DE4106193A1 - Eingabe-/ausgabe-signalwandlerschaltung einer programmierbaren steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine programmierbare Steuereinrichtung für die automatische Steuerung elektronischer Vorrichtungen und insbesondere auf eine programmierbare Steuereinrichtung, die in der Lage ist, variabel die Anzahl von Eingangs-/Ausgangs-Signalen an der elektronischen Einrichtung einzustellen.

Eine blockartige, programmierbare Steuereinrichtung, die typisch für übliche programmierbare Steuereinrichtungen ist, enthält alle elektronischen Schaltkreise in einem gemeinsamen Gehäuse. Dieses enthält die Eingangs/Ausgangs- Elemente, die die Steuereinrichtung benötigt, um empfangene Informationssignale in eine Form umzuwandeln, die für die Informationsspeicherung und -verarbeitung geeignet ist. Wenn ein spezielles Eingangs/Ausgangs-(I/O-)Element unsicher zu arbeiten beginnt oder vollständig ausfällt, ist der Ersatz dieses Elements wegen des geschlossenen Aufbaus der Schaltungen schwierig. Ein Ersatz erfordert im allgemeinen den vollständigen Austausch der Einheit oder das Auswechseln einer Karte innerhalb der Einheit, auch wenn nur ein einziges I/O-Element fehlerhaft ist. Außerdem ist im allgemeinen ausschließlich der Hersteller in der Lage, die I/O-Elemente auszutauschen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist eine blockartige, programmierbare Steuereinrichtung bekannt geworden, wie sie in Fig. 19 dargestellt ist, die ein austauschbares Ausgabeelement enthält. In Fig. 19 bezeichnen die Bezugszeichen 51 und 52 eine Steuereinheit und eine Stromversorgungseinheit, die in einem Gehäuse angeordnet sind. 53 ist eine Eingabeeinheit zur Entgegennahme von Informationssignalen von einer elektronischen, gesteuerten Einrichtung. Mit 54 ist eine Ausgabeeinheit bezeichnet, die Informationssignale an die gesteuerte Einrichtung abgibt.

Mit 57 ist ein austauschbares Ausgabeelement für die Pegelwandlung von Ausgangsdatensignalen bezeichnet. Das Ausgabeelement 57 ist vermittels einer Steckfassung (nicht dargestellt) austauschbar.

Bei dieser Steuereinrichtung ist typischerweise jedoch nur das Ausgabeelement austauschbar. Irgenwelche fehlerhaften Elemente der Eingabeeinheit müssen immer noch durch Austauschen der gesamten Einheit oder durch Auswechseln einer Karte innerhalb der Einheit ersetzt werden.

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht worden. Es ist dementsprechend ein Ziel der Erfindung, eine programmierbare Steuereinrichtung anzugeben, die den Ersatz eines Eingabeelements zusätzlich zum Ersatz eines Ausgabeelements ermöglicht. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, diese Austauschmöglichkeiten in einer Konfiguration vorzusehen, die eine programmierbare Steuereinrichtung minimaler Größe ergibt.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor und ergeben sich teilweise aus der Beschreibung oder der Umsetzung der Erfindung in die Praxis. Die Ziele und Vorteile der Erfindung können mittels Einrichtungen und Kombinationen erreicht werden, die insbesondere in den anhängigen Ansprüchen beschrieben sind.

Um diese Ziele zu erreichen, enthält die Erfindung eine I/O-Signalwandlerschaltung mit einem Eingabeelement zum Umwandeln eines von einer gesteuerten Vorrichtung empfangenen Informationssignals aus einer Sendesignalform in eine Steuersignalform, ein Ausgabeelement zum Umwandeln eines zu der gesteuerten Vorrichtung gesandten Informationssignals aus der Steuersignalform in die Sendesignalform, und eine Elementenfassung, an der sowohl das Eingabeelement als auch das Ausgabeelement austauschbar befestigt werden können. Das Eingabeelement und das Ausgabeelement sind im wesentlichen in der äußeren Gestalt ähnlich und in der Stiftanordnung identisch.

