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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Steuerungssysteme,
die sowohl analoge als auch digitale Betriebsparameter haben und
im spezielleren auf eine Computer to Plate (CTP) Steuervorrichtung,
wie eine elektronische Leiterplatte umfassend eine programmierbare
Logik und verbunden mit sowohl analogen als auch digitalen Peripheriegeräten.
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Hintergrund der Erfindung
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Moderne
Technologien können
eine Vielzahl von Prozessen umfassen, die gesteuert und automatisiert
werden müssen.
Für das
Beispiel von CTP Systemen können
diese Prozesse umfassen: Das Laden der Platte, das Auswerfen der
Platte, das Weiterbewegen, Zentrieren und Stanzen, sowie da Auswuchten
der Trommel, usw. Es werden elektronische Steuerungen verwendet,
um diese Aufgaben zu steuern.
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Eine
Vielzahl elektronischer Steuerungen, wie sie heute verwendet werden,
basieren auf Mikroprozessoren, die eine Software verwenden, um den Betrieb
des Systems zu definieren. Allerdings ist aufgrund der unterschiedlichen
Sensortypen mit unterschiedlicher Signalbearbeitungshardware oder
unterschiedlichen Lasten für
unterschiedliche Typen von Treibern die Benutzung derselben Steuerungsleiterplatine
in unterschiedlichen Geräten
durch bloße Änderungen
der Software oft nicht realisierbar. Daher wird bei heutigen Konstruktionen
die gewünschte Steuerfunktionalität erreicht
durch eine Modifikation der Konstruktion und Bereitstellen eines
neuen Schaltkreises für
jedes Modell. Das bedeutet, dass ein Steuerungssystem, welches für einen
Sensortypen oder eine Last entwickelt wurde, nicht mit einem anderen
arbeiten wird ohne erhebliche Änderungen in
der Hardware erforderlich zu machen. Die
US 2001/039190 A1 offenbart
solch eine konfigurierbare elektronische Steuerung, mit einem Synchronisierungssteuermodul,
einem konfigurierbaren Signalerfassungsmodul und Steuerungslogik.
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Eine
weitere Beschränkung
bestehender elektronischer Steuerungen, die programmiert sind, um
gewünschte
Steuerungsaktivitäten
auszuführen, besteht
darin, dass Mikroprozessoren hinsichtlich der Schnittstellen begrenzt
sind. Diese Begrenzung ergibt sich aus der Tatsache, dass die Architektur
von Mikroprozessoren computerorientiert anstatt steuerungsorientiert
ist. Die Tatsächliche
Umgebung einer Steuerungsanwendung umfasst typischerweise das Verarbeiten
einer bedeutenden Anzahl von Signalen und Geräten (z. B. Sensoren, Schalter,
Motoren usw.) von denen einige in ihrer Art analog sind. Daher ist eine
wesentliche Anzahl von Schaltkreisen zusätzlich zu dem Mikroprozessor
notwendig, wie etwa Pufferspeicher, Dekodierer, Treiber, Signalspeicher,
Multiplexer, Analog-zu-Digital- und Digital-zu-Analog-Konvertierer, Signalbearbeitungsschaltunkreise
usw.
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1 zeigt
ein Beispiel typischer Hardwarelösungen,
wie sie benötigt
werden, um die Erfassung unterschiedlicher Signaltypen bereitzustellen.
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Die
Lösung
für Logiksignale
des Motorkodierer 10 umfasst ein Filtern mittels Filter 70 und
Puffer mittels Logikeingabepuffern 130 (der Tiefpassfilter 70 sollte
eine relativ hohe Cut-Off-Frequenz
haben, um die Enkodersignale passieren zu lassen).
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Um
die Signale geschlitzter optischer Schalter 20 mit offenem
Kollektor-Ausgang zu empfangen, sind ein Pull-Up-Widerstand 80 und
ein Puffer 140 nötig.
Darüber
hinaus kann ein Tiefpassfilter (nicht gezeigt) eingefügt werden.
