DE3900642A1 - Dynamische eingabeverfahren und -vorrichtung fuer einen programmierbaren kontroller - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Eingabeverfahren für eine Eingabeeinheit in einem programmierbaren Kontroller, und insbesondere ein dynamisches Eingabeverfahren (dynamic input method) für einen programmierbaren Kontroller.

Programmierbare Kontroller werden für hochpräzise Folge­ steuerung einer Vielzahl von Vorrichtungen, Systemen oder Anlagen in großem Ausmaß verwendet, und ein solcher pro­ grammierbarer Kontroller arbeitet oftmals nach dem soge­ nannten dynamischen Eingabeverfahren, bei welchem eine Anzahl von an den Kontroller gelieferten Eingangsdaten in eine Mehrzahl von Teilen unterteilt werden, die mit­ tels Schalteinrichtungen aufeinanderfolgend bzw. sukzessive eingegeben werden.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispieles einer Eingabeeinheit und eines Steuerabschnittes in einem programmierbaren Kontroller, der ein übliches dynamisches Eingabeverfahren verwendet.

In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Eingangs­ stromkreisabschnitt zum Empfangen von Eingangssignalen, und der Stromkreisabschnitt hat eine Anzahl von Eingangs­ anschlüssen (nicht dargestellt). Die Eingangsanschlüsse sind in Gruppen (Blöcke) unterteilt, deren jede beispiels­ weise acht Eingangsanschlüsse besitzt, so daß der Eingangs­ stromkreisabschnitt 1 die Eingangssignale getrennt empfängt in Übereinstimmung mit den Gruppen, die durch Gruppenbe­ stimmungssignale bestimmt oder spezifiziert sind, die an sie getrennt angelegt werden.

Nachstehend wird zur Vereinfachung der Beschreibung der Ausdruck "Gruppe" (Block)" ersetzt durch den Ausdruck "Stelle", wenn dies anwendbar ist. Beispielsweise wird ein Gruppenbestimmungssignal als ein "Stellenbestimmungs­ signal" bezeichnet.

Weiterhin bezeichnet in Fig. 4 das Bezugszeichen 2 einen Eingangsdatensperrabschnitt mit Sperreinrichtungen 21 bis 24, um Eingangsdaten zeitweilig zu halten bzw. zu sperren. Weiterhin sind mit 3 ein Oszillator, mit 4 ein Frequenz­ teiler, der beispielsweise einen Zähler aufweist, um an dem Ausgangsimpuls des Oszillators 3 eine Frequenzteilung vorzunehmen, mit 5 ein Dekoder zum Umwandeln des Ausganges des Frequenzteilers 4 zu einem Stellenbestimmungssignal, und mit 10 ein Steuerabschnitt bezeichnet zum Steuern des programmierbaren Kontrollers in seiner Gesamtheit. Der Steuerabschnitt 10 umfaßt eine zentrale Verarbeitungsein­ heit (CPU) und einen Speicher zum Speichern von Programmen und Daten (beide sind nicht dargestellt). Der Steuerab­ schnitt 10, der allgemein von der oben beschriebenen Ein­ gangseinheit unabhängig ist, ist mit dem Eingangsdaten­ sperrabschnitt 2 verbunden, der die Eingangseinheit über eine Datenübertragungssignalleitung A bildet.