Die Erfindung ist auch auf eine programmierbare Steuereinrichtung gerichtet, enthaltend eine Signaleingabe-/Ausgabe-Sektion mit mehreren Elementenfassungen, an denen sowohl ein Eingabeelement als auch ein Ausgabeelement austauschbar angebracht werden können, wobei das Eingabeelement ein Informationssignal, das von einer gesteuerten Vorrichtung empfangen wird, aus einer Sendesignalform in eine Steuersignalform umwandelt und das Ausgabeelement ein Informationssignal, das an die gesteuerte Vorrichtung abgegeben wird, von der Steuersignalform in die Sendesignalform umwandelt, und das Eingabeelement und das Ausgabeelement sind in der äußeren Gestalt im wesentlichen ähnlich und in der Stiftanordnung identisch, und enthält ferner eine Sektion zum Auswählen eines Elementes, das an jeder der Elementenfassungen befestigt ist, und eine Signalspeichersektion zum Speichern von Informationssignalen in der Steuersignalform, die von einer Elementenfassung empfangen werden, an dem das Eingabeelement befestigt ist, und zum Aussenden von gespeicherten Informationssignalen in Steuersignalform zu einer Elementenfassung, an dem ein Ausgabeelement befestigt ist, in Übereinstimmung mit einer Auswahl durch die Befehlseinrichtung.

Die Erfindung erlaubt es, das Eingabeelement und das Ausgabeelement an den Elementenfassungen austauschbar zu befestigen. Die programmierbare Steuereinrichtung braucht daher nicht mit getrennten Eingabe- und Ausgabeschaltungen aufgebaut zu sein, wodurch der für die Installation der I/O- Schaltungen benötigte Platz im Vergleich zum Stand der Technik vermindert wird. Außerdem werden Daten, die sich auf die Art des an jeder Elementenfassung befestigten Elements beziehen, in der Speichereinrichtung aufbewahrt. Es ist daher nicht länger erforderlich, die Elementenfassungsanschlüsse immer dann zu wechseln, wenn das Eingabeelement und das Ausgabeelement ausgetauscht werden. Schließlich bieten die I/O-Elemente eine Puffer- und Signalwandlermöglichkeit zwischen der programmierbaren Steuereinrichtung und der gesteuerten Einrichtung.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen anhand von Ausführungsformen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des äußeren Anblicks einer programmierbaren Steuereinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des äußeren Aussehens eines Eingabeelements und einer Elementenfassung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des äußeren Aussehens eines weiteren Eingabeelements und einer weiteren Elementenfassung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Stiftanordnung eines Eingabeelements,;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Stiftanordnung eines Ausgabeelements;

Fig. 6 eine Schaltung eines beispielshaften Schaltkreisaufbaus eines Eingabeelements, das bei der programmierbaren Steuereinrichtung gemäß der Erfindung verwendbar ist;

Fig. 7 eine Schaltung eines weiteren Schaltungsaufbaus des Eingabeelements, das bei der programmierbaren Steuereinrichtung gemäß der Erfindung einsetzbar ist;

Fig. 8 eine Schaltung eines beispielhaften Schaltkreisaufbaus eines Ausgabeelements, das bei der programmierbaren Steuereinrichtung gemäß der Erfindung anwendbar ist;

Fig. 9 eine Schaltung eines weiteren Schaltungsaufbaus des Ausgabeelements, das bei der programmierbaren Steuereinrichtung gemäß der Erfindung einsetzbar ist;

Fig. 10 eine Schaltung eines weiteren Ausgabeelements, das bei der programmierbaren Steuereinrichtung nach der Erfindung einsetzbar ist;

Fig. 11 ein Blockschaltbild eines Schaltungsaufbaus der programmierbaren Steuereinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines weiteren Schaltungsaufbaus der programmierbaren Steuereinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 13 eine Draufsicht auf die Stiftanordnung eines weiteren Eingabeelements gemäß der Erfindung;

Fig. 14 eine Draufsicht auf die Stiftanordnung eines weiteren Ausgabeelements gemäß der Erfindung;

Fig. 15 ein Schaltbild eines Ausgabeelements, das bei der programmierbaren Steuereinrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 16 ein Schaltbild eines weiteren Ausgabeelements, das bei der programmierbaren Steuereinrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 17 ein Blockschaltbild eines Schaltungsaufbaus einer weiteren programmierbaren Steuereinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 18 ein Blockschaltbild eines Schaltungsaufbaus der programmierbaren Steuereinrichtung nach Fig. 17; und

Fig. 19 eine perspektivische Darstellung des äußeren Aussehens von konventionellen programmierbaren Steuereinrichtungen.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.

