DE3813980A1 - Programmierbare steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine programmierbare Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ge­ nannten Art und insbesondere auf eine Steuereinrichtung mit Haupt- und Tochter-Zentralprozeßeinheiten (nachfolgend kurz CPU genannt).

Ein Beispiel für ein typisches Folgeprogramm, pro­ grammiert durch ein Leiterdiagramm, ist in Fig. 1 gezeigt. Ein Systemdiagramm einer typischen programmierbaren Steuer­ einrichtung (nachfolgend als PC bezeichnet) ist in Fig. 2 gezeigt. Für die PC-Programmierung und die Ausführungsüber­ wachung wird eine programmierbare Steuereinrichtung mit einer grafischen Anzeige entsprechend Fig. 1 verwendet.

Bei der grafischen Anzeige werden Kontakte oder Spulen im EIN-Zustand durch größere Helligkeit oder durch eine Farb­ veränderung dargestellt. Außerdem wird der Pfad, den der Strom von dem linken Bus (Sammelschiene) zu der Spule am rechten Ende durchläuft, durch erhöhte Helligkeit ange­ zeigt, so daß der Zustand der Kommandoausführung und/oder die Bedingung, unter der ein Ausgangssignal gewonnen wird, visuell verfolgt werden kann.

Zur Erzielung dieser grafischen Darstellung muß bei jeder Ausführung eines Kommandosignals die EIN/AUS-Information der Operationseinrichtungen (Relais oder Spulen), die zur Ausführung der Kommandos verwendet werden, und die EIN/AUS- Information des Ausgangssignales, das durch das Eingangs­ signal zu diesen Kommandos und dem Zustand der Einrichtungen bestimmt ist, durch den CPU gespeichert werden.

Wenn diese Dinge von Bit-Daten in dem PC-Speicher gespeichert sind, werden sie zur Erhöhung der Effizienz der Speicherbenutzung in der Reihenfolge von Bit-Einheiten vom Kopf des Wortes an gespeichert.

Die zuvor geschilderte Verarbeitung erfolgt mit Hilfe von Software des CPU. Bei einem gewöhnlichen CPU sind jedoch keine Bit-Operationskommandos vorhanden, so daß diese durch eine Kombination von Schiebeverarbeitung und logischer Be­ rechnung realisiert werden müssen. Diese Verarbeitung ist daher ziemlich komplex, wie das in dem Flußdiagramm von Fig. 3 gezeigt ist. Im einzelnen wird die Zahl von Berechnungsschrit­ ten bei Bewegung zu dem nächsten Wort groß, wenn der Speicher eines Wortes voll wird. Da außerdem die Verarbeitung bei je­ der Ausführung eines Kommandos erfolgt, wird die Ausführung des Programmes während der Überwachung und Darstellung sehr viel langsamer, als wenn die Überwachung und Darstellung nicht erfolgt.

Kürzlich wurde von PCs verlangt, daß sie eine erhöhte Fähigkeit zur Verarbeitung von Daten, zu numerischen Berech­ nungen und hoher Folgeberechnungsverarbeitung haben. Obwohl jedoch gewöhnliche CPUs bei numerischer und Datenberechnung sehr schnell sind, so sind sie doch langsam bei der Ausfüh­ rung von Folgekommandos, so daß die Verarbeitungszeit durch spezielle CPUs für Folgeberechnung gekürzt werden kann.

Es sind daher PCs erschienen, bei denen eine Verar­ beitung aufgeteilt wurde zwischen einem Haupt-CPU zur Aus­ führung des Systemoperationsprogramms und zur Verarbeitung von numerischen Daten und ein Tochter-CPU zur Ausführung von Folgeprogrammen, wie sie z.B. bei dem Leiterdiagramm reali­ siert sind. Diese CPUs werden je nachdem teilzeitmäßig ver­ wendet.

Aber selbst bei einem solchen PC unterbricht bei der Überwachung und Anzeige der Tochter-CPU den Haupt-CPU, um ihn zum Lesen der EIN/AUS-Information des ausgeführten Kommandoausgangssignals und der Einrichtungen zu bringen, die jedem Kommando zugeordnet sind.

