DE4038578A1 - Steuergeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Automatisierung einer prozeßtechnischen Anlage gemäß den Merkmalen im Ober­ begriff des Patentanspruchs.

Steuergeräte dieser Art gelangen z. B. dann zum Einsatz, wenn die mit ihnen gekoppelten prozeßtechnischen Anlagen funk­ tionsbedingt miteinander verknüpft sind und demzufolge ein intensiver Datenaustausch über den Ist- und/oder Sollzustand der Anlagen zwischen den beiden Steuergeräten stattfindet.

Insbesondere im untertägigen Bergbau sind eine Reihe von prozeßtechnischen Anlagen vorhanden, die - auch unter sicher­ heitstechnischen Aspekten - nur dann optimal genutzt werden können, wenn sie hinsichtlich ihrer Funktions- und Arbeits­ abläufe einwandfrei aufeinander abgestimmt sind. Dies ist z. B. hinsichtlich der Relativbeziehungen einer in einem Gewinnungsstreb befindlichen Hobel/Förderanlage einerseits und einer in der angrenzenden Förderstrecke befindlichen Bandanlage andererseits der Fall. Diese beiden prozeßtech­ nischen Anlagen tauschen über die Steuergeräte und die zwi­ schen den Steuergeräten befindliche Linienleitung permanent Zustandsdaten aus, so daß beispielsweise unwirtschaftliche Betriebsstillstände oder Überladungen vermieden werden mit dem Ergebnis einer vergleichmäßigten Abbeförderung der im Streb hereingewonnenen Mineralien.

Unabhängig davon, ob nun zwei oder mehrere Steuergeräte mit den diesen zugeordneten prozeßtechnischen Anlagen über eine Linienleitung logisch verknüpft sind, haftet einer solchen Verknüpfung der Nachteil an, daß Programmiervor­ gänge, d. h. das Einlesen von Daten für Steuerungsprogramme in die Datenspeicher (Online-Programmierung), nur dann durch­ geführt werden können, wenn hierfür der automatische Steu­ erungsprozeß der jeweiligen Anlage unterbrochen wird. Die Stillegung einer Anlage, z. B. das Stillsetzen der Bandanlage in der Förderstrecke zum Zwecke einer Neuprogrammierung, ist aber zwangsläufig mit einer Unterbrechung des Gewinnungsvor­ gangs im Streb verbunden, da die hereingewonnenen Mineralien nicht abgefördert werden können. Das wirtschaftliche Aus­ bringen dieses Betriebspunkts wird folglich unnötig gesenkt.

Desweiteren ist es nicht möglich, vom eigentlichen Steuerungs­ prozeß unabhängige Daten über z. B. den Zustand und damit letztlich das wirtschaftliche Arbeiten einer Anlage zu er­ fahren, wenn der Steuerungsprozeß abläuft.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebene Steuergerät so weiterzuent­ wickeln, daß selbst während eines Steuerungsprozesses sowohl Programmiervorgänge durchgeführt als auch zur Gewährleistung einer einwandfreien Betriebsdiagnose Daten in den Datenspei­ cher geschrieben bzw. aus diesem gelesen werden können.

Die Lösung dieses Problems besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmalen.

Die Erfindung nutzt mit der ISDN-Technik ein geeignetes Hilfsmittel für eine von der Linienübertragung unabhängige Datenübertragung. Dabei läuft der eigentliche Steuerungs­ prozeß nach wie vor über den Kommunikationsprozessor LINIE ab. Müssen Daten in das Steuergerät oder aus dem Steuergerät transportiert werden, so legt oder holt der Kommunikations­ prozessor LINIE diese im Dual-Port-Speicher ab. Der System­ prozessor greift dann unabhängig hiervon auf diesen Dual- Port-Speicher zu und bedient den Systembus.

Zusätzlich zu diesen Kommunikationsvorgängen innerhalb des Steuergeräts wird nun die Funktion einer ISDN-Schnittstelle über einen weiteren Kommunikationsprozessor realisiert, der ankommende Daten in einen und abgehende Daten aus einem Dual-Port-Speicher liest. Auch dieser Dual-Port-Speicher ist an den Systembus angeschlossen. Die Integration einer der­ artigen ISDN-Schnittstelle in das Steuergerät gestattet folglich eine Datenübertragung, die unabhängig von der eigent­ lichen Steuerung arbeitet und die Linienleitung nicht bela­ stet. Dazu werden die Pausenzeiten des Systemprozessors genutzt, in denen dieser keine Programmbefehle durchzuführen hat bzw. nicht mit Steuerungsaufgaben beschäftigt ist.