Das äußere Aussehen des Hauptkörpers einer programmierbaren Steuereinrichtung, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Hauptkörper der programmierbaren Steuereinrichtung, die eine eingebaute Steuereinheit 2 zum Aufnehmen/Aussenden von Informationssignalen und zum Ausführen sequentieller Operationen enthält; mit 3 ist eine Eingabe/Ausgabe-(I/O-) Anschlußplatte bezeichnet. Eine Verdrahtungsplatte (nicht dargestellt) ist benachbart der Anschlußplatte 3 angeordnet und I/O-Elementenfassungen 30 sind auf der Verdrahtungsplatte montiert.

Die Gestalt des Eingabeelements wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. In Fig. 2 erkennt man einen Anschlußstift 11, die Elementenfassung 30, einen Kontaktstift 31, der elektrisch und mechanisch mit dem Anschlußstift 11 verbindbar ist. Ein Eingriffsvorsprung 12, der mit einem Einsetz/Ausziehwerkzeug beim Befestigen oder Entfernen in Eingriff bringbar ist, befindet sich auf einer Seite des Elements. Als Folge dieses Aufbaus des Hauptkörpers und der Fassung kann das Eingabeelement als einzige, integrale Einheit ersetzt werden.

Eine andere Gestalt des Eingabeelements 10 und einer Elementenfassung 30 wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Das Eingabeelement ist so gestaltet, daß es identisch mit dem Ausgabeelement hinsichtlich der äußeren Gestalt und der Stiftanordnung ist.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Stiftanordnung des Eingabeelements 10 der Ausführungsform nach der Erfindung. In Fig. 4 bezeichnet 111 die Eingangsanschlußstifte, die mit den Eingangsanschlüssen zu verbinden sind, mit 112 ist ein Eingabesteuersignalstift bezeichnet, der mit der Steuereinheit 2 der programmierbaren Steuereinrichtung zu verbinden ist, und 113 ist ein Stromversorgungsstift für das Eingabeelement 10.

Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Stiftanordnung des Ausgabeelements 20 der Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 5 bezeichnet 211 die Ausgangsanschlußstifte, die mit den Ausgangsanschlüssen zu verbinden sind, 212 ist ein Stromversorgungsstift für das Ausgabeelement, und 213 ist ein Ausgabesteuersignalstift, der mit der Steuereinheit 2 der programmierbaren Steuereinrichtung zu verbinden ist.

Dementsprechend haben das Eingabeelement 10 und das Ausgabeelement 20 identische Stiftanordnung, so daß sie an einer einzigen Elementenfassung 30 angebracht werden können.