Wenn somit eine Anzeige erfolgt, so ist die Aus­ führungsgeschwindigkeit merklich niedriger.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Fähigkeit einer programmierbaren Steuereinrichtung aufrecht­ zuerhalten, während der Anzeige der Ausführung von Kommandos die Ausführung von Programmen aufrechtzuerhalten.

Außerdem soll es möglich sein, eine vorbestimmte Zahl von Folgekommandos gleichzeitig mit dem Haupt-CPU der pro­ grammierbaren Steuereinrichtung anzuzeigen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher er­ läutert werden.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Beispiels einer grafischen Anzeige eines herkömmlichen Folge­ programmes,

Fig. 2 ist ein Systemdiagramm einer herkömmlichen, programmierbaren Steuereinrichtung,

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm und zeigt die Folge der Anzeigeverarbeitung einer herkömmlichen pro­ grammierbaren Steuereinrichtung,

Fig. 4 ist ein Systemdiagramm und zeigt ein Ausfüh­ rungsbeispiel einer programmierbaren Steuer­ einrichtung gemäß der Erfindung, und

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm und zeigt den Ablauf der Anzeigeverarbeitung einer programmierbaren Steuereinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die eine Tochter-CPU 11, eine Haupt-CPU 12, einen Systembus 13 (Sammelschiene), ein RAM (Speicher mit direktem Zugriff) 14 zur Programmausführung, ein ROM (Nur-Lesespeicher) 15 zur Speicherung der Programme des PCs, einen Speicher 16 zur Speicherung der Benutzerprogramme, einen I/O 17 (Eingabe/ Ausgabeeinrichtung) für den PC und eine Anzeigeeinrichtung 18 aufweist.

Die Tochter-CPU 11 weist einen Kommandoausführungs­ kreis 21, einen Statusspeicher 22 zur Speicherung von Ein­ richtungsinformation betreffend die Einrichtungen des Kommandoausführungskreises 21 auf und gibt deren Ein- oder Auszustände an, einen Ergebnisspeicher zur Speicherung des Kommandoausgangssignales 23, einen Zähler zum Zählen der Zahl von angezeigten Kommandos, und einen Anzeige-Flip-Flop (F/F), der anzeigt, ob eine Anzeige gerade erfolgt oder nicht.

Die Anzeigeeinrichtung 18 weist ein Monitor-Interface 19 und eine Monitor-Anzeige 20 auf.

Das Statusregister 22 und das Ergebnisregister 23 sind jeweils durch Schieberegister gebildet. Das Status­ register 22 erhält Ein/Aus-Zustandsinformation von Einrich­ tungen des Kommandoausführungskreises 21, und das Ergebnis­ register 23 erhält Kommandoausgangssignale von dem Kommando­ ausführungskreis 21.

Ist der F/F 25 gesetzt, so wird ein Kommandoausführungs­ impuls von dem Kommandoausführungskreis 21 als Takteingang den beiden Registern 22, 23 und dem Zähler 24 zugeführt, so daß der Inhalt des Schieberegisters jedesmal dann geschoben wird, wenn ein Kommando ausgeführt wird, und jedes Bit wird zeitlich aufeinanderfolgend akkumuliert, und der Zähler 24 wird zu­ nehmend gefüllt.

Wenn der Zähler 24 bis zur Bit-Weite des Registers aufwärts gezählt hat, so erfolgt eine Verschiebung der höch­ sten Spalte. Dieses Schiebesignal wird dem Haupt-CPU 12 zugeführt, um als ein Unterbrechungssignal verwendet zu wer­ den. Wird das Unterbrechungssignal dem Haupt-CPU 12 zuge­ führt, so wird der Inhalt des Registers gelesen. Diese Lese­ operation stellt den Zähler 24 zurück, und das Unterbrechungs­ signal wird ebenfalls zurückgestellt. Somit wird eine Anzeige von dem nächsten Kommandosignal her möglich.

Erreicht die Zahl von gespeicherten Kommandos in den Registern in der beschriebenen Weise ein vorbestimmtes Niveau, so liest die Master-CPU die Inhalte jedes Registers.