Die Betriebsweise der Schaltung gemäß Fig. 4 wird nunmehr beschrieben. Das Ausgangsimpulssignal des Oszillators 3 wird an den Frequenzteiler 4 angelegt, wo es einer Fre­ quenzteilung unterworfen wird. Das auf diese Weise fre­ quenzgeteilte Impulssignal, d.h. der Ausgang des Frequenz­ teilers 4, wird an den Dekoder 5 angelegt, wo es zu einem Stellenbestimmungssignal umgewandelt wird. Das Stellenbe­ stimmungssignal wird an den Eingangsstromkreisabschnitt 1 angelegt, so daß dieser die Eingangsdaten an der auf diese Weise bestimmten Stelle empfängt und sie ausgibt. Gleich­ zeitig wird das Stellenbestimmungssignal weiterhin an die Sperreinrichtung (beispielsweise die Einrichtung 21) in dem Eingangsdatensperrabschnitt 2 angelegt, die der Stel­ lenbestimmung entspricht, so daß die von dem Eingangs­ stromkreisabschnitt 1 empfangenen Eingangsdaten durch die Sperreinrichtung 21 gesperrt werden. Der Dekoder 5 liefert beispielsweise erste, zweite, dritte und vierte Stellenbe­ stimmungssignale wiederholt in der angegebenen Reihenfolge. Beim Ansprechen auf die Stellenbestimmungssignale werden die entsprechenden Eingangsdaten durch den Eingangsstrom­ kreis 1 aufeinanderfolgend empfangen und dann von den ent­ sprechenden Sperreinrichtungen 21 bis 24 gesperrt, so daß die letzten Daten in dieser dauernd gespeichert werden. Der Steuerabschnitt 10 empfängt die Eingangsdaten von dem Eingangsdatensperrabschnitt 2, wenn dies erforderlich ist.

Ein programmierbarer Kontroller, der in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen üblichen dynamischen Eingabe­ verfahren arbeitet, bei welchem beim Eingeben der Eingangs­ daten von dem Eingangsstromkreis 1 in den Steuerabschnitt 10, die Daten in dem Eingangsdatensperrabschnitt 2 zeit­ weilig gesperrt werden, sollte den oben beschriebenen Ein­ gangsdatensperrabschnitt 2 aufweisen. Da jedoch die Anzahl der Stromkreiselemente, welche den Sperrabschnitt bilden, relativ groß ist, ist das zweckentsprechende Anordnen die­ ser Stromkreiselemente an der gedruckten Stromkreistafel und demgemäß das Verdrahten von ihnen vergleichsweise schwierig mit dem Ergebnis, daß der programmierbare Kon­ troller teuer ist.

Demgemäß besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung darin, die oben beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile eines üblichen programmierbaren Kontrollers zu beseitigen. Insbe­ sondere besteht ein Zweck der Erfindung darin, ein dynami­ sches Eingabeverfahren für einen programmierbaren Kontroller zu schaffen, bei welchem Eingangsdaten aufeinanderfolgend ohne Sperren eingegeben werden können.

