DE60009576T2

DE60009576T2 - Treiber-steuerungssystem für modulare förderbänder mit address-basiertem netzwerk

Info

Publication number: DE60009576T2
Application number: DE60009576T
Authority: DE
Inventors: Wayne Wielebski; P. John CASPERS; A. Gregory MAJCHER; P. Steven BLECH
Original assignee: Rockwell Technologies LLC
Current assignee: Teledyne Scientific and Imaging LLC
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2020-12-05
Also published as: US20020010527A1; WO2001084259A1; EP1277096A1; AU2001222539A1; DE60009576D1; US6522944B2; EP1277096B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet industrieller Steuerungen, und insbesondere Systeme und Verfahren zum Steuern einer modularen Fordereinrichtung.
Industrielle Steuerungen sind spezielle Computer, die zum Steuern industrieller Prozesse, von Fertigungsanlagen und anderer Fabrikautomationseinrichtungen, wie z. B. Fördersystemen verwendet werden. Anhand eines Steuerprogramms mißt die industrielle Steuerung eine oder mehrere Prozeßvariable oder Eingaben, welche den Status eines gesteuerten Fördersystems reflektieren, und verändert die Steuerung des Fördersystems betreffende Ausgaben. Die Eingaben und Ausgaben können binär (d. h., Ein oder Aus) oder auch analoge Eingaben und Ausgaben sein, welche einen zusammenhängenden Bereich von Werten annehmen. Das Steuerprogramm kann in einer Ablauffolge von Ausführungszyklen mit Stapel-Verarbeitungsfähigkeiten ausgeführt werden.
Die von einem Fördersystem empfangenen gemessenen Eingaben und die an das Fördersystem übertragenden Ausgaben durchlaufen im allgemeinen eines oder mehrere Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Module. Diese I/O-Module dienen als eine elektrische Schnittstelle zwischen der Steuerung und dem Fördersystem, und können in der Nähe oder entfernt von der Steuerung angeordnet sein. Die Eingaben und Ausgaben können in einer I/O-Tabelle im Prozessorspeicher aufgezeichnet werden. Eingabewerte können asynchron aus dem gesteuerten Fördersystem durch eines oder mehrere Eingabemodule eingelesen werden und Ausgabewerte werden direkt in die I/O-Tabelle durch den Prozessor für eine anschließende Übertragung an das Fördersystem durch eine spezialisierte Kommunikationsschaltung geschrieben. Ein Ausgabemodul kann eine direkte Schnittstelle zu einem Fördersystem bilden, indem eine Ausgabe aus einer I/O-Tabelle an eine Betätigungseinrichtung, wie z. B. einem Motor, Ventil, Magnetspule und dergleichen geliefert wird.
Während der Ausführung des Steuerprogramms können Werte der mit dem Fördersystem ausgetauschten Eingaben und Ausgaben die I/O-Tabelle durchlaufen. Die Werte von Eingaben in der I/O-Tabelle werden asynchron von dem gesteuerten Fördersystem durch eine spezielle Abtastschaltung aktualisiert. Diese Abtastschaltung kann mit Eingabemodulen über einen Bus auf einer Rückwandverdrahtungsplatine oder über Netzwerkkommunikation kommunizieren. Die Abtastschaltung schreibt auch asynchron Werte der Ausgaben in der I/O-Tabelle an das gesteuerte Fördersystem. Die Ausgabewerte aus der I/O-Tabelle werden dann an eines oder mehrere Ausgabemodule für eine Schnittstellenverbindung mit dem Fördersystem übertragen. Somit kann der Prozessor einfach auf die I/O-Tabelle zugreifen, statt direkt mit dem Fördersystem kommunizieren zu müssen.
Eine industrielle Steuerung kann an den speziellen Prozeß spezifisch angepaßt werden, indem Steuersoftware geschrieben wird, die in dem Speicher der Steuerung gespeichert werden kann und/oder indem die Hardwarekonfiguration der Steuerung zur Anpassung an die Steueraufgabe verändert wird. Die Konfiguration der Steuerungshardware wird erleichtert, indem die industrielle Steuerung in eine Anzahl von Steuermodulen unterteilt wird, wovon je eine unterschiedliche Funktion ausführt. Für die Steuerausgabe benötigte spezielle Steuermodule können dann auf einer gemeinsamen Rückwandverdrahtungsplatine innerhalb eines Gestelles miteinander verbunden werden. Die Steuermodule können Prozessoren, Energieversorgungs-, Netzwerkkommunikationsmodule, und Eingaben und Ausgaben direkt mit dem gesteuerten Fördersystem austauschende I/O-Module, welche enthalten. Daten können zwischen den Modulen unter Verwendung eines Rückwandverdrahtungsplatinen-Kommunikationsbusses ausgetauscht werden, welcher seriell oder parallel sein kann. Eine typische Hardwaremodifikation kann das Hinzufügen zusätzlicher I/O-Module beinhalten, um in der Lage zu sein, zusätzliche Geräte zu steuern.
Verschiedene Steuermodule der industriellen Steuerung können räumlich entlang einer gemeinsamen Kommunikationsverbindung in mehreren Gestellen verteilt sein. Bestimmte I/O-Module können somit in unmittelbarer Nähe zu einem Abschnitt des Steuergerätes und entfernt von dem Rest der Steuerung angeordnet sein. Daten werden mit diesen fernen Modulen über eine gemeinsame Kommunikationsverbindung oder ein Netzwerk ausgetauscht, wobei alle Module auf dem Netzwerk ein Standardkommunikationsprotokoll verwenden.
In einem typischen verteilten Steuersystem sind ein oder mehrere Ausgabemodule für eine Schnittstelle zu einem Prozeß vorgesehen. Die Ausgänge erhalten ihre Steuerungs- oder Ausgabewerte in der Form einer Nachricht von einer Master-Vorrichtung oder gleichrangigen Vorrichtung über ein Netzwerk oder eine Rückwandverdrahtungsplatine. Beispielsweise kann ein Ausgabemodul einen Ausgabewert aus einem Prozessor, wie z. B. aus einer programmierbaren Logiksteuerung (PLC) über ein Kommunikationsnetzwerk oder einen Rückwandverdrahtungsplatinen-Kommunikationsbus empfangen. Der gewünschte Ausgabewert wird im allgemeinen an das Ausgabemodul in einer Meldung, wie z. B. einer expliziten Meldung oder einer I/O-Meldung gesendet. Das eine derartige Meldung empfangende Ausgabemodul liefert eine entsprechende Ausgabe (analog oder digital) an den gesteuerten Prozeß.
Steuersysteme werden oft in Verbindung mit Fördersystemen zur Beförderung von Objekten entlang von Führungsschienen, einschließlich modularer Förderabschnitte oder "Strecken" verwendet. Fördersysteme zum Bewegen von Objekten zwischen Stationen in einer Fertigungsumgebung oder zur Sammlung oder Verteilung von Produkten in einem Warenhausbetrieb sind im Fachgebiet allgemein bekannt. Derartige Fördersysteme stellen nach oben offene Förderoberflächen, wie z. B. Rollen, bereit, welche zwischen führenden Seitenschienen angeordnet sind. Die Rollen werden von steuerbaren Motoren angetrieben, und auf deren Oberseite abgelegte Objekte entlang einer von den Schienen definierten Bahn zu bewegen.
Der Aufbau von Fördersystemen wird durch die Verwendung von "Förderstrecken" erleichtert, welche einen oder mehrere kurze Abschnitte von Rollen und Führungsschienen umfassen, welche miteinander verbunden werden, um das endgültige Fördersystem zu erzeugen. Die Förderoberfläche jeder Förderstrecke kann in eine oder mehrere Zonen unterteilt werden, wobei jeder ein Sensor zum Detektieren der Anwesenheit eines Objektes auf der Fördereinrichtung bei der Zone zugeordnet ist. Eine Steuerschaltung steht mit jeder Zone und jedem Sensor über eine Anzahl von Kabeln zur Steuerung der Zonen in Verbindung, um eine Anzahl standardisierter Aufgaben zu erfüllen.
Derartige Fördersysteme können für die Ausführung einer oder mehrerer Aufgaben oder Operationen angepaßt sein. Eine derartige Aufgabe ist die einer "Sammlung", in welcher eine Steuerschaltung für eine gegebene Zone ihre Rollen betätigt, wenn der Sensor in einer anstromseitigen Zone anzeigt, daß sich ein Objekt in dieser Zone befindet, und der Sensor einer "abstromseitigen" Zone anzeigt, daß sich kein Objekt in dieser abstromseitigen Zone befindet. Diese Logik veranlaßt die Förderzonen dazu, Objekte weiter zu bewegen, um alle Zonen mit Objekten zu füllen. In einem "Stoßfreigabe"-Betrieb betätigt jede Steuerschaltung in einer definierten Freigabezone ihre Rollen, wenn ihr Sensor anzeigt, daß ein Objekt vorhanden ist und daß kein Objekt in der abstromseitigen Zone von der definierten Freigabezone vorhanden ist. Diese Logik veranlaßt die Leerung eines vorbestimmten Abschnittes der Fördereinrichtung, typischerweise zu einem abstromseitigen Abschnitt. Ein dritter Betriebsmodus ist eine "Vereinzelungsfreigabe", in welcher ein einzelnes Objekt pro Zeitpunkt aus dem Fördersystem entnommen wird. Jede anstromseitige Steuerschaltung betätigt ihre Rollen, um ihre Objekte um eine Zone weiterzubewegen.
Um diese Aufgaben durchzuführen, kann eine Steuerschaltung für eine spezielle Förderstrecke in einer eingeschränkten Weise mit den Steuerschaltungen (oder wenigstens den Sensoren) von zugeordneten anstromseitigen und abstromseitigen Förderstrecken kommunizieren. Dieses kann durch eine Verkabelung zwischen Steuerkarten oder Sensoren der Förderstrecken typischerweise innerhalb einer von den Seitenschienen erfolgen. Das Fördersystem kann ohne Notwendigkeit einer zentralen Steuerung arbeiten, wie z. B. wenn ein oder mehrere I/O-Punkte für jede Zone vorgesehen sind, und somit die damit verbundene Verdrahtung reduzieren. Durch die Elimination der Notwendigkeit einer derartigen Verdrahtung können die Förderstrecken leicht aufgebaut oder rekonfiguriert werden. Trotzdem macht es das Fehlen einer zentralen Steuerung relativ schwierig, das Fördersystem zu rekonfigurieren, da es beispielsweise erforderlich ist, daß Einstellungen manuell auf jeder Steuerungskarte ausgeführt werden, wenn Verzögerungszeiten und Fördergeschwindigkeiten verändert werden. Ferner macht es das Fehlen einer zentralisierten Kommunikation zwischen den Komponenten des Fördersystems schwierig, Fördersystemprobleme, wie z. B. Motorausfall oder Materialstauungen zu detektieren und zu melden.
Einige herkömmliche Steuervorrichtungen und Systeme für derartige Fördersysteme liefern lediglich auf Meldungen aus einem Netzwerk ohne interne Logik basierende Ausgaben. Beispielsweise kann eine derartige Vorrichtung eine Ausgabe gemäß einem Ausgabewert bereitstellen, der in einer I/O-Meldung von einem Master (z. B. einer PLC) empfangen wird, und kann diesen Wert während des normalen Betriebs beibehalten, bis eine andere Meldung empfangen wird. In einigen von derartigen Vorrichtungen können bestimmte Bedingungen den Ausgabewert beeinflussen. Beispielsweise kann, wenn ein Modul einen Kommunikationsfehler detektiert, die Ausgabe auf einem bekannten Zustand gehen. Es gibt jedoch viele Quellen, die den Wert eines Ausgabepunktes beeinflussen können. Diese umfassen eine I/O-Meldung, eine explizite Meldung, lokale Logik, Fehler- oder Leer-Werte und/oder eine Erzwingungsmeldung. Bisher wurde die Quelle eines Ausgabewertes unter den Beschränkungen einer festgelegten Steuerungsarchitektur ermittelt. Somit hatte ein Benutzer nur eine eingeschränkte Fähigkeit Prioritäten für die Quelle eines Ausgabemodul-Ausgabewertes eines Fördersystems zu entscheiden. Zusätzlich gibt es viele Bedingungen oder Ereignisse in Verbindung mit Fördersystemen, für welche es erwünscht sein kann, einen anderen Ausgabewert an die Vorrichtung zu liefern. Bisher hatte ein Benutzer keine Möglichkeit oder nur eine eingeschränkte Fähigkeit, das Verhalten der Ausgabevorrichtung anstelle von regulären I/O-Meldungen zu definieren.
Zusätzlich stellen einige herkömmliche Fördersteuervorrichtungen einen Betriebsmodus bereit, in welchem ein Modul ein Steuerprogramm ausführt und einen Konfigurationsmodus, in welchem die Ausführung des Steuerprogramms unterbrochen wird. Da Fördereinrichtungssteuerungssysteme immer stärker aufgeteilt werden, kann das einem speziellen System zugeordnete Logik- oder Steuerprogramm auf einer großen Anzahl von Modulen oder Vorrichtungen ausgeführt werden. Auf diese Weise führen einzelne Prozessoren und Vorrichtungen ein Programm autonom von dem Rest der Systemkomponenten aus. Intelligente Vorrichtungen, wie z. B. I/O-Module, Meßgeber, Sensoren, Ventile und dergleichen können somit so programmiert sein, daß sie bestimmte logische oder andere Programme oder Operationen unabhängig von anderen derartigen Vorrichtungen ausführen.
Die Verteilung intelligenter Vorrichtung in einem vernetzen Fördereinrichtungssteuerungssystem hat viele Vorteile. Jedoch sind Systemtest und Fehlersuche in verteilten Systemen oft schwieriger. In einem System mit vielen autonomen intelligenten Vorrichtungen, wovon jede seine eigene Steuerlogik oder ihr eigenes Programm besitzt, können Probleme im Systemverhalten nicht leicht bis auf eine spezifische Vorrichtung zurückverfolgt werden. Sobald die Komponentenvorrichtungen in einem derartigen System in einen Ausführungs- oder Arbeitsmodus versetzt sind, laufen die diesen zugeordneten Logik- oder Steuerprogramme unabhängig und sind oft nicht synchronisiert. Selbst wenn bestimmte Fördersteuervorrichtungen in einem System auf bestimmte Ereignisse synchronisiert sind, ist die Ermittlung einer Quelle eines Systemsteuerungsproblems immer noch schwierig.
In vielen Fällen ist die Quelle eines Steuerungsproblems ein Fehler in der Programmierung eines speziellen Moduls. Beispielsweise kann die Logikfunktion in einem speziellen Modul die Funktion mehrerer Eingabewerte oder Zustände sein. Probleme in der Logikfunktion sind nur in einer oder einer kleinen Anzahl von Eingabekombinationen unterscheidbar. In weit verteilten Fördereinrichtungssteuerungssystemarchitekturen treten Systemereignisse asynchron, wie z. B. I/O-Wert-Zustandsänderungen, Meldungen usw. auf. Somit kann es, wenn ein Problem auftritt, schwierig sein, die Quelle des Fehlers zu ermitteln.
Dieses ist insbesondere in Situationen des Systemhochlaufs problematisch. Große Fördereinrichtungssteuerungssysteme werden typischerweise vor der Anwendung in einem realen Prozeß getestet, wobei Eingaben simuliert und Ausgaben unter einer Vielzahl von Eingabebedingungen getestet werden. Zusätzlich wird eine Steuersystemdiagnose in Feld benötigt, wenn Probleme im Systemverhalten erkannt werden, oder wenn Systemparameter verändert werden. Derzeitige Diagnosewerkzeuge sind typischerweise auf die Simulation von Eingaben und die Beobachtung von Ausgaben beschränkt. Herkömmliche Steuerungsvorrichtungen ermögliche keine leichte Fehlersuche in derartigen Steuersystemanwendungen für verteilte Fördereinrichtungen.
Das Schweizer Patent CH 678 715 A5 offenbart ein herkömmliches Fördersystem, das mehrere Fördereinheiten umfaßt. Jede Fördereinheit besitzt wenigstens ein Transportelement und wenigstens einen Detektor, um die Anwesenheit eines zu fördernden Objektes zu detektieren. Jeder Fördereinheit ist eine Steuereinheit mit einem Slave-Computer zugeordnet, welcher mit jedem gesteuerten Motor, jedem gesteuerten Schaltgerät und jedem einer speziellen Fördereinheit zugeordneten Detektor verbunden ist. Einige von den Slave-Computern sind miteinander über eine Busleitung verbunden und dafür programmiert, Steuerungselemente wenigstens teilweise auf der Basis von Information zu steuern, welche zwischen den vernetzten Computern ausgetauscht wird. Durch Un terteilen der Steuerungsfunktionen in mehrere wechselseitig vernetzte Fördereinheiten werden die Produktionskosten sowie die Empfindlichkeit gegenüber einem Systemausfall reduziert.
