DE3528050A1 - Anordnung fuer eine multifunktions-anzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für eine Multifunktions-Anzeige und findet Anwendung beispielsweise bei der elektrischen Regelung von Servoantrieben.

Servomotoren werden für Werkzeugmaschinensteuerungen eingesetzt. Die Drehzahlregelung derartiger Motoren erfolgt über veränderbare Parameter, die mittels digitaler Regler einstellbar sind. Digitale Regler können in einfachster Form durch Potentiometer mit nachgeschalteten Multiplexeinrichtungen zum gezielten Abfragen sowie mit zusätzlicher A/D-Wandlern verwirklicht werden. Der Bauteileaufwand ist hierbei aber hoch (Potentiometer = mechanische Abnutzung). Weiterhin werden zum Verändern von Parametern Codierschalter eingesetzt. Auch hier werden wieder Multiplexer benötigt, so daß der Aufwand erheblich ist.

Zur optischen Kontrolle der eingestellten Parameter ist der Einsatz eines Oszilloskopen möglich. Bei Codierschaltern bzw. Potentiometern ist die eingestellte Zahl ein Wert für die Parametereinstellung. Es empfiehlt sich aber, zur dauernden einfachen Kontrolle der eingestellten Parameterwerte eine optische Einrichtung einzusetzen, die veränderbar ist und auch bei Netzausfall ihren Wert behält. Dabei soll das Regelsystem weiterhin digital arbeiten, während zur Kontrolle bzw. optischen Anzeige eine analoge Darstellungsart gewählt wird.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung für eine Multifunktionsanzeige zu finden, bei der fest eingegebene und veränderbare Regelparameter nach Art eines Thermometers durch eine Leuchtdiodenkette anzeigbar sind.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erzielt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist aus dem Anspruch 2 ersichtlich.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist zwar in einem digitalen Regelsystem eingebaut, der Anwender (Verbraucher) sieht aber bei der Parametereinstellung nur ein quasi analoges Bild in Form einer Thermometeranzeige. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise aus der Darstellungsform des Leuchtdiodenbandes die eingestellten Parameterwerte ablesen. Auf der Leuchtdiodenkette lassen sich zudem gleichzeitig mehrere Informationen darstellen.

Vorteilhaft ist weiter, daß feste Werte, die in den Speichern abgelegt sind, jederzeit reproduzierbar sind. Nicht mehr durch Drehen eines Potentiometers (ungenau), sonder durch Tippen werden die Regelungsparameter verändert und diese Veränderung auch gleichzeitig optisch dargestellt. Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Eis Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt dabei in Übersichtsform die Überwachung, Eingabe und Regelung einer Motorsteuerung, während

Fig. 2 die Verstelleinrichtung und die Einschaltung der Multifunktionsanzeige im einzelnen darstellt.

Die Regelung eines nicht dargestellten Werkzeugmaschinenantriebes erfolgt gemäß Fig. 1 über ein System von Speichern, Schaltern und Anzeigeelementen, die an eine zentrale Busleitung 1 angeschaltet sind. An die Busleitung 1 ist als Führungssystem ein Mikroprozessor 2 gelegt. Zur Versorgung des Mikroprozessors 2 mit Informationen sind an die Busleitung 1 ein RAM-Speicher 3, ein EPROM-Speicher 4 und ein EEPROM-Speicher 5 angeschaltet. Über ein Schalt- bzw. Tastelement 6 können verschiedene Werte über die Busleitung 1 eingegeben werden. Eine ebenfalls an die Busleitung 1 angeschaltete Multifunktionsanzeige 7 dient zur Kontrolle und Darstellung der eingegebenen Parameter.

Als RAM (random access memory) wird hier ein Schreib-Lese-Speicher bezeichnet, PROM (programmable read-only memory) bedeutet einen beim Anwender programmierten und nicht mehr löschbaren Speicher, EPROM (erasable PROM) ist ein elektrisch programmierbarer und durch UV-Bestrahlung löschbarer Speicher, während ein EEPROM (electricaly erasable PROM) einen elektrsch löschbaren EPROM darstellt.

Die allgemein bekannte Arbeitsweise der Speicher 3, 4 und 5 besteht darin, daß im EPROM werksseitig ein komplettes Programm mit den Grundwerten abgespeichert ist, das in dem RAM-Arbeitsspeicher 3 kopiert bzw. verstellt wird und im EEPROM 5 spannungsausfallsicher ebenfalls gespeichert wird. Bei Netzzuschaltung wird das EEPROM auf gültige Parameterwerte hin überprüft. Werden gültige Parameterwerte festgestellt, so werden diese in das RAM (Arbeitsspeicher) kopiert. Werden keine gültigen Parameterwerte im EEPROM vorgefunden, so werdem die im EPROM abgelegten Default-Parameterwerke (Grundwerte) ins RAM übertragen. Die nun im Arbeitsspeicher (RAM) stehenden Parameterwerte können über die Bedieneinrichtung verändert werden. Diese veränderten Werte können dann aus dem Arbeitsspeicher ins EEPROM eingeschrieben werden und stehen spannungsausfallsicher zur Verfügung. Beim erneuten Wiederzuschalten werden diese veränderten Parameter automatisch in den Arbeitsspeicher kopiert.

