DE4428917A1 - System für die Programmierung von Komponenten einer elektrischen Anlage - Google Patents

Description

Es ist bekannt für die Steuerung von Komponenten elektrischer Anlagen die logische Verbindung der einzelnen "Steuereinheiten" (Ausschalter, Wahlschalter, Umschalter, Schalteingänge, . . . ) mit den entsprechenden "Ausführeinheiten" (Relais, Kontrollampe, Zeitschalter, mittels Leiter zu verbinden; in diesem Fall müssen die effektiv herzustellenden Verbindungen vorgeplant werden und im Falle nachträglicher Änderungen, bzw. nachträglicher Erweiterungen, ist es erforderlich in dieses Verbindungssystem einzugreifen. Dieses System erfordert also eine detaillierte Planung, ein fein ausgearbeitetes Schaltschema, einen erheblichen Aufwand an Verkabelung und es ist nicht geeignet für komplexere Anlagen, es ist spesenaufwendig in der Ausführung und strukturell wenig ausbaufähig.

Weiteres ist bekannt den logischen Schaltablauf einer Anlage einem externen Programm zu übertragen, dies erfordert jedoch den Einsatz spezialisierter Fachkräfte sei es für dessen Erstellung als auch für jeglichen späteren Eingriff zwecks Änderungen oder Erweiterungen. Dieses System ist für kleinere Anlagen ungeeignet da jeglicher Eingriff spesenaufwendig ist.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe ein System für die Programmierung von elektrischen Komponenten einer Anlage zu schaffen welches, sei es für Anlagen bescheidenen Ausmaßes als auch für große und komplexe Anlagen, geeignet ist indem ein Arbeitsprogramm für die logische Durchführung der Funktionen angewandt wird, welches aber auf elementare Weise jederzeit von Arbeitskräften ohne Informatikkenntnissen abgeändert werden kann wodurch eine Senkung der Erstellungskosten der Anlage und eventueller späterer Eingriffe erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einsatz eines Basismoduls mit Mikroprozessor, Speichern, Buffer, Display, Signalgeber, Anschlußstellen für Module einer Schalttafel mit Steuereinheiten und Überwachungseinheiten, Module für die Verbindung verschiedener "Steuereinheiten" und/oder "Ausführeinheiten", ausgestattet ist und weiters eine Anschlußstelle für einen seriellen Ausgang (RS 232) aufweist welcher für Eingriffe ins Programm, für den Ausdruck eines Protokolls und für den Anschluß eines Rechners nutzbar ist.

Natürlich ist dieses Basismodul mit Stromversorgungseinheit, mit Notstromversorgungseinheit, mit Anschlüssen zwecks Speisung der angeschlossenen Module sowie mit Anschlußstellen zwecks Datenaustausch (BUS) zwischen dem Basismodul und den angeschlossenen Modulen, ausgestattet. Ein Microwahlschalter ermöglicht es das Basismodul für drei unterschiedliche Funktionen bereitzustellen: a) Abfragung des Programms, b) reguläre Funktion, c) Programmierung; es ist ein Programmierpunkt (touch point) für einen Programmierstift vorgesehen welcher ebenfalls mit dem Basismodul verbunden ist und in Verbindung mit der Betätigung einer Taste folgende Arbeitsgänge ermöglicht: a) das Anzeigen des Programmierfehlers und die entsprechende Modulbezeichnungsanzeige, b) Abstellen des Signalgebers, c) Löschung des letzten Programmierschrittes.

An das Basismodul sind erfindungsgemäß eine beliebige Anzahl von Modulen anschließbar (BUS) welche für den Anschluß der verschiedenen "Steuereinheiten" und/oder "Ausführeinheiten" der Anlage bestückt sind, jedes dieser Module weist einen Microprozessor, eine Anschlußstelle für den Programmierstift und eventuell eigene Komponenten wie z. B. Relais, Zeitschalter, auf; weiteres sind an diesen Modulen eine LED-Anzeige und Programmierpunkte (touch point) entsprechend den anschließbaren Komponente oder den bereits am Modul aufgebauten Komponenten, wie auch für die Wahl ob die LED-Anzeige blinken soll, ob der Programmierschritt gespeichert werden soll oder ob eine "Impuls"-Funktion erwünscht ist und zwar um mit einem Impuls den Eingang zu speichern und mit dem folgenden Impuls zu löschen, vorgesehen.