Nachstehendes stellt eine vereinfachte Zusammenfassung der Erfindung dar, um ein grundlegendes Verständnis einiger Aspekte der Erfindung bereitzustellen. Diese Zusammenfassung ist keine erschöpfende Übersicht über die Erfindung. Sie ist weder für die Identifikation von Schlüssel- oder kritischen Elementen der Erfindung, noch für eines Skizzierung des Schutzumfangs der Erfindung gedacht. Ihr alleiniger Zweck ist die Präsentation einiger Konzepte der Erfindung in vereinfachter Form als ein Vorspiel für die detailliertere Beschreibung, welche später präsentiert wird.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Fördereinrichtungs-Steuersystem bereit, welches mit anderen derartigen Systemen vernetzt werden kann, um eine Steuerstrategie für ein modulares Fördersystem zu implementieren. Ein Adreß-basierendes Netzwerk verbindet Steuerkomponenten innerhalb von Förderstrecken miteinander, was die Steuerung, Überwachung und Konfiguration der Komponenten innerhalb der Förderstrecken von einer zentralen Vorrichtung aus ermöglicht. Das Steuersystem gemäß der Erfindung kann ferner zum Durchführen einer Selbstkonfiguration angepaßt werden, wodurch individuelle Steuersysteme sich selbst bei Einschalten des Netzes konfigurieren können, um mit einem oder mehreren benachbarten oder verwandten Steuersystemen zu kommunizieren, um eine Steuerstrategie für das Fördersystem zu bewirken. Das Fördereinrichtungs-Steuersystem kann auch in nicht-modularen oder kontinuierlichen Fördersystemen gemäß der Erfindung verwendet werden.
Die Förderabschnitte können getrennte anstromseitige und abstromseitige Enden mit mechanischen Verbindern zum Verbinden mit abstromseitigen bzw. anstromseitigen Enden anderer Förderabschnitte umfassen. Die Förderabschnitte umfassen motorbetriebene Rollenanordnungen und zugeordnete Objektsensoren, welche Objekte auf dem Förderabschnitt erfassen. Ein Kommunikationsanschluß in dem individuellen Steuersystemen stellt eine Zwischenverbindung des Steuersystems mit dem Adreß-basierenden Netzwerk zum Senden von abgehenden adressierten Daten an andere Vorrichtungen auf dem Adreß-basierenden Netzwerk und zum Empfangen ankommender adressierter Daten von anderen Vorrichtungen bereit. Ferner können die Kommunikationsanschlüsse des Steuersystems beispielsweise das Senden und Empfangen von Rundsendemeldungen sowie individuell adressierter Meldungen, sicherstellen, wobei ein Steuersystem eine universelle Rundsendemeldung an alle Vorrichtungen in dem Netzwerk senden kann.
Das Steuersystem umfaßt ferner ein Logiksystem, welches mit dem Kommunikationsanschluß kommuniziert oder ein Teil davon ist, welches ein Signal von einem Objektsensor empfangen kann, und ein Steuersignal oder eine Ausgabe bereitstellen kann, die zum Steuern der Aktivierung einer motorbetriebenen Rollenanordnung auf der Basis eines Eingabesignals aus dem Objektsensor oder dem Kommunikationsanschluß angepaßt sind. Beispielsweise kann ein externes Objekt-Anwesenheitssignal in Verbindung mit wenigstens einem von den anderen Förderabschnitten oder einer anderen Komponente innerhalb eines Förderabschnittes von dem Kommunikationsanschluß aus dem Adreßbasierenden Netzwerk empfangen werden. Die Erfindung zieht ferner Steuersysteme mit einem Logiksystem in Betracht, in welchem das Steuersystem eine Sensorfunktionalität bereitstellt, wodurch die Anwesenheit eines Objektes erfaßt wird, und ein Signal oder eine Meldung an das Adreß-basierende Netzwerk geliefert wird. Demzufolge kann das Logiksystem ferner ein Objekt-Anwesenheitssignal als abgehende adressierte (z. B. oder Rundsende-) Daten durch den Kommunikationsanschluß unabhängig davon, ob ein Ausgabe- oder Steuersignal von dem Steuersystem geliefert wird, senden. Das Logiksystem kann ferner dafür angepaßt sein, eine situationsgerechte Konfiguration und Ausführungsfunktionen und Ausgabewertquellen-Auswahlfunktionen durchzuführen, um die vorstehend erwähnten Nachteile in herkömmlichen Fördereinrichtungssteuerungen zu reduzieren oder zu minimieren, und/oder kann eine Einzelschritt-gesteuerte oder getaktete Synchronisation unterstützen, um ein Hochfahren und die Diagnose von Fördersystemen zu erleichtern. Man wird erkennen, daß die getaktete Synchronisation oder der Einzelschritt-Betriebsmodus des Steuersystems zusätzlich zu Kommunikationsprotokollen angewendet werden kann, in welchen eine Master-Vorrichtung einen Takt oder eine Rundsendemeldung an mehrere von Slave-Vorrichtungen in einem Netzwerk sendet, auf welche die Slave-Vorrichtungen dann eine nach der anderen gemäß ihrem individuellen Netzwerkadresseneinstellungen antworten können, was manchmal als getaktete Kommunikation bezeichnet wird. Diesbezüglich finden die Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung Anwendungen in Verbindung mit zahlreichen Kommunikationsprotokollen, einschließlich Abfragekommunikationen, getakteter oder Rundsende kommunikation und anderen, und es dürfte sich verstehen, daß derartige Kommunikationsprotokolle in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen. Das Logiksystem kann ferner getrennte Programmattribute für von unterschiedlichen Lieferanten hergestellte unterschiedliche Antriebsrollenprodukte umfassen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Steuersystem für eine modulare Fördereinrichtung, wie z. B. eine Fördereinrichtung mit einer motorbetriebenen Rolle zum Bewegen von Objekten auf der modularen Fördereinrichtung und einem Objektsensor zum Erfassen von Objekten auf der modularen Fördereinrichtung bereitgestellt. Das Steuersystem umfaßt eine Antriebssteuerung, welche dafür angepaßt ist eine motorbetriebene Rolle in der modularen Fördereinrichtung zu steuern, einen Kommunikationsanschluß, der zum Verbinden des Steuersystems mit einem Adreß-basierenden Netzwerk angepaßt ist, um abgehende adressierte Daten an andere Vorrichtung in dem Adreß-basierenden Netzwerk zu senden und um ankommende adressierte Daten aus dem Adreßbasierenden Netzwerk zu empfangen. Das Steuersystem umfaßt ferner ein Logiksystem, das zum Empfangen eines Eingabesignals entweder von dem Objektsensor oder dem Kommunikationsanschluß oder beiden angepaßt ist, und zum Erzeugen eines Rollensteuersignals für die motorbetriebene Rolle gemäß dem Eingabesignal.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Logiksystem ein Ausgabemodul umfassen, welches eine Wertquellen-Auswahleinrichtung enthält, die zum Empfangen von Meldungen aus dem Adreß-basierenden Netzwerk angepaßt ist, und eine der Wertquellen-Auswahleinrichtung zugeordnete lokale Logikfunktion, um eine Bindung zu erzeugen und ein Signal dafür bereitzustellen. Die Logikfunktion kann ferner eine Ausgabe umfassen, welcher einen Ausgabewert von der Wertquellen-Auswahleinrichtung auf der Basis des Signals aus der lokalen Logikfunktion empfängt, und ein Ausgabesignal besitzt. Die Wertquellen-Auswahleinrichtung kann dafür angepaßt sein, selektiv I/O- und explizite Meldungen aus dem Adreß-basierenden Netzwerk auf der Basis der Bindung zu ignorieren und selektiv eine Leeraktion verwenden, und den Ausgabewert gemäß einem Leerwert setzen, wenn die lokale Logikfunktion deaktiviert ist. Zusätzlich kann die Wertquellen-Auswahleinrichtung selektiv eine Ausfallaktion auswählen und den Ausgabewert gemäß einem Ausfallwert auf der Basis eines Vorrangattributes setzen, und selektiv Leermeldungen gemäß dem Vorrangattribut ignorieren.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Logiksystem eine Ausgabe, welche ein Ausgabesignal gemäß einem Ausgabewert bereitstellt, einen Indikator, die dafür angepaßt ist, Meldungsinformation von dem Kommunikationsanschluß zu empfangen und Anzeigedaten bereitzustellen, und eine Logikeinheit umfassen, welche Meldungsinformation aus dem Kommunikationsanschluß und Indikatordaten auf der Indikator empfängt. Die Logikeinheit ist zum Durchführen einer logischen Funktion angepaßt, und um selektiv den Ausgabewert an die Ausgabe gemäß der Meldungsinformation oder der Logikinformation zu liefern.
Die Logikeinheit kann somit Indikatordaten bei der Ermittlung des Ausgabewertes berücksichtigen, was auch bei früheren Fördereinrichtungssteuerungen möglich war. Beispielsweise können die Indikatordaten einen I/O-Verbindungsfunktions-Indikator, ein Meldungsverbindungsfunktions-Indikator, einen I/O-Verbindungsfehler-Indikator, einen Betriebsereignis-Indikator, und einen Leerereignis-Indikator, einen Netzfehler-Indikator, einen I/O-Punktausfall-Indikator, einen Hardewareeingabe-Indikator, einen Hardwareausgabe-Indikator und I/O-Daten umfassen. Der Steuersystembus ermöglicht somit einem Benutzer sowohl die Status/Ereignis-Indikatoren, welche berücksichtigt werden, sowie die Entscheidungslogik, welche bei der Erzeugung eines Ausgabewertes an der Ausgabe der Vorrichtung verwendet wird, zu definieren. Die Logikeinheit kann beispielsweise einen Prozessor oder eine andere Logikvorrichtung umfassen, welche von einem Benutzer konfiguriert werden kann, um verschiedene Funktionen, wie z. B. Boolesche Operationen, Flip-flop, Zähler und/oder Zeitgeber durchzuführen.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Benutzer eines oder mehrere Fördereinrichtungs-Steuersysteme oder Vorrichtungen in einen Schrittmodus versetzen, wobei die Steuersysteme dafür angepaßt sind, eine spezifizierte Anzahl von Wiederholungen ihrer internen Logik- oder Steuerprogramme auszuführen, oder solche Programme für eine spezifizierte Zeitdauer auszuführen, und dann die Ausführung zu stoppen oder zu unterbrechen. Der Benutzer kann dann eine Systemdiagnose durchführen, indem er beispielsweise bestimmte Fördereinrichtungsabschnitt-Steuerungen abfragt, um Statusinformation, Ausgabe- und Eingabewerte und dergleichen zu erhalten. Das System kann dann weiter durchlaufen und der Prozeß wiederholt werden, um die Identifikation von Problemen der logischen Programmierung und/oder Hardware in einem System zu ermöglichen. Diesbezüglich kann das Logikprogramm dafür angepaßt sein, ein gespeichertes Programm auszuführen und eine Meldung von einer Master-Vorrichtung über einen Kommunikationsanschluß zu erhalten, wobei die Meldung einen Parameter umfaßt. Das Logiksystem ist ferner dafür angepaßt, wenigstens einen Teil des gespeicherten Programms gemäß dem Parameter auszuführen und anschließend die Ausführung des gespeicherten Programms gemäß diesem Parameter zu unterbrechen. Die Erfindung stellt dadurch deutlich verbesserte Diagnose- und Fehlersuchmöglichkeiten gegenüber herkömmlichen Fördereinrichtungs-Steuersystemen und Vorrichtungen bereit.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines modularen Fördersystems bereitgestellt. Das Verfahren kann beispielsweise in einem modularen Fördereinrichtungs-Steuersystem implementiert werden, das eine zum Steuern einer motorbetriebenen Rolle angepaßte Antriebssteuerung sowie einen Kommunikationsanschluß aufweist, der zum Verbinden des Steuersystem mit einem Adreßbasierenden Netzwerk angepaßt ist. Das Verfahren umfaßt das Bereitstellen eines Logiksystems in dem Steuersystem, das Empfangen eines Eingabesignals aus einem der modularen Fördereinrichtung zugeordneten Objektsensor, oder aus dem Kommunikationsanschluß, und das Liefern eines Rollensteuersignals an die die motorbetriebene Rolle gemäß dem Eingabesignal.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt das Logiksystem eine Ausgabevorrichtung, die dafür angepaßt ist eine Ausgabe gemäß einem Ausgabewert zu liefern, wobei das Verfahren ferner das Zuordnen der Ausgabevorrichtung zu einer Logikfunktion, welche den Ausgabewert gemäß der Logikinformation liefert, und das Ignorieren expliziter Meldungen aus dem Adreß-basierenden Netzwerk umfassen kann. Diesbezüglich kann das Verfahren ferner das Ignorieren von Wertmeldungen aus dem Adreß-basierenden Netzwerk, das selektive Ignorieren von Fehlermeldungen gemäß einem Vorrangattribut und das selektive Ignorieren von Leermeldungen gemäß dem Vorrangattribut umfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Logiksystem eine Ausgabevorrichtung mit einem Vorrichtungsstatus umfassen, wobei das Verfahren ferner das Zuordnen der Ausgabevorrichtung zu einer Logikfunktion in Kommunikation mit dem Adreß-basierenden Netzwerk und das Zuordnen der Logikfunktion zu einem Indikator umfaßt. Zusätzlich kann das Verfahren das Empfangen einer Statusmeldung aus dem Adreß-basierenden Netz, das Empfangen einer Wertmeldung aus dem Adreß-basierenden Netz, die Aktualisierung des Indikators gemäß der Statusmeldung und des Vorrichtungsstatus und das selektive Bereitstellen eines Ausgabewertes für die Ausgabevorrichtung von einer von der Logikfunktion und der Wertmeldung abhängig von der Logikfunktion umfassen.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Steuersystem zum Durchführen einer Selbstkonfiguration angepaßt sein. Somit kann ein Steuersystem eine Netzadresse aufweisen, welche dazu verwendet werden kann, Verknüpfungen oder Zuordnungen zu anderen betroffenen Steuersystemen in dem Fördersystem vorzukonfigurieren. Beispielsweise kann jedes Steuersystem automatisch Netzverknüpfungen konfigurieren, um Information zu senden und/oder aus benachbarten (d. h., anstromseitigen und abstromseitigen) oder betroffenen Steuersystemen zu empfangen, um eine oder mehrere spezielle Steuerstrategien in Verbindung mit dem Betrieb des Fördersystems zu implementieren.
Dieses Merkmal ermöglicht ein leichtes Hochfahren neuer Fördersysteme sowie die Rekonfiguration existierender Systeme, wobei eine manuelle Umprogrammierung individueller Steuersysteme minimiert oder reduziert wird. Beispielsweise kann das Steuersystem mit einer Adresse N bei Einschalten der Energieversorgung so konfiguriert werden, daß es eine Meldung aus einem System bei einer Adresse N – 1 empfängt, um die Anwesenheit (oder beispielsweise Fehlen) eines Objektes in einem anstromseitigen Förderabschnitt anzuzeigen. Ebenso kann das Steuersystem (z. B. bei der Adresse N) ferner automatisch konfiguriert werden, eine Meldung an einen abstromseitigen Förderabschnitt (z. B. bei der Adresse N + 1) zu senden, welcher die Anwesenheit eines Objektes in dem aktuellen Förderabschnitt anzeigt.