Fig. 6 bis 10 zeigen beispielhafte Schaltungsausführungen des Eingabeelements und des Ausgabeelements, die in der Ausführungsform der Erfindung verwendet werden können.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem Ein/Aus-Informationssignale (DC) empfangen und in Steuersignalpegel umgewandelt werden, die von einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) verarbeitet werden können. Das Eingabeelement nach Fig. 6 hat einen Widerstand 301A und eine Leuchtdiode (LED) eines Photokopplers 303 in Serie über Eingangsanschlüsse A und B angeschlossen, die den Stiften 111 in Fig. 4 entsprechen. Ein Widerstand 301B, ein Kondensator 302 und eine Diode 304 sind parallel zur LED des Photokopplers 303 geschaltet . Ein Phototransistor des Photokopplers 303 ist mit dem Anschluß D verbunden, der dem 5V-Spannungsanschlußstift 113 von Fig. 4 entspricht, und mit dem Anschluß C verbunden, der dem Eingangssteuersignalstift 112 von Fig. 4 entspricht.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel, in dem Informationssignale in Wechselstromform empfangen werden. Das Eingabeelement von Fig. 7 hat Wechselstromeingangsanschlüsse eines Diodenbrückengleichrichters 305, die mit den Eingangsanschlüssen A und B verbunden sind, die den Stiften 111 in Fig. 4 entsprechen. Eine Leuchtdiode des Photokopplers 303 ist mit dem Gleichstromausgangsanschluß des Diodenbrückengleichrichters 305 verbunden. Die Bezugszeichen 301B bis 301E bezeichnen Widerstände, und 302A sowie 302F bezeichnen Kondensatoren.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem ein Steuersignalpegelinformationssignal im Pegel durch ein mechanisches Relais gewandelt wird. Dieses Ausgabeelement hat einen Relaiskontakt 307, der mit Anschlüssen A und B verbunden ist, die den Ausgangsanschlußstiften 211 in Fig. 5 entsprechen. Der Emitter eines Schalttransistors 308 ist mit Relais (Ry) in Serie zum Anschluß D geschaltet, der mit dem 5V-Stromversorgungsstift 212 von Fig. 5 verbunden ist. Die Basis des Schalttransistors 308 ist mit dem Anschluß E verbunden, der dem Ausgangssteuersignalstift 213 von Fig. 5 entspricht. Der Kollektor ist mit dem Anschluß F verbunden, der dem 5V-Stromversorgungsstift 214 in Fig. 4 entspricht, und zwar über das Relais Ry. Das Bezugszeichen 306 bezeichnet eine Diode, die parallel zum Relais Ry geschaltet ist.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel, bei dem das Ausgangsrelais ein Festkörperrelais ist. Bei diesem Ausgabeelement ist ein Phototriac eines Festkörperrelais 311 mit den Ausgangsanschlußstiften 211 von Fig. 5 verbunden (Anschlußsymbole A, B). Eine Serienschaltung, bestehend aus einem Widerstand 301F und einem Kondensator 302C, und ein Stoßwellenabsorber 309 sind dem Phototriac parallel geschaltet. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Schalttransistor 308 ist mit der LED des Festkörperrelais 311 in Serie geschaltet.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel, bei dem das Ausgaberelais aus einem Transistor besteht. Bei diesem Ausgabeelement ist die Source-Drain-Strecke eines Gate-Transistors 310 mit den Ausgabeanschlußstiften 211 von Fig. 5 verbunden (Anschlußsymbole A, B). Lichtempfangselemente des photovoltaischen Kopplers 312 und ein Kontakt des Widerstandes 301E sind mit dem Gate des Gate-Transistors 310 verbunden. Ein licht-emittierendes Element des photovoltaischen Kopplers 312 ist mit dem 5V-Stromversorgungsstift 212 (Anschlußsymbol D) und mit dem Ausgabesteuersignal 213 (Anschlußsymbol E) von Fig. 5 verbunden.

Die Fig. 11 und 12 zeigen beispielshafte Schaltungskonstruktionen einer programmierbaren Steuereinrichtung, die die oben beschriebenen I/O-Elemente verwendet.

In Fig. 11 und 12 enthält die Steuereinheit der programmierbaren Steuereinrichtung die folgenden Bauelemente: eine CPU 2-1 steuert die Schaltkreisoperationen und speichert Informationssignale, die von einer gesteuerten Vorrichtung empfangen werden, in einem Speicher (nicht dargestellt). CPU 2-1 liest die Informationssignale, die in dem Speicher gespeichert sind, nachdem diese Informationssignale nacheinander verarbeitet worden sind, und sendet die Informationssignale an die gesteuerte Vorrichtung aus. Eine I/O-Schnittstelle (I/O) 2-2 dient als Informationssignalspeichereinrichtung und besteht aus einem Eingabepuffer 2-2A und einem Ausgabepuffer 2-2B zur Zwischenspeicherung von Informationssignalen, die von der gesteuerten Vorrichtung empfangen und zu dieser ausgesendet werden.

Jeder der I/O-Puffer 2-2A, 2-2B besteht aus mehreren Registern und kann Eingabeinformationssignale zwischenspeichern und diese zwischengespeicherten Informationssignale auf Empfang eines von der CPU 2-1 über einen Decoder 2-1A gegebenen Befehl ausgeben. Bei dieser Ausführungsform sind ein einziges Eingaberegister und ein einziges Ausgaberegister mit einer einzigen Elementenfassung verbunden. Ein Paar I/O-Register sind einer gemeinsamen Adresse (ein Bit) zugeordnet, und jedes Register, Eingabe­ oder Ausgaberegister, wird durch Adressierung eines Wählbits ausgewählt.

