DE3729942C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ansteuerung von Magnetventilen, insbesondere zur simultanen Ein/Aus-Steuerung einer Vielzahl von Magnetventilen.

In technischen Anlagen, insbesondere strömungstechni­ schen Anlagen kommt es häufig vor, daß eine Vielzahl an Magnetventilen zur Steuerung von Flüssigkeits- oder Gasströmen angesteuert werden müssen. Zu diesem Zweck werden die Magnetventile durch von einer Steuereinheit ausgesandte Steuersignale ein/aus-gesteuert. Bei bekann­ ten Anlagen werden die einzelnen Magnetventile elek­ trisch mit der Steuereinheit verbunden. Hierzu sind eine große Anzahl Verbindungsdrähte erforderlich, die viel Platz in Anspruch nehmen und eine komplizierte Verdrahtungsarbeit notwendig machen. Die Material- und Arbeitskosten für eine solche Verdrahtung sind dement­ sprechend relativ hoch.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist bereits vorgeschla­ gen worden, eine Mehrzahl paralleler Steuersignale zur Datenübertragung in ein serielles Signal umzuwandeln, das dann an Ort und Stelle durch einen Umsetzer wieder in parallele Signale zur Ansteuerung einer Anzahl von an den Umsetzer angeschlossenen Magnetventilen umgewan­ delt wird. Diese bekannte Anordnung ist jedoch hinsicht­ lich der Zahl der anzusteuernden Magnetventile, die an einen Umsetzer angeschlossen werden können, begrenzt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es schwierig, mit dem bekannten System mehr als 100 Magnetventile simultan anzusteuern.

Weiter ist es auf dem Gebiet der Datenübertragungstechnik an sich bekannt (U. Tietze, Ch. Schenk: "Halbleiter-Schal­ tungstechnik", 5. Auflage, Springer-Verlag Berlin, Heidel­ berg, New York, 1980, Seiten 572 bis 575, sowie Werner Hilf, Anton Nausch: "M 68000-Familie", Teil 2, te-wi Verlag GmbH, 1984, Seiten 7-84 bis 7-86) bitorientierte Daten nach vorgegebenen Protokollen zu Datenblöcken zusammenzufassen und in Form serieller Signalblöcke von einem Sender (Aus­ gabeeinheit) an einen Empfänger zu übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, mit der mit einfachen Mitteln die Ansteuerung einer sehr großen Anzahl Magnetventile möglich ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 ange­ gebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Weitere vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Anordnung enthält

• - eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe binärer Steuersignale für eine Vielzahl von Magnetventilen in Form serieller Signalblöcke, wobei jeder Signalblock einen digital codierten Datenblock enthält, der seinerseits in eine Anzahl Datengruppen unterteilt ist;
• - eine an die Ausgabeeinheit angeschlossene Übertragungs­ leitung für die seriellen Signalblöcke;
• - eine Mehrzahl von getrennt in Parallelschaltung an die Übertragungsleitung angeschlossenen Umsetzerein­ heiten, an die jeweils eine Mehrzahl von Magnetventi­ len anschließbar ist und die jeweils auf eine der im Signalblock enthaltenen Datengruppen ansprechen und diese in parallele Binärsignale zur Ansteuerung der zugehörigen Magnetventile umwandeln.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es also möglich, mit nur geringem Verdrahtungsaufwand simultan eine sehr große Anzahl an Magnetventilen anzusteuern. Überdies wird damit erreicht, daß der Ausfall einer der Umsetzereinheiten sich nicht auf die anderen Umsetzereinheiten und die daran angeschlossenen Magnetventile auswirkt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wer­ den die Signalblöcke von der Ausgabeeinheit in zyklischer Folge mit zeitlichem Abstand voneinander ausgegeben. Der zeitliche Abstand zwischen zwei in Folge ausgegebenen Si­ gnalblöcken entspricht dabei mindestens der Übertragungszeit zweier Zeichen einer Datengruppe.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuerungsanordnung für Magnetventile;

Fig. 2 ein Schema zur Erläuterung des Aufbaus eines Datenblocks;

Fig. 3 ein Schema zur Erläuterung des Aufbaus eines Zeichens innerhalb eines Datenblocks.

Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung enthält eine Ausgabeeinheit 1 für serielle Datensignale. Die Ausgabe­ einheit 1 wird mit den Steuerungsdaten einzelner Magnet­ ventile entweder in Form paralleler Datensignale beauf­ schlagt, wobei eine Vielzahl dieser parallelen Daten­ signale in einen seriellen Signalblock umgesetzt und von der Ausgabeeinheit ausgegeben werden. Andererseits kann die Ausgabeeinheit 1 auch von Anfang an mit den seriellen Daten­ signalen zur Ansteuerung der Magnetventile beaufschlagt werden, die dann von der Ausgabeeinheit in Form eines se­ riellen Signalblocks ausgegeben werden.

Am Ausgang der Ausgabeeinheit 1 ist eine beispielsweise als Fernmeldekabel ausgebildete Übertragungsleitung 2 an­ geschlossen. Von der Übertragungsleitung 2 sind mehrere voneinander getrennte Umsetzereinheiten 3 in Parallelschal­ tung abgezweigt, deren Anzahl durch die Anzahl der anzu­ schließenden Magnetventile bestimmt ist. An die Parallel­ ausgänge der Umsetzereinheiten 3 sind eine vorgegebene Anzahl Magnetventile angeschlossen.