Die Module für die Schalttafel sind wesentlich mit Steuereinheiten und Kontrolleinheiten bestückt, erfindungsgemäß sind sie untereinander, wie auch die genannten Module für die Verbindung der verschiedenen Komponenten der Anlage in Reihe (BUS), verbunden und auch mit dem Basismodul mittels eigener Steckleiste verbunden (BUS). Die Schaltplatte dieser Module verfügt über einen Microprozessor für die Datenübertragung an das Basismodul weiteres ist auch an diesen Modulen ein Programmierpunkt (touch point) für jede montierte Steuereinheit und jede Ausführeinheit vorgesehen. Die Programmierung der Anlage, im Sinne der Zuordnung zwischen Steuereinheiten und Ausführeinheiten, erfolgt erfindungsgemäß auf einfache Weise indem ein erster Impuls durch das (momentane) Berühren des Programmierpunktes (touch point), welcher der Steuereinheit entspricht, durch den Programmierstift erzeugt wird und darauf, innerhalb einer bestimmten Zeit, ein Impuls am Programmierpunkt der entsprechenden zuzuordnenden Ausführeinheit durch den Programmierstift erzeugt wird. Natürlich kann die Ausführeinheit in der Folge auch die Rolle einer Steuereinheit, oder umgekehrt, übernehmen. Auf diese Weise wird auch eine Person welche keine Informatikkenntnisse besitzt in die Lage versetzt alle Verbindungen, sei es bei Erstellung der Anlage als auch in der Folge bei Änderungen oder Erweiterungen der Anlage, durchzuführen.

Die Erfindung sieht, im Falle von beachtenswerten Distanzen zwischen dem Basismodul und den verschiedenen mit diesem verbundenen Modulen, die Möglichkeit vor eine Programmiereinheit an jeglicher Verbindungsstelle (BUS), zwischen den Modulen oder zwischen diesen und dem Basismodul, einzusetzen. Diese Programmiereinheit verfügt, wie das Basismodul, über drei Funktionen welche über einen Microwahlschalter aktiviert werden können: a) normale Funktion der Anlage = Programmiereinheit ausgeschalten, b) Programmierung, c) Test oder Abfrage des Programms. Was die Programmierung mittels dieser Programmiereinheit betrifft wird in identischer Weise vorgegangen wie bereits für das Basismodul beschrieben, diese Einheit verfügt über einen Anschluß für den Programmierstift, über eine Anzeige für die Einheit welche im Begriff der Programmierung steht und über eine Anzeige welche die Nummer des Moduls anzeigt welches mit der Komponente verbunden wird. Eigene Tasten an dieser Programmiereinheit ermöglichen: die Umschaltung zwischen für die Schalttafel bestimmte Module und für die Verbindung von Komponenten bestimmte Module, die Umschaltung für den Ablauf der Anzeigen in beide Richtungen zwischen den Modulbezeichnungen und den Bezeichnungen der Programmierpunkte welche den damit verbundenen Komponenten entsprechen und die Umschaltung zwischen der Anzeige der Module und der Anzeige der Programmierpunkte. Weiteres verfügt diese Einheit über einen Signalgeber, über eine allgemeine LED-Anzeige, über getrennte LED-Anzeigen betreffend die einzelnen Funktionen, über einen Programmierpunkt zwecks Löschung des letzten Programmierschrittes, bzw. über einen zweiten Programmierpunkt zwecks Löschung des gesamten Programms.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines in der beigelegten Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles einer elektrischen Anlage, ohne Darstellung der einzelnen Komponenten dieser, welche mit den Modulen verbunden sind welche die Struktur bilden die zur erfindungsgemäßen Programmierung durch eine logische Sequenz von Impulsen erforderlich ist, näher erklärt. Diese Darstellung erfüllt rein erklärenden, nicht begrenzenden, Zweck.

