment of the control inputs and outputs. The device is preferably in a hard case and is directly supplied with power by the control device.
Anhand der Zeichnung wird das Simulationsgerät näher erläutert.The simulation device is explained in more detail using the drawing.
Es zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Simulationsgerätes in Verbindung mit einem zu prüfenden freiprogrammierbaren Steuerungsgerät, Figur 2 den Stromlaufplan einer Leiterplatte (Steckmodl) des Simulationsgerätes und Figur 3 eine Ansicht auf das in einem Hartschalenkoffer untergebrachte Simulationsgerät.The figures show: FIG. 1 a block diagram of the simulation device according to the invention in connection with a freely programmable control device to be tested, figure 2 the circuit diagram of a circuit board (plug-in module) of the simulation device and figure 3 shows a view of the simulation device accommodated in a hard case.
Figur 1 zeigt im Blockschaltbild die Verbindung des erfindungsgemäßen Simulationsgerätes 1 mit einem freiprogrammierbaren Steuerungsgerät 2, welches über einen Wandler 3 von einem Netz 4 seine Spannung erhält. Eine Leitung 5 deutet an, daß das Simulationsgerät 1 seine Stromversorgung ebenfalls vom freiprogrammierbaren Steuergerät erhält. Die mit E bezeichneten Eingänge des freiprogrammierbaren Steuerungsgerätes 2 stehen über Leitungen 6 bis 8 mit dem Simulationsgerät 1 in Verbindung, wobei mit Pfeilen der Infrmationsfluß angedeutet ist.Figure 1 shows the connection of the invention in a block diagram Simulation device 1 with a freely programmable control device 2, which via a converter 3 receives its voltage from a network 4. A line 5 indicates that the simulation device 1 its Power supply also from the freely programmable Control unit receives. The inputs marked with E of the freely programmable control device 2 are connected to the simulation device 1 via lines 6 to 8, wherein the flow of information is indicated by arrows.
Die Ausgänge A des freiprogrammierbaren Steuerungsgerätes 2 sind über Leitungen 9 und 10 mit dem Simulationsgerät 1 verbunden, wobei mit Pfeilen ebenfalls der Informationsfluß angedeutet ist. Im Simulationsgerät 1 ist symbolhaft lediglich eine Leuchtdiodenzeile einer Anzeigebaueinheit 11 zur Simulation eines Stellgliedes eingezeichnet. Mit 12 ist das Symbol für einen kombinierten Kippschalter-Taster bezeichnet, dem eine Anzeigelampe 13 zugeordnet ist. Mit Hilfe eines Kreuzeschienenverteilers 14 kann eine wahlfreie Zuordnung der Steuerungsein- und -ausgänge vorgenommen werden.The outputs A of the freely programmable control device 2 are over Lines 9 and 10 connected to the simulation device 1, with arrows also the flow of information is indicated. In the simulation device 1 is only symbolic a line of LEDs of a display unit 11 for simulating an actuator drawn. With 12 is the symbol for a combined toggle switch button denotes, to which an indicator lamp 13 is assigned. With the help of a crossbar distributor 14 an optional assignment of the control inputs and outputs can be made.