Wie aus dem in Fig. 2 dargestellten Schema zu ersehen ist, sind die Daten für alle Magnetventile 4 zu einem Daten­ block 5 zusammengefaßt, der von der Ausgabeeinheit 1 in Form serieller Signalblöcke in zyklischer Folge mit zeit­ lichem Abstand (Sperrzeit) ausgegeben wird. Der zeitliche Abstand zwischen zwei in Folge ausgegebenen Signalblöcken entspricht dabei der Übertragungszeit von mindestens zwei Zeichen des Datenblocks. Der Datenblock 5 enthält ein den Start des Datenblocks kennzeichnendes STX-Zeichen, ein die Anzahl der angeschlossenen Stationen (Umsetzer) kenn­ zeichnendes Zeichen n und im Anschluß daran eine Folge von Datengruppen, die mit den Nummern 0 bis n-1 durch­ numeriert sind und die jeweils aus zwei mit L und H bezeich­ neten Zeichen bestehen. Im Anschluß an die Datengruppen kann wahlweise ein Zeichen zur zyklischen Redundanzkon­ trolle erfolgen.

Die in Fig. 1 gezeigten Umsetzereinheiten 3 sprechen je­ weils auf eine Datengruppe innerhalb des Datenblocks 5 an. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, besteht ein Zeichen im Datenblock beispielsweise aus einem Startbit S, acht Datenbits 0-7, wahlweise einem vertikalen geraden Paritäts­ bit P sowie einem Stopbit E.

Die Umsetzereinheiten 3 gemäß Fig. 1 sprechen nacheinander auf je eine der Datengruppen 0, 1, . . ., n-1 so an, daß je­ weils die zugehörigen Zeichen L und H der betreffenden Gruppe eingelesen werden. Dabei entsprechen die mit L be­ zeichneten Datenworte den Ansteuerungsdaten für die Ma­ gnetventile 0 bis 7, während die mit H bezeichneten Daten für die Magnetventile 8 bis F bestimmt sind. Auf diese Weise können mit nur einer Umsetzereinheit also insgesamt 16 Ventile ein-/ausgesteuert werden.

Ein Datenblock kann eine Vielzahl, beispielsweise 64, der­ artiger Datengruppen enthalten, über die eine entsprechend große Anzahl Magnetventile, im genannten Beispiel also 1024, angesteuert werden können.

Da die Umsetzereinheiten getrennt und unabhängig in Paral­ lelschaltung an die serielle Übertragungsleitung 2 ange­ schlossen sind, wird im Falle eines Ausfalls einer Umsetzer­ einheit oder einer zu einer Umsetzereinheit führenden Stromquelle die Funktion der übrigen Umsetzereinheiten nicht beeinflußt.

Claims (11)

1. Anordnung zur Ansteuerung von Magnetventilen mit einer Kombination der folgenden Merkmale:

• - eine Ausgabeeinheit (1) zur Ausgabe binärer Steuersignale für eine Vielzahl von Magnetventilen in Form serieller Signalblöcke, wobei jeder Signal­ block einen digital codierten Datenblock (5) enthält, der seinerseits in eine Anzahl Datengrup­ pen (0 bis n-1) unterteilt ist;
• - eine an die Ausgabeeinheit (1) angeschlossene Übertragungsleitung (2) für die seriellen Signal­ blöcke;
• - eine Mehrzahl von getrennt in Parallelschaltung an die Übertragungsleitung (2) angeschlossenen Umsetzereinheiten (3), an die jeweils eine Mehr­ zahl von Magnetventilen (4) anschließbar ist und die jeweils auf eine der im Signalblock ent­ haltenen Datengruppen ansprechen und diese in parallele Binärsignale zur Ansteuerung der zuge­ hörigen Magnetventile (4) umwandeln.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenblock (5) in digitaler Codierung ein Startsignal (STX), ein Zeichen (n) zur Kenn­ zeichnung der Anzahl der nachfolgenden Datengrup­ pen sowie die Datengruppen in fortlaufender Folge (Nr. 0 bis n-1) enthält.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenblock (5) hinter den Datengruppen ein Zeichen zur zyklischen Redundanzkontrolle enthält.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Datengruppen (Nr. 0-n-1) des Datenblocks (5) jeweils durch zwei Zeichen (L, H) gebildet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zeichen der Datengruppe 8 Datenbits enthält.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Zeichen der Datengruppe aus einem Startbit (S), Datenbits (0-7), wahlweise einem Paritätsbit (P) und einem Stopbit (B) besteht.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalblöcke von der Ausgabe­ einheit (1) in zyklischer Folge mit zeitlichem Ab­ stand voneinander ausgebbar sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand zwischen zwei in Folge ausgegebenen Signalblöcken mindestens der Übertra­ gungszeit zweier Zeichen entspricht.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Zeichen (L) einer jeden Datengruppe die binären Steuersignale für acht Magnet­ ventile (Nr. 0-7) und das andere Zeichen (H) die binären Steuersignale für weitere acht Magnetven­ tile (Nr. 8-F) einer aus 16 Magnetventilen (4) be­ stehenden Gruppe enthält.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetventile durch binäre Steuerausgänge der Umsetzereinheiten (3) ein-/ausgesteuert wurden.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Datenblock (5) mindestens 64 Datengruppen zur Ansteuerung von mindestens 1024 Magnetventilen enthält.