Ein Lader 40 bereitet ein Folgeprogramm vor, das einen Steuerbetrieb für die gesteuerte Vorrichtung definiert, und gibt das vorbereitete Folgeprogramm durch den Lader-I/O 2-3 ein. Der Lader 40 dient auch als Wähleinrichtung zur Auswahl des Typs des Register bei I/O 2-2, d. h. ob es ein Eingaberegister oder ein Ausgaberegister ist.

Ein Systemspeicher, der ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff ist und das Bezugszeichen 2-4 trägt, speichert Daten zwischen, die beim Betrieb der CPU 2-1 verwendet werden, und enthält eine Tabelle, die die Wählinformation speichert, die vom Lader 40 empfangen wird. Diese Wählinformation enthält das Adressen- und Wählbit des ausgewählten Registers in I/O 2-2.

Ein Systemspeicher, der ein Nurlesespeicher ist und mit dem Bezugszeichen 2-5 bezeichnet ist, speichert ein Steuerprogramm, das von der CPU 2-1 auszuführen ist. CPU 2-1 führt verschiedene Steuervorgänge aus, indem es dieses Steuerprogramm durchführt.

Jede Elementenfassung 30 hat, wie beispielsweise in den Fig. 4 und 5 gezeigt, seinen Eingabe- oder Ausgabesteuersignalanschluß C mit dem I/O 2-2 verbunden und ist mit seinen Eingabe- oder Ausgabeanschlüssen A, B für die Sendesignalpegelinformationssignale mit der Anschlußkarte 3 von Fig. 1 verbunden. Die Elementenfassung 30 nimmt das entsprechende Eingabe- oder Ausgabeelement auf. Dementsprechend arbeiten sowohl die Elementenfassung 30 als auch die Anschlußkarte 3 als Signal-Eingabe/Ausgabe- Einrichtung.

Der Betrieb der Empfangs-/Sende-Informationssignale in den oben beschriebenen Schaltungskonstruktionen wird nun erläutert. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind sechzehn Elementenfassungen gezeigt. Dementsprechend hat jeder Eingabepuffer 2-2A und Ausgabepuffer 2-2B sechzehn Register. Außerdem sind Adressen "0" bis "15" (dezimal) den entsprechenden Registern zugeordnet. Ein Wählbit von "0" ist einem Eingaberegister zugeordnet, und ein Wählbit von "1" ist einem Ausgaberegister zugeordnet.

Zehn (10) Ein/Aus-Informationssignale werden von der gesteuerten Vorrichtung empfangen und sechs (6) Ein/Aus- Informationssignale werden dahin ausgesendet. Die jeweiligen Elementenfassungen 30, an denen Register die Adressen "0" bis "9" angeschlossen sind, haben somit ein Eingabeelement, während die entsprechenden Elementensockel 30, an denen Register mit den Adressen "10" bis "15" angeschlosen sind, haben Ausgabeelemente.

Der Lader 40 wählt Eingaberegister für die Elemente, die Adressen "0" bis "9" haben, und Ausgaberegister für die Elemente, die Adressen "10" bis "15" haben. Diese Wählinformation wird in der Tabelle 2-4A des Systemspeichers 2-4 durch die CPU 2-1 gespeichert.

Bei Aktivierung des Systems unter dieser Bedingung wird ein von der gesteuerten Vorrichtung empfangenes Informationssignal in einen Steuersignalpegel durch ein Eingabeelement umgewandelt und dann in einem Register des Eingabepuffers 2-2A zwischengespeichert. Die CPU 2-1 bezieht sich auf die Tabelle 2-4A und erzeugt sequentiell ein Adressignal für die Adressen "0" bis "9" und liest dann das im Register gespeicherte Informationssignal. Das gelesene Informationssignal wird dann zum Speicher übertragen. Anschließend liest die CPU 2-1 dieses übertragene Informationssignal vom Speicher, unterwirft es einer Sequenzverarbeitung und schreibt ein Informationssignal zur Übertragung zum Speicher als Operationsergebnis. Die CPU 2-1 liest das Informationssignal zur Übertragung vom Speicher und schreibt dieses Informationssignal zur Übertragung zu einem Ausgaberegister, das durch die Kontakttabelle 2-4A ausgewählt ist. Nach dem Schreiben des Informationssignals zur Übertragung zum Ausgaberegister wiederholt die CPU 2-1 die oben beschriebenen Eingabe-, Suequenzoperations- und Ausgabeprozesse für nachfolgende Informationssignale.