Wie insbesondere Figur 3 zeigt, weist das erfindungsgemäße Simulationsgerät mindestens eine der Zahl der Stellglieder erforderliche Anzahl von Anzeigemodulen auf. In dem in Figur 3 dargestellten Gerät sind beispielsweise 32 Anzeigemodulen untergebracht. Dementsprechend müssen 32 Aus- und 64 Eingänge mit den Baugruppen des freiprogrammierbaren Steuergerätes verbunden werden0 Da erfahrungsgemäß nie die volle Anzahl der Endlagenmeldungen erforderlich ist, beschränkt man sich auf 32 Ein- und 32 Ausgänge. Damit kommt man mit einem zweiteiligen mehrlagigen Kreuzschienenverteiler 14 aus, wobei die Verbindung mit verschiedenfarbigen lagenspezifischen Steckerstiften erfolgt. Zusätzlich zu den Anzeigemodulen 11 sind in-der Frontplatte 20 Anzeigelämpchen 13 mit aufschraubbarer Farbkappe und 20 kombinierte Kippschalter-Taster 12 montiert, die eine Simulation von Bedienungsfunktionen, Meldelampen usw.As shown in particular in FIG. 3, the simulation device according to the invention at least one number of display modules required for the number of actuators on. In the device shown in Figure 3, for example, there are 32 display modules housed. Correspondingly, 32 outputs and 64 inputs must be connected to the modules of the freely programmable control unit 0 Since experience has shown that never the full number of end position messages is required is limited to 32 inputs and 32 outputs. This comes with a two-part multi-layer crossbar distributor 14, the connection with different colored location-specific connector pins he follows. In addition to the display modules 11, there are 20 display lamps in the front panel 13 with screw-on color cap and 20 combined toggle switch buttons 12 mounted, which simulate operating functions, signal lamps, etc.
ermöglichen.enable.
Bei Mehrfachanwendung des Simulators wird vorzugsweise ein bereits verwendetes Steckprogramm auf einer Schablone am Kreuzschienenverteiler 14 aufgezeichnet, so daß es im Bedarfsfalle schnell wieder gesteckt werden kann.If the simulator is used multiple times, an already the plug-in program used recorded on a template on the crossbar distributor 14, so that it can be quickly plugged in again if necessary.
Figur 2 zeigt den Stromlaufplan einer Leiterplatte des Anzeigemoduls 11. Jede Leuchtdiodenzeile besteht aus 12 Leuchtdioden, die mit einem LED-Treiber UAA180 zeitabhängig angesteuert werden. Die erste und letzte Leuchtdiode jeder Leuchtdiodenzeile ist mit einem Optokoppler B1 und B2 versehen, welche über die Transistoren T2 und T3 Reed-Relais K2 und K3 ansteuern, welche die Rückmeldung der unteren und oberen Endlage über die Leitungen 6 und 7 an die entsprechenden Eingänge E des freiprogrammierbaren Steuergerätes melden. Gleichzeitig damit werden die den Reed-Relais K2 und K3 zugeordneten Leuchtdioden H2 und H3 an Spannung gelegt, wobei beispielsweise die Leuchtdiode H2 grün und die Leuchtdiode H3 eine gelbe Farbe aufweisen kann. Die Leuchtdioden H11 bis H20 können zur besseren Anschaulichkeit eine rote Farbe aufweisen. Wie insbesondere Figur 3 zeigt, sind sämtliche Leuchtdioden, auch die Leuchtdioden H2 und H3 mit den Leuchtdioden H11 bis H20 in einer Reihe angeordnet. Während also die Leuchtdioden H2 und H3 die Endstellungen des Stellgliedes angeben, geben die Leuchtdioden H11 bis H20 die Bewegung des Stellgliedes wieder. Damit ergibt sich eine sehr übersihtliche und anschauliche Darstellung der Bewegung der verschiedenen Stellglieder. Die Ansteuerung des LED-Treibers UAA180 erfolgt potential getrennt über ein Reed-Relais K1.Figure 2 shows the circuit diagram of a circuit board of the display module 11. Each line of LEDs consists of 12 LEDs with an LED driver UAA180 can be controlled time-dependent. The first and last light-emitting diode of each line of light-emitting diodes is provided with an optocoupler B1 and B2, which via the transistors T2 and T3 control reed relays K2 and K3, which receive the feedback from the lower and upper End position via lines 6 and 7 to the corresponding inputs E of the freely programmable The control unit. At the same time, the reed relays K2 and K3 are assigned Light-emitting diodes H2 and H3 applied voltage, for example the light-emitting diode H2 can be green and the light-emitting diode H3 can have a yellow color. The light emitting diodes H11 to H20 can be red for clarity. How in particular FIG. 3 shows all LEDs, including LEDs H2 and H3 the LEDs H11 to H20 arranged in a row. So while the light emitting diodes H2 and H3 indicate the end positions of the actuator, the LEDs H11 indicate until H20 the movement of the actuator again. This results in a very clear one and graphic representation of the movement of the various actuators. The control of the LED driver UAA180 is carried out electrically isolated via a reed relay K1.