Zum Erreichen der vorstehenden und verwandten Ziele umfaßt die Erfindung dann die hierin nachstehend vollständig beschriebenen Merkmale. Die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschreiben im Detail bestimmte veranschaulichende Aspekte und Implementationen der Erfindung. Diese Implementationen sind jedoch nur Hinweise für einige wenige von den verschiedenen Möglichkeiten, in welchem die Prinzipien der Erfindung eingesetzt werden können. Weitere Aspekte, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, in Verbindung mit den Zeichnungen ersichtlich.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Mehrfachbank-Fördersystems, das aus einer Vielzahl modularer Förderstrecken besteht, wobei die Bänke zusammenhängende Netzwerkkabel aufweisen, die an einem Ende einer zentralen industriellen Steuerung angeschlossen sind;
2 eine Draufsicht auf eine exemplarische Förderstrecke von 1, welche deren Unterteilung in Zonen darstellt, wovon jede eine Vielzahl von Steuersystemen, Motoren und Sensoren gemäß der Erfindung aufweist, wobei die Steuersysteme mit einem gemeinsam genutzten Netzwerkkabelabschnitt mit Verbindern an anstromseitigen und abstromseitigen Enden miteinander verbunden sind;
3 ist eine Seitenaufrißansicht der exemplarischen Förderstrecke von 2;
4 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht des anstromseitigen Endes der Förderstrecke von 2 und 3, welche die Verbindung von gemeinsam genutzten Netzwerkkabelabschnitten zwischen verbundenen Fördereinrichtungsabschnitten zur Ausbildung eines zusammenhängenden gemeinsam genutzten Netzwerkkabels darstellt;
5 ist eine Seitenaufrißansicht eines exemplarischen Steuersystems gemäß einem Aspekt der Erfindung mit einem lösbaren Kommunikationsanschluß zum Aufnehmen eines gemeinsam genutzten Netzwerkkabelabschnittes und Bereitstellen einer Steuerlogik für eine zugeordnete Zone der Förderstrecke;
6 ist eine Figur ähnlich der von 3, welche ein alternatives Verdrahtungsverfahren unter Verwendung eines halb-kontinuierlichen Netzwerkkabels, das entlang den Schienen der Förderstrecken in Reihe geschaltet ("daisy chained") ist, verwendet;
7 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Steuersystems zum Steuern einer modularen Fördereinrichtung gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Flußdiagramm, welches schematisch ein Verfahren zum Auswählen eines Ausgabewertes aus einer Ausgabevorrichtung oder einem Modul darstellt, welches in einem Fördereinrichtungs-Steuersystem gemäß der Erfindung implementiert sein kann;
9 ist eine schematische Darstellung, welche Aspekte eines exemplarischen Logiksystems zum Auswählen eines Ausgabewertes für eine Ausgabevorrichtung oder ein Modul in einem Fördereinrichtungs-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 ist eine schematische Darstellung, welche ein Steuersystem darstellt, das das Verfahren und System zum Auswählen eines Ausgabewertes für eine Ausgabevorrichtung oder ein Modul gemäß der Erfindung enthält;
11 ist eine schematische Darstellung, welche eine Ausgabevorrichtung oder ein Modul darstellt, in welchem die Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung in einem modularen Fördersystem implementiert werden können;
12 ist eine schematische Darstellung, welche benutzerdefinierte Attribute gemäß der Erfindung darstellt;
13 ist ein Flußdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Erzeugen eines Ausgabewertes für eine Ausgabevorrichtung in einem Fördereinrichtungs-Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
14 ist eine schematische Darstellung, die eine exemplarische Ausgabevorrichtung für ein Fördereinrichtungs-Steuersystem gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zeigt;
15 ist eine schematische Darstellung, welche eine weitere exemplarische Ausgabevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
16 ist eine schematische Darstellung, welche eine exemplarische Konfiguration einer Fördereinrichtungs-Steuersystem-Ausgabevorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zeigt;
17 ist eine schematische Darstellung, welche eine weitere exemplarische Konfiguration einer Fördereinrichtungs-Steuersystem-Ausgabevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
18 ist eine schematische Darstellung, welche ein exemplarisches Steuersystem mit einer Ausgabevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt;
19 ist eine schematische Blockdarstellung, welche ein exemplarisches verteiltes Fördereinrichtungs-Steuersystem zeigt, in welchem verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung implementiert sein können;
20 ist eine Blockdarstellung, welche eine exemplarische Modusveränderungsmeldung gemäß der Erfindung zeigt;
21 ist eine Blockdarstellung, welche eine exemplarische Schrittbefehlsmeldung gemäß der Erfindung zeigt;
22 ist eine Blockdarstellung, welche eine weitere exemplarische Modusveränderungsmeldung gemäß der Erfindung zeigt;
23 ist ein Flußdiagramm, welches ein exemplarisches Verfahren zum Durchführen einer Funktion in einem Fördereinrichtungs-Steuersystem gemäß der Erfindung darstellt;
24 ist ein Flußdiagramm, welches weitere Aspekte des Verfahrens von 23 darstellt;
25 ist eine Blockdarstellung, welche eine exemplarische Schrittparametermeldung gemäß der Erfindung zeigt;
26 ist eine Blockdarstellung, welche eine weitere exemplarische Schrittbefehlsmeldung gemäß der Erfindung zeigt;
27 ist ein Flußdiagramm, welches ein weiteres exemplarisches Verfahren zum Durchführen einer Funktion in einem Fördereinrichtungs-Steuersystem gemäß der Erfindung darstellt;
28 ist ein Flußdiagramm, welches weitere Aspekte des Verfahrens von 27 darstellt;
29 ist ein Flußdiagramm, welches weitere Aspekte des Verfahrens von 27 und 28 darstellt.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um durchgängig gleiche Elemente zu bezeichnen. Um einen Kontext für die verschiedenen Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung zu schaffen, wird ein exemplarisches Fördersystem dargestellt und beschrieben. Gemäß 1 kann ein exemplarisches Fördersystem 10 aus einer Vielzahl von Förderstrecken 12 bestehen, welche jeweils nach oben freiliegende Rollen 14 zum Bewegen eines oder mehrere Objekte 16 entlang einer Fördereinrichtungsachse 18 aufweisen. Die Rollen 14 der Förderstrecken 12 können reversibel sein, und somit eine Bewegung des Objektes 16 in jeder Richtung entlang der Achse 18 in einer kontrollierten Weise ermöglichen. Trotzdem können ein beliebiges "anstromseitiges" Ende 20 und "abstromseitiges" Ende 22 für jeden Förderabschnitt definiert werden, welche eine Fließrichtung entlang der Achse 18 für die Prozesse der Akkumulation und Stoßfreigabe darstellen.
Die Förderstrecken 12 können in einer oder mehreren parallelen Bänken 24 angeordnet sein und können alternativ Förderstrecken 26 mit Abzweigverteilern 28 enthalten, welche eine gegabelten Pfad bereitstellen, welcher eine einzelne anstromseitige Bank 27 in mehrere abstromseitige Bänke 24 aufteilt. Die Verteiler-Förderstrecken 26 können eine (nicht dargestellte) bewegliche Wand enthalten, welche Pakete entweder nach links oder nach rechts drückt. Wie an dem anstromseitigen Ende 20 der Bänke 24 dargestellt, kann ein zusammenhängendes Netzwerkkabel 30 jede Bank 24 (z. B. anstromseitige Enden 20 der Bank 24 mit abstromseitigen Enden 22 einer nächsten Bank 24) mit einer zentralen programmierbaren Logiksteuerung (z. B. PLC) 34, welche ebenfalls im Fachgebiet bekannt ist, verbinden.
Das Netzwerkkabel 30 stellt eine Kommunikation von Daten in Paketen mit zugeordneten Adressen bereit, welche das Ziel und/oder die Quelle der Daten des Paketes angeben. Diese Adressierung ermöglicht es, daß der Leiter des Netzwerkkabels 30 gemeinsam von vielen Vorrichtungen genutzt wird, während die Daten trotzdem gerichtet oder anderweitig speziellen von diesen Vorrichtungen zugeordnet sein können. Diesbezüglich kann eine Zieladresse dem Paket zugeordnet sein, welche die Vorrichtung angibt, für welche die Daten gedacht sind. Alternativ oder in Kombination kann eine Quellenadresse dem Paket hinzugefügt sein und die Vorrichtung, für welche es gedacht ist, kann eine gespeicherte Tabelle der Adressen enthalten, von welchen sich derartige Pakete empfängt. Rundsendeprotokolle können ebenfalls auf dem Netzwerkkabel 30 implementiert sein. Der auf dem CAN-Steuerungsprotokoll basierende Device Net Standard kann für diesen Zweck geeignet sein, aber auch andere Netzwerkprotokolle können alternativ dazu oder in Kombination damit verwendet werden. Beispielsweise verwendet ein Netzwerkkabel 30 für den Device Net Standard vier Leiter, zwei zur Unterstützung der Datenkommunikation und zwei für die Zuführung von Energie.
Gemäß 2 und 3 unterteilt eine einzelne Förderstrecke 12 ihre Rollen 14 in mehrere Zonen 36. Somit kann beispielsweise eine Förderstrecke 12 mit einer Länge zwischen seinem anstromseitigen Ende 20 und seinem abstromseitigen Ende 22 von 3,05 m (10 feet) vier Zonen 36 mit 0,76 m (2,5 feet), jeweils mit mehreren Rollen 14 aufweisen. Jede Zone 36 kann eine oder motorbetriebene Rollenanordnung 38 enthalten, beispielsweise solche, welche einen Innenmotormechanismus eines im Fachgebiet bekannten Typs enthalten. Diese motorbetriebene Rollenanordnung 38 überträgt ihre Bewegung mittels Riemen 40 auf die anderen Rollen 14 der Zone 36. An einem abstromseitigen Ende jeder Zone ist ein Sensor 42 angeordnet, welcher einen (nicht dargestellten) Lichtstrahl aus einem (nicht dargestellten) Emitter empfangen kann, wobei der Lichtstrahl die Oberfläche der letzten Rolle 14 der Zone 36 an ihrem abstromseitigen Ende in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Förderachse 18 überquert. Ein Objekt (z. B. das Objekt 16), welches den Lichtstrahl unterbricht, signalisiert die Anwesenheit eines Objektes bei dieser Zone.
Für jede Zone 36 kommuniziert eine Steuerungskarte oder ein Steuersystem 48 mit dem Sensor 42 und mit der motorbetriebenen Rollenanordnung 38, um Steuerfunktionen, wie sie beschrieben werden, bereitzustellen. Jeder Steuersystem 48 kommuniziert auch in einer gemeinsamen Weise mit einem Kabelabschnitt 31. Der Kabelabschnitt 31 verläuft in einer Reihenschaltungsart, welche mit jedem von den Steuersystemen 48 der Förderstrecke 12, jedes mit den Rollen und Sensoren seiner entsprechenden Zonen 36 kommunizierende Steuersystem 48 verbindet. Die Verzweigungsförderstrecke 26 von 1 kann ein (nicht dargestelltes) Steuersystem 48 umfassen und somit leicht in den restlichen Betrieb des Fördersystems 10 integriert werden. Man wird deutlich erkennen, daß obwohl das exemplarische Steuersystem 48 hierin nachstehend unter Bezugnahme auf modulare Fördersysteme dargestellt und beschrieben wird, das Steuersystem 48 alternativ oder in Kombination in Verbindung mit anderen (z. B. nicht modularen oder zusammenhängenden) Fördersystemen gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Ferner stellt gemäß Bezugnahme auf 4 bis 6 eine Implementation des Steuersystems 48 Steuerleitungen 62 bereit, welche zu dem Sensor 42 führen, und Versorgungsleitungen 64, welche zu der motorbetriebenen Rollenanordnung 38 führen. Das Steuersystem 48 kann eine Pegelverschiebungs- und Energieversorgungsschaltung für die Unterstützung der motorbetriebenen Rollenanordnung 38 und den Sensor enthalten. Getrennte Versorgungsleitungen 65 liefern Energie, welche durch die Steuersysteme 48 geschaltet werden, direkt an die Motoren der motorbetriebenen Rollenanordnungen 38. Ein Verbinder 66 ist für die Aufnahme einer Netzkarte 68 vorgesehen, welche an dem Netzwerkkabel angeschlossen ist und das notwendige Protokoll für die Kommunikation auf dem Netzwerkkabel 30 bereitstellt. Weitere Aspekte des Steuersystems 48 werden hierin nachstehend detaillierter dargestellt und beschrieben. Das Steuersystem 48 kann von Seitenplatten 50 der Förderstrecken 12 gehalten werden, welche ferner zur Lagerung der Rollen 14 dienen können. Die Seitenplatten 50 stellen integrierte Kabelkanäle 52 bereit, in welche die Steuersysteme 48 eingefügt sein können, sowie der Kabelabschnitt 31. Der Kabelabschnitt 31 endet in Verbindern 54 an seinem anstromseitigen und abstromseitigen Ende angrenzend an den abstromseitigen und anstromseitigen Enden von einer der Seitenplatten 50.
Gemäß 4 enden die Seitenplatten 50 an ihrem anstromseitigen und abstromseitigen Enden 20 und 22 in einem mechanischen Verbinder 56, welcher im allgemeinen eine Platte senkrecht zu der Förderachse 18 ist, und zwei axiale Löcher 58 enthält. Der me chanische Verbinder 56 und dessen axialen Löcher 58 stimmen mit entsprechenden mechanischen Verbindern 56' und Löchern 58' einer benachbarten Förderstrecke 12' überein. Durch diese Löcher 58' und 58 hindurchgesteckte Befestigungselemente ermöglichen einen Zusammenbau der Förderstrecken 12 zu einem Fördersystem 10. Eine Aussparung 61 in dem mechanischen Verbinder 56 erlaubt den Durchtritt entweder eines Kabelabschnittes 31' in den Kabelkanal 52 oder des Kabelabschnittes 31 in den Kabelkanal 52', wo sie miteinander über elektrische Verbinder 54 angeschlossen sein können. Ein kleine zusätzliche Schleife ist in den Kabelabschnitten 31 und 31' vorgesehen, um diese Operation unter Beibehaltung eines vollständigen Verschlusses des aus den Kabelabschnitten (31) bestehenden Netzwerkkabels (30), innerhalb des Kabelkanals 52 oder 52' zu ermöglichen. Somit ist der Zusammenbau von Förderstrecken 12 zu einem Fördersystem 10 eine einfache Sache einer Verbindung mechanischer Verbinder 56' und elektrischer Verbinder 54 jede neuen Förderstrecke, sobald dieser hinzugefügt wird.
Gemäß 5 kann die Netzwerkkarte 68 einen Adressenschalter 70 zum Einstellen einer "Mediumzugriffsschicht"-Adresse des Steuersystems 48 umfassen, so daß auf dem Netzwerk 30 von unterschiedlichen Vorrichtungen (z. B. Kontrollsystemen 48 und/oder der zentralen Steuerung 34) gesendete Daten unterschieden werden können. Bevor, oder zu dem Zeitpunkt, an dem jeder Förderstrecke 12 dem Fördersystem 10 hinzugefügt wird, kann den Steuersystemen 48 eine eindeutige Adresse über die Schalter 70 gegeben werden. Alternativ oder in Kombination kann die Netzadresse des Steuersystems 48 mittels einer Meldungsübertragung aus dem Netzwerk 30 programmiert werden. Wenn der Adressenraum (z. B. die Gesamtanzahl eindeutiger von dem Netzwerk zugelassener Adressen) auf eine Anzahl kleiner als die Gesamtanzahl von Steuersystemen 48 beschränkt ist, kann eine Brücke 32 (z. B. 1) zwischen unterschiedlichen Gruppierungen von Förderstrecken 12 angeschlossen werden. Auf diese Weise kann eine Erweiterung der Adressen bereitgestellt werden, welche miteinander kommunizieren können, wie es nachstehend weiter beschrieben wird.
Während des Betriebs des exemplarischen Fördersystems 10 kann jedes Steuersystem 48 Daten aus der zentralen Steuerung 34 empfangen. Die Steuersysteme 48 können ferner Daten an die zentrale Steuerung 34 auf Anfrage aus der zentralen Steuerung 34 beispielsweise unter einem einfachen Anweisung/Ausführungs-Protokoll liefern. Die Netzwerkkarte 68 decodiert nur diejenigen Meldungen, die an sie adressiert sind anhand im Fachgebiet allgemein bekannter Prozeduren auf niedriger Ebene.
Alle für die Steuerung der Förderstrecken erforderlichen relevanten Daten können von der zentralen Steuerung 34 an die Steuersysteme 48, einschließlich beispielsweise der gewünschten Motordrehzahl und/oder Richtung für die motorbetriebene Rollenanordnung 38 und Verzögerungszeiten zwischen Betätigungen der motorbetriebenen Rolleneinrichtung 38 und Veränderungen des Zustands des Sensors 42 heruntergeladen werden. Befehle, wie z. B. für die Sammlung, Vereinzelungsfreigabe und Stoßfreigabe können von einer zentralen Stelle oder von lokalen Schaltern auf Steuerungen ausgegeben werden, die ebenfalls an dem Netzwerkkabel 30 angeschlossen sind. In gleicher Weise können Daten aus dem Steuersystem 48 an die zentrale Steuerung 34, einschließlich der Anzeigen eines Staus, des Status des Sensors 42, des Status der motorbetriebenen Rollenanordnung 38, der Temperatur der motorbetriebenen Rollenanordnung 38, der Stromaufnahme des Motors usw. weitergeleitet werden. Diese Information kann, wenn sie in die zentrale Steuerung 34 hochgeladen ist, eine zentralisierte Abbildung des Betriebs des Fördersystems 10 bereitstellen.
Zusätzlich kann die zentrale Steuerung 34 die Zwischenverbindung der Steuersysteme 48 mit benachbarten Zonen in ihren Förderstrecke 12 oder in anstromseitigen oder abstromseitigen Förderstrecken 12 verwalten, indem jedes Steuersystem 48 mit der Adresse anderer Steuersysteme 48 beliefert wird, welche ihren anstromseitigen und abstromseitigen Zonen zugeordnet sind, aus welcher oder an welche Sensordaten gesendet werden können. In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann sich das Steuersystem 48 automatisch selbst bei Einschalten der Energieversorgung konfigurieren, um die Information von einer oder mehreren anderen benachbarten oder anderweitig zugeordneten Steuersystemen 48 beispielsweise auf der Basis der Netzadresseneinstellung (z. B. des Adressenschalters 70) zu senden und zu empfangen. Die Bereitstellung des Adreß-basierenden Netzes 30 erleichtert diese Selbstkonfiguration und ermöglicht ferner die Elimination der speziellen Verdrahtung zwischen herkömmlichen Fördereinrichtungssteuerungen, welche bisher zur Implementation einer gemeinsamen Informationsnutzung zwischen Förderabschnitten oder Zonen erforderlich war. Ferner kann die Rekonfiguration des Fördersystems 10 leicht von einer zentralen Stelle aus durchgeführt werden.
Die für das Steuersystem 48 erforderliche logische Schaltung zum Durchführen der verschiedenen Operationen, wie z. B. Sammlung, Stoßfreigabe und Vereinzelungsfreigabe, kann eine einzige integrierte Schaltung 72 in der Netzkarte 68 enthalten, wobei die integrierte Schaltung 72 ebenfalls das Kommunikationsprotokoll mit dem Netzwerkkabel 30 bereitstellt. So wie hierin verwendet, sollte die logische Schaltung so betrachtet werden, daß sie logische Funktionen implementierende diskrete logische Vorrichtungen, programmierbare Gatteranordnungen und dergleichen und Schaltungen, wie z. B. Mikroprozessoren und ein gesteuertes Programm ausführende Mikrokontroller umfaßt. Diesbezüglich kann die integrierte Schaltung 72 Protokolle auf niedriger Ebene einschließlich Zeitgabe, Zuteilung für das gemeinsame Netzwerkkabel und Detektion von Netzfehlern und dergleichen handhaben. Wie es hierin nachstehend detaillierter beschrieben wird, kann das Steuersystem 48 eine einzige integrierte gedruckte Leiterplattenbaugruppe mit einer oder mehreren Logik-, I/O-Kommunikations- und Energieschnittstellenschaltungen enthalten.
