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Anordnung zum Ermitteln des Auslastunzsgrades mindes-
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tens eines elektronischen Gerätes Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zum Ermitteln des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen Gerätes, insbesondere
eines Meß- und Prüfgerät es, durch Auswertung eines von dem elektronischen Gerät
abgegebenen, den Betriebszustand des Gerätes kennzeichnenden Arbeitssignales.
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In Prüffeldern zur Funktionsüberprüfung integrierter Schaltkreise
werden Großtester verwendet, deren beispielsweise Stromquellen, SendertSpannungsmesser
usw.
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aufweisende Meßeinheit (Zentraleinheit) mittels eines Computers gesteuert
und auf mehrere Meßstationen (Nebengeräte) umgeschaltet werden kann. Als Meßstationen
können beispielsweise für die Messung auf einer Siliciumscheibe s, g. automatische
Prober oder für die Messung fertiger Bauteile sogenannte automatische Handler verwendet
werden. Durch einen Multiplexbetrieb mehrerer Meßstationen kann die Zentraleinheit
auch arbeiten, während eine Meßstation einen mechanischen Takt wie z. B. das Auswechseln
eines zu messenden Bauteiles, ausführt.
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Aus wirtschaftlichen Gründen ist es wünschenswert die Meßeinheit möglichst
maximal auszulasten. Der Wirkungsgrad der Zentraleinheit, d.h. der Zeitanteil, in
dem
tatsächlich gemessen wird, soll demnach maximal sein, während
die Zeitanteile, in denen die Meßeinheit zwar in irgendeiner Weise in Betrieb ist,
aber keine Messung erfolgt, minimiert werden sollen.
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Aus der Zeitschrift "tz für Metallbearbeitung" 72 (1978) H. 5, S.
36 - 39, ist ein Betriebsdatenerlassungssystem für Maschinen u.ä. bekannt, bei dem
ein Schreiber, der auf einer DIN-A5-Diagrammkarte ein übersichtliches Ablaufdiagramm
registriert, alle automatisch erfaßten und zugeordneten Daten speichert, auf Tastendruck
rechnet und die Ergebnisse sofort elektrosensitiv auf die Diagrammkarte schreibt.
Bei diesem System können zwar Stillstandszeiten und Stillstandsursachen-wie Rüstzeit,
Werkzeugwechsel, Materialmengen, Beschickung, Reparatur, Wartung'u.ä. registriert
werden. Entsprechende Geräte sind jedoch nicht in der Lage, gleichzeitig die Stillstandzeiten
von einer Zentraleinheit und mehreren Nebengeräten oder gar mehreren Zentraleinheiten
und entsprechenden Nebengeräten zu erfassen. Da für jedes Nebengerät ein weiteres
Uberwachungsgerät vorhanden sein muß, list eine entsprechende Lösung kostspielig
und eine Auswertung umständlich.
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Schwierigkeiten treten ferner auf, wenn eine Auswertung über einen
Zeitraum vorgenommen werden soll, der länger als im Überwachungsgerät vorgesehen
ist. Zeitanteile, in denen z. B. eine ZentrqCeinheit zwar in Betrieb ist, aber keine
Messung erfolgt, können von diesen Geräten nicht erfasst werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen
und eine Anordnung zum Ermitteln des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen
Gerätes
vorzusehen, die in wirtschaftlicher Weise eine ständige
Erfassung der Auslastung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß durch ein Impulsglied, das Impulse einer bestimmten Breite und Frequenz
erzeugt, ein Logikglied, das das Arbeitssignal mit den vom Impulsglied abgegebenen
Impulsen logisch verknüpft und einen Zähler, dem die Ausgangssignale des Logikgliedes
zugeführt werden, gelöst. Auf diese Weise gelingt es durch anschließende rechnerische
Auswertung die ständige Auslastung von elektronischen Geräten bezogen auf die theoretisch
mögliche Leistung zu erfassen.
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Um den Bedarf an Speicherplätzen gering zu halten, ist es von Vorteil,
einen Rechner vorzusehen, in den der Inhalt des Zählers in bestimmten zeitlichen
Abständen übernommen wird.