Diese ganzen Vorgänge werden durch den Mikroprozessor 2 gesteuert und über die Busleitung 1 ausgeführt. Wichtig für die gesamte Anordnung ist aber ein netzausfallsicherer Speicher. Wie ein solches Bauteil bezeichnet wird, ist unwichtig.

Die in Fig. 1 mit 6 und 7 dargestellten Einrichtungen sind in Fig. 2 noch einmal näher erläutert. Das Erfinderische liegt dann auch nicht in der Zusammenschaltung von Mikroprozessor, Speichern und Eingabetastatur an ein Bussystem, sondern in der Anordnung gemäß Fig. 2.

In Fig. 2 ist das Schalt- und Tastelement 6 noch einmal genau dargestellt. Die Anordnung besteht aus einem Bereichsschalter 6.1, einem Taster 6.2 und einer Programmiertaste 6.3 und wirkt auf die Anzeige 7 und den Speicher 3 ein. Alle diese Bauelemente sind über einen Datenbus (Busleitung 1) dem Mikroprozessor 2 zugänglich.

An den Mikroprozessor 2 bzw. die Busleitung 1 ist in Fig. 2 symbolhaft der Speicher 3 angeschaltet, sowie die Anzeige 7 nach Fig. 1 (die durch den Speicher 5 beeinflußt wird). In der Praxis wirkt natürlich der Mikroprozessor 2 - gespeist aus den Speicher 4, 3, 5 - auf die Anzeige 7 über die Busleitung 1.

Der RAM-Speicher 3 der Fig. 1 verfügt über 16 Speicherstellen. In der Fig. 2 wurden davon nur vier Speicherstellen dargestellt. Die erste Speicherstelle hat in dem Ausführungsbeispiel den Parameterwert (Zustand) sieben, die zweite Speicherstelle hat den Parameterwert (Zustand) neun, die dritte Speicherstelle hat den Parameterwert (Zustand) vier und die vierte Speicherstelle den Parameterwert (Zustand) Null. Der Zustand dieser Speicher ist in der Fig. 2 durch eine Kästcheneinteilung dargestellt. In der Praxis ist der Inhalt dieser Speicherzelle beispielsweise der P-Anteil eines Drehzahlreglers. Dieser P-Anteil soll verändert werden, um das Einschwingverhalten eines Antriebes zu optimieren. Weitere Regeleigenschaften, Motortyp, Monitordarstellung und andere Parameter sind ebenfalls im Speicher abgelegt und können verändert werden.

An den Mikroprozessor ist nach Fig. 1 über die Busleitung 1 die Anzeige 7 angeschaltet. Diese Anzeige 7 wird gemäß Fig. 2 aus einem handelsüblichen Leuchtband gebildet, bestehend aus 16 Leuchtdioden. Die Farbe dieser Leuchtdioden kann dabei willkürlich gewählt werden. Diese Anzeige 7 arbeitet nach dem Thermometerprinzip, d. h. der Inhalt jeder Speicherstelle des Speichers 3 ist quasi analog darstellbar. Wenn, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dargestellt, die erste Speicherstelle im Speicher 3 den Parameterwert (Zustand) sieben aufweist, dann zeigt das Leuchtdiodenband der Anzeige 7 ebenfalls diesen Wert an (die untersten sieben Leuchtdioden leuchten auf).

Welcher der 16 Speicherstellen aus dem Speicher 3 gerade in der Anzeige erscheint, ist durch Blinken der entsprechenden Leuchtdiode erkennbar. Im vorliegenden Fall wurde der Parameterwert (Zustand der ersten Speicherstelle) aus dem Speicher 3 dargestellt, so daß die unterste (erste) Leuchtdiode in der Anzeige 7 blinkt.

Wenn gemäß Fig. 2 die zweite Speicherstelle aus dem Speicher 3 abgefragt wird, erscheint in der Anzeige 7 ein Leuchtband, bestehend aus neun leuchtenden Dioden (entsprechend dem Zustand der zweiten Speicherstelle) und einer blinkenden Leuchtdiode (zweite von unten).

Mit dem Bereichsschalter 6.1 (Stellung auf Ausgang b) läßt sich über den Tippschalter 6.2 nur durch Antippen und damit Eingabe der Parameterandresse (Blinkadresse) ein Abfragen der 16 Speicherstellen aus dem Speicher 3 ermöglichen. Zu jedem der 16 abgefragten Speicherstellen stellt sich dann automatisch an der Anzeige 7 der Zustand dieser Speicherstelle ein. Soll dieser Zustand (Wert) geändert werden, muß der Bereichsschalter auf Stellung a gebracht und der Tippschalter 6.2 wiederum betätigt werden.