So ist es jetzt z. B. mit Hilfe des Systemprozessors möglich, von dem Kommunikationsprozessor ISDN während eines Steuerungs­ prozesses in den diesem zugeordneten Dual-Port-Speicher abgelegte Daten, die vom Steuerungsprozeß unabhängig sind, wie Meßwerte, Meldungen, Betriebsdaten usw., in einem Warte­ zeitraum des Systemprozessors in einen Speicherbereich des Datenspeichers einzuschreiben. Andererseits können während solcher Pausenzeiten im Steuerungsprozeß Daten aus dem Daten­ speicher in den Dual-Port-Speicher des Kommunikationsprozes­ sors ISDN transferiert und anschließend nach Belieben, d. h. auch während des Steuerungsprozesses hier abgeholt werden. Ferner können auf diese Weise in einem weiteren Speicherbe­ reich des Datenspeichers diejenigen Daten abgelegt werden, die für den eigentlichen Steuerungsprozeß von Wichtigkeit sind. In einem dritten Speicherbereich kann der Datenspei­ cher ein komplettes neues Programm aufnehmen, welches aber erst nach einer Stillegung der entsprechenden Anlage und ihrem anschließenden Neustart vom Steuergerät berücksichtigt wird. Das bis dahin aktuelle Steuerungsprogramm, nach dem die prozeßtechnische Anlage im Moment arbeitet, ist in einem vierten Speicherbereich fixiert, das, wie vorstehend ange­ deutet, erst dann durch das neue Steuerungsprogramm ersetzt wird, wenn ein Neustart der Anlage nach Stillstand erfolgt. Schließlich enthält ein fünfter Speicherbereich des Daten­ speichers Programmbasisroutinen, die notwendig sind, um das Steuerungssystem starten zu können und ferner Programme, die aus dem dritten und fünften Speicherbereich bei Bedarf in den vierten Speicherbereich übernommen werden können.

Dadurch, daß der Programmiervorgang eines Steuergeräts nicht mehr den Linienverkehr zu mindestens einem weiteren Steuer­ gerät behindert und damit losgelöst vom Steuerungsprozeß ist, und ferner dadurch, daß eine Auskopplung von Betriebs­ daten eines Steuerungsprozesses ohne Probleme möglich ist, und zwar ohne die Linienleitung mit weiterem Datenaufkommen zu belasten, ist eine wesentliche Effektivitätssteigerung der gesamten Steuerung erzielbar. Außerdem ermöglicht es die erfindungsgemäß integrierte ISDN-Schnittstelle, Daten mit einer höheren Datenübertragungsgeschwindigkeit zu transfe­ rieren. Schließlich schafft die Erfindung die Voraussetzung dafür, daß nunmehr auch ein Fernsprechverkehr über das Steuergerät durchgeführt werden kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in prinzipieller Darstellung ein Steuer­ gerät 1, das über eine Anschlußstelle 2 z. B. einer nicht näher veranschaulichten Hobel/Förderanlage in einem Gewin­ nungsstreb des untertägigen Bergbaus zugeordnet ist. Dieses Steuergerät 1 steht über eine Linienleitung 3 mit einem weiteren entsprechenden Steuergerät in datenaustauschender Verbindung, welches z. B. einer Bandanlage zugeordnet ist, die im Transportfluß in einer Förderstrecke des untertägigen Bergbaus der Hobel/Förderanlage nachgeschaltet ist.

Bei einer Funktionskopplung der Bandanlage und der Hobel/För­ deranlage ist es für einen einwandfreien und problemlosen Ablauf des Transportflusses erforderlich, daß beispielsweise bei Stillstand der Bandanlage die Hobel/Förderanlage nicht weiterläuft und im Streb hereingewonnenes Gut auf die still­ stehende Bandanlage abwirft. Auf der anderen Seite ist es nicht notwendig, daß die Bandanlage läuft, wenn die Hobel/ Förderanlage stillsteht.

Hierfür umfaßt das Steuergerät 1 prinzipiell einen Kommuni­ kationsprozessor LINIE 4, der über die Linienleitung 3 ein­ treffende Daten in dem Dual-Port-Speicher ablegt. Anderer­ seits erfüllt der Kommunikationsprozessor LINIE 4 die Funk­ tion, Daten aus dem Dual-Port-Speicher 5 abzurufen und über die Linienleitung 3 dem anderen Steuergerät zuzuführen.