In dem die integrierte Schaltung 72 sowohl mit Kommunikationsprotokoll- als auch den Steuerlogikfähigkeiten versehen wird, kann das Steuersystem 48 extrem einfach ein, indem es nur grundlegende Motor- und Sensorsteueraktivitäten bereitstellt, während die Logik dieser Operationen in der integrierten Schaltung 72 unterstützt wird. Ein nicht flüchtiger Speicher innerhalb der integrierten Schaltung 72 erlaubt eine Rekonfiguration der Logik durch Befehle aus der zentralen Steuerung 34, was sogar eine noch größere Konfigurationsflexibilität bereitstellt. Nach einer Konfiguration durch die zentrale Steuerung 34 findet ein Großteil der Kommunikation auf dem Netzwerkkabel 30 gleichrangig zwischen den Steuersystemen 48 statt. Der Inhalt dieser Kommunikation kann ähnlich dem nach dem Stand der Technik sein, wobei jedoch anzumerken ist, daß die Daten über das gemeinsam genutzte Netzwerkkabel 30 übertragen werden, und dadurch der Verdrahtungsaufwand in den Kabelkanälen 52 reduziert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die zentrale Steuerung 34 nach der Konfiguration eliminiert oder entfernt werden, und das System kann ohne die zentrale Steuerung 34 in einem Gleichberechtigungsmodus arbeiten. Alternativ kann eine einfache Schnittstellenvorrichtung anstelle der zentralen Steuerung 34 angeschlossen werden, um eine Anzeige des Betriebs des Systems bereitzustellen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt eine Selbstkonfiguration der Steuersysteme 48 auf der Basis einer Netzwerkadresse (z. B. eingestellt durch den Adressenschalter 70 oder über Programmierungsbefehle) bereit. Beispielsweise kann ein erstes Steuersystem 48 mit einer Netzadresse N dafür angepaßt sein, sich automatisch selbst zu konfigurieren, um eine Meldung aus einem anderen Steuersystem 48 mit der Adresse N – 1 zu empfangen, welches anstromseitig von dem ersten Steuersystem 48 angeordnet sein kann. Diesbezüglich können die Steuersysteme 48 miteinander in gleichberechtigter Weise kommunizieren, um Daten auszutauschen, um beispielsweise eine Fördersteuerstrategie, wie z. B. eine Vereinzelung, Sammlung, und dergleichen zu implementieren. Zusätzlich kann das erste Steuersystem 48 Daten dafür angepaßt sein, sich selbst bei Einschalten der Energieversorgung zu konfigurieren und eine Datenmeldung an ein drittes Steuersystem 48 bei einer Netzwerkadresse N + 1 zu senden, um beispielsweise den Status der Förderzone in Verbindung mit dem ersten Steuersystem 48 anzuzeigen (z. B. das vorhandene Objekt, Photoschalter auf Ein, usw.). Trotzdem ist eine derartige gleichberechtigte Kommunikation nicht erforderlich, und es ist möglich, die vorliegende Erfindung in einem Modus zu betreiben, in welchem alle Sensorsignale an die zentrale Steuerung 34 weitergeleitet werden und Befehle an die individuellen Steuersysteme 48 zurückgeleitet werden und keine Logik in den Steuersystemen 48 vorhanden oder programmiert sein muß.
Gemäß nochmaligem Bezug auf 1 können mehrere Netzwerkkabel 30 mittels einer Brücke 32, welche einer Anzahl unterschiedlicher Funktionen dient, verbunden werden. Die erste Funktion der Brücke 32 ist die einer Zuweisung redundanter Adreßräume für unterschiedliche Adressen, so daß eingeschränkte Adreßraumprotokolle, wie z. B. CAN beliebig erweitert werden können. Somit kann, wenn die Adressen 1 bis 128 in jeder Bank 24 verwendet werden, die Brücke 32 eine Bankadresse mit diesen Adressen verketten und dadurch diese unterscheiden. Die Brücke 32 erlaubt auch eine Zwischenverbindung von Netzwerkkabeln 30 in Situationen, in welchen eine Reihenschaltung schwierig ist, beispielsweise zwischen Bänken 24 oder Verzweigungen in dem Falle der Verzweigungsförderstrecken 26, welche eine Verzeigungstopologie erzeugen.
Gemäß 5 können nach einem weiteren Aspekt der Erfindung die Steuersysteme 48 mit Schneidklemmtyp-Verbindern 74 ausgestattet sein, um so eine Verbindung des Steuersystems 48 mit einem halb-kontinuierlichen Bandkabel 76 zu ermöglichen. Nach der mechanischen Verbindung der Förderanlagenstrecken 12 zu Bänken, kann die gesamte Datenverbindung der Förderanlagenstrecken 12 durch Abwickeln eines Bandkabels entlang der Kabelkanäle 52 und Festklemmen dieses entlang seiner Länge unter den Schneidklemmverbindungen 74 erledigt werden. Eine Energieversorgungsverdrahtung mit größerem Querschnitt kann anschließend durchgeführt werden und der Verbindungsprozeß ist damit abgeschlossen.
In 7 ist nun ein exemplarisches Steuersystem 48 für die Steuerung einer modularen Fördereinrichtung (z. B. der Förderstrecken 12) mit einer motorbetriebenen Rolle 38 zur Bewegung von Objekten (z. B. des Objekts 16) auf der modularen Fördereinrichtung und ein Objektsensor 42 zum Erfassen von Objekten 16 auf der modularen Fördereinrichtung 12 dargestellt. Das Steuersystem 48 umfaßt eine Antriebssteuerung 80, welche für die Steuerung einer motorbetriebenen Rolle 38 in der modularen Fördereinrichtung 12 angepaßt ist, und einen Kommunikationsanschluß 82, der dafür angepaßt ist, das Steuersystem 48 mit einem Adreß-basierenden Netzwerk 30 zu verbinden. Der Kommunikationsanschluß 82 ermöglicht ferner das Senden (nicht dargestellter) abgehender adressierter Daten an andere Vorrichtungen in dem Netzwerk 30 und das Empfangen ankommender adressierter Daten aus dem Netzwerk 30.
Das Steuersystem 48 umfaßt ferner ein Logiksystem 84, das dafür angepaßt ist, ein Eingabesignal aus einem von dem Objektsensoren 52 über eine oder mehrere Eingänge 86 und dem Kommunikationsanschluß 82 zu empfangen. Das Logiksystem 84 liefert auch ein dem Eingabesignal entsprechendes Rollensteuersignal an die motorbetriebene Rolle 38 über die Antriebssteuerung 80. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Steuersystem 48 ferner einen oder mehrere Ausgänge 88 umfassen, und das Logiksystem 84 kann ein (nicht dargestelltes) Ausgabemodul enthalten.
Wie es hierin nachstehend detaillierter dargestellt und beschrieben wird, kann das Ausgabemodul eine Quellenwert-Auswahleinrichtung umfassen, welche dafür angepaßt ist, Meldung aus dem Adreß-basierenden Netzwerk 30 zu empfangen, und eine lokale Logikfunktion, welche der Wertquellen-Auswahlvorrichtung zugeordnet ist, um eine Bindung zu erzeugen, und daran ein Signal zu liefern. Einer oder mehrere Ausgänge 88 können einen Ausgabewert von der Wertquellen-Auswahleinrichtung auf der Basis des Signals aus der lokalen Logikfunktion empfangen, um ein Ausgabesignal zu liefern. Die Wertquellen-Auswahleinrichtung ist dafür angepaßt, selektiv I/O- und explizite Meldungen aus dem Adreß-basierenden Netzwerk 30 auf der Basis der Bindung zu ignorieren, und selektiv eine Leeraktion anzuwenden, und den Ausgabewert gemäß einem Leerwert zu setzen, wenn die lokale Logikfunktion deaktiviert ist. Derartige explizite Meldungen können beispielsweise Konfigurationsinformation, übertragene Daten, Meldungen an I/O-Anschlüsse, Komponentenausfall- oder Statusinformation und Anforderungen für solche und dergleichen umfassen, obwohl man deutlich erkennen wird, daß die Erfindung auf keine spezifische Form einer derartigen expliziten Meldung beschränkt ist. Zusätzlich kann die Wertquellen-Auswahleinrichtung selektiv eine Ausfallaktion anwenden und den Ausgabewert gemäß einem Ausfallwert auf der Basis eines Vorrangattributes setzen, und selektiv Leermeldungen gemäß dem Vorrangattribut ignorieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Logiksystem 84 ferner einen (nicht dargestellten) Indikator umfassen, der dafür angepaßt ist, Meldungsinformation aus dem Kommunikationsanschluß 82 zu empfangen und Indikatordaten bereitzustellen, sowie eine Meldungsinformation aus dem Kommunikationsanschluß 82 empfangende Logikeinheit, die Indikatordaten aus dem Indikator empfängt, und eine Logikfunktion durchführt. Die Logikeinheit kann dafür angepaßt sein, selektiv einen Ausgabewert an einen oder mehrere Ausgänge 88 gemäß einer von der Meldungsinformation und der Logikinformation zu liefern.
Wie es hierin nachstehend ferner detaillierter dargestellt und beschrieben wird, kann das Logiksystem 84 ferner dafür angepaßt sein, ein gespeichertes Programm auszuführen, und eine Meldung aus einer Master-Vorrichtung über den Kommunikationsanschluß 82 zu empfangen, wobei die Meldung einen (nicht dargestellten) Parameter enthält. Das Logiksystem 84 ist ferner dafür angepaßt, wenigstens einen Anteil des gespeicherten Programms gemäß dem Parameter auszuführen und anschließend die Ausführung des gespeicherten Programms gemäß dem Parameter zu unterbrechen.
Viele Varianten des exemplarischen Steuersystems 48 können gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert werden. Beispielsweise kann das Steuersystem 48, muß aber nicht, das Logiksystem 84, Eingänge 86 und Ausgänge 88 umfassen, wodurch das System 48 eine Start/Stop- und Geschwindigkeitssteuerung der motorbetriebenen Rolle 38 unter Verwendung der Antriebssteuerung 80 gemäß der Meldung aus dem Netzwerk 30 über den Kommunikationsanschluß 82 bereitstellt. In einer weiteren Variante kann das Steuersystem 48 das Logiksystem 84, Eingänge 86 und Ausgänge 88 umfassen, wodurch das System 48 eine Start/Stop- und Geschwindigkeitssteuerung der motorbetriebenen Rolle 38 unter Verwendung der Antriebssteuerung 80 gemäß der Meldung aus dem Netzwerk 30 oder gemäß einer programmierbaren Logik in dem Logiksystem 84 bereitstellt. Die Eingänge und Ausgänge 86 bzw. 88 können somit dafür verwendet werden Steuerungs- und/oder Verriegelungsfunktionen zusätzlich zur Steuerung der Rolle 38 und zum Lesen der Objektsensoren 42 verwendet werden.
In einer weiteren möglichen Variante kann die Antriebssteuerung 80 verschiedene Formen einer Motorsteuerungsschnittstelle umfassen, einschließlich einem oder mehreren Schaltschützen, Sanftstarteinrichtungen und Antriebe mit variabler Frequenz. Diese Variante kann oder kann auch nicht Eingänge 86 und Ausgänge 88 beinhalten, und kann die Antriebssteuerung gemäß dem Logiksystem 84 oder gemäß der Meldung aus dem Netzwerk 30 betreiben. Die Erfindung kann somit eine beliebige Anzahl von Kombinationen von lokaler Logik, Kommunikationen, Eingängen, Ausgängen und Antriebssteuerungen umfassen, wodurch das Steuersystem 48 vorteilhaft in einer beliebigen Anzahl von Fördereinrichtungs-Steueranwendungen angewendet werden kann. Diesbezüglich wird man deutlich erkennen, daß alle derartigen Varianten des Steuersystems 48, einschließlich der nicht spezifisch dargestellten und hierin beschrieben, als in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallend betrachtet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Steuersystem 48 dafür angepaßt sein, vorteilhaft eine Ausgabewertquelle für eine Ausgabevorrichtung oder ein Modul (z. B. die Ausgänge 88) auszuwählen. Dieser Aspekt der Erfindung vermeidet die Probleme in Verbindung mit den herkömmlichen Ausgabevorrichtungen, indem es einem Benutzer ermöglicht wird, eines oder mehrere Attribute in Verbindung mit der Ausgabevorrichtung (wie z. B. der Antriebssteuerung 80 und/oder den Ausgängen 88) zu definieren, so wie eine Bindung an eine lokale Logik (wie z. B. innerhalb des Logiksystems 84) zu definieren. Somit kann ein Benutzer die Ausgabewertquelle festlegen oder auswählen, welche von der Ausgabevorrichtung unter einer Vielfalt von Systembedingungen, abhängig von der Konfiguration der Ausgabevorrichtung oder des Moduls, des aktuellen Zustands des Moduls, und dem Zustand des Netzwerks verwendet wird.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen stellt 8 ein Verfahren 101 zum Auswählen eines Ausgabewertes für eine (nicht dargestellte) Ausgabevorrichtung oder ein Modul gemäß der Erfindung dar. Das Verfahren kann beispielsweise in dem Steuersystem 48 von 7 verwendet werden, um einen Ausgabewert für eine oder beide von der Antriebssteuerung 80 oder den Ausgängen 88 auszuwählen. Diesbezüglich kann das Verfahren 102 in dem Logiksystem 84 des Steuersystems 48 implementiert werden. Wie es nachstehend detaillierter diskutiert wird, kann ein Benutzer eine Zuordnung (z. B. eine Bindung) zwischen der Ausgabevorrichtung und einer (nicht dargestellten) Logikfunktion definieren, welche beispielsweise eine lokale Logik umfassen kann. Mit einer derartig definierten Zuordnung beginnt die Ausgabewertaktualisierung bei dem Schritt 104, wonach die Anwesenheit einer expliziten Meldung bei dem Schritt 106 ermittelt wird. Explizite Meldungen können eine Anforderung, den Ausgabewert des Moduls oder der Vorrichtung zu verändern, beispielsweise eine Konfigurationsanforderungsmeldung sein.
Wenn eine explizite Meldung empfangen worden ist, wird die Meldung bei dem Schritt 108 ignoriert (der Wert in der expliziten Meldung wird z. B. nicht dazu verwendet, den Vorrichtungsausgabewert zu setzen), und eine Objektzustandskonflikt-Fehlermeldung wird bei dem Schritt 110 als Antwort auf die explizite Meldung zurückgegeben. Da der Empfang von nachstehend diskutierten expliziten Meldungen sowie von I/O-Meldungen im allgemeinen asynchron zu der Aktualisierung des Ausgabewertes ist, werden die Schritte 106, 108 und 110, und die Verarbeitung der I/O-Meldungen bei den Schritten 112 und 114 ausgeführt, ohne den Schritt 138, Setze den Ausgabewert, durchzuführen. Somit erlaubt, wenn eine Ausgabe einer Logikfunktion zugeordnet worden ist (damit verbunden wurde), dieses Diensten von expliziten Meldungen nicht mehr das Verändern ihres Wertes. Statt dessen gibt sie einen Fehler zurück, welcher einen "Objektzustandskonflikt" anzeigt.
Der Entscheidungsschritt 112 ermittelt, ob irgendwelche I/O-Meldungen empfangen worden sind. Falls ja, werden diese bei dem Schritt 114 ignoriert, da die Ausgabevorrichtung einer Logikfunktion zugeordnet ist. Als ein Beispiel kann eine I/O-Meldung von einer PLC oder einer anderen Vorrichtung gesendet werden, welche ein Kettenlogikprogramm abarbeitet, um eine Ausgabevorrichtung gemäß der Kettenlogik zu aktualisieren. Wenn eine Ausgabevorrichtung gebunden ist, verwendet sie nicht mehr die verbrauch ten Daten aus einer I/O-Verbindung (z. B. mit einer PLC) um ihren Wert zu aktualisieren. Statt dessen wird die Quelle der Information, an die sie gebunden ist, verwendet.
Während einer normalen Aktualisierung des Vorrichtungsausgabewertes wird die Anwesenheit von Ausfällen bei dem Schritt 116 ermittelt. Wenn eine Ausgabe gebunden ist und ein "Empfange Ausfall"-Ereignis auftritt, oder eine Zeit verbrauchende I/O-Verbindung abläuft, kann die Ausgabevorrichtung Ausfallaktions- und Ausfallwerteinstellung auf der Basis eines (nicht dargestellten) Vorrangattributes bei dem Schritt 118 übergehen. Wenn das Vorrangattribut gesetzt ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 120 über. Falls nicht, wird der Ausgabewert gemäß einem Ausfallwert bei dem Schritt 122 gesetzt. In diesem Falle kann die Vorrichtung auch eine Ausfallaktion durchführen, welche das Übergehen zu einem bekannten Ausgabewert (z. B. dem Ausfallwert) oder das Festhalten des letzen Wertes usw. umfassen kann. Das Vorrangattribut, die Ausfallaktion und der Ausfallwert können durch einen Benutzer mittels eines Netzwerk-Einstellungswerkzeuges definiert werden, wie es nachstehend detaillierter beschrieben wird.