Welche der 16 Speicherstellen aus dem Speicher 3 auf der Anzeige 7 erscheinen soll, wird also am Bereichsschalter 6.1 durch die Parameteradresse (Stellung b) voreingestellt, durch Auf- oder Abwärtstippen des Tippschalters 6.2 läßt sich die nächste Speicherstelle aus dem Speicher 3 abfragen. Der Parameterwert (Zustand, Daten für den Regelkreis) ist durch den Bereichsschalter 6.1, seine Stellung a und den Tippschalter 6.2 veränderbar.

Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß die blinkende Leuchtdiode innerhalb der Multifunktionsanzeige 7 durch die Stellung b des Bereichsschalters 6.1 und den Tippschalter 6.2 bewegbar ist, und durch die Stellung a des Bereichsschalters 6.1 und des Tipptasters 6.2 die Länge (der Parameterwert) der Multifunktionsanzeige 7 veränderbar ist. Es ist also in Abhängigkeit von der Stellung des Bereichsschalters 6.1 der Parameterwert oder die Parameteradresse durch den Tipptaster 6.2 veränderbar.

In der Praxis soll beispielsweise der P-Anteil eines Drehzahlreglers so verstellt werden, daß ein Drehstromantrieb ein optimales Einschwingverhalten aufweist. Dazu wird der Bereichsschalter 6.1 auf Stellung b gebracht und mit dem Tippschalter 6.2 der gewünschte Parameter (P-Anteil) im RAM 3 angewählt. Auf der Multifunktionsanzeige 7 erscheint jetzt die blinkende Leuchtdiode als Parameteradresse und ein Leuchtenband von ganz bestimmter Länge, das den Parameterwert (Zustand) aus dem Speicher 3 anzeigt. Wenn das Einschwingverhalten des Motors mit diesem Parameterwert schlecht ist, kann durch Umschalten des Bereichsschalters 6.1 in Stellung a und Bewegen des Tippschalters 6.2 nach oben oder unten ein anderer Wert im Speicher 3 eingestellt werden. Wenn das Einschwingverhalten des Motors einen optimalen Wert erreicht hat, kann der eingetippte Zustand vom RAM-Arbeitsspeicher 3 mit Hilfe einer Programmiertaste 6.3 in das EEPROM 5 fest eingeschrieben werden. Bei späteren Betriebsabläufen wird zuerst wieder dieser aktuelle Speicherwert eingestellt.

Die erfindungsgemäße Multifunktionszeile zeigt also mehrere Funktionen an.

1. Die Parameteradresse wird durch eine mit voller Helligkeit blinkende Leuchtdiode dargestellt (Schalterstellung 6.1 in a oder b).

2. Der Parameterwert wird durch die Länge des Leuchtbandes (Thermometereffekt) dargestellt, wobei der Mikroprozessor 2 das Leuchtband mit verminderter Helligkeit ansteuert (Schalterstellung 6.1 in a oder b).

3. Interne Gerätezustandsmeldungen werden auf der Anzeige 7 als Dauerlicht mit voller Helligkeit dargestellt (Schalterstellung 6.1 in Position c).

4. Interne Rechnerwerte werden in binärer Form dargestellt.

Zu diesem Punkt 4 ist zu sagen, daß in einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Multifunktionsanzeige interne Rechnerwerte binär dargestellt werden können (beispielsweise die Ist-Drehzahl eines Antriebs). Dafür ist der Schalter 6.4 vorgesehen (Schalter 6.1 muß auf Stellung c stehen). Auf der Anzeige 7 sind die Werte dann in binärer Form dargestellt (beispielsweise leuchten die Dioden 2, 5, 10).

Claims (4)

1. Anordnung für eine Multifunktionsanzeige, dadurch gekennzeichnet, daß
- an eine Busleitung (1) ein Mikroprozessor (2), ein EPROM-Speicher (4), ein EEPROM-Speicher (5), ein Schaltelement (6) mit Bereichsschalter (6.1) und Tippschalter (6.2) und eine Multifunktionsanzeige (7) derart angeschaltet sind,
- daß über den Bereichsschalter (6.1) und einen Tippschalter (6.2) durch die Steuerung des Mikroprozessors (2) eine Parameteradresse und ein Parameterwert aus dem RAM-Speicher (3) auswählbar und auf der Multifunktionsanzeige (7) anzeigbar sind,
- daß eine Änderung der Parameteradresse über den Bereichschalter (6.1, Stellung b) und den Tippschalter (6.2) einstellbar ist,
- daß eine Änderung des Paramterwertes über den Bereichsschalter (6.1, Stellung a) und den Tippschalter (6.2) einstellbar ist,
- daß die eingestellte Parameteradresse in der Multifunktionsanzeige (7) durch Blinken erkennbar ist, und
- daß der eingestellte Parameterwert durch die Länge eines Leuchtbandes in der Multifunktionsanzeige (7) darstellbar ist.

2. Anordnung für eine Multifunktionsanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multifunktionsanzeige (7) aus einer Leuchtdiodenzeile besteht.

3. Anordnung für eine Multifunktionsanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taster (6.3) zur Programmierung der veränderbaren Parameter im EEPROM (5) vorgesehen ist.

4. Anordnung für eine Multifunktionsanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (6.4) zur binären Darstellung interner Rechnergrößen auf der Anzeige (7) vorgesehen ist.