DE3390136T1 - Mikroprozessorgestützter Niedersufen-Anlagenregler - Google Patents

Mikroprozessorgestützter Niedersufen-Anlagenregler

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James M. Caledonia Wis. Rehberger
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Johnson Service Co., Milwaukee, Wis.
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Description

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Claims (27)

PATENTANSPRÜCHE
1. Mikroprozessorgestützter Niederstufen-Anlagenregler, gekennzeichnet durch
eine Stromversorgungseinrichtung zur Bereitstellung einer geregelte elektrische Leistung liefernden Quelle für den Regler;
einen feidprogrammierbaren Prozessor zum übertragen ausgewählter Datenbank-Informationen zu und zum Empfangen von Zustandssignalen von einer Schnittstelle, zur digitalen Ausführung von Algorithmen betreffend diese Zustandssignale in Übereinstimmung mit Rechner-Routineprogrammen, die aus einer Datei von mnemonisch identifizierten, innerhalb des Festwertspeicherbereiches des Prozessors befindlichen Routineprogrammen ausgewählt sind, und zum übertragen in beantwortender Weise von programmierten Daten und digitalen Befehlssignalen zur Schnittstelle, eine Schnittstelle zum periodischen Auffrischen der Datenbank des Prozessors, Analysieren und Konditionieren der vom Prozessor und von entfernten Datenpunkten erhaltenen Signale und selektiven Steuerung der entfernten Datenpunkte, und eine Operatortafel mit einer Informationseinrichtung, die mit dem Prozessor zur Anzeige und Einstellung ausgewählter Anlagenoperationsparameter und Variabler zusammenarbeitet.
2. Anlagenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-
net, daß der Prozessor zur kontinuierlichen Ausführung von Algorithmen zur selektiven Erzeugung der Befehlssignale in Übereinstimmung mit der Lösung dieser Algorithmen in der Lage ist.
3. Anlagenregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Algorithmen Regelalgorithmen enthalten zum mathematischen Vergleich des gewünschten Zustands eines Felddatenpunkts mit dem tatsächlichen Zustand dieses Punktes zum Bestimmen der Abweichung zwischen diesen und zur Erzeugung von digitalen Steuersignalen, die die Position der diesen Punkt steuernden Feldausrüstung beeinflussen.
4. Anlagenregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Algorithmen weiterhin Energiebehandlungsalgorithmen enthalten zur Bewirkung der koordinierten, in Phase gebrachten Steuerung der Feldausrüstung für Zwecke des reduzierten Energie-Verbrauches.
5. Anlagenregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor einen Hauptmikroprozessor enthält, mit dem ein peripherer Mikroprozessor zum Datenaustausch zwischen diesen gekoppelt ist, wobei der Hauptmikroprozessor ein Rechnerprogramm aufweist für die selektive Abtastung von von dem peripheren Mikroprozessor ausgehenden Signalen.
6. Anlagenregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Mikroprozessor einen Hauptperipherprozessor und einen ersten Peripherprozessor enthält, wobei der Hauptperipherprozessor ein Kommunikationsprotokoll zum Nachrichtenaustausch zwisehen dem Prozessor und der Schnittstelle benutzt
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und der erste Peripherprozessor eine Formatbildung der Nachrichten und Dekodierfunktionen ausübt, um die Kommunikation zwischen der Operatortafel und dem Prozessor zu bewirken.
7. Anlagenregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Protokoll vom Einzel-Hauptabruftyp mit variabler Nachrichtenlänge ist.
8. Anlagenregler zur digitalen Ausführung von Regel- und Energiebehandlungsalgorithmen, gekennzeichnet durch
einen feldprogrammierbaren Prozessor, enthaltend eine Speichereinrichtung und einen Hauptprozessor mit einem vorbestimmten Protokollprogramm und weiter enthaltend eine Mehrzahl von peripheren Prozessoren zum Empfang von Signalen vom Hauptprozessor, Erzeugen einer seriellen Befehlsübertragung zu einer Feldschnittstelle und Ermöglichen einer Datenaustausch-Eingabe und einer Datenauffrischung zwischen dem Hauptprozessor und einer Operatortafel,