Das in den Ausgabepuffer 2-2B eingeschriebene Informationssignal wird in einen Sendesignalpegel umgewandelt durch das entsprechende Ausgabesignal in einer Elementenfassung 30 und zu der gesteuerten Vorrichtung über die Anschlußkarte 3 übertragen (Fig. 12).

Fig. 13 zeigt eine beispielhafte Stiftanordnung eines Eingabeelements 100, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Diese spezielle Ausführungsform hat vier Stifte. Das Bezugszeichen 111 bezeichnet Eingabeanschlußstifte, die mit Eingangsanschlüssen zu verbinden sind; 112 ist ein Eingabesteuersignalstift, der mit der Steuereinheit 2 der programmierbaren Steuereinrichtung zu verbinden ist; und 113 ist ein Stromversorgungsstift zum Betrieb des Eingabeelements. Der Schaltungsaufbau des Eingabeelements 100 ist bei dieser Ausführungsform identisch zu dem in den Fig. 6 und 7 mit der Ausnahme, daß er den mit dem Anschlußsymbol E bezeichneten Stift nicht aufweist.

Fig. 14 zeigt eine beispielhafte Stiftanordnung eines Ausgabeelements 200 mit vier Stiften. Das Bezugszeichen 211 bezeichnet Ausgabeanschlußstifte, die mit Ausgangsanschlüssen zu verbinden sind; 212 ist ein Stromversorgungsstift zum Betrieb des Ausgabeelements, und 213 ist ein Ausgabesteuersignalstift, der mit der Steuereinheit 2 der programmierbaren Steuereinrichtung zu verbinden ist.

Da die I/O-Elemente in der Stiftanordnung der Stifte A, B und D bei dieser Ausführungsform identisch sind, können beide I/O-Elemente an einer einzigen Elementenfassung 30 befestigt werden.

Fig. 15 zeigt ein Beispiel, bei dem das Ausgabeelement 200 von Fig. 14 aus einem Festkörperrelais besteht. Bei diesem Ausgabeelement ist eine Leuchtdiode eines Photokopplers 411 mit dem 5V-Stromversorgungsstift 212 (Anschlußsymbol D) und mit dem Ausgabesteuersignalstift 213 (Anschlußsymbol C) über einen Widerstand 401 verbunden. Der Phototriac des Photokopplers 411 ist mit einem Anschluß eines Widerstands 404 und einem Kondensator 405 über den Widerstand 402 und den Gate-Widerstand 403 des Triac 412 verbunden. Der Hauptstromweg des Triac 412 ist mit den Ausgabeanschlußstiften 211 (Anschlußsymbole A, B) verbunden. Das Bezugszeichen 406 bezeichnet einen Stoßwellenabsorber.

Fig. 16 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem das Ausgabeelement 200 von Fig. 14 aus einem Transistor besteht. Bei diesem Ausgabeelement ist die Leuchtdiode eines photovoltaischen Kopplers 413 mit dem 5V-Stromversorgungsstift 212 (Anschlußsymbol D) und mit dem Ausgabesteuersignalstift 213 (Anschlußsymbol C) verbunden. Die Leuchtdiode des photovoltaischen Kopplers 413 ist mit dem Gate-Transistor 414 verbunden. Der Gate-Transistor 414 ist mit den Ausgabeanschlußstiften 211 (Anschlußsymbole A, B) verbunden. Das Bezugszeichen 407 bezeichnet einen Widerstand, 408 ist eine Diode und 409 sind Zehnerdioden.

Die Fig. 17 und 18 zeigen beispielhafte Schaltungskonstruktionen anderer programmierbarer Steuereinrichtungen, wobei I/O-Elemente der beschriebenen Art verwendet werden. Gleiche Bezugszeichen in den Fig. 17 und 18 bezeichnen übereinstimmende Komponenten der Fig. 11 und 12.