Der vorgenannte Zweck der Erfindung wird erreicht durch die Schaffung eines dynamischen Eingabeverfahrens für einen programmierbaren Kontroller, welches gemäß der Erfindung folgendes umfaßt: einen Schritt, in welchem ein Steuerab­ schnitt ein Stellenbestimmungssignal an einen Eingangsstrom­ kreisabschnitt und an einen Signalverzögerungsstromkreis­ abschnitt liefert, einen Schritt, in welchem von von außen gelieferten Eingangsdaten diejenigen an der Stelle, die durch das Stellenbestimmungssignal bestimmt ist, von dem Eingangsstromkreisabschnitt empfangen werden, einen Schritt, in welchem das Stellenbestimmungssignal, welches an dem Signalverzögerungsstromkreisabschnitt angelegt worden ist, um mehr als eine Zeitperiode verzögert wird, die der Zeit­ verzögerung von dem Zeitpunkt des Anlegens der Stellenbe­ stimmungssignals beim Empfangen von Eingangsdaten durch den Eingangsstromkreisabschnitt entspricht, um ein verzögertes Stellenbestimmungssignal zu bilden, einen Schritt, in welchem das verzögerte Stellenbestimmungssignal zu dem Steuerabschnitt übertragen wird, einen Schritt, in welchem beim Empfang des verzögerten Stellenbestimmungssignals der Steuerabschnitt die Eingangsdaten empfängt, die durch das Stellenbestimmungssignal bestimmt und von dem Ein­ gangsstromkreisabschnitt empfangen worden sind, und einen Schritt, in welchem der Steuerabschnitt die Stellenbe­ stimmung erneuert, um ein anderes Stellenbestimmungssignal oder Platzbestimmungssignal auszugeben.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung legt der Steuerab­ schnitt das Stellenbestimmungssignal, beispielsweise Daten, an den Eingangsstromkreisabschnitt und an den Signalver­ zögerungsstromkreisabschnitt an, und bei Empfang des Stellenbestimmungssignals empfängt der Eingangsstromkreis­ abschnitt die Eingangsdaten an der durch das Signal bestimm­ ten Stelle, während der Signalverzögerungsstromkreis das verzögerte Stellenbestimmungssignal ausgibt, dessen Phase derjenigen des Stellenbestimmungssignals um mehr als die Zeit nacheilt, die für den Eingangsstromkreisabschnitt er­ forderlich ist, um die Eingangsdaten zu empfangen. Das ver­ zögerte Stellenbestimmungssignal wird an den Steuerabschnitt angelegt, wo es mit dem zuvor geschaffenen Stellungsbestim­ mungssignal verglichen wird. Wenn das verzögerte Stellenbe­ stimmungssignal hinsichtlich der Stellenbestimmung dem Stellenbestimmungssignal gleich ist, bestimmt der Steuer­ abschnitt, daß die Eingangsdaten an der durch das Stellen­ bestimmungssignal bestimmten Stelle von dem Eingangsstrom­ kreisabschnitt empfangen worden ist, und er empfängt die Eingangsdaten. Dann bestimmt der Steuerabschnitt eine andere Stelle, d.h. er liefert ein anderes Stellenbestim­ mungssignal.

Eine erfindungsgemäße Eingabevorrichtung geht aus Anspruch 2 hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Eingangs-Ausgangs-Einheit und eines Steuerabschnittes in einem programmierbaren Kontroller, bei welchem ein dynamisches Eingabeverfahren gemäß der Erfindung verwendet wird.

Fig. 2 ist ein Fließdiagramm, anhand von welchem das Ver­ fahren gemäß der Erfindung erläutert wird.

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Eingabeeinheit und eines Steuerabschnittes in einem programmierbaren Kontroller, bei welchem ein übliches dynamisches Eingabeverfahren verwendet wird.

In den verschiedenen Figuren, sind soweit wie möglich glei­ che Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 6 ein Eingangsdaten­ steuerabschnitt bezeichnet zum Steuern des Eingebens von Daten von dem Eingangsstromkreisabschnitt, wobei der Steuer­ abschnitt mit dem Steuerabschnitt 10 in Verbindung steht. Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein Ausgangsdatensteuerabschnitt bezeichnet zum Steuern des Ausgebens von Daten von einem Ausgabestromkreisabschnitt 9 (der später beschrieben wird), wobei der Steuerabschnitt 7 ebenfalls mit dem Steuerab­ schnitt 10 in Verbindung steht. Mit 8 ist ein Signalver­ zögerungsstromkreisabschnitt, und mit 9 der Ausgabestrom­ kreisabschnitt zum Ausgeben von Daten an äußere Stromkreise bezeichnet. Der Signalverzögerungsstromkreisabschnitt 8 verzögert die Phase eines eingegebenen Stellenbestimmungs­ signals um mehr als die Verzögerungszeit, die beim Eingeben der Eingangsdaten von dem Eingangsstromkreisabschnitt 1 hervorgerufen wird durch einen Signaltrennstromkreis bzw. einen CR-Stromkreis, der den Eingangsstromkreisabschnitt 1 bildet, d.h. um mehr als das Zeitintervall, welches von dem Zeitpunkt, zu welchem das Stellenbestimmungssignal einge­ geben wird, bis zu dem Zeitpunkt verstreicht, zu welchem die Eingangsdaten an der dadurch bestimmten Stelle einge­ geben werden, um dadurch ein verzögertes Stellenbestimmungs­ signal auszugeben. Der Steuerabschnitt 10 arbeitet in ähnli­ cher Weise wie der Steuerabschnitt des oben beschriebenen üblichen programmierbaren Kontrollers, und er hat die Funktionen des Ausgebens des oben beschriebenen Stellen­ bestimmungssignals als Daten und des Vergleichens der Bestimmung der Stelle des Stellenbestimmungssignals mit der Bestimmung der Stelle des eingegebenen verzögerten Stellenbestimmungssignals, um dadurch zu bestimmen, ob die Eingangsdaten an der bestimmten Stelle des Eingangs­ stromkreisabschnittes 1 eingegeben worden sind. Die oben beschriebene Eingangs-Ausgangs-Einheit umfaßt die Blöcke 1, 6, 7, 8 und 9. Der Eingangsdatensteuerabschnitt 6 und der Ausgangsdatensteuerabschnitt 7 in der Eingabe-Ausgabe- Einheit sind mit dem Steuerabschnitt 10 über Signalleitun­ gen A und G verbunden, über welche Daten seriell geliefert bzw. übertragen werden.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 1 wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 2 erläutert.