Der Dual-Port-Speicher 5 ist an einen Systembus 6 des Steuer­ geräts 1 angeschlossen, an welchen ferner ein Systemprozes­ sor 7 sowie ein Datenspeicher 8 mit beim Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Speicherbereichen 9-13 gekoppelt sind.

Der Systemprozessor 7 greift unabhängig von dem Ablegen oder Abholen von Daten durch den Kommunikationsprozessor LINIE 4 in den bzw. aus dem Dual-Fort-Speicher 5 auf diesen zu und bedient den Systembus 6.

Die Zeichnung zeigt darüberhinaus, daß an den Systembus 6 ein weiterer Dual-Fort-Speicher 14 angeschlossen ist, in den zeitgleich zur Linienkommunikation über einen Kommunikations­ prozessor ISDN 15 Daten eingelesen bzw. Daten herausgelesen werden können. Kommunikationsprozessor ISDN 15 und Dual-Fort- Speicher 14 als Bestandteil einer ISDN-Karte 16 erlauben somit eine unabhängig von der eigentlichen Steuerung arbei­ tende Datenübertragung, welche die Linienleitung 3 nicht belastet.

Pausenzeiten oder Wartezeiten, in denen der Systemprozessor 7 für einen ordnungsgemäßen Ablauf des Steuerungsprozesses nicht tätig ist, können jetzt dahingehend verwendet werden, daß z. B. Betriebsdaten oder Meßwertemeldungen, die vom Steu­ erungsprozeß unabhängig sind, von dem Systemprozessor 7 aus dem Dual-Fort-Speicher 14 abgerufen und über den System­ bus 6 in den Speicherbereich 9 des Datenspeichers 8 trans­ feriert werden. Desweiteren kann der Systemprozessor 7 Daten aus dem Speicherbereich 9 in den Dual-Fort-Speicher 14 über­ führen.

Ein weiterer Speicherbereich des Gerätespeichers ist zur Aufnahme von Daten gedacht, die für den Steuerungsprozeß von Wichtigkeit sind. Auch diese Daten können in den Pausenzei­ ten ohne Stillegung der prozeßtechnischen Anlage aus dem Dual-Fort-Speicher in den Speicherbereich transferiert werden.

Ein dritter Speicherbereich 11 des Datenspeichers 8 kann ein neu erstelltes Programm aufnehmen. Dieses Programm soll bei Bedarf anstelle des aktuellen Programms für die prozeß­ technische Anlage genutzt werden. Es wird aber erst dann in den das jeweils aktuelle Programm aufnehmenden Speicher­ bereich 12 überführt, wenn die prozeßtechnische Anlage zum Stillstand gekommen ist.

Schließlich enthält der Datenspeicher 8 noch einen Speicher­ bereich 13 für Programmbasisroutinen. Hierunter werden sol­ che Daten verstanden, die notwendig sind, um das Steuerungs­ system starten zu können, und ferner Programme, die notwen­ dig sind, um z. B. Daten aus dem Speicherbereich 11 in den Speicherbereich 12 transferieren zu können.

Außerdem ist es problemlos möglich, mit dem ISDN-Anschluß 17 eine Telefonleitung oder einen Anschluß eines Handapparats zu verbinden.

Claims (1)

1. Steuergerät zur Automatisierung einer prozeßtechnischen Anlage, welches über eine Linienleitung (3) mit wenigstens einem weiteren gleichartigen Steuergerät (1) koppelbar ist und einen Systembus (6) aufweist, an den über einen Dual- Fort-Speicher (5) ein Kommunikationsprozessor LINIE (4), ein Datenspeicher (8) sowie ein Systemprozessor (7) angeschlos­ sen sind, dadurch gekennzeichnet daß ein Kommunikationsprozessor ISDN (15) als Bestandteil einer ISDN-Karte (16) über einen Dual-Fort-Speicher (14) an den Systembus (6) anschließbar ist und der Datenspeicher (8) einen Speicherbereich (9) für Betriebsdaten, einen Spei­ cherbereich (10) für Daten zur Prozeßsteuerung, einen Spei­ cherbereich (11) für ein neues Steuerungsprogramm, einen Speicherbereich (12) für das aktuelle Steuerungsprogramm und einen Speicherbereich (13) für Programmbasisroutinen aufweist.