Die programmierbare Steuereinrichtung nach den Fig. 17 und 18 unterscheidet sich von der nach den Fig. 11 und 12 dahingehend, daß die jeweiligen Elementenfassungen 300 fünf Stifte haben: d. h. zwei I/O-Signalstifte 351, einen Stromversorgungsstift 331, einen Steuersignalstift 321 und einen Reservestift 341. Der Reservestift 341 wird nicht verwendet, wenn ein Eingabeelement an der Elementenfassung 300 angeschlossen ist, wird jedoch verwendet als ein Ausgabesteuersignalstift, wenn ein Ausgabeelement an der Elementenfassung 300 befestigt ist.

Wie oben beschrieben, ermöglichen diese Ausführungsformen sowohl das Eingabeelement als auch das Ausgabeelement, an einer Elementenfassung anzuschließen, wodurch die Notwendigkeit vermieden ist, die Informationseingabeeinheit und die Informationsausgabeeinheit gesondert zu konfigurieren, wie es im Stand der Technik erforderlich war. Dies vermindert den Raum, der für Informationssignal-I/O- Schaltungen benötigt wird, im Vergleich zum Stand der Technik. Das Verhältnis von Eingabeelementen und Ausgabeelementen, die den entsprechenden Elementenfassungen 30 zugeordnet sind, kann durch den Benutzer wahlfrei vorgegeben werden. Diese Möglichkeit bietet gesteigerte Flexibilität, da solche Zahlen von Eingabe- und Ausgabeelementen möglich werden, wie sie für eine spezielle gesteuerte Vorrichtung benötigt werden. Diese Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erlauben es dem Hersteller der programmierbaren Steuereinrichtung, sich von den Zwängen zu befreien, die durch die Spezifikation von I/O-Signalen durch eine gesteuerte Vorrichtung vorgegeben werden. Auf diese Weise wird eine programmierbare Allzweck-Steuereinrichtung geschaffen.

Die obigen Ausführungsformen können auch auf folgende Weise modifiziert werden. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen haben getrennte I/O-Register, die mit einer einzelnen Elementenfassung verbunden sind. Jedoch kann nur ein Register benutzt werden, solange ein solches Register sowohl als Eingabe- als auch als Ausgaberegister verwendbar ist. In diesem Falle wird ein Eingabebefehl (Zwischenspeicherung) und ein Ausgabebefehl (Informationssignalpuffer und -ausgabe) diesem Doppelzweck-Register durch die CPU in einem vorbestimmten Zyklus zugeführt. Darüber hinaus wird ein in einer Elementenfassung befestigtes Element durch den Lader über die CPU in denn oben beschriebenen Ausführungsformen ausgewählt. Diese Auswahl kann jedoch automatisch in folgender Weise erfolgen. Ein elektrischer Schalter ist an dem Eingabeelement und an dem Ausgabeelement vorgesehen, so daß ein Wählsignal zur Identifizierung der Art des befestigten Elements abgegeben wird. Das so erzeugte Wählsignal wird somit von der CPU automatisch identifiziert.

Wie zuvor beschrieben, teilen sich die Eingabe- und Ausgabeelemente jede Elementenfassung. Dies erlaubt es, den Raum zur Installation der I/O-Schaltungen zu vermindern, wodurch ein Beitrag zur Miniaturisierung der programmierbaren Steuereinrichtung geleistet wird. Außerdem kann das Informationssignal von einem Element in Übereinstimmung mit der Art des in der Elementenfassung befestigten Elements empfangen oder ausgesendet werden. Dies ermöglicht Fassungsanschlüsse dauerhaft anzuschließen, wodurch die Notwendigkeit zum Wechsel der Fassungsanschlüsse immer dann, wenn eine andere Elementenart angeschlossen wird, zu vermeiden.

Claims (15)

1. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung einer programmierbaren Steuereinrichtung, enthaltend:
ein Eingabeelement zum Umwandeln eines von einer gesteuerten Vorrichtung empfangenen Informationssignals von einer Sendesignalform in eine Steuersignalform;
ein Ausgabeelement zum Umwandeln eines an die gesteuerte Einrichtung zu sendenden Informationssignals von der Steuersignalform in die Sendesignalform; und
eine Elementenfassung, an der sowohl das Eingabeelement als auch das Ausgabeelement austauschbar befestigt werden können;
wobei das Eingabeelement und das Ausgabeelement in ihrer äußeren Gestalt im wesentlichen übereinstimmen und gleiche Verbindungsstiftanordnung aufweisen.