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Es liegt im Rahmen der Brfindung, daß ein zu- und abschaltbares Verzögerungsglied
vorgesehen ist, über das das Arbeitssignal dm Logikglied zugeführt wird und daß
das Verzögerungsglied als Monoflop ausgeführt ist. Auf diese Weise wird es ermöglicht,
nicht nur die Auslastung einer Zentraleinheit zu erfassen, sondern durch Berücksichtigung
einer gewissen Umrstzeit auch die Auslastung (Belegung) von Nebengeräten zu erfassen.
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Um Stillstandsursachen sowohl für die Zentraleinheit als auch für
die angekoppelten Nebengeräte zu erfassen, ist es von Vorteil, ein Stör-Tastenfeld
vorzusehen, über das dem Rechner Informationen über die: Art von Stillstandzeiten
des elektronischen Gerätes eingebbar sind.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, zur Erkennung von-Fehlbedienungen
der Anordnung einen Signalbaustein vorzusehen, der bei Ausbleiben des Arbeitssignales
nach einer einstellbaren Zeitspanne ein optisches und/oder akustisches Signal auslöst,
und eine Rücksetzeinrichtung vorzusehen, durch die bei einem bestimmten Auslastungsgrad
des elektronischen Gerätes eine Rücksetzung gedrückter Störtasten bewirkbar ist.
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Unter Verwendung eines handelsüblichen Mini-Computers als Rechner
ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung sowohl eine On-line-Ubersicht über den
Auslastungszustand mehrerer Zentraleinheiten von Großtestern und den Belegungsgrades
mehrerer Nebengeräte als auch die Abspeicherung und Auswertung dieser und anderer
Daten wie z. B. Stillstandsursachen, über beliebig zu wählende Zeiträume. Bei Kenntnis
dieser Fakten können Anzahl und Art der an eine Zentraleinheit angeschlossenen Meßstationen
optimiert werden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand dreier Figuren näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt ein Beispiel für ein den Betriebszustand eines elektronischen Gerätes
kennzeichnendes Arbeitssignal. In der Fig. 2 -ist im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel
für eine Anlage, in der die erfindungsgemäße Anordnung zum Einsatz kommt, dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt im Blockschaltbild eine als Ausführungsbeispiel zu wertende erfindungsgemäße
Anordnung zum Ermitteln des Auslastungsgrades mindestens eines elektronischen Gerätes.
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Das in der Fig. 1 als Beispiel dargestellte Arbeitssignal eines handelsüblichen
Großtesters für integriete
Schaltkreise zeigt, daß die Zeiten a,
in denen die Zentraleinheit des Großtesters arbeitet, erheblich kleiner als die
zur Verfügung stehende Gesamtzeit ist.
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In Abhängigkeit von der Funktion der,angeschlossenen Nebengeräte (Meßstationen)
sind ferner die Zeiten a, die die Zentraleinheit arbeitet, d.h. zur Durchführung
des Testprogrammes benötigt, unterschiedlich lang.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, den Zeitanteil, in dem die Zentraleinheit
arbeitet zu erfassen, um eine Maximierung dieses Zeitanteils, d.h.-des Wirkungsgrades
zu ermöglichen.
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Dies kann durch das in der Fig. 3 im Blockschaltbild gezeigte Ausführungsbeispiel
für eine erfindungsgemäße Anordnung geschehen. Da eine Erfassung der Anzahl und
der Dauer a der Arbeitszeiten eines Testers technisch zu aufwendig ist, verwendet
die erfindungsgemäße Anordnung das Prinzip der Multimomentaufnahme. Mit einem Abfragezyklus,
dessen Zeitdauer erheblich größer als die Meßdauer a und dessen Abfragezeit erheblich
kleiner als die in der Regel auftretenden Meßdauer a sind, wird ermittelt, ob während
der Abfragezeit eine Messung durchgeführt wird, die Zentraleinheit des Testers also
arbeitet oder nicht. Entsprechendes gilt für die einzelnen Meßstationen (Nebengeräte).
Liegt die Meßdauer a im Bereich von Millisekunden, so kann der Abfragezyklus z.
B. 1 Sekunde und die Abfragezeit, d.h. die Dauer des Abfrageimpulses beispielsweise
1/10 Millisekunden betragen. Vorteilhafterweise wird die Dauer des Abfragezyklus
um den Faktor 102 bis 105 größer gewählt als die durchschnittliche Meßdauer, während
die Dauer des Anfrwgimpulses um den Faktor 10'2 bis 0,5 kleiner gewähltVals die
durchschnittliche Meßdauer a.