Wenn Eingangsdaten von äußeren Vorrichtungen oder Systemen über den Eingangsstromkreisabschnitt 1 in den Steuerab­ schnitt 10 eingegeben werden, liefert der Steuerabschnitt 10 ein Stellenbestimmungssignal als Daten. Das auf diese Weise gelieferte Stellenbestimmungssignal wird an den Ein­ gangsstromkreisabschnitt 1 und an den Signalverzögerungs­ stromkreisabschnitt 8 über die Signalleitung A, den Ein­ gangsdatensteuerabschnitt 6, die Signalleitung B, den Ausgangsdatensteuerabschnitt 7, und eine Signalleitung C angelegt, die dazu vorgesehen ist, Daten parallel zu liefern bzw. zu übertragen (Schritt 111). Der Eingangsstrom­ kreisabschnitt 1 empfängt nur die Eingangsdaten an der bestimmten Stelle, die durch das Stellenbestimmungssignal bestimmt ist. Die auf diese Weise empfangenen Eingangs­ daten werden über eine Signalleitung (Datenschiene) E an den Eingangsdatensteuerabschnitt 6 angelegt (Schritt 112). Andererseits liefert beim Ansprechen auf das oben beschrie­ bene Stellenbestimmungssignal der Signalverzögerungsstrom­ kreisabschnitt 8 das verzögerte Stellenbestimmungssignal, dessen Phase derjenigen des Stellenbestimmungssignals um mehr als eine Zeitperiode entsprechend der Zeitverzögerung nacheilt, die sich ergibt, wenn der Eingangsstromkreis­ abschnitt 1 die Eingangsdaten empfangen hat (Schritt 113). Das auf diese Weise ausgegebene verzögerte Stellenbestim­ mungssignal wird über eine Signalleitung D, den Eingangsdatensteuerabschnitt 6, die Signalleitung B, den Ausgangsdatensteuerabschnitt 7 und die Signalleitung G an den Steuerabschnitt 10 angelegt (Schritt 114).