eine programmierbare Feldschnittstelle zum Nachrichtenaustausch zwischen dem Prozessor und Feldausrüstungspunkten vom analogen und binären Typ, eine Operatortafel mit einem Tastenfeld, um dem Operator zu ermöglichen, den Zustand von jeder einer Mehrzahl von Funktionen abzufragen, die Funktionen betreffende Informationen anzuzeigen
QQ und die Funktionen in Übereinstimmung mit einem bestimmten Programm selektiv zu modifizieren, und eine Leistungsversorgung,enthaltend eine isolierte Gleichstromversorgung zur Bereitstellung einer geregelte elektrische Energie liefernden Quelle für
gg den Regler.
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- η-
9. Anlagenregler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldschnittstelle analoge und binäre Schnittstellen für die analogen bzw. binären Felddatenpunkte, eine Einrichtung zur Kommunikation zwischen der Feldschnittstelle und dem Prozessor, eine interne Verarbeitungseinrichtung zum Regeln und arithmetischen Verarbeiten empfangener Daten in dieser, und eine Taktsignalerzeugungseinrichtung zur Synchronisierung des Datenaustauschs innerhalb der Feldschnittstelle und zwischen der Feldschnittstelle und der internen Verarbeitungseinrichtung aufweist.
10. Anlagenregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Schnittstellen eine erste Gruppe von Signaleingängen und eine zweite Gruppe von Signaleingängen enthalten, wobei jede der Gruppen von Eingängen mit einer Multiplexeinrichtung zur Umwandlung in erste bzw. zweite Signalausgänge verbunden ist.
.11. Anlagenregler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines ersten Spannungsbereiches auftretende und an den Gruppen von Signaleingängen empfangene Eingangssignale in der Weise geändert werden, daß sie als analoge Signale innerhalb eines zweiten, vom ersten verschiedenen Spannungsbereiches erscheinen.
12. Anlagenregler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spannungsbereich sich zwischen 0 und 5 V erstreckt.
13. Anlagenregler zur Durchführung der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungsregelung und der Energie-
339013S
behandlungsfunktionen, gekennzeichnet durch eine Leistungsversorgung zur Bereitstellung einer geregelte elektrische Energie liefernden Quelle für den Regler, die eine isolierte Gleichspannungsversorgung zur Isolierung elektrischen Rauschens enthält;
einen Prozessor enthaltend einen Speicherbereich mit einer ersten Datenbank zur Bestimmung von Datenpunkten und einer ersten Gruppe von Routineprogrammen, die zur Erzeugung von Steuerbefehlssignalen darin aufrechterhalten werden; eine Feldschnittstelle zum Empfang dieser Steuerbefehlssignale vom Prozessor, die eine zweite Gruppe von Routineprogrammen und eine zweite Datenbank enthält, wobei die zweite Datenbank eine Vielzahl von Feldpunkten bestimmt und die Feldschnittstelle die erste Datenbank periodisch auffrischt; und eine Operatortafel, die mit dem Prozessor gekoppelt ist und ein Tastenfeld sowie eine numerische und binäre Leuchtanzeige enthält, wobei die Operatortafel eine Regel- und Überwachungskommunikation durchführt, wenn der Regler entweder im Alleinbetrieb oder im netzwerkgekoppelten Betrieb arbeitet.
14. Anlagenregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenpunkte bestimmt werden, indem in der ersten Gruppe der Routineprogramme die Speicherplätze innerhalb des Speicherbereiches der durch die erste Gruppe der Routineprogramme verwendeten berechneten Variablen spezifiziert werden,
15. Anlagenregler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenpunkte Punkte mit binärem Zu'stand und vom Analogwerttyp umfassen.
