DE3813980C2 - Programmierbare Steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine programmierbare Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genann­ ten Art.

Ein Beispiel für ein typisches Folgeprogramm, program­ miert durch ein Leiterdiagramm, ist in Fig. 1 gezeigt. Ein Systemdiagramm einer typischen programmierbaren Steuerein­ richtung (nachfolgend als PC bezeichnet) ist in Fig. 2 ge­ zeigt. Für die PC-Programmierung und die Ausführungsüberwa­ chung 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 angezeigt, so daß der Zustand der Kommandoausführung und/oder die Bedin­ gung, unter der ein Ausgangssignal gewonnen wird, visuell verfolgt werden kann.

Zur Erzielung dieser grafischen Darstellung muß bei je­ der 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 Ausgangssignals, das durch das Eingangssignal zu diesen Kommandos und den Zustand der Einrichtungen be­ stimmt ist, durch die Zentralprozeßeinheiten (nachfolgend kurz CPU genannt) gespeichert werden.

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

Die zuvor geschilderte Verarbeitung erfolgt mit Hilfe von Software der CPU. Bei einer 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. Insbesondere wird die Zahl von Berechnungs­ schritten bei Bewegung zu dem nächsten Wort groß, wenn der Speicher eines Wortes voll wird. Da außerdem die Verarbeitung bei jeder Ausführung eines Kommandos erfolgt, wird die Aus­ führung des Programms 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 Verarbei­ tung aufgeteilt wurde zwischen einer Haupt-CPU zur Ausführung des Systemoperationsprogramms und zur Verarbeitung von nume­ rischen Daten und eine Tochter-CPU zur Ausführung von Fol­ geprogrammen, wie sie z. B. bei dem Leiterdiagramm realisiert sind. Diese CPUs werden erforderlichenfalls gleichzeitig ver­ wendet.

Aber selbst bei einem solchen PC unterbricht bei der Überwachung und Anzeige die Tochter-CPU die Haupt-CPU, um sie zum Lesen der EIN/AUS-Information des ausgeführten Kommando­ ausgangssignals und der Einrichtungen zu bringen, die jedem Kommando zugeordnet sind. Wenn somit eine Anzeige erfolgt, so ist die Ausführungsgeschwindigkeit merklich niedriger.

Durch DE 25 22 343 A1 ist eine programmierbare Steuer­ einrichtung der betreffenden Art bekannt, bei der Prozessoren die Daten jeweils unterschiedlichen Informationsgehalts von peripheren Geräten empfangen, aufgrund eines Programms ver­ arbeiten und an periphere Geräte senden. Die Prozessoren sind über einen Programmspeicher miteinander verbunden, in dem das aus den Prozessoren zugeordneten Befehlen bestehende Programm für den Verfahrensablauf gespeichert ist und zu dem ein Koor­ dinierer den Prozessoren nacheinander Zugriff gibt. Eine Überwachung des programmierbaren Steuersystems und eine An­ zeige der mit der Verarbeitung verknüpften Daten erfolgt nicht.

Aus DE 34 27 026 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der ein Wortprozessor Zugang zu einem wortlangen Standardwort­ prozessorbus hat. Ein spezieller bit-Prozessor hat Zugang sowohl zu einem bit-langen Spezialprozessorbus als auch zu dem Standardprozessorbus. Datenspeicher werden über eine Ru­ feinheit gesteuert, um Daten in Wortlängenformat an den Stan­ dardprozessorbus oder in bit-langem Format zu dem Spezial­ prozessorbus zu liefern. Beide Prozessoren greifen auf einen gemeinsamen Daten- und Abbildspeicher zu, wobei der Zugriff jeweils über eine Datenbreiten-Umschalteeinheit erfolgt. Mit Hilfe dieser breiten Umschalteeinheit erfolgt eine Umschal­ tung von wortorientiertem Zugriff auf bit-orientierten Zu­ griff. Eine Anzeige des Ausführungsstatus erfolgt nicht.

Durch DE 32 07 057 A1 ist ein Ergebnisspeicher in Form eines Schieberegisters bei einer programmierbaren Steuerung zur Bit-Verarbeitung bekannt, jedoch löst auch dies nicht das der Erfindung zugrundeliegende Problem.

Die DE 29 36 915 A1 zeigt eine programmierbare Steuerung mit Monitormitteln zur Anzeige von Ausführungszuständen eines Folgeprogramms und von Arbeitszuständen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine program­ mierbare Steuereinrichtung der betreffenden Art zur Steuerung von Verarbeitungseinrichtungen zu schaffen, mit der es mög­ lich ist, die Arbeitsweise der programmierbaren Steuerein­ richtung anzuzeigen und zu überwachen, während die Ausführung von Programmen aufrechterhalten wird.

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

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ermöglicht es, den Ausführungszustand einer vorbestimmten Zahl von Kommandos des Folgeprogramms und der Arbeitszustände der Verarbeitungs­ einrichtungen auf dem Monitormittel anzuzeigen. Trotz dieser Möglichkeit der Überwachung tritt keine Verringerung der Ar­ beitsgeschwindigkeit ein.

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 gesammelt, und der Zähler 24 zählt zu­ nehmend weiter.

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 (4)

1. Programmierbare Steuereinrichtung zur Steuerung von Ver­ arbeitungseinrichtungen, welche wenigstens zwei Arbeitszu­ stände haben unter Verwendung eines Folgeprogramms

• - mit einer Tochter-CPU (11) zur Verarbeitung von Kom­ mandos des Folgeprogramms,
• - und mit einer Haupt-CPU (12) zur Aufbereitung einer Anzeige an einem Monitormittel (18),

dadurch gekennzeichnet, daß die Tochter-CPU (11) aufweist

• - Registermittel (22, 23) mit einer vorbestimmten Zahl von Bit-Positionen zur Speicherung von Ausführungs­ zuständen der vorbestimmten Zahl von Kommandos und zur Speicherung der Arbeitszustände in einer dieser Zahl entsprechenden Anzahl,
• - Zählmittel (24) zur Zählung der Anzahl der ausge­ führten Kommandos
• - und Mittel zur Erzeugung eines Unterbrechungssignals für die Haupt-CPU (12), das anzeigt, daß der Zähler­ stand des Zählmittels (24) die vorbestimmte Zahl erreicht hat
• - und daß die Haupt-CPU (11) nach Empfang des Unter­ brechungssignals die Anzeige in Abhängigkeit des Inhalts der Registermittel (22, 23) aufbereitet, um den Ausführungszustand der vorbestimmten Zahl von Kommandos des Folgeprogramms und der Arbeitszustände der Verarbeitungseinrichtungen auf dem Monitormittel (18) anzuzeigen.

2. Programmierbare Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Registermittel (22, 23) Statusspei­ chermittel (22) zur Speicherung des Arbeitszustandes der Ver­ arbeitungseinrichtung und Ergebnisspeichermittel (23) zur Speicherung der Kommandoausgangsinformation aufweisen.

3. Programmierbare Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Monitormittel (18) Monitoranzeige­ mittel (20) zur Anzeige eines vorbestimmten Monitorbildes aufweisen, das den Ausführungszustand der Verarbeitungs­ schritte darstellt, und Monitor-Interface-Mittel (19) zur Steuerung des Monitorbildes in Abhängigkeit von der Haupt-GPU (11)