Die Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild
ein Ausführungsbeispiel für eine Anlage, in der die erfindungsgemäße Anordnung zum
Einsatz kommt. Die zu erfassenden Geräte, Meßeinheiten 5, z. B. Großtester und an
die Meßeinheiten 5 angeschlossene Meßstationen (Nebengeräte) 6 sind mit je einem
Stör-Tastenfeld 7 verbunden. Das Stör-Tastenfeld 7 weist mehrere Störtasten auf,
die vom Bedienungspersonal je nach Störungsursache gedrückt werden und anschließend
mit ausgewertet werden. Mit Hilfe des Stör-Tastenfeldes 7 sind das Bedienungspersonal,
Einrichter usw. in der Lage, die nötigen Informationen über die Art der Stillstandszeiten
an den Rechner zu geben.
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Jedes Stör-Tastenfeld 7 beaufschlagt einen Abfragebaustein 4, der
die eigentliche Auswertelogik enthält und über einen Systembus 8 mit einem Steuerbaustein
1 verbunden ist. Der Steuerbaustein 1 ist seinerseits mit dem eigentlichen Rechner
3, beispielsweise einem herkömmlichen Mini-Computer, verbunden, an den ein Drucker
9 und als externer Speicher ein Floppy-Disk 10 angschließbar sind.
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Die nähere Funktion des Abfragebausteins 4 wird anhand des Blockschaltbildes
der Fig. 3 erläutert. Der Steuerbaustein 1 ist die Schnittstelle zwischen dem Rechner
3 und den Abfragebausteinen 4. Er teilt den Datenbus der Anwenderschnittstelle des
Rechners in zwei Richtungen (Schreibkanal, Lesekanal) auf.
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Er enthält im hier beschriebenem Beispiel einen 8-Bit-Speicher, der
erlaubt, rückgelesene Daten von den Abfrageeinheiten 4, 7 zwischenzuspeichern. Im
Steuerbaustein 1 werden ferner verschiedene, für die Abfrageeinheiten 4, 7 notwendige
Steuersignale, wie z B. ein Clear all-Impuls 18, ein Select-Impuls 16 und ein Interrupt-Impuls,
und mittels des Quarzes2 stabilisierte
Impulse 31 mit definierter
Frequenz und definierter Breite, beispielsweise 1 Hz und 100 /us, generiert. Der
Ausgang des Steuerbausteins 1 besitzt einen aus Datenbus 12, Adressbus 13 u. Steuerbus
14 zusammengesetzten Syte8sU§, an dem alle Abfragebausteine 4 parallel anliegen.
Das zu erfassende elektronische Gerät 5 ist zur Abnahme des Arbeitssignals 30 elektrisch
z. B. über das Tastenfeld 7 mit dem Schalter 23 verbunden und dabei durch einen
Optokoppler 36 galvanisch getrennt.
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Die vom Steuerbaustein 1 über den Adressierbus 13 ausgesandten Adressierbits
(z. B. 8 Bits) werden vom Dezimaldecoder 15 decodiert. Uber die Schalter H1 bis
H15 und N1 bis N7 wird die sogenannte Adresse des Abfragebausteins 4 eingestellt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel können gleibhzeitig fünfzehn Zentraleinheiten und
sieben Nebengeräte ausgewertet werden.
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Wenn am Systembus 8 eine den eingestellten Adressen entsprechende
Bitkombinationen anliegt und gleichzeitig über die Steuerleitung 16 ein Selektimpuls
eintrifft, ändert das Adressierflipflop 19 seinen logischen Zustand. Der Enableausgang
17 des Adressierflipflops 19 blockiert nun alle am Systembus 8 anliegende Dezimaldecoder
15. Dies bedeutet, daß kein weiterer Abfragebaustein 4 adressiert werden kann. Der
Freigabeausgang 20 des Adressierflipflops 19 aktiviert nun den Write-Decoder 21
und den Read-Decoder 22, so daß alle Daten des Systembuses 8 von der adressierten
Abfragekarte 4 als Write- bzw. Read-Befehle Xz. B. je 4 Bit ) interpretiert werden.