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16. Anlagenregler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Datenpunkte eine diesem zugeordnete Zustandsinformation besitzt, zur Anzeige der Normalität der Punktfunktion, der Meldung von Zu-Standsänderungen, der Koinzidenz von aufeinanderfolgend abgetasteten Datenpunktwerten und des augenblicklichen binären Zustands oder Analogwerts der Punkte.
17. Anlagenregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldpunkte Punkte des binären Eingangs, des analogen Eingangs, des binären Ausgangs und vom Regeltyp umfassen.
18. Anlagenregler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die binären Eingangspunkte Punkte des Kontaktzustandes, des Impulszähl- und Impulsgeschwindigkeit styps und die analogen Eingangspunkte Punkte vom Typ des begrenzten Bereichs, vollen Bereichs, Geschwindigkeitseingangs und der Summenzählung umfassen.
19. Anlagenregler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die binären Ausgangspunkte mit Feldausrüstungseinrichtungen vom Zwei- oder Dreizustandstyp verbunden sind.
20. Anlagenregler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die binären Ausgangspunkte getrennt sind und Relaissteuer-, Betätigungs- und Schalterpunkte umfassen.
21. Anlagenregler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelpunkte Punkte vom Typ der binären Verriegelung, der analogen Verriegelung,
der Inkrementregelung und des binären Ausgangs mit Rückkopplung umfassen.
22. Anlagenregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe der Routineprogramme vom Typ der mnemonisch identifizierten Benutzer ist.
23. Niedrigstufen-Anlagenregler zur Durchführung dezentralisierter Datenverarbeitungs-, Regelungs- und Energiebehandlungsfunktionen für Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungsanwendungen, gekennzeichnet durch
eine Leistungsversorgung zur Bereitstellung einer geregelte elektrische Energie liefernden Quelle für den Regler, die einen isolierten Gleichstromversorgungsabschnitt aufweist; einen Prozessor enthaltend einen Hauptmikroprozessor und eine Mehrzahl von peripheren Mikroprozessoren zum Empfang von Feldpunktzustandssignalen, digitalen Ausführung von Regel- und Energiebehandlungsalgorithmen und Übertragen in beantwortender Weise digitaler Befehlssignale zu einer Feldschnittstelle;
eine Feldschnittstelle zum Analysieren und Kondltionieren von von dem Prozessor und entfernten Feldausrüstungspunkten empfangenen Signalen, die eine auf die Feldpunktbestimmung bezogene und vom Prozessor hierzu heruntergeladene Datenbank aufweist; und
eine Feldbeendigungseinrichtung zur Erleichterung der Leitungsverbindungen der Feldausrüstung zu der Leistungsversorgung, dem Prozessor, der Feldschnittstelle und der Operatortafel.
24. Anlagenregler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich-
net, daß einer der peripheren Mikroprozessoren einen Hauptperipherprozessor zum Empfang von Befehlssignalen vom Hauptmikroprozessor und zur Erzeugung einer Serienübertragung von Befehlssignalen zu der FeIdschnittstelle in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten, von einem im Hauptmikroprozessor befindlichen Rechnerprogramm aufgestellten Protokoll aufweist.
25. Anlagenregler nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderer der peripheren Mikroprozessoren einen ersten Peripherprozessor zur Bildung einer Datenaustausch-Eingabe und zur Datenauffrischung zwischen dem Hauptmikroprozessor und der Operatortafel enthält.
26. Anlagenregler nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderer der peripheren Mikroprozessoren einen zweiten Peripherprozessor zur Erleichterung der Kommunikation zwischen dem Anlagenregler und einer Kopfeinheit enthält.
27. Anlagenregler nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Peripherprozessor eine strukturelle Komponente der Operatortafel darstellt.
DE19833390136 1982-07-26 1983-07-22 Mikroprozessorgestützter Niedersufen-Anlagenregler Withdrawn DE3390136T1 (de)

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