2. Programmierbare Steuereinrichtung, enthaltend:
Signaleingabe-/Ausgabe-Einrichtungen mit mehreren Elementenfassungen, die austauschbar sowohl an einem Eingabeelement als auch an einem Ausgabeelement befestigt sind, wobei das Eingabeelement ein Informationssignal, das von einer gesteuerten Vorrichtung empfangen wird, von einer Sendesignalform in eine Steuersignalform umwandelt;
das Ausgabeelement ein Informationssignal, das an die gesteuerte Einrichtung auszusenden ist, von der Steuersignalform in die Sendesignalform umwandelt, das Eingabeelement und das Ausgabeelement im wesentlichen in ihrer äußeren Gestalt übereinstimmen und identische Anschlußstiftanordnungen haben;
Einrichtungen zum Auswählen eines Elements, das an jeder der genannten Vielzahl von Elementenfassungen befestigt ist; und
eine Signalspeichereinrichtung zum Speichern eines Informationssignals in der Steuersignalform, das von einer Elementenfassung empfangen wird, an der das Eingabeelement befestigt worden ist, und zum Aussenden des gespeicherten Informationssignals in der Steuersignalform zu einer Elementenfassung, an der das Ausgabeelement angeschlossen worden ist, in Übereinstimmung mit einer Auswahl durch die Wähleinrichtung.

3. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Eingabeelement einen Photokoppler enthält.

4. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Eingabeelement einen Diodenbrückengleichrichter enthält und das Sendesignal ein Wechselstromsignal ist.

5. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Eingabeelement ein mechanisches Relais enthält.

6. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Eingabeelement ein Festkörperrelais enthält.

7. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Eingabeelement einen photovoltaischen Koppler enthält.

8. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Ausgabeelement einen Photokoppler enthält.

9. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Ausgabeelement einen Diodenbrückengleichrichter enthält und das Sendesignal ein Wechselstromsignal ist.

10. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Ausgabeelement ein mechanisches Relais enthält.

11. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Ausgabeelement ein Festkörperrelais enthält.

12. Eingabe-/Ausgabe-Signalwandlerschaltung nach Anspruch 1, bei der das Ausgabeelement einen photovoltaischen Koppler enthält.

13. Programmierbare Steuereinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Signaleingabe-/-ausgabeeinrichtung einen Eingabepuffer und einen Ausgabepuffer entsprechend jeder der Vielzahl der Elementenfassungen enthält und bei der die Wähleinrichtung den Eingabepuffer wählt, wenn das Eingabeelement austauschbar an einer entsprechenden der Vielzahl der Elementenfassungen befestigt ist, und den Ausgabepuffer wählt, wenn das Ausgabeelement austauschbar an einer entsprechenden der Vielzahl der Elementenfassungen befestigt ist.

14. Programmierbare Steuereinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Signaleingabe-/-ausgabeeinrichtung ein einzelnes Register enhält, das auf die Wähleinrichtung anspricht, um Informationssignale entgegenzunehmen und auszusenden.

15. Verfahren zum programmierbaren Steuern einer Vorrichtung mittels einer Steuereinrichtung, die mehrere Elementenfassungen enthält, wobei ein erster Satz der Vielzahl von Fassungen wenigstens ein Eingabeelement austauschbar hält und ein zweiter Satz der Vielzahl von Fassungen wenigstens ein Ausgabeelement austauschbar hält, umfassend die Schritte:
Auswählen des ersten Satzes von Fassungen als Eingabeelemente und des zweiten Satzes von Fassungen als Ausgabeelemente:
Empfangen eines Informationssignals, das eine Sendesignalform aufweist, von der gesteuerten Vorrichtung an dem genannten ersten Satz von Fassungen;
Umwandeln des Informationssignals in eine Steuersignalform;
Lesen des Informationssignals;
Speichern des umgewandelten Informationssignals in einen Speicher;
Erzeugen eines Sendesignals in Steuersignalform in Übereinstimmung mit dem umgewandelten Informationssignal;
Schreiben des Sendesignals zum zweiten Satz von Fassungen, die die Ausgabeelemente haben;
Umwandeln des Sendesignals in Sendesignalform;
Senden des Sendesignals zu der gesteuerten Vorrichtung.