Wenn keine Fehler vorliegen, oder wenn das Vorrangattribut gesetzt ist, ermittelt der Schritt 120, ob eine Erzwingungsmeldung empfangen worden ist. Eine Erzwingungsmeldung kann von einem Master in einem Netzwerk erzeugt worden ist, welcher einen Ausgabemodul mitteilt, eine Ausgabe, unabhängig von dem aus dem PLC-Logikprogramm oder aus der zugeordneten lokalen Logik erhaltenen I/O-Zustand in einen spezifizierten Zustand zu zwingen. In einigen herkömmlichen Systemen wird dieses durch eine PLC erreicht, welche eine Erzwingungsmeldung aus dem Netzwerk empfängt und ihre eigene interne Logik ignoriert und statt dessen I/O-Meldungen an ein Ausgabemodul auf der Basis des in der Erzwingungsmeldung spezifizierten Zustandes sendet. Somit wird die Ausgabe auf dem in der Erzwingungsmeldung spezifizierten Zustand gesetzt, bis das Modul (oder die PLC) eine andere Meldung aus dem Master empfängt.
Wenn eine derartige Erzwingungsmeldung empfangen worden ist, ermittelt der Schritt 124 welches Ausgabeerzwingungsmerkmal aktiviert worden ist. Dieses Merkmal kann mittels eines (nicht dargestellten) Erzwingungsfreigabeattributs implementiert sein. Wenn das Erzwingungsmerkmal aktiviert ist, wird der Vorrichtungsausgabewert gemäß einem Erzwingungswert bei dem Schritt 126 gesetzt. Wenn keime Ausgabeerzwingungsmeldung empfangen wird, oder wenn das Erzwingungsattribut nicht aktiviert ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 128 über, in welchem die Anwesenheit einer Leermeldung ermittelt wird.
Wenn eine Ausgabe gebunden ist, und ein "Leerempfang"-Ereignis auftritt, kann die Ausgabe die Leeraktion und Leerwerteinstellungen auf der Basis der Einstellung eines (nicht dargestellten) Vorrangattributes bei dem Schritt 130 übergehen. Ein Beispiel eines "Leerempfang"-Ereignisses ist, wenn ein Benutzer eine PLC oder einen anderen Prozessor aus einem Betriebsmodus in einem Programmiermodus umschaltet. Wenn die Ausgabe einer Logikfunktion zugeordnet ist (z. B. lokal gesteuert ist), wird angenommen, daß die I/O-Verbindung nicht zum Steuern des Ausgabewertes benötigt wird, und somit erzeugt die Erfindung ein "Leerempfang"-Ereignis auf der Basis des Vorrangattributes zum selektiven Ignorieren. Wenn eine Ausgabe von verbrauchten Daten abhängig ist, kann der Benutzer das Vorrangattribut dementsprechend konfigurieren. Wenn das Vorrangattribut nicht gesetzt ist, werden eine Leeraktion und ein Leerwert bei dem Schritt 132 verwendet. Die Leeraktion kann beispielsweise darin bestehen, den letzten gültigen Ausgabewert festzuhalten, oder zu einem bekannten Ausgabewert, wie z. B. dem Leerwert zu gehen. Anderenfalls geht das Verfahren zu dem Entscheidungsschritt 134 über.
Der Schritt 134 ermittelt, ob die Logikfunktion (z. B. die lokale Logik), welcher die Ausgabevorrichtung zugeordnet worden ist, deaktiviert worden ist. Falls ja, wird die Leeraktion und der Leerwert bei dem Schritt 132 verwendet. Wenn eine Ausgabe gebunden ist, tritt er in einen Leerzustand ein, wenn die lokale Logik deaktiviert ist, wobei während dieser Zeit die Leeraktion und Leerwerte angewendet werden. Wenn die lokale Logik nicht deaktiviert ist, wird die von der Logik aktivierte Ausgabefunktion bei dem Schritt 136 durchgeführt, und der Ausgabewert wird bei dem Schritt 138 gemäß der lokalen Funktion gesetzt, worauf das Wertquellen-Auswahlverfahren 102 bei dem Schritt 140 abgeschlossen ist. Das in 8 dargestellte Verfahren erlaubt somit einem Benutzer viele Optionen bei der Auswahl einer Ausgabewertquelle für die Ausgabevorrichtung oder das Modul. Dieses stellt erhebliche Vorteile gegenüber einer herkömmlichen vernetzten I/O-Vorrichtung dar, bei der der Ausgabewert durch Information gesteuert wird, die von einem Dienst für I/O- oder expliziten Meldungen, oder in dem Falle einer Ausfall- oder Leerbedingung aus Ausfallzustands- bzw. Leerzustandsattributen empfangen wird.
Unter Bezugnahme auf 9 wird nun ein System 150 zum Auswählen eines Ausgabewertes 152 für eine Ausgabevorrichtung oder ein Modul 154 dargestellt, wobei die Ausgabevorrichtung 154 eine Ausgabewertquellen-Auswahleinrichtung 156 zum ermitteln des Ausgabewertes 152 umfaßt. Das System 9 kann ferner in dem Logiksystem 84 des Fördereinrichtungs-Steuersystems 48 enthalten sein. Die Ausgabewertquellen-Auswahleinrichtung 156 empfängt externe Signale aus einem Netzwerk oder einem anderen (nicht dargestellten) Kommunikationsmedium, einschließlich einer Ausfall/Leer-Mcldung 158, einer Erzwingungsmeldung 160, einer I/O-Meldung 162 und/oder einer expliziten Meldung 164. Die Vorrichtung 154 kann ferner Kommunikationsstatus- und Netzwerkstatus-Vorrangattribute 166 bzw. 168 umfassen. Die Ausgabewertquelle-Auswahleinrichtung 156 kann an einem Funktionsblock 170 über eine Bindung 172 gebunden sein. Obwohl das exemplarische System 150 mit der an den Funktionsblock 170 gebundenen Ausgabewertquelle-Auswahleinrichtung, dargestellt ist, sind andere Bindungen möglich, wie z. B. eine Bindung aus der Ausgabewertquelle-Auswahleinrichtung 156 an die Eingabe 2 176. Die Bindung 172 erzeugt eine Zuordnung zwischen der Ausgabewertquelle-Auswahleinrichtung 156 und einer Logikfunktion 186, wie z. B. dem Funktionsblock 170, welche einen oder mehrere Hardwareeingänge 174, 176 und 178 enthalten kann, eine Hardwareausfalleingabe 180, I/O-Meldungen 182, und/oder explizite Meldungen 184. Diesbezüglich können Ausgänge an Funktionsblöcke, Hardwareeingänge, Ausfälle, andere Ausgänge oder irgend etwas, was sich ein Entwickler als nützlich in der lokalen Logik 186 ausdenken kann, gebunden sein.
Sobald die Bindung 172 zwischen der lokalen Logik 186 und der Ausgabewertquelle-Auswahleinrichtung 156 der Ausgabevorrichtung durchgeführt worden ist, werden die I/O-Meldungen 162 und die explizite Meldung 164 ignoriert. Ausfall- und Leerbedingungen 158 können selektiv verwendet werden oder auf der Basis benutzerdefinierter Einstellungen von einem oder mehreren Vorrangattributen einschließlich beispielsweise Kommunikationsstatus-Vorrangattributen 166 ignoriert werden. Die von dem vom Funktionsblock 170 durchgeführte Logikfunktion liefert im allgemeinen einen Wert für die Ausgabe 152, sofern nicht die lokale Logik 186 deaktiviert ist. In diesem Falle tritt die Vorrichtung 154 in eine Leerzustand ein, während welcher beispielsweise eine Leeraktion und (nicht dargestellte) Leerwerte angewendet werden, um zu einem bekannten Wert (wie z. B. dem Leerwert) zu gehen, oder um den letzten Wert zu halten.
Bezugnehmend auf 10 wird nun ein System 200 dargestellt, welches das Verfahren und System beinhaltet, um einen Ausgabewert für eine Ausgabevorrichtung oder ein Modul gemäß der vorliegenden Erfindung auszuwählen. Ein Kommunikationsnetzwerk 202 ist zwischen mehreren Elementen des Systems 200 angeschlossen, das einem oder mehreren Computer 204 und 306, eine programmierbare logische Steuerung (PLC) 208 und exemplarische Ausgabemodule 210 und 212 beinhaltet. Die Module 210 und 212 sind als über einen direkten Zugriff auf das Netzwerk 202 verfügend dargestellt.
Man wird jedoch erkennen, daß die Module 210 und/oder 212 alternativ mit einer PLC oder einem anderen Prozessor über eine (nicht dargestellte) Rückwandverdrahtungsplatine mit einen (nicht dargestellten) Kommunikationsbus darauf verbunden sein können, wobei die PLC Meldungen für das Modul aus dem Netzwerk 202 empfängt. Beispielsweise kann die PLC 208 mit einem oder mehreren I/O-Modulen 214, 216 bzw. 218 verbunden sein, welche wiederum Ausgaben an einem Prozeß 220 liefern und/oder von diesen empfangen.
Das exemplarische Ausgabemodul 210 umfaßt eine Wertquellen-Auswahleinrichtung 222, welche Meldung und/oder Signale aus dem Netzwerk 202 sowie einer logischen Funktion 224 empfangen kann. Eine Ausgabe 226 empfängt ihren Wert aus der Wertquellen-Auswahleinrichtung 222 und liefert eine Ausgabe an einen Prozeß 228. Eine Eingabeeinheit 230 kann eine oder mehrere Prozeßvariable aus dem Prozeß 228 messen, welche dadurch an die lokale Logikfunktion 224 geliefert werden. Die lokale Logikfunktion 224 kann auch dafür angepaßt sein, Meldungen über das Netzwerk 202 zu empfangen und zu senden. Das Modul 210 kann ferner ein Prozessor und ein (nicht dargestelltes) gespeichertes Steuerprogramm umfassen, um eine oder mehrere Steuerstrategien zum Steuern des Prozesses 228 zu implementieren. In ähnlicher Weise enthält das Modul 212 eine Wertquellen-Auswahleinrichtung 240, eine Ausgabe 242, eine Eingabe 244 und eine lokale Logikfunktion 246, um eine Steuerung eines Prozesses 248 bereitzustellen.
Gemäß der Erfindung ist die Wertquellen-Auswahleinrichtung 222 dafür angepaßt, selektiv I/O- und explizite Meldungen aus dem Netzwerk 202 auf der Basis der Zuordnung zu der lokalen Logikfunktion (224) (z. B. Bindung) zu ignorieren, selektiv eine (nicht dargestellte) Leeraktion auszuwählen und den Ausgabewert 226 gemäß einem (nicht dargestellten) Leerwert zu setzen, wenn die lokale Logikfunktion 224 deaktiviert ist, selektiv eine (nicht dargestellte) Ausfallaktion auszuwählen und den Ausgabewert 226 gemäß einem (nicht dargestellten) Ausfallwert auf der Basis eines (nicht dargestellten) Vorrangattributes auszuwählen, und selektiv Leermeldungen aus dem Netzwerk 202 gemäß dem Vorrangattribut zu ignorieren. Das Modul 210 von 10 erlaubt somit einem Benutzer viele Optionen bei der Auswahl einer Ausgabewertquelle für die Ausgabe 226. Diese stellt deutliche Vorteile gegenüber einem herkömmlich vernetzen I/O dar, bei dem der Ausgabewert anhand von Information gesteuert wird, die von einem I/O oder expliziten Meldungsdienst empfangen wird, oder in dem Falle eines Ausfall- oder Leerzustandes aus Ausfallzustands- bzw. Leerzustandattributen.
Bezug nehmend auf 11 wird nun eine Ausgabevorrichtung oder ein Modul 250 dargestellt, in welchem die Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindung implementiert sein können. Das Modul 250 umfaßt einen Prozessor 252, der mit einem Speicher 254 und einem I/O-Abschnitt 256, und mit einer Netzwerk-Kommunikationsschnittstelle 258 verbunden ist. Die Schnittstelle 258 stellt Kommunikationen zwischen dem Prozessor 252 und einem Kommunikationsnetzwerk 260 bereit. Gemäß der Erfindung ist eine Ausgabe des I/O-Abschnittes 256 einer logischen Funktion zugeordnet (d. h., daran verbunden), welche einen Funktionsblock, eine Hardwareeingabe, einen Ausfall und/oder eine Ausgabe umfassen kann. Die Logikfunktion kann in dem Prozessor 252 gemäß einem Programm und/oder in dem Speicher 254 gespeicherten benutzerdefinierten Attributen implementiert sein. Gemäß Bezugnahme auch auf 12 kann der Speicher 254 eines oder mehrere benutzerdefinierte Attribute in Verbindung mit einem Ausgabewertquellen-Auswahleinrichtungsmerkmal des Moduls 250 enthalten. Die Attribute können eine Leeraktion 270, einen Leerwert 272, eine Ausfallaktion 274, einen Ausfallwert 276 und ein Erzwingungsaktivierungsattribut 278 und eines oder mehrere Vorrangattribute 280 beinhalten. Der Prozessor 252 kann eine Ausgabewertquellen-Auswahl gemäß der Erfindung durchführen. Diese Attribute und verschiedenen Werte (z. B. Leerwert, Ausfallwert usw.), die einer Ausgabevorrichtung zugeordnet sind, können beispielsweise über einen Computer oder ein anderes Werkzeug, das Meldungen über das Netzwerk 260 sendet, oder sogar über Dip-Schalter auf der Ausgabevorrichtung benutzerdefiniert sein.
Bezug nehmend auch auf 8 kann das Modul 250 (nicht dargestellte) Befehle in dem Speicher 254 zum Implementieren des Ausgabewertquellen-Auswahlverfahrens 102 umfassen, mittels welchen ein Ausgabewert von dem Prozessor 252 für eine Ausgabe des I/O-Abschnittes 256 ermittelt werden kann. Diesbezüglich ermöglicht die Zuordnung (z. B. die Bindung) einer Ausgabe an eine Logikfunktion einem Benutzer zu definieren, woher der Ausgang seinen Ausgabewert, auf der Basis der Konfiguration des Moduls 250, dem Zustand des Moduls 250 und dem Zustand des Netzes 260 bekommt, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf 8 und 9 diskutiert wurde. Diesbezüglich kann der Prozessor oder die Ausgabewertquelle-Auswahleinrichtung 252 dafür angepaßt sein, selektiv I/O- und explizite Meldungen aus dem Netzwerk 260 auf der Basis der Zuordnung zwischen der Ausgabe und der lokalen Logik zu ignorieren, selektiv eine Leeraktion zu wählen und den Ausgabewert gemäß einem Leerwert zu setzen, wenn die lokale Logikfunktion deaktiviert ist, selektiv eine Ausfallaktion auszuwählen und den Ausgabewert gemäß einem Ausfallwert auf der Basis eines Vorrangattributes zu setzen, und selektiv Leermeldungen aus dem Netzwerk 260 gemäß dem Vorrangattribut ignorieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Ausgabewertes in einer Ausgabevorrichtung bereit, welche in dem Steuersystem 48 für den Betrieb des Fördersystems 10 verwendet werden kann. Dieser Aspekt der Erfindung erlaubt einem Benutzer, eine Logikfunktion zu definieren und die Logikfunktion einem oder mehreren Status/Ereignis-Indikatoren zuzuordnen. Die Logikfunktion liefert dann einen den Status/Ereignis-Indikatoren sowie dem Logikprogramm entsprechenden Ausgabewert an die Ausgabevorrichtung. Diese kann beispielsweise ermitteln, ob der Ausgabewert auf einer I/O-Meldung basiert, die von der Vorrichtung aus einem Netzwerk empfangen wurde, oder auf der Logik basiert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Förder-Steuerverfahren und Vorrichtungen ermöglicht es die vorliegende Erfindung einem Benutzer, das Verhalten der Ausgabevorrichtung in einer Vielzahl von Umständen zu definieren, und dadurch eine deutlich verbesserte Auslegungsflexibilität bereitzustellen.
13 veranschaulicht ein Verfahren 300 zum Erzeugen eines Ausgabewertes für eine Ausgabevorrichtung in einem Fördereinrichtungs-Steuersystem. Eine Ausgabe wird einer Logikfunktion bei dem Schritt 304 zugeordnet und die Logikfunktion wird einem oder mehreren Zustands/Ereignis-Indikatoren bei dem Schritt 306 zugeordnet. Wie es hierin nachstehend detaillierter diskutiert wird, kann die Logikfunktion einen oder mehrere Funktionsblöcke umfassen, beispielsweise Boolesche Operatoren, bistabile Funktionen (z. B. Flip-Flops), Zähler, Zeitgeber, analoge Funktionen usw. Die Zuordnung der logischen Funktion zu dem Indikator bei dem Schritt 306 kann eine logische Verbindung (z. B. eine Bindung) in einem Ausgabemodul sein, welche ein Benutzer mittels eines Konfigurationswerkzeuges über ein Netzwerk erreichen kann, wie es nachstehend detaillierter diskutiert wird. Das Verfahren umfaßt das Empfangen von Daten- und Wertmeldungen aus dem Netzwerk bei den Schritten 308 bzw. 310, worauf die Status/Ereignis-Indikatoren bei dem Schritt 312 gemäß der in der Statusmeldung empfangenen Information und ferner gemäß dem Status der Ausgabevorrichtung aktualisiert werden.