Die Fig. 1 zeigt ein Funktions- und Verbindungsschema mit einem Basismodul, einigen Modulen für eine Schalttafel mit mehreren Steuerelementen und Überwachungselementen und mit zwei unterschiedlichen Modulen zwecks Anschluß verschiedener Komponenten einer elektrischen Anlage.

Die Fig. 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Programmiereinheit welche an jeglicher Verbindungsstelle (BUS) zwischen Basiseinheit und den Verbindungsmodulen oder zwischen diesen letzteren eingesetzt werden kann.

In einer Anlage welche aus einer Schalttafel mit einer Reihe von Modulen F ausgestattet ist welche mit verschiedenen Steuereinheiten und Ausführeinheiten bestückt sind und eine Anzahl von Verbindungsmodulen I, R für verschiedene Steuer- und Ausführelemente aufweist, ist ein Basismodul c eingesetzt welche die Datenübertragung sowie das Arbeitsprogramm und die Selbstdiagnose des Systems verwaltet. Die Verbindung zwischen den Modulen F erfolgt in Reihe, z. B. mittels Flachkabel A und mittels abgeschirmtem Kabel A1 zwischen diesen und dem Basismodul C, welche dafür eine Steckleiste 18 aufweist. Die Verbindung B (BUS) zwischen dem Basismodul C und den Verbindungsmodulen I, R für verschiedene elektrische Komponenten erfolgt in Reihe z. B. mittels Flachkabel oder traditionellem Kabel.

Sei es an den Modulen F als auch an den Modulen I und R ist für jede Steuereinheit und/oder Ausführeinheit ein entsprechender Programmierpunkt (touch point) samt zugeordneter Anzeige 22 zwecks leichterem Auffinden, vorgesehen. Was die Module F und bestimmte Verbindungsmodule R betrifft, sind an diesen bereits Komponenten 20, 21 (z. B. Relais) mit zugeordnetem Programmierpunkt Ba (touch point) vorgesehen, welche durch den Programmierstift 17, welcher über den Anschluß 7p verbunden ist, programmiert werden können. Jeder Impuls der durch Berührung mittels Programmierstift 17 eines Programmierpunktes 8a, welcher einem Steuerelement zugeordnet ist, und darauf durch Berührung eines Programmierpunktes, welcher einem Ausführelement zugeordnet ist, ausgelöst wird, bestimmt über den Mikroprozessor 24, welcher das spezifische Programm des Moduls enthält, die logische Zuordnung der zwei Einheiten. Das erfindungsgemäße System bedient sich außerdem der Programmierpunkte (touch point) 8, 8c um einige Funktionen, eventuell zusammen mit der Betätigung von Tasten oder Wahlschaltern, zu definieren.

Das Basismodul C verfügt über eine Reihe von Anschlüssen 1 zwecks Netzstromversorgung, zwecks Batterie-Stromversorgung 2 (Notstromversorgung), zwecks Stromversorgung D der Module I, R, F, zwecks Seriellverbindung (RS 232) über Steckleiste 19, zwecks Eingang externer Ausgangsbefehle 25, zwecks Funktionsanzeige (Programmierung/Test) 7a, zwecks Fehlbetriebanzeige eines Moduls 7b und zwecks externer Gesamtabschaltung durch Unterbrechung der Überbrückung 2a (zwei überbrückte Klemmen). Das Basismodul C weist überdies ein Netzteil 3 und eine Notstromversorgung 3a auf, der Microprozessor 5 mit den Speichern 4 stellt die Logik des Arbeitsprogrammes des Systems dar welches darauf ausgelegt ist Programmänderungen durch Eingabe von Impulsfolgen durchzuführen, welche durch momentanes Berühren der Programmpunkte (touch point) durch den Programmstift 17 entstehen und durch den Mikroprozessor 24 des entsprechenden Verbindungsmoduls I, R oder des Moduls für die Schalttafel F verarbeitet und übertragen werden. Am Display 6 wird die Bezeichnung der gerade programmierten Komponente angezeigt, bzw. durch Betätigung der Taste 13 wird die Art des Defektes und die entsprechende Modulbezeichnung angezeigt, diese Taste 13 dient außerdem zur Abschaltung des Tonzeichens und in Kombination mit dem Programmierpunkt zur Löschung des Programms. Die Taste 14 dient zur Wahl START/ON LINE (facultativ). Der Signalgeber 9 (buzzer) zeigt in unterschiedlicher Weise die Programmierung einer Steuereinheit, einer Ausführeinheit und einen Programmierfehler an, bzw. die abgelaufene Zeit für die Programmierung, an. Ein Microwahlschalter 11 macht das Basismodul für die Abfragung des Programms (Test), für den Ablauf des logischen Systems der Anlage oder für die Programmierung mittels Impulsfolge, welche an den Programmierpunkten 8a, 8b mittels Programmierstift erzeugt wird, empfänglich.