In dem Steuerabschnitt 10 wird das verzögerte Stellenbe­ stimmungssignal mit dem zuvor ausgegebenen Stellenbestim­ mungssignal verglichen. Wenn die beiden Signale einander gleich sind, bestimmt der Steuerabschnitt 10, daß der Ein­ gangsstromkreisabschnitt 1 die Eingangsdaten an der Stelle empfangen hat, die durch das Stellenbestimmungssignal be­ stimmt worden ist, und daß die Eingangsdaten nunmehr von dem Eingangsdatensteuerabschnitt 6 übertragen werden kön­ nen (Schritt 115). Als Ergebnis liefert der Steuerabschnitt 10 eine Eingangsdatenempfangsinstruktion, so daß die Ein­ gangsdaten von dem Eingangsdatensteuerabschnitt 6 über die Signalleitung B, den Ausgangsdatensteuerabschnitt 7 und die Signalleitung G zu dem Steuerabschnitt 10 geliefert werden (Schritt 116). Fig. 3 dient dazu, zu erläutern, wa­ rum im Schritt 115 beim Empfang des verzögerten Stellen­ bestimmungssignals der Steuerabschnitt 10 bestimmen kann, daß der Eingangsstromkreisabschnitt 1 die Eingangsdaten empfangen hat. Das heißt, daß Fig. 3 die Verzögerungszeit X zeigt, die von dem Zeitpunkt, zu welchem das Stellen­ bestimmungssignal an den Eingangsstromkreisabschnitt 1 und an den Signalverzögerungsstromkreisabschnitt 8 (Schritt 111) angelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt ver­ streicht, zu welchem der Eingangsstromkreisabschnitt 1 die Eingangsdaten an der bestimmten Stelle (Schritt 112) empfängt, sowie die Verzögerungszeit Y bis zu dem Zeit­ punkt, zu welchem der Verzögerungsstromkreisabschnitt 8 das verzögerte Stellenbestimmungssignal liefert (Schritt 113). Um die Verzögerung der Zeit beim Empfangen der Eingangsdaten durch den Eingangsstromkreisabschnitt 1 zu kompensieren, die beispielsweise den Stromkreiselementen zugeschrieben oder zugeordnet ist, welche den Eingangs­ stromkreisabschnitt 1 bilden, ist es lediglich erforderlich, daß die Verzögerungszeit Y länger als die Verzögerungszeit X ist. In der Praxis wird jedoch die Verzögerungszeit Y viel länger als die Verzögerungszeit X gemacht im Hinblick auf die Schwankung der Charakteristiken und der Änderungen mit der Zeit der Stromkreiselemente, welche den Eingangs­ stromkreisabschnitt 1 und den Signalverzögerungsstromkreis­ abschnitt 8 bilden.

Danach bestimmt der Steuerabschnitt 18, ob das Empfangen von Eingangsdaten fortgesetzt werden soll oder nicht (Schritt 117). Da jedoch im allgemeinen die Eingangsdaten bei endloser Betriebsweise aufeinanderfolgend empfangen werden, wird das Stellenbestimmungssignal zu einem ande­ ren solchen Signal umgeschaltet für die nächste Stelle (Schritt 118), und der erste Schritt 111 wird wiederum durchgeführt. Diese Folge von Arbeitsvorgängen wird wiederholt ausgeführt, so daß die erforderlichen Eingangs­ daten in den Steuerabschnitt eingegeben werden. Wenn im Schritt 115 das verzögerte Stellenbestimmungssignal hin­ sichtlich der Stellenbestimmung mit dem zuvor gelieferten Stellungsbestimmungssignal übereinstimmt, wird der Schritt 111 wiederum durchgeführt, so daß der Steuerab­ schnitt das Stellenbestimmungssignal liefert.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden in dem programmierbaren Kontroller die Daten im Serienbetrieb an den Steuerabschnitt angelegt oder von diesem empfangen, und zwar über den Eingangsdatensteuerabschnit 6 und den Ausgangsdatensteuerabschnitt 7. Der programmierbare Kon­ troller kann derart modifiziert werden, daß der Eingangs­ datensteuerabschnitt 6 und der Ausgangsdatensteuerab­ schnitt 7 zu einer Einheit gebildet werden, d.h. zu einem Eingang-Ausgang-Steuerabschnitt, und derart, daß die Über­ tragung von Daten anstatt im Reihenbetrieb im Parallelbe­ trieb ausgeführt wird.