Man wird erkennen, daß eine einzige Netzwerkmeldung sowohl eine Wert- als auch eine Statusinformation enthalten kann. Diesbezüglich kann die Netzwerkmeldung Anzeigen für den Status von verschiedenen Netzvorrichtungen, beispielsweise den Netzwerkstatus, den Vorrichtungsstatus von anderen Modulen usw. enthalten. Die Nachricht kann auch Information über das Auftreten verschiedener Ereignisse, wie z. B. Ausfälle und dergleichen enthalten. Auf diese Weise bleibt das Verfahren über die Situation einer Vielzahl von Status/Ereignis-Bedingungen in einem verteilten Steuersystem auf dem Laufenden, was bei der Ermittlung eines Ausgabewertes für das Ausgabemodul oder die Vorrichtung berücksichtigt werden kann.
Der Status/Ereignis-Indikator kann beispielsweise eine Liste oder Tabelle im Steuersystemspeicherumfassen, wobei ein Prozessor in dem System die Information nach dem Empfang einer Netzwerkmeldung aktualisieren kann und auf die Information bei der Ermittlung eines Ausgabewertes in Abhängigkeit von der benutzerdefinierten Logikfunktion zugreifen kann. Bei dem Schritt 314 wird die Logikfunktion ausgeführt, wobei die zugeordneten Zustands/Ereignis-Anzeigen bei der Ermittlung eines Ausgabewertes für die Vorrichtung abgefragt werden. Danach liefert die Logikfunktion einen Ausgabewert an die Ausgabe bei dem Schritt 316. Die Logik selbst kann den Ausgabewert berechnen oder ableiten, oder der Wert kann aus einer Netzwertmeldung (z. B. einer typischen I/O-Meldung), abhängig von der Logikfunktion erhalten werden. Da die Logikfunktion selbst so konfiguriert sein kann, daß sie eine oder mehrere Status/Ereignis-Anzeigen in dem Indikator berücksichtigt, stellt die Ermittlung des Ausgabewertes gemäß dem Verfahren 302 zahlreiche Optionen für einen Benutzer bei der Definition des Verhaltens der Ausgabevorrichtung bereit. Optional kann eine Netzwerkmeldung bei dem Schritt 318 der Logikfunktion und/oder dem Indikator entsprechend gesendet werden. Beispielsweise kann, wenn ein Ereignis (z. B. ein Ausfall) bewirkt, daß der Ausgabewert von der Logikfunktion anstelle einer I/O-Meldung abgeleitet wird, ein Benutzer wünschen, eine Netzwerkmeldung zu initialisieren, die anderen Vorrichtungen in dem Netzwerk meldet, daß die Ausgabevorrichtung ihre Steuerstrategie aufgrund des Ausfalls ändert.
Das Verfahren 302 ermöglicht somit eine deutlich verbesserte Flexibilität bei der Definition oder Konfiguration verteilter Fördereinrichtungs-Steuersystemelemente. Das Verfahren ermöglicht dem Fördereinrichtungs-Steuersystem 48 den Überblick über seine eigene Situation (z. B. dem Status) sowie über den Status weiterer Vorrichtungen auf einem Netzwerk und über das Auftreten verschiedener Ereignisse in dem System zu behalten. Diese Anzeigen sind einer benutzerdefinierten Logikfunktion zugeordnet (z. B. damit verknüpft oder verbunden), welche diese Anzeigen für die Ermittlung des Ausgabewertes für die Vorrichtung berücksichtigt.
Unter Bezugnahme auf 14 werden nun ein System 350 und eine Ausgabevorrichtung 352 dargestellt, wobei die Vorrichtung 352 mit einer Logikfunktion 354 versehen ist, der ein oder mehrere Status-Ereignis-Indikatoren 356, eine Ausgabe 258 und eine Netzwerkschnittstelle 360 zugeordnet sind. Die Netzwerkschnittstelle 360 sendet und empfängt Information in der Form von Meldungen an das und aus dem Netzwerk 362. Die Meldungen können Wert-Meldungen und/oder Status-Meldungen sein, oder die Meldungen können jeweils sowohl Wert- als auch Statusinformation enthalten. Die Status/Ereignis-Indikatoren 256 sind in gleicher Weise dem Netzwerk zugeordnet, und können somit aktualisierte Status und/oder Ereignisinformation aus Netzwerkmeldungen empfangen. Die Logikfunktion 354 liefert selektiv einen Ausgabewert an die Ausgabe 358, welche wiederum ein (nicht dargestelltes) Ausgabesignal an einen Prozeß 364 (z. B. eine motorbetriebene Förderrolle) liefert. Durch die Berücksichtigung der Status/Ereignis-Indikatoren 356 stellt die Logikfunktion 354 die Fähigkeit bereit, das Verhalten des Ausgangs 358 in einer Vielfalt von Situationen zu definieren, was bisher nicht möglich war.
Die Logikfunktion 354 und deren Zuordnung zu den Status/Ereignis-Indikatoren 256 in der Vorrichtung 352 kann mittels eines Konfigurationswerkzeuges 366 konfiguriert werden, das mit dem Netzwerk 362 verbunden ist. Beispielsweise kann ein Benutzer die Logikfunktion 354 hinsichtlich verschiedener Funktionsblöcke (z. B. Boolesche Operato ren, Flip-Flops, Zähler, Zeitgeber usw.) definieren und eine Zuordnung zwischen der Logikfunktion 354 und den Status/Ereignis-Indikatoren 356 unter Verwendung des Werkzeugs 366, welches ein Computer oder eine Workstation usw. sein kann, erzeugen. Die (nicht dargestellte) Konfiguration kann dann durch das Konfigurationswerkzeug 366 mittels einer oder mehrerer Meldungen auf dem Netzwerk 362 an die Ausgabevorrichtung 352 gesendet werden.
15 veranschaulicht weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung, wobei eine Ausgabevorrichtung 400 einen Ausgabe 402 für die Lieferung eines (nicht dargestellten) Ausgabesignals an einem Prozeß 404, wie z. B. eine motorbetriebene Förderrollenanordnung, aufweist. Die Vorrichtung 400 umfaßt auch eine Kommunikations- oder Netzwerkschnittstelle 406, welche das Senden und/oder Empfangen von Meldungen an ein oder aus einem Netzwerk 408 ermöglicht. Ein Prozessor 410 steht mit der Netzwerkschnittstelle 406 über einen Speicher 412 und die Ausgabe 402 in Verbindung. Zusätzlich kann die Vorrichtung 400 einen oder mehrere Eingänge 414 zum Messen verschiedener Parameter oder Variabler, in Verbindung mit dem Prozeß 404 enthalten. Diesbezüglich kann die Vorrichtung 400 ein I/O-Modul sein, welches in das Fördereinrichtungs-Steuersystem 48 integriert oder anderweitig diesem zugeordnet sein kann. Das Netzwerk 408 kann Kommunikationen zwischen der Vorrichtung 400 und einem oder mehreren damit verbundenen (nicht dargestellten) Vorrichtungen, wie z. B. Computern, Workstations, anderen I/O-Modulen, PLC's und dergleichen bereitstellen, um ein verteiltes Steuersystem auszubilden. Man wird erkennen, daß die Ausgabevorrichtung 400 alternativ mit anderen Kommunikationsmedien, wie z. B. einem Rückwandverdrahtungsplatinen-Kommunikationsbus und dergleichen, innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung verbunden sein kann.
Diesbezüglich kann die Ausgabevorrichtung 400 I/O- oder andere Meldungstypen von einem Master (z. B. einer PLC) über das Netzwerk 408 (oder ein anderes Kommunikationsmedium) und die Netzwerkschnittstelle 406 empfangen. Die Meldungen können Wert- und/oder Statusinformation enthalten, welche zum Aktualisieren eines oder mehrerer Status/Ereignis-Indikatoren 416 in dem Speicher 412 verwendet werden, und/oder um einen Ausgabewert für die Ausgabe 402 bereitzustellen. Eine benutzerdefinierte Logikfunktion 418 kann sich ebenfalls in dem Speicher 412 für die Ermittlung eines Ausga bewertes für die Ausgabe 402 gemäß einem oder mehreren des Status/Ereignis-Indikatoren 416 befinden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Logikfunktion von dem Prozessor 410 anhand (nicht dargestellter) Programmbefehle innerhalb des Speichers 412 durch oder ausgeführt werden. Zusätzlich kann der Prozessor die Status/Ereignis-Indikatoren 412 in dem Speicher 412 gemäß (nicht dargestellter) Meldungen aktualisieren, die von anderen Netzvorrichtungen über das Netzwerk 408 und die Schnittstelle 406 empfangen werden. Die Konfiguration oder Definition der Logikfunktion 416 sowie deren Zuordnung zu einem oder mehreren Status/Ereignis-Indikatoren 416 kann von einem Benutzer ein (nicht dargestelltes) Konfigurationswerkzeug über das Netzwerk 408 und die Schnittstelle 406 durchgeführt werden. Die Zuordnung zwischen den Indikatoren 416 und der Logikfunktion 418 kann beispielsweise eine Bindung oder Verknüpfung umfassen, wodurch die Ausgabewertermittlung die Indikatoren berücksichtigt. Wie es nachstehend detaillierter diskutiert wird, kann die Logikfunktion 418 im Hinblick auf einen oder mehrere (nicht dargestellte) Funktionsblöcke definiert sein, wodurch ein Benutzer logische oder andere Funktionen (z. B. Boolesche Operatoren, Flip-Flops, Zeitgeber, Zähler und dergleichen) konfigurieren kann, um einen (nicht dargestellten) Ausgabewert an die Ausgabe 402 zu liefern. Die Logikfunktion 418 kann alternativ durch eine andere (nicht dargestellte) Schaltung Komponenten als der Prozessor 410 implementiert werden, welche dafür angepaßt sein kann, einen Ausgabewert an die Ausgabe 402 zu liefern. Das Verhalten der Ausgabe 402 kann daher in einer Vielzahl von Ereignis/Status-Situationen definiert werden, was dem Benutzer eine erhebliche Auslegungsflexibilität zur Verfügung stellt, welche andererseits mit herkömmlichen Vorrichtungen nicht möglich ist.
Unter Bezugnahme auf 16 werden nun mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, in welcher eine Ausgabevorrichtung 500 eine Ausgabe 502 umfaßt, um ein Ausgabesignal 504 an einen Prozeß 506 (wie z. B. das Fördersystem 10) gemäß einem Ausgabewert 508 zu liefern, der durch eine exemplarische Logikfunktion 510 bestimmt ist. Die Logikfunktion 500 ist als einen logischen Funktionsblock 512 (Inverter), eine Funktion 514 (A), eine Funktion 516 (B) und einen Funktionsblock 518 (OR-Oder-Funktion) umfassend dargestellt, wobei der Ausgang des OR-Funktionsblockes 518 den Ausgabewert 508 an die Ausgabe 502 liefert. Es sei angemerkt, daß die Logik funktion 510 Funktionsblöcke (z. B. 512, 518) sowie weitere Funktionen (z. B. 514, 516) umfassen kann.
Die Eingänge des Funktionsblockes 518 sind mit den Ausgängen der Funktionen 514 und 516 verbunden. Der Inverterfunktionsblock 512 und die Funktion 514 sind einem I/O-Verbindungsfunktions-Status/Ereignis-Indikator 520 über eine Bindung 522 zugeordnet (z. B. verbunden), während der Inverterfunktionsblock 512 ein Signal an den Eingang der Funktion 516 liefert. Der Indikator 520 ist ein Element in einer Status/Ereignis-Anzeigetabelle oder Liste 524, welche ferner einen Meldungsverbindungsfunktions-Indikator 526, einen I/O-Fehler-Indikator 528, einen Betrieb/Leer-Indikator 530, einen Netzwerkfehler-lindikator 532, einen I/O-Punktausfall-Indikator 534, einen Hardwareeingabe-Indikator 536, einen Hardwareausgabe-Indikator 538, einen I/O-Daten-Indikator 540 und einen Ausgabevorrichtungsstatus-Indikator 542 enthält. Man wird erkennen, daß die Status/Ereignis-Indikatorliste 524 eine beliebige Anzahl von Indikatoren bezüglich des Systems und/oder Modulstatus oder Ereignisinformation umfassen kann und nicht auf die in 16 dargestellten beschränkt ist.
Eine Netzwerkschnittstelle 544 stellt Kommunikationsmöglichkeiten zwischen der Ausgabevorrichtung 500 und einem Netzwerk 546 bereit und kann funktionell sowohl mit der Status/Ereignis-Indikatorliste 524 als auch mit einem Meldungspuffer 548 verbunden sein. Gemäß Darstellung kann die Ausgabevorrichtung 500 einen Ausgabewert 508 gemäß der Logikfunktion 510 auf der Basis von einem oder mehreren Einträgen in der Status/Ereignis-Indikatorliste 524 erzeugen. Auf diese Weise kann das Verhalten der Ausgabe 502 durch einen Benutzer definiert werden, wobei der Status irgendeiner Vorrichtung in einem Steuersystem, einschließlich des Status 542 der Ausgabevorrichtung 500 berücksichtigt wird. In der exemplarischen Konfiguration von 16 ist eine Sicherheitsanwendung dargestellt, in welcher eine Steuerung des Ausgangs 502 zwischen den Funktionen A 514 und B 516 sind, abhängig von der Funktion einer I/O-Verbindung aus einem (nicht dargestellten) Master, gemäß Anzeige durch den Status/Ereignis-Indikator 520 umgeschaltet wird.
Wenn die Verbindung funktioniert, steuert die Funktion A 514 den Ausgang, beispielsweise indem der Ausgabewert 508 gemäß einer (nicht dargestellten) I/O-Meldung erzeugt wird, die aus dem Netzwerk 546 über die Schnittstelle 544 empfangen und an die Funktion A 514 der Logikfunktion 510 aus dem Meldungspuffer 548 geliefert wird. Wenn die I/O-Verbindung mit dem Master ausgefallen ist, wird der I/O-Verbindungsfunktions-Indikator 520 in der Liste 524 durch die Netzwerkschnittstelle 544 aktualisiert, und die Bindung 522 zwischen dem Indikator 520 und der Logikfunktion 510 bewirkt, daß die Funktion B 516 einen Ausgabewert 508 an den Ausgang 502 über den OR-Funktionsblock 518 liefert.
Die Funktion B 516 kann beispielsweise eine kontrollierte Abschaltung des Prozesses 506 aufgrund der I/O-Verbindungsfunktionsausfalls in Verbindung mit dem Master implementieren. Zusätzlich kann das Auftreten eines derartigen Ausfalls durch einen Benutzer so konfiguriert sein, daß eine Übertragung einer Meldung an das Netzwerk 546 über den Meldungspuffer 548 und die Netzwerkschnittstelle 544 ausgelöst wird. Dieses kann in der Definition der Logikfunktion 510 erreicht werden, indem beispielsweise die Ausgabe des Inverterfunktionsblockes 512 mit dem Meldungspuffer 548 gemäß Darstellung in 16 verknüpft wird. Auf diese Weise kann die Ausgabevorrichtung 500 so konfiguriert werden, daß sie eine kontrollierte Abschaltung des Prozesses 506 anhand des Ereignis/Status-Indikators 520 durchführt, und eine Meldung über das Netzwerk 546 rundsendet, welche eine oder mehrere Vorrichtungen darauf informiert, daß gerade eine kontrollierte Abschaltung des Prozesses 506 stattfindet.
Viele unterschiedliche Konfigurationen oder Funktionen sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, einschließlich solcher, welche nicht spezifisch in den Zeichnungen dargestellt sind, möglich. Zusätzlich sind viele unterschiedliche Funktionen möglich, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Boolesche Operatoren, Flip-Flops, Zähler, Zeitgeber, analoge Funktionen und dergleichen.
Bezugnehmend auf 17 wird nun eine weitere exemplarische Anwendung der vorliegenden Erfindung dargestellt, in welcher eine Ausgabevorrichtung 600 eine Ausgabe 602 aufweist, die eine Ausgabesignal 602 an einem Prozeß 606 gemäß einem Ausgabewert 608 aus einer Logikeinheit 610 liefert. Der Logikeinheit 610 ist eine Liste 624 von Status/Ereignis-Indikatoren zugeordnet, welche einen I/O-Verbindungsfunktions-Indikator 620, einen Meldungsverbindungsfunktions-Indikator 626, einen I/O-Fehler-Indikator 628, einen Betrieb/Leer-Indikator 630, einen Netzwerkfehler-Indikator 632, einen I/O-Punktausfall-Indikator 634, einen Hardwareeingabe-Indikator 636, einen Hardware ausgabe-Indikator 638, einen I/O-Daten-Indikator 640 und einen Ausgabevorrichtungsstatus-Indikator 642 umfaßt. Die Zuordnung zwischen der Status/Ereignis-Indikatorliste 624 und der Logikeinheit 610 umfaßt eine Bindung 622, welche eine Eingabe in die Logikeinheit 610 aus dem I/O-Punktausfall-Indikator 634 bereitstellt. Die Einträge in der Status/Ereignis-Indikatorliste 624 werden von einer Netzwerkschnittstelle 644 gemäß einer oder mehrerer (nicht dargestellter) Meldungen aus einem Netzwerk 646 aktualisiert, welche beispielsweise Netzwerk-I/O-Meldungen, Netzwerkstatusmeldungen, Netzwerkwertmeldungen usw. enthalten können.