Die Eingangsmodule I, R, F können, je nach Bestückung (Relais, Zeitschalter, usw.) verschiedener Art sein, alle verfügen aber über einen spezifischen Mikroprozessor 24 zwecks Verarbeitung der Programmierungsimpulse und deren Übertragung an das Basismodul C, weiteres verfügen sie über eine Reihe von Kontaktstellen 7 für den Anschluß der Steuerelemente und/oder Ausführelemente und eventuell über Programmierpunkte 8b samt Relaisanzeige (Statusanzeige) 22 zwecks Programmierung jeglichen Ausführelements, im Falle von LED-Anzeige kann diese als Impuls-Funktion programmiert oder gespeichert werden (ein Impuls aktiviert den Eingang, der folgende Impuls anulliert ihn). Im Falle von im Modul integrierten Komponenten 20 sind diese mit dem entsprechenden Programmierpunkt 8a, mit eventueller LED-Anzeige 21 und mit der Bezeichnung der Komponente versehen. Vorteilhafterweise ist jeder Programmierpunkt mit Relaisanzeige 22 und jedes Modul C, I, R, F mit Bezeichnungsfeld 23 versehen, welche an der Programmieranzeige 6, bzw. an der Modulbezeichnungsanzeige 6a, angezeigt werden. Die Programmiereinheit P welche, wie bereits beschrieben, an jedem der Verbindungsstellen (BUS) A1, B des Systems eingesetzt werden kann, weist einen Mikrowahlschalter für folgende Funktionen auf: a) normale Arbeits-Funktion (Ausschluß der Programmiereinheit), b) Programmierung (die Einheit ist für die Programmierung mittels Impulse bereitgestellt), c) Test (Abfragung des Programms). Die Programmierung mittels dieser Einheit P erfolgt auf gleiche Weise wie bereits für das Basismodul C beschrieben, mit der Besonderheit, daß diese Einheit durch ihre Einsatzmöglichkeit in das System der Datenübertragung B, A1, in unmittelbarer Nähe der Module I, R, F, verfügbar ist. An dieser Einheit können, sei es die Steuereinheit als auch die Ausführeinheit, bestimmt werden; bei Bestimmung der Steuereinheit wird zuerst diese an der Programmiereinheit programmiert während bei Bestimmung der Ausführeinheit zuerst die Steuereinheit und darauf die Ausführeinheit an der Programmiereinheit P programmiert werden; natürlich ist auch die Programmierung beider Komponenten über die Programmiereinheit P möglich. Mittels Taste 15 wird zwischen Modul und Programmierpunkt 8a (am Display angezeigt) gewählt, mittels der Tasten 16 ist es möglich die Modulbezeichnungen und die Bezeichnungen der Programmierpunkte 8a in steigender oder in fallender Reihe ablaufen zu lassen (scroll) . Die Taste 16a ermöglicht die Umschaltung zwischen Module F und Eingangsmodule I, R während bei Berührung des Programmierpunktes 8c mittels Programmierstift 17 welcher an der Kontaktstelle 7p angeschlossen ist, die Programmierung ermöglicht wird. LED-Anzeigen 10 signalisieren durch entsprechende Anzeige den Komponententyp der programmiert worden ist (Relais, Wahlschalter, IN- oder OUT PUT), durch Berühren des Programmierpunktes 8 wird der letzte Programmierschritt gelöscht. Die Berührung des Programmierpunktes 8 im Zusammenhang mit Tasten (z. B. 15 + 16a) hat die vollständige Löschung des Programmes zur Folge. Erfindungsgemäß ist es auch möglich auf bekannte Art mittels Seriellanschluß 19 durch einen PC mit spezifischer Software die Programmierung der Anlage vorzunehmen.