Als Ergebnis der Leseoperation, angezeigt durch die Monitoreinrichtung 18, zeigt die Monitoranzeige 20 das Monitorbild an, und das Monitor-Interface 19 steuert das Monitorbild unter Verwendung der Haupt-CPU 12.

Fig. 5 zeigt ein Flußschaubild der Verarbeitungsfolge des Haupt-CPU 12. Es ist zu ersehen, daß die Verarbeitung in hohem Maße vereinfacht ist, verglichen mit dem herkömm­ lichen System gemäß Fig. 3, bei dem eine Anzeigeverarbeitung mittels Bit-Berechnungen ausgeführt wird, die durch die Haupt-CPU erfolgen.

Im Vergleich mit der Verarbeitung gemäß Fig. 3, die für jedes Kommando erfolgen muß, kann die Verarbeitung ge­ mäß Fig. 5 nur einmal für eine Anzahl von Kommandos ausge­ führt werden. Dies verkürzt die Verarbeitungszeit beträcht­ lich.

Es sei bemerkt, daß die Verarbeitung der Tochter-CPU 11 zu der gleichen Zeit erfolgt wie die Kommandoausführung, so daß praktisch keine Änderung der Verarbeitungszeit vor­ liegt.

Wie oben beschrieben, wird bei einer programmier­ baren Steuereinrichtung gemäß der Erfindung die Kommando­ ausführung durch einen Zähler und Register überwacht, und eine Tochter-CPU ist für die Folgeverarbeitung vorgesehen. Die Bit-Daten, die Gegenstand der Überwachung sind, wenn Kommandos ausgeführt werden, werden in eine Form umgewan­ delt, die einfach durch die Master-CPU verarbeitbar ist, die die Monitorverarbeitung ausführt, und diese Daten wer­ den zu der Master-CPU übertragen.

Die Frequenz einer solchen Verarbeitung wird ver­ ringert, und die Belastung der Haupt-CPU während der Ausfüh­ rung der Überwachung kann in hohem Maße verringert werden. Somit kann die Geschwindigkeit der Ausführung des Program­ mes während der Kommandoausführungsüberwachung wirksam er­ höht werden.

Claims (3)

1. Programmierbare Steuereinrichtung, gekenn­ zeichnet durch

• - eine Haupt-CPU (12) zur Verarbeitung von Daten in Ab­ hängigkeit von einem vorgegebenen Programm mit einer vorgestimmten Folge von Arbeitsschritten,
• - eine Anzahl von Verarbeitungseinrichtungen, die auf die Haupt-CPU ansprechen und wenigstens zwei Arbeits­ zustände haben,
• - eine Tochter-CPU (11) mit einer Kommandoausführungs­ einheit (21), Mittel zur Erzeugung von Kommandoaus­ gangsinformation in Abhängigkeit von der Ausführung jedes Arbeitsschrittes,
• - Speichermittel (22, 23) zur Speicherung der Kommando­ ausgangsinformation und des Arbeitszustandes von aus­ gewählten Verarbeitungseinrichtungen, und
• - Zählmittel (24) zur Zählung einer vorbestimmten Zahl von ausgeführten Verarbeitungsschritten in der Folge des Programmes, und
• - Monitormittel (18) zur Anzeige des Ausführungszustandes der vorbestimmten Zahl von Schritten in Abhängigkeit von Gruppenverarbeitung durch die Haupt-CPU.

2. Programmierbare Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher­ mittel Statusspeichermittel (22) zur Speicherung des Arbeits­ zustandes der Verarbeitungseinrichtung und Ergebnisspeicher­ mittel (23) zur Speicherung der Kommandoausgangsinformation aufweisen.

3. Programmierbare Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Monitor­ einrichtung Monitoranzeigemittel (20) zur Anzeige eines vor­ bestimmten Monitorbildes aufweist, das den Ausführungszu­ stand der Verarbeitungsschritte aufweist und Monitor-Inter­ face-Mittel (19) zur Steuerung des Monitorbildes in Abhän­ gigkeit von der Haupt-CPU.