Wie oben beschrieben, empfängt der Eingangsstromkreisab­ schnitt beim Ansprechen auf das vom Steuerabschnitt gelie­ ferte Stellenbestimmungssignal die Eingangsdaten an der durch dieses Signal bestimmten Stelle, und beim Empfang des verzögerten Stellenbestimmungssignals, dessen Phase derjenigen des Stellenbestimmungssignals um die vorbe­ stimmten Zeitperioden nacheilt, bestimmt der Steuerab­ schnitt, daß der Eingangsstromkreisabschnitt die Eingangs­ daten empfangen hat, so daß der Steuerabschnitt die Eingangsdaten empfängt. Als Folge der Anwendung dieses dynamischen Eingabeverfahrens ist der programmierbare Kontroller in seiner Ausführung einfach und kann mit niedrigen Herstellungskosten gebildet werden, wobei er außerdem an der gedruckten Stromkreistafel bequem ange­ bracht werden kann.

Wie eingangs bei der Figurenaufzählung bereits kurz ange­ geben, ist Fig. 3 ein erläuterndes Diagramm, in welchem die Relation zwischen einer Verzögerungszeit beim Empfangen von Eingangsdaten durch einen Eingangsstromkreisabschnitt und der Zeit des Lieferns eines verzögerten Stellenbe­ stimmungssignals dargestellt ist.

Weiterhin ist, wie ersichtlich, mit dem Bezugszeichen C die Leitung für das Stellenbestimmungssignal bezeichnet.

Claims (2)

1. Dynamisches Eingabeverfahren für einen programmierbaren Kontroller, gekennzeichnet durch die Schritte:

• - Liefern eines Stellenbestimmungssignals an einen Eingangsstromkreisabschnitt (1) und einen Signal­ verzögerungsstromkreisabschnitt (8),
• - Laden von von außerhalb der durch das Stellenbe­ stimmungssignal bestimmten Stelle angelegten Ein­ gangsdaten in den Eingangsstromkreisabschnitt (1),
• - Verzögern des an den Signalverzögerungsstromkreis­ abschnitt (8) gelieferten Signals um eine Zeit, die länger als die Zeitperiode ist, welche der Zeit­ verzögerung vom Zeitpunkt des Anlegens des Stellen­ bestimmungssignals beim Laden von Eingangsdaten in den Eingangsstromkreisabschnitt (1) entspricht, um ein verzögertes Stellenbestimmungssignal zu bilden,
• - Übertragen des verzögerten Stellenbestimmungs­ signals zu einem Steuerabschnitt (10),
• - Laden der Eingangsdaten, die in den Eingangsstrom­ kreisabschnitt (1) geladen und durch das Stellen­ bestimmungssignal bestimmt worden sind, wenn das verzögerte Stellenbestimmungssignal dem Steuer­ abschnitt (10) zugeführt wird, und
• - Erneuern der Stellenbestimmung, um ein anderes Stellenbestimmungssignal zu liefern.

2. Dynamische Eingabevorrichtung für einen programmier­ baren Kontroller, gekennzeichnet durch

• - eine Eingangsdatensteuereinrichtung (6) zum Steuern der Eingabe von Daten von einer Eingangsstromkreis­ einrichtung (1) und zur Kommunikation mit einer Steuereinrichtung (10),
• - eine Ausgangsdatensteuereinrichtung (7) zum Steuern der Ausgabe von Daten von einer Ausgabestromkreis­ einrichtung (9) zu äußeren Schaltkreisen und zur Kommunikation mit der Steuereinrichtung (10), und
• - eine Signalverzögerungsstromkreiseinrichtung (8), welche die Phase eines Stellenbestimmungssignals, das von der Steuereinrichtung (10) über die Ein­ gangs- und Ausgangsstromkreisabschnitteinrichtungen (1, 9) eingegeben wird, um mehr als das Zeitinter­ vall verzögert, welches von dem Zeitpunkt an ver­ streicht, an dem das Stellenbestimmungssignal ein­ gegeben wird, bis die Eingabedaten an der hierdurch bestimmten Stelle geladen sind, um hierdurch ein verzögertes Stellenbestimmungssignal auszugeben.