Claims (5)

1. System für die Programmierung von Komponenten einer elektrischen Anlage ausgestattet mit Microprozessor zwecks logischer Steuerung dieser, dadurch gekennzeichnet, daß die in "Steuereinheiten" und "Ausführungseinheiten" unterschiedenen Komponenten einer Anlage durch die Folge zweier elektrischer Impulse innerhalb einer begrenzten Zeitspanne erfolgt, daß diese Impulse durch die momentane Schließung eines Stromkreises mittels "Programmierstift" (17) an entsprechenden "Programmierpunkten" (touch point) (8a) erzeugt werden und zwar zuerst für die "Steuereinheit" und in der Folge für die "Ausführeinheit" welche der ersten, oder umgekehrt, zuzuordnen ist und daß die Programmierung der Komponenten frei, ohne vorgegebene Ordnung oder Reihenfolge mit Ausnahme der Reihenfolge "Steuereinheit"-"Ausführeinheit" oder umgekehrt, erfolgen kann.

2. System für die Programmierung, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System aus einem Basismodul (C) mit Microprozessor (5), Speicher (4), Buffer, Netzanschlüssen (1, 2) mit Netzteil und Notstromversorgung (3a), Microwahlschalter (11) für die Funktionen "Programmierung", "Programmabfragung" und "Arbeitsablauf", mit Seriellverbindung (RS 232) (19), mit Steckleiste (18) und Anschlüssen für die Verbindung (A1, B) von Modulen (F) welche mit Steuer- und Überwachungskomponenten (für Schalttafel) bestückt sind und/oder für, eventuell mit Komponenten (20) und Klemmleisten (7) für Anschlüsse bestückte, Eingangsmodule (I, R) zwecks Anschluß verschiedener elektrischer Komponenten, besteht und daß das selbe Basismodul (C) mit optischen Anzeigen (6) der Relais und Bezeichnung (23, 22) der in Programmierung stehenden Komponenten und akustischer Anzeige (9) zwecks Anzeige und/oder Bestätigung der erfolgten Programmierschritte, bestückt ist.

3. System für die Programmierung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsmodule (I, R) welche für den Anschluß der elektrischen Komponenten der Anlage geeignet sind, in der Nähe der Anschlußstellen (7) und/oder der integrierten Komponenten (20) diesen zugeordnete "Programmierpunkte" (8a), zwecks deren Programmierung durch "Programmierstift" (17), aufweisen, daß für diesen Stift ein eigener Anschluß (7p) am Modul vorgesehen ist und daß an jedem dieser Module und auch an den Modulen (F) für Schalt- und Anzeigekomponenten welche keine Anschlußstellen aufweisen ein Microprozessor (24) zwecks Verarbeitung und Weiterleitung der Programmierimpulse vorgesehen ist.

4. System für die Programmierung gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den mit dem Basismodul (C) verbundenen (A1, B) Modulen (F, I, R) spezifische "Programmierpunkte" (8b) samt Relaisanzeige (22), zwecks Programmierung einer beliebig am Modul integrierten Steuereinheit, vorgesehen ist.

5. System für die Programmierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungen (A, B) der Module (F, I, R) oder zwischen den Verbindungen (A1, B) des Basismoduls (C) mit den übrigen Modulen, eine Programmiereinheit (P) einsetzbar ist welche mit einem Microwahlschalter (11) zwecks "Ausschaltung der Basiseinheit", "Programmierung", "Programmabfrage", mit Programmierstiftanschluß (7p), mit Buzzer (9), mit Anzeigen (6, 6a) zwecks Anzeige der Bezeichnung (23) der Module, bzw. der Bezeichnungen oder Nummern der Programmierpunkte oder der entsprechenden Anschlüsse (7) der angeschlossenen, bzw. integrierten Komponenten (20), und mit Tasten (15, 16, 16a) und oder Programmierpunkte (8c) zwecks Eingriffe ins Programm, bzw. betreffend die Anzeigevorrichtungen (6, 6a, 9), bestückt ist.