Ein Meldungspuffer 648 sorgt für das Senden und Empfangen von Netzwerkmeldung an und aus einer Logikeinheit 610. Bezugnehmend auch auf 18 werden verschiedene Aspekte der Erfindung in einer exemplarischen Redundanzanwendung dargestellt. In diesem Beispiel speisen zwei Eingabevorrichtungen 650 und 652 die Ausgabevorrichtung 600, welche darauf basierend ein Ausgabesignal 604 an den Prozeß 606 liefert. Die Ausgabevorrichtung 606 kann die Werte 660 bzw. 662 der Eingabevorrichtung 650 und 652 beispielsweise aus dem Meldungspuffer 648 empfangen. Dieses kann der Fall sein, wenn einer oder mehrere getrennte (nicht dargestellte) Eingabemodule auf dem Netzwerk 646 die Werte 660 und/oder 662 liefern. Wenn die Ausgabevorrichtung 600 ein I/O-Modul ist, können die Eingänge Teil der Vorrichtung 600 sein.
Die Logikeinheit 610 der Ausgabevorrichtung 600 vergleicht die zwei Eingabewerte 600 und 622 vor dem Treffen irgendwelcher Entscheidungen. Wenn eine von den Eingabevorrichtung 650 oder 652 ausfällt (z. B. die Vorrichtung 652), könnte die Ausgabevorrichtungen 600 weiterarbeiten, indem abhängig von der benutzerdefinierten Konfiguration der Logikeinheit 610 nur eine Eingabevorrichtung 650 verwendet wird. Der Ausfall einer Eingabe in diesem Beispiel kann gemäß dem I/O-Punktausfall-Indikator 634 ermittelt werden. Die Ausgabevorrichtung 600 kann ferner so konfiguriert sein, daß sie eine Meldung 670 aus der Logikeinheit 610 an eine andere (nicht dargestellte) Vorrichtung auf dem Netzwerk 646 über den Puffer 648 und die Schnittstelle 644 sendet, um anzuzeigen, daß ein Ausfall in einer der Eingabevorrichtungen 650 und/oder 652 aufgetreten ist.
Ferner könnte die Logikeinheit 600 so konfiguriert, daß sie den Betrieb anhand einer der redundanten Eingabevorrichtungen 650 oder 652 für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Senden der Meldung fortsetzt. In diesem Fall könnte die Meldung 670 eine Infor mation beinhalten, daß eine Eingabevorrichtung ausgefallen ist, und daß die Ausgabevorrichtung 600 mittels nur einer verbleibenden Eingabevorrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer weiterarbeitet. Nachdem die Zeitdauer abgelaufen ist, kann die Logikeinheit 610 beispielsweise so konfiguriert sein, daß die eine kontrollierte Abschaltung des Prozesses 606 durchführt. Die Ausgabevorrichtung 600 kann somit einer Mastersteuerung (z. B. einer PLC auf dem Netzwerk 646) mittels einer Meldung 670 mitteilen, daß die Eingabevorrichtung 620 ausgefallen ist, und daß der Betrieb mit der Vorrichtung 650 für eine konfigurierbare Zeitdauer fortgesetzt wird. Dieses ermöglicht beispielsweise eine Zeit für den Ersatz der ausgefallenen Vorrichtung ohne den Prozeß zu stoppen.
Man wird erkennen, daß viele Konfigurationen und Ausgabevorrichtungs-Verhaltensweisen gemäß der Erfindung möglich sind, und daß die Erfindung nicht auf die hierin dargestellten und beschriebenen beschränkt ist. Beispielsweise können viele unterschiedliche logische Funktionen implementiert werden, indem einer oder mehrere logische Funktionsblöcke mit Zuordnungen zu einem oder mehreren Status/Ereignis-Indikatoren konfiguriert werden. Diesbezüglich können die Funktionsblöcke Boolesche Operatoren, Flip-Flops, Zähler, Zeitgeber usw. sein, und können auch analoge Funktionen innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung beinhalten.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein System und ein Verfahren bereit, mittels welchem ein Benutzer eine Einzelschritt und/oder Zeitschlitzoperation von einem oder mehreren Steuersystemvorrichtungen 48 in einem verteilten Fördersystem (z. B. dem System 10) ausführen kann. Der Benutzer kann dann eine Systemdiagnose, beispielsweise durch Abfragen bestimmter Steuersysteme 48 durchführen, um eine Statusinformation, Ausgabe- und Eingabewerte und dergleichen zu erhalten. Das System kann dann weiter durchlaufen und das Verfahren wiederholt werden, um somit die Identifizierung von Problemen der logischen Programmierung und/oder Hardware in einem System zu ermöglichen. Das System und Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt dadurch deutlich verbesserte Diagnose- und Fehlersuchmöglichkeiten gegenüber herkömmlichen Fördereinrichtungs-Steuersystemen bereit.
Bezugnehmend auf 19 wird nun ein exemplarisches verteiltes Steuersystem 100 dargestellt, in welchem verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung implementiert sein können. Das System 700 enthält ein Netzwerk 702, das Computer 704, 706, eine PLC 708 und Steuervorrichtungen 710 und 712 für eine Kommunikation zwischen diesen, miteinander verbindet. Die PLC 708 kann in einem (nicht dargestellten) Gestell zusammen mit einem oder mehreren I/O-Modulen 714A, 714B und 714C eingebaut sein, mittels welchen die PLC mit den Modulen (hierin nachstehend zusammengenommen als 714 bezeichnet) über einen Bus oder ein anderes (nicht dargestelltes) Kommunikationsmedium kommunizieren kann. Auf diese Weise kann die PLC 708 einen Prozeß 716 über die I/O-Module 714 steuern, welche direkt oder auch nicht mit dem Netzwerk 702 kommunizieren können.
Die Steuervorrichtungen 710 und 712 können Steuerungen, intelligente I/O-Module und/oder Fördereinrichtungs-Steuersysteme sein, um Prozesse 720 bzw. 722 (z. B. Förderzonen 36) zu steuern und/oder eine Schnittstelle dazu zu bilden. Die Vorrichtung 710 umfaßt eine Netzwerkschnittstelle 724, die eine Kommunikation zwischen einem Mikroprozessor 726 und dem Netzwerk 702 bereitstellt. Der Mikroprozessor 726 ist ferner mit einem Speicher 728, einer Eingangsstufe 730 und einem Ausgang 732 verbunden. Der Speicher 728 kann ein (nicht dargestelltes) Steuerprogramm und auf den Prozeß 720 bezogene Daten speichern, wie z. B. eine (nicht dargestellte) I/O-Tabelle. Die Eingangsstufe 730 und der Ausgang 732 stellen Schnittstellen zwischen der Vorrichtung 710 und dem Prozeß 720 dar. Ebenso umfaßt die Vorrichtung 712 eine Netzwerkschnittstelle 734, die eine Kommunikation zwischen einem Mikroprozessor 736 und dem Netzwerk 702 bereitstellt. Der Mikroprozessor 736 ist ferner mit einem Speicher 738, einer Eingangsstufe 740 und einem Ausgang 742 verbunden. Die Eingangsstufe 740 und der Ausgang 742 stellen Schnittstellen zwischen der Vorrichtung 712 und dem Prozeß 722 dar.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Vorrichtung 710 und/oder 712 eine (nicht dargestellte) Meldung aus dem Netzwerkkommunikationsmedium 702 empfangen, wobei die Meldung einen Parameter enthält, wenigstens einen Abschnitt des gespeicherten (nicht dargestellten) Steuerprogramms gemäß dem Meldungsparameter ausführen, und anschließend die Ausführung des gespeicherten Programms gemäß diesem Parameter unterbrechen oder stoppen. Die Meldung kann die Vorrichtungen 710 und/oder 712 in einen Schrittmodus versetzen, oder kann die Ausführung wenigstens eines Abschnittes des Programms in den Vorrichtungen 710 und/oder 712 bewirken, welche sich bereits in einem Schrittmodus aufgrund beispielsweise einer vorherigen Modusveränderungsmeldung befinden. Die Erfindung ermöglicht somit einem Benutzer die Ausführung eines Steuervorrichtungsprogramms oder einer internen Logik für eine beschränkte oder spezifizierte Zeitdauer oder eine Anzahl logischer Wiederholungen, worauf dann die Vorrichtungen 710 und/oder 712 die Ausführung unterbrechen.
Unter Bezugnahme auch auf 20 wird eine exemplarische Modusveränderungsmeldung 750 gemäß der Erfindung dargestellt, welche ein Moduladressenfeld 752, ein Meldungstypfeld 754 und ein Befehlsfeld 756, welches die empfangende Steuervorrichtung (z. B. die Vorrichtungen 710 und/oder 712) zur Veränderung des Schrittmodus anweist, besitzt. Nach dem Empfang einer Modusveränderungsmeldung 750 können die Vorrichtung 710 und/oder 712 die Ausführung ihrer entsprechenden (nicht dargestellten) gespeicherten Steuerprogramme unterbrechen und eine weitere Modusveränderungsmeldung oder eine Schrittbefehlsmeldung abwarten, wie es hierin nachstehend detaillierter beschrieben wird. Wie es sich im Fachgebiet versteht, empfangen die Mikroprozessoren 726 und 736 der Vorrichtungen 710 bzw. 712 Meldungen aus dem Netzwerk 702 über die Netzschnittstellen 724 bzw. 734.
21 stellt eine exemplarische Schrittbefehlsmeldung 760 gemäß der Erfindung dar, welche eine Moduladresse 726, ein Meldungstypfeld 764, das den Typ des Schrittbefehls anzeigt, eine Schrittyp 766, und einen Schrittparameter 768 umfaßt. Der Schrittyp 766 kann beispielsweise eine Anzeige dafür umfassen, ob der gewünschte Schritt ein zeitlich beschränkter Schritt oder ein Wiederholungsschritt ist. Der entsprechende Schrittparameter 768 kann beispielsweise eine Anzahl von Wiederholungen oder einem Schrittzeitwert, abhängig von dem Schrittyp 766 umfassen. Wie es hierin nachstehend detaillierter beschrieben wird, können eine oder mehrere Steuervorrichtungen (z. B. die Vorrichtungen 712 und/oder 712) einen Abschnitt ihres entsprechenden (nicht dargestellten) gespeicherten Steuerprogramms gemäß dem Schrittyp 776 und dem Schrittparameter 768 nach dem Empfang der Meldung 760 über das Netzwerk 702 oder ein anderes Kommunikationsmedium ausführen.
Unter Bezugnahme auf 22 wird nun eine weitere exemplarische Modusveränderungsmeldung 770 dargestellt, welche ein Moduladressenfeld 772, ein Meldungstypfeld 774 und ein Befehlsfeld 776 aufweist, welches die empfangende Steuervorrichtung (z. B. die Vorrichtungen 710 und/oder 712) anweist den Modus auf den vorhergehenden Modus zu verändern. Nach dem Empfang einer derartigen Modusveränderungsmeldung 770 können die Vorrichtungen 710 und/oder 712 in den Ausführungsmodus zurückkehren und die Ausführung ihrer entsprechenden (nicht dargestellten) gespeicherten Programme nach dem Schrittmodus wieder aufnehmen.
23 und 24 stellen ein exemplarisches Verfahren 800 zum Durchführen einer Funktion in einem Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Das Verfahren 800 beginnt bei einem Schritt 802, in welchem eine Modusveränderungsmeldung (z. B. die Meldung 750 von 20) empfangen wird, worauf die Programmausführung bei dem Schritt 804 unterbrochen oder beendet wird. Danach wartet die Vorrichtung auf einen Schrittbefehlsmeldung bei den Schritten 806 und 808. Wie man aus der Diskussion der nachstehenden Figuren 27 bis 29 erkennen wird, kann eine einzelne Meldung sowohl einen Modusveränderungsbefehl, als auch einen Schrittbefehl gemäß der Erfindung enthalten. Man wird ferner erkennen, daß andere Meldungen als Schrittbefehlstypmeldungen an diesem Punkt empfangen werden können (z. B. I/O-Meldungen, andere Modusänderungsmeldungen, usw.), welche weiter ausgeführt und/oder auf welche entsprechend geantwortet werden kann. Jedoch ist aus Gründen der Verkürzung das Verfahren 800 in 23 als auf eine Schrittbefehlsmeldung mittels der Schritte 806 und 808 wartend dargestellt.
Sobald ein Schrittbefehl empfangen worden ist, werden der Schrittyp und Parameter daraus bei dem Schritt 810 erhalten. Der Entscheidungsschritt 812 ermittelt dann, ob der Schrittyp zeitlich begrenzt ist oder aus Wiederholungen besteht. Wenn der Schritt ein Zeitschritt ist, führt die Vorrichtung (z. B. die Vorrichtung 710 und/oder 712) ihr gespeichertes Steuerprogramm gemäß der durch den Schrittzeitwertparameter bei dem Schritt 814 spezifizierten Zeit aus, bevor die Programmausführung bei dem Schritt 816 unterbrochen oder gestoppt wird. Alternativ führt die Vorrichtung, wenn der Schrittyp bei dem Schritt 812 Widerholungen anzeigt, die Anzahl von Programmwiederholungen gemäß dem Schrittparameter bei dem Schritt 818 aus, bevor die Programmausführung bei dem Schritt 816 unterbrochen oder gestoppt wird.
Bezugnehmend auch auf 24 wartet die Steuervorrichtung, sobald die Programmausführung bei dem Schritt 816 gestoppt oder unterbrochen wurde, auf den Empfang einer weiteren Meldung bei den Schritten 818 und 820. Sobald eine Meldung von dem Kommunikationsmedium (z. B. dem Netzwerk 702) empfangen worden ist, wird der Meldungstyp bei einem Entscheidungsschritt 822 ermittelt. Wenn die Meldung ein Schrittbefehl ist, erhält die Vorrichtung den Schrittyp und Parameter aus der Meldung bei dem Schritt 810 von 23 wie es vorstehend diskutiert wurde.
Wenn die neue Meldung kein Schrittbefehl oder eine Modusveränderungsmeldung (z. B. eine I/O- oder andere explizite Meldung) ist, liefert die Vorrichtung Daten und/oder Statusinformation oder reagiert anderweitig auf die Meldung bei dem Schritt 824, bevor sie zu dem Schritt 818 zurückkehrt, um eine weitere Meldung abzuwarten. Diesbezüglich können Daten von einer Vorrichtung, wie z. B. der Vorrichtung 710 von 19 über eine (nicht dargestellte) Meldung auf dem Netzwerk 702 an eine Vorrichtung (z. B. dem Computer 704), welcher die Daten anforderte, geliefert werden. Auf diese Weise kann ein Benutzer Schrittmeldungen von einem Computer 704 erzeugen, und wenn die Vorrichtung 710 die Schrittmodusausführung abgeschlossen hat und gestoppt wurde, können Datenwerte und/oder Statusinformation aus der Vorrichtung 710 über eine I/O- oder andere explizite Meldung erhalten werden. Zurückkehrend zu 24 verändert die Vorrichtung, wenn die neue Meldung eine Modusveränderungsmeldung ist, den Modus gemäß der neuen Modusveränderungsmeldung bei dem Schritt 826 und nimmt die Programmausführung gemäß dem neuen Modus bei dem Schritt 828 wieder auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können Schrittparameter an eine verteilte Steuervorrichtung in einer getrennten Meldung geliefert werden. Bezugnehmend auf 25 wird nun eine exemplarische Schrittparametermeldung 900 dargestellt, welche ein Moduladresse 902, einen Meldungstyp 904, der einen Schrittparametermeldung anzeigt, einen Schritt 906, der einen Wiederholungs- oder Zeitschlitz gemäß vorstehender Beschreibung anzeigt, und ein Schritt 908, der dem Schrittyp 906 entspricht und eine Anzahl von Wiederholungen bzw. einem Schrittzeitwert anzeigt, aufweist. Dieses Form einer Meldung liefert Schrittparameter an eine Vorrichtung (z. B. die Vorrichtung 710 und/oder 712), wenn eine vorherige Modusveränderungsmeldung (z. B. die Meldung 750 von 20) eine Steuervorrichtung (z. B. die Vorrichtung 710 und/oder 712 von 19) in einem Schrittmodus versetzt hat.
Bezugnehmend auf 26 wird nun eine weitere exemplarische Schrittbefehlsmeldung 910 dargestellt, welche eine Moduladresse 912 und eine Schrittbefehlsmeldung 914 aufweist. Diese Meldung kann dazu verwendet werden, einen Schritt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zu initialisieren, wenn beispielsweise die Vorrichtung mit einem Schrittyp 906 und einem Schrittparameter 908 über eine vorhergehende Schrittparametermeldung 900, wie z. B. der in 25 dargestellten und vorstehend beschriebenen, beliefert wurde. Viele unterschiedliche Meldungsprotokolle sind möglich, einschließlich derjenigen, welche nicht spezifisch in den Figuren dargestellt sind, welche in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
Bezugnehmend auf die 27 bis 29 wird nun ein weiteres exemplarisches Verfahren 1000 zum Durchführen einer Funktion in einem Steuersystem oder einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Eine Modusveränderungsmeldung wird bei dem 1002 empfangen, worauf die Ausführung des in der Steuervorrichtung gespeicherten Programms bei dem Schritt 1400 gestoppt oder unterbrochen wird. Danach wartet die Vorrichtung auf eine Schrittparametermeldung bei den Schritten 1006 und 1008. Man wird ferner erkennen, daß andere Meldungen als Schrittparametermeldungen an diesem Punkt empfangen werden können (z. B. I/O-Meldungen, andere Modusveränderungsmeldungen usw.), welche weiter verarbeitet und/oder entsprechend beantwortet werden können. Jedoch ist aus Gründen der Verkürzung das Verfahren 1000 in 27, als auf eine Schrittparametermeldung mittels der Schritte 1006 und 1008 wartend dargestellt.