Das Relais K1 erhält über die Leitung 9 seinen Einschaltbefehl. Die Wirkungsweise des LED-Treibers UAA180 ist an sich bekannt; es werden die Leuchtdioden MII bis H20 zeitabhängig nacheinander angesteuert, so daß damit der Bewegungsablauf eines Stellgliedes, z.B. eines Pneumatikzylinders, nachgebildet werden kann.Relay K1 receives its switch-on command via line 9. the The way in which the LED driver UAA180 works is known per se; it will be the light emitting diodes MII to H20 controlled one after the other depending on the time, so that the Movement sequence an actuator, e.g. a pneumatic cylinder, can be simulated.
Wie bereits erwähnt ist jede Leuchtdiodenzeile zusammen mit den in Figur 2 dargestellten Ansteuerungsbauelementen auf einem Steckmodul 11 untergebracht. Die einzelnen Steckmodule sind zu einer Baugruppe zusammen gefaßt und sind mit der Frontplatte 15 verbunden, so daß das Austauschen der Leiterplatten leicht möglich ist.As already mentioned, each line of LEDs, together with the in Control components shown in FIG. 2 are housed on a plug-in module 11. The individual plug-in modules are combined to form an assembly and are connected to the Front panel 15 connected, so that the replacement of the circuit boards easily possible is.
Das Gerät kann auch teilbestückt betrieben werden.The device can also be operated partially equipped.
Die Stromversorgung für das Gerät erfolgt über einen mehrpoligen Stecker 16, der bei dem erwähnten Ausführungsbeispiel 64-polig ausgeführt sein muß.The power supply for the device is provided by a multi-pole plug 16, which must be made 64-pin in the mentioned embodiment.
Der vielpolige Stecker 16, die Kreuzschienenverteiler 14 und die Kippschalter-Taster 12 mit den Anzeigelampen 13 sind auf der Frontplatte 15 angeordnet, an welche sich die zu einer Baugruppe 17 zusammengefaßten Stecknodule 11 anschließen. Das ganze Gerät ist in einem Hartschalen-Koffer untergebracht, wie Figur 3 zeigt.The multi-pole connector 16, the crossbar distributor 14 and the toggle switch buttons 12 with the indicator lamps 13 are arranged on the front panel 15 to which connect the plug-in modules 11 combined to form an assembly 17. The whole The device is housed in a hard case, as shown in FIG. 3.
18 Patentansprüche 3 Figuren Bezuzszeichenliste 1 Simulationsgerät 2 freiprogrammierbares Steuerungsgerät 3 Wandler 4 Netz 5 Leitung 6 7 il 8 9 10 11 Anzeigemodul (Anzeigebaueinheit) 12 kombinierter Kippschalter-Taster 13 Anzeigelampe 14 Kreuzschienenverteiler 15 Frontplatte 16 mehrpoliger Stecker 17 Baugruppe 18 Hartschalenkoffer UAA180 LED-Treiber B1 Optokoppler B2 Ir K1 K2 Reed-Relais K3 H2 Leuchtdioden H3 " H11 H20 Leuchtdioden E Eingang des Steuerungsgerätes A Ausgang " II T2 Transistoren T3 Leerseite18 claims 3 figures Reference symbol list 1 Simulation device 2 freely programmable control device 3 converter 4 network 5 line 6 7 il 8 9 10 11 display module (display unit) 12 combined toggle switch button 13 Indicator lamp 14 Crossbar distributor 15 Front panel 16 Multi-pin connector 17 Assembly 18 Hard case UAA180 LED driver B1 Optocoupler B2 Ir K1 K2 Reed relays K3 H2 LEDs H3 "H11 H20 LEDs E Input of the control device A output "II T2 transistors T3 Blank page
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