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Die vom Impulsglied der Steuerkarte 1 erzeugten 1 Hz-Impulse 31 von
beispielsweise 100 /us Breite werden über die Leitung 11 mit dem über den Optokoppler
36 und einen Schalter 23 geleiteten Arbeitssignal 30 des zu erfassenden
Gerätes
5 im als AND-Gatter oder wie im Ausführungsbeispiel als NAND-Gatter ausgeführten
Logikglied 24 logisch verknüpft und dem beispeilsweise als 8-Bit-Zähler ausgeführtem
Zähler 25 zugeführt. In festen zeitlichen Abständen, z. B. alle 2 Minuten, wird
der momentane Zählerstand des Zählers 25 in den Rechner 3 übernommen, der Wirkungsgrad
errechnet, abgespeichert und der Zähler 25 zurückgesetzt. Diese Vorgehensweise ermöglicht
es, mit einem preisgünstigen 8-Bit-Zähler auszukommen.
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Bei Nebengeräten 6 wird das Arbeitssignal 30 des abzufragenden Gerätes
durch Umlegen des Schalters 23 über ein vorgeschaltetes Verzögerungsglied 26, beispielsweise
ein Monoflop mit 10 Sekunden Verzögerungszeit, dem Zähler 25 zugeführt. Durch Einstellung
der Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 26 wird notwendigen Umrüstzeiten u.ä.
bei Bedienung des Nebengerätes 6 Rechnung getragen. Wenn also der Arbeitszyklus
des Nebengerätes 6 weniger als 10 Sekunden beträgt, registriert der Rechner einen
Wirkungsgrad (Belegung) von 100 %.
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Das Ausbleiben eines Arbeitssignales 30 nach der Verzögerungszeit
von z. B. 10 Sekunden wird von einem Signalbaustein 27 registriert. Wenn zu dieser
Zeit keine der beispielsweise fünfzehn Störtasten T1 bis T15, die über einen Codierer
33 mit dem Abfragebaustein 4 verbunden sind, am Tastenfeld 7 gedrückt ist, kann
beispielsweise nach einer frei wählbaren Zeit eind Rückmeldung an den Rechner 3
erfolgen, der dann ein optisches und/oder akustisches Signal, beispielsweise einen
im Tastenfeld 7 eingebauten Piepser 28 aktiviert. Das Warnsignal soll das Bedienungspersonal
erinnern, eine Störungstaste für den Grund der Stillstandsursache zu drücken. Die
Zeit vom Ausbleiben eines Arbeitssignals 30 bis zum Drücken einer Störungstaste
kann vom Rechner 3
registriert werden. Bei Stillstand des zu erfassenden
Gerätes 5, 6 ertönt also nach einer frei wählbaren Zeit ein akustisches oder optisches
Signal, das das Bedienungspersonal daran erinnert dem Erfassungssystem die Stillstandsursache
durch Drücken einer Störtaste mitzuteilen.
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Andererseits ist der Signalbaustein 27 mit einer RUcksetzeinrichtung
versehen, durch die beim Vorliegen eines bestimmten Auslastungsgrades, z. B. größer
70 %, nach einer bestimmten Zeit nach Drückung einer Störtaste, z. B. 16 Minuten,
die gedrückte Störtaste selbsttätig rückgesetzt wird.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung gelingt es, den Wirkungsgrad
bzw. Belegungsgrad von mehreren Meßeinheiten 5 und mehreren Meßstationen 6 gleichzeitig
zu erfassen.
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Durch das Vorsehen von Stör-Tastenfeldern 7 können ferner die Ausfallursachen
sowohl für Meßeinheit 5 als auch für Nebengeräte 6 erfaßt werden. Die Erfassung
erfolgt dabei weitgehend automatisch, so daß eine Belastung des Bedienungspersonals
durch Eingeben von Informationen gering gehalten werden kann. Die Ausgabe der erhaltenen
Informationen kann sowohl On-line auf einen Bildschirm als auch aufsummiert über
längere Zeiträume wie Schicht, Tag, Woche usw. über den Drucker 9 erfolgen. Durch
die Verwendung handelsüblicher Bausteine und Anlagen ist ein wirtschaftlich günstiger
und ausbaufähiger Aufbau möglich. Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch zur Erfassung
der Auslastung anderer elektronischer Geräte als Großtester, beispielsweise zur
Erfassung der Auslastung von Schreibmaschinen, verwendet werden.
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3 Figuren 7 Patentansprüche