Sobald eine Schrittparametermeldung (z. B. die Meldung 900 von 25) bei dem Schritt 1000 empfangen wird, werden der Schrittyp und Parameter daraus bei dem Schritt 1010 erhalten. Die Vorrichtung wartet dann auf den Empfang einer weiteren Meldung bei den Schritten 1012 und 1014 (28).
Nach dem Empfang einer Meldung bei dem Schritt 1014 ermittelt der Entscheidungsschritt 1016 den Meldungstyp. Wenn die Meldung eine Schrittbefehlsmeldung ist, wird der Schrittbefehl ausgeführt, wie es nachstehend detaillierter beschrieben und in 29 dargestellt wird. Wenn die Meldung eine Modusänderungsmeldung ist, verändert die Vorrichtung den Modus gemäß der Modusänderungsmeldung bei dem Schritt 1020, worauf die Programmausführung gemäß dem neuen Modus bei dem Schritt 1022 wieder aufgenommen wird. Wenn die neue Meldung kein Schrittbefehl oder eine Modusänderungsmeldung ist (z. B. eine I/O- oder andere explizite Meldung) liefert die Vorrichtung (z. B. die Vorrichtung 710 und/oder 712) Statusinformation und/oder Daten (z. B. über eine Netzwerkmeldung an einen Anfragen), oder antwortet anderweitig auf die Meldung bei dem Schritt 1024 und kehrt zu dem Schritt 1012 zum Abwarten weiterer Meldungen zurück.
Bezugnehmend auf 29 ermittelt die Vorrichtung, wenn die bei dem Schritt 1014 empfangene Meldung eine Schrittbefehlsmeldung ist, bei dem Schritt 430, ob der Schrittyp (z. B. der Schrittyp 906 von 25) zeitlich begrenzt oder ein Wiederholungsschritt ist. Wenn der Schrittyp der Zeitschritt ist, führt die Vorrichtung (z. B. die Vorrichtung 710 und/ 712) ihr gespeichertes Steuerprogramm gemäß der durch den Schrittzeitwertparameter bei dem Schritt 1032 spezifizierten Zeit aus, bevor die Programmausführung bei dem Schritt 1034 unterbrochen oder gestoppt wird. Alternativ führt die Vorrichtung, wenn der Schrittyp Wiederholungen im Schritt 1030 anzeigt, die Anzahl der Programmwiederholungen gemäß dem Schrittparameter bei dem Schritt 1036 aus, bevor die Programmausführung bei dem Schritt 1034 gestoppt oder unterbrochen wird. Sobald das Programm (z. B. über den Schritt 1032 zeitbedingt oder über den Schritt 1036 wiederholungsbedingt) gestoppt worden ist, und die Programmausführung nochmals bei dem Schritt 1034 gestoppt oder unterbrochen worden ist, wartet die Vorrichtung wiederum auf eine Meldung bei dem Schritt 1012 von 28. Somit kann ein Benutzer eine schrittweise Ausführung des in der Vorrichtung gespeicherten der Steuer- oder Logikprogramms durchführen, und Prozeß- oder weitere Information aus der Vorrichtung bei dem Schritt 1024 über I/O- oder andere explizite Meldungen erhalten, während die Programmausführung unterbrochen ist. Durch ein Vorgehen in dieser Weise kann ein Benutzer vorteilhaft die Systemprogrammierung und andere Fehler in weit verteilten Steuersystemen auf Fehler untersuchen.
Man wird erkennen, daß mehr als eine Vorrichtung (z. B. die Vorrichtung in 710 und/oder 712) mittels einer einzigen Meldung in einen Schrittmodus versetzt werden können und auf Schrittbefehle usw. reagieren. Auf diese Weise kann der Benutzer einzelne Ausführungsschritte des verteilten Steuersystems mit einer einzigen Netzwerkmeldung synchronisieren. Beispielsweise kann ein Benutzer eine Meldung aus einem Computer 704 in 19 an die PLC 708, die Vorrichtung 710 und die Vorrichtung 712 senden, um eine spezifizierte Ausführungszeitdauer der darin gespeicherten Programme durchzuführen. Danach können Daten bezüglich der gesteuerten Prozesse 716, 720 und/oder 722 jeweils von den Vorrichtungen 708, 710 und/oder 712 erhalten werden, während die Ausführung dieser Programme gestoppt oder unterbrochen ist. Dieses Verfahren oder dieser Prozeß kann eine beliebige Anzahl von Malen wiederholt werden, um die Identifikation von Problemen und/oder Programmierungsfehlern in der Systemhardware, Logikprogrammen, Betätigungselementen usw. zu ermöglichen. Zusätzlich können an unterschiedliche Vorrichtungen (z. B. die Vorrichtung 708, 710 und/oder 712) unterschiedliche Schrittparameter über eine Anzahl adressierter Schrittparametermeldungen gesendet und dann mittels einer einzigen Rundsendeschrittbefehlmeldung gestartet werden. Die vorliegende Erfindung stellt somit leitungsfähige Diagnose- und Fehlersuchverfahren bereit, welche insbesondere auf weit verteilte Steuersysteme anwendbar sind. Man wird ferner erkennen, daß viele Meldungsprotokolle über die hierin dargestellten und beschriebenen hinaus innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich sind.
Zusätzlich kann, obwohl ein spezielles Merkmal der Erfindung nur bezüglich einer von mehreren Implementationen offenbart wurde, ein derartiges Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementationen kombiniert werden, wie es für eine gegebene spezielle Anwendung erwünscht oder vorteilhaft sein kann.
Die Erfindung kann in Verbindung mit Steuersystemen für industrielle und weitere Prozesse und Maschinen eingesetzt werden.

Claims

Steuersystem (48) für eine modulare Fördereinrichtung (12) mit einer motorbetriebenen Rolle (38) zum Bewegen von Objekten (16) auf der modularen Fördereinrichtung (12) und einem Objektsensor (42) zum Erfassen von Objekten (16) auf der modularen Fördereinrichtung (12), wobei das Steuersystem (48) umfasst: eine Einrichtung zum Steuern der motorbetriebenen Rolle (38) in der modularen Fördereinrichtung (12); eine Kommunikationseinrichtung zum Verbinden des Steuersystems (48) mit einem Adress-basierenden Netzwerk (30), um abgehende adressierte Daten an andere Vorrichtungen in dem Adress-basierenden Netzwerk (30) zu senden, und um ankommende adressierte Daten aus dem Adress-basierenden Netzwerk (30) zu empfangen; und ein Logiksystem (84), das zur Selbstkonfiguration angepasst ist, um die Kommunikation mit wenigstens einem anderen Steuersystem zu ermöglichen, das mit dem Adress-basierenden Netzwerk (30) verbunden, und dafür angepasst ist, ein Eingabesignal von einem von dem Objektsensor (42) und der Einrichtung zum Verbinden zu empfangen, und ein Rollensteuersignal an die motorbetriebene Rolle (38) gemäß dem Eingabesignal zu liefern.
Steuersystem (48) nach Anspruch 1, wobei das Logiksystem (84) ferner dafür angepasst ist, ein Objektanwesenheitssignal an die Kommunikationseinrichtung als abgehende adressierte Daten zu liefern.
Steuersystem (48) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Logiksystem (84) dafür angepasst ist, ankommende adressierte Daten anzunehmen, um die motorbetriebenen Rolle (38) gemäß wenigstens einem von der Richtung der motorbetriebenen Rolle (38), der Verzögerungszeit zwischen dem Erfassen eines Objektes (16) durch den Objektsensor (42) und der Aktivierung der motorbetriebenen Rolle (38), einem Sammelmodus des Förderbetriebs, einem Vereinzelungsauslösungsmodus des Förderbetriebs und einem Stoßauslösemodus des Förderbetriebs zu steuern.
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Logiksystem (84) dafür angepasst ist, ein Eingabesignal aus der Kommunikationseinrichtung zu empfangen, und wobei das Eingabesignal eine Adresse eines weiteren Förderabschnittes anzeigt, aus welchem ein externes Objektanwesenheitssignalempfangen wird.
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Logiksystem (84) dafür angepasst ist, abgehende Daten an die Kommunikationseinrichtung zu liefern, und wobei die abgehenden Daten wenigstens eines von einer Stauanzeige, einem Status des Objektsensors (42), der Richtung der motorbetriebenen Rolle (38), der Geschwindigkeit der motorbetriebenen Rolle (38), dem Strom eines Motors in der motorbetriebenen Rolle (38) und Temperatur eines Motors in der motorbetriebenen Rolle (38) umfasst.
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Adressbasierende Netzwerk (30) eine feste Anzahl von Adressen umfasst, und wobei das Adress-basierende Netzwerk (30) eine Brücke (32) aufweist, die an das Adress-basierende Netzwerk (30) anschließbar ist, um eine Kommunikation zwischen zwei Adress-basierenden Netzen (30) zu ermöglichen, wodurch eine beliebige Anzahl von Steuersystemen (48) miteinander verbunden werden kann.
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zum Steuern der Kommunikationseinrichtung und des Logiksystems (84) Teile einer einzigen integrierten Schaltung (72) sind.
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Logiksystem (84) ferner umfasst: eine Ausgabevorrichtung (154), eine Einrichtung zum Zuordnung der Ausgabevorrichtung (154) zu einer Logikfunktion (186, 224, 246); eine Einrichtung zum Liefern eines Ausgabewertes (152) an die Ausgabevorrichtung (154) gemäß der Logikfunktion (186); eine Einrichtung zum Ignorieren expliziter Meldungen (164, 184) aus dem Adress-basierenden Netzwerk (30, 202, 260); eine Einrichtung zum Ignorieren von Wertmeldungen aus dem Adressbasierenden Netzwerk (30, 202, 260); eine Einrichtung zum selektiven Ignorieren von Ausfallmeldungen gemäß einem Vorrangattribut (280); und eine Einrichtung zum selektiven Ignorieren von Leermeldungen gemäß dem Vorrangattribut (280).
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Logiksystem (84) ferner umfasst: ein Ausgabemodul (154), das umfasst: eine Wertquellen-Auswahleinrichtung (156, 222, 240), welche dafür angepasst ist, Meldungen aus dem Adress-basierenden Netzwerk (30, 202, 260) zu empfangen; eine lokale Logikfunktion (186, 244, 246), die der Wertquellen-Auswahleinrichtung (156, 222, 240) zugeordnet ist, um eine Bindung (172) zu erzeugen, und ein Signal dazu zu liefern; und eine Ausgabe (226, 242), die einen Ausgabewert (152) aus der Wertquellen-Auswahleinrichtung (156, 222, 240) auf der Basis des Signals aus der lokalen Logikfunktion (186, 224, 246) empfängt und ein Ausgabesignal aufweist; wobei die Wertquellen-Auswahleinrichtung (156, 222, 240) dafür angepasst ist, selektiv I/O- (162, 182) und explizite Meldungen (164, 184) aus dem Adressbasierenden Netzwerk (30, 202, 260) auf der Basis der Bindung (172) zu ignorieren, selektiv eine Leeraktion (270) anzuwenden und den Ausgabewert (152) gemäß einem Leerwert (272) zu setzen, wenn die lokale Logikfunktion (186, 224, 246) deaktiviert ist, selektiv eine Ausfallaktion (274) anzuwenden und den Ausgabewert (152) gemäß einem Ausfallwert (276) auf der Basis eines Vorrangattributes zu setzen, und selektiv Leermeldungen gemäß dem Vorrangattributen (280) zu ignorieren.
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Logiksystem (84) ferner umfasst: eine Ausgabe (358, 402, 502, 602), die ein Ausgabesignal (504, 604) gemäß einem Ausgabewert (508, 608) erzeugt; einen Indikator (356, 416, 524, 624), der dafür angepasst ist, Meldungsinformation aus dem Kommunikationsanschluss (82, 360, 406, 544, 644) zu empfangen und Indikatordaten (524, 624) zu erzeugen; und eine Logikeinheit (510, 610), welche Meldungsinformation aus dem Kommunikationsanschluss (82, 360, 406, 544, 644) empfängt, Indikatordaten aus dem Indikator (356, 416, 524, 624) empfängt, und eine Logikfunktion (418, 510) durchführt; wobei die Logikeinheit (510, 610) selektiv den Ausgabewert (508, 608) an die Ausgabe (358, 402, 502, 602) gemäß einer von der Meldungsinformation und der Logikinformation (418, 510) liefert.
Steuersystem (48) nach Anspruch 10, wobei die Indikatordaten (524, 624) wenigstens einen von I/O-Verbindungszustand-Indikator (520, 620) einen Meldungsverbindungszustand-Indikator (526, 626), einen I/O-Verbindungsfehler-Indikator (528, 628), einen Betriebsereignis-Indikator (530, 630), einen Leerereignisindikator (530, 630), einen Netzfehler-Indikator (532, 632), einen I/O-Punktausfall-Indikator (534, 634), einen Hardwareeingabe-Indikator (536, 636), einen Hardwareausgabe-Indikator (538, 638) und I/O-Daten (540, 640) umfasst.
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Logiksystem (84) ferner dafür angepasst ist, ein gespeichertes Programm auszuführen und eine Meldung (750, 760, 770, 900, 910) aus einer Master-Vorrichtung über den Kommunikationsanschluss (82, 724, 734) zu empfangen, wobei die Meldung (750, 760, 770, 900, 910) einen Parameter (756, 768, 776, 908, 914) umfasst, und wobei das Logiksystem (84) ferner dafür angepasst ist, wenigstens einen Abschnitt des gespeicherten Programms gemäß dem Parameter (756, 768, 776, 908, 914) auszuführen und anschließend die Ausführung des gespeicherten Programms gemäß dem Parameter (756, 768, 767, 908, 914) zu unterbrechen.
Steuersystem (48) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Logiksystem dafür angepasst ist, die Selbstkonfiguration bei Einschalten der Energieversorgung gemäß einer Netzadresse durchzuführen.
In einem Steuersystem (48) einer modularen Fördereinrichtung mit einer Antriebssteuerung (80), die zum Steuern einer motorbetriebenen Rolle (38) in der modularen Fördereinrichtung (12) angepasst ist und mit einem Kommunikationsanschluss (82), der dafür angepasst ist, das Steuersystem (48) mit einem Adress-basierenden Netzwerk (30) zu verbinden, ein Verfahren (102) zum Steuern der modularen Steuereinrichtung (12), welches umfasst: Bereitstellen eines Logiksystems (84) in dem Steuersystem (48); Durchführen einer Selbstkonfiguration, um die Kommunikation mit wenigstens einem anderen Steuersystem zu ermöglichen, das mit dem Adress-basierenden Netzwerk (30) verbunden ist; Empfangen eines Eingabesignals von einem von einem Objektsensor (42), der der modularen Fördereinrichtung (12) zugeordnet ist, und dem Kommunikationsanschluss (82); und Liefern eines Rollensteuersignals (64) an die motorbetriebene Rolle (38) gemäß dem Eingabesignal.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: Speichern eines Programms in dem Logiksystem (84); Empfangen einer Meldung (750, 760, 770, 900, 910) aus dem Kommunikationsanschluss (82), wobei die Meldung einen Parameter (756, 768, 776, 908, 914) enthält; Ausführen wenigstens eines Abschnittes des gespeicherten Programms in dem Logiksystem gemäß dem Parameter (756, 768, 776, 908, 914); und Unterbrechen der Ausführung des gespeicherten Programms gemäß dem Parameter (756, 768, 776, 908, 914).
Verfahren nach Anspruch 15, welches ferner das Versetzen des Logiksystems (84) in einen Schrittmodus als Antwort auf eine Modusveränderungsmeldung (750, 770) aus dem Kommunikationsanschluss (82, 724, 734) vor der Ausführung des wenigstens einen Abschnittes des gespeicherten Programms in dem Logiksystem (84) gemäß dem Parameter (756, 768, 776, 908, 914) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, welches ferner die Wiederholung der Ausführung des wenigstens einen Abschnittes des gespeicherten Programms und die Unterbrechung der Ausführung des gespeicherten Programms als Reaktion auf eine weitere Meldung aus dem Kommunikationsanschluss (82, 724, 734) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, welches ferner das Liefern von Daten an den Kommunikationsanschluss (82, 724, 734) als Antwort auf eine Datenanforderungsmeldung aus dem Adress-basierenden Netzwerk (30, 702) umfasst, während die Ausführung des gespeicherten Programms unterbrochen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, welches ferner die Lieferung von Daten an den Kommunikationsanschluss (82, 724, 734) als Antwort auf eine Datenanforderungsmeldung aus dem Adress-basierenden Netzwerk (30, 702) umfasst, während die Ausführung des gespeicherten Programms unterbrochen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die Meldung ferner einen Schrittyp (766, 906) umfasst und wobei die Ausführung des wenigstens einen Abschnittes des gespeicherten Programms und die Unterbrechung der Ausführung des gespeicherten Programms gemäß dem Schrittyp (766, 906) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 20, welcher ferner das Versetzen des Logiksystems (84) in einen Schrittmodus als Antwort auf eine Modusveränderungsmeldung (750, 770) aus dem Kommunikationsanschluss (82, 724, 734) vor der Ausführung des wenigstens einen Abschnittes des gespeicherten Programms in dem Logiksystem (84) gemäß dem Parameter (756, 776) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei die Selbstkonfiguration bei Einschalten der Energieversorgung gemäß einer Netzadresse durchgeführt wird.