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Für Türsicherungsschalter 30,
wie sie gewöhnlich
in üblichen
12 V oder 24 V Spannungsversorgungsicherungsschleifen verwendet
werden, ist ein Spannungsteiler 90 nötig, um das Eingangsspannungssignal
auf das Niveau der Logikversorgung (in der Regel 5 oder 3,3 Volt)
zu reduzieren, ein Tiefpassfilter 150 ist nötig, um
Springen und externes Rauschen zu reduzieren (die Cut-Off-Frequenz
eines solchen Filters ist verschieden von der Cut-Off-Frequenz des
Filters 70 und ein Puffer 160 ist nötig, um das
Signal an die konfigurierbare Logik der digitalen Einheit 200 anzupassen.
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Eine
Möglichkeit
zum Übertragen
analoger Signale, zum Beispiel zwei Signale von Drucksensoren 40 und 50,
umfasst Multiplexer 100, verbunden mit einem Analog-zu-Digital-Konvertierer (kurz
ADC) 170.
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Eine
Anwendungen verwendet REED-Schalter mit eingebauter LED-Anzeige 60 zum
Beispiel dem magnetisch funktionierenden Schalter vom Typ QM/34
des Herstellers NORGREN. In diesem Fall kann die Lösung auf
einem Filter 110 und einem Spannungskomparator 190 basieren,
wobei Referenz 180 als ein Schwellenwert verwendet wird.
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Sollte
die Maschine eine modulare Architektur haben, zum Beispiel eine
handbetriebene Maschine, die durch Bereitstellung zusätzlicher
gesteuerter Untersysteme zu einer halbautomatische oder vollständig automatischen
Maschine weitergebildet werden kann, dann kann der Automatisierungsprozess zum
Beispiel realisiert werden entweder durch eine einzelne Multi-I/O-Steuerung,
die für
alle möglichen Konfigurationen
der Maschine vorgesehen ist, oder durch drei kleinere Steuerungen,
die jeweils ausgelegt sind auf die handbetriebene, halbautomatische oder
vollautomatische Konfiguration der Maschine.
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Der
Nachteil der einzigen Multi-I/O-Steuerung (der Ein-/Ausgabesteuerung)
liegt in ihrer ineffizienten Verwendung, insbesondere in handbetriebenen
Maschinen, da die Steuerungshardware für halbautomatische oder automatische
Module nicht verwendet wird.
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Der
Nachteil der drei verschiedenen speziellen Steuerungen liegt in
deren höherem
Serviceaufwand sowie den relativ hohen Kosten.
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Angenommen
das Ziel ist die Konstruktion einer Steuerung für eine handbetriebene CTP Maschine
(minimales Automatisierungsniveau) umfassend die Plattenpositionserkennung,
Plattenlade- und Plattenauswerfuntersysteme. Die erforderlichen Untersysteme
umfassen einen Motorkodierer 10, schlitzförmige optische
Sensoren mit offenem Kollektorausgang und sechs Türsicherungsschalter.
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Die
geeignete Hardwarelösung
zur Signalerfassung gemäß 1 besteht
aus folgenden Bestandteilen:
Für den Motorkodierer (Signalenkoder
ENCODER A und ENCODER B) sind zwei Filter 70 und zwei Logikeingabepuffer, 130 nötig.
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Für die geschlitzten
optischen Sensoren mit offenem Kollektorausgang sind 10 Pull-Up-Widerstände 80 und
10 Logikeingangspuffer 140 geeignet. Darüber hinaus
könnten
noch 10 Tiefpassfilter (nicht gezeigt) eingefügt werden.
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Für 6 Türsicherungsschalter
sind 6 Spannungsteiler 90, 6 Filter 150 und 6
Logikeingangspuffer 160 notwendig.
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Um
die CTP Maschine auf halbautomatisch zu erweitern, ist zusätzliche
Hardware notwendig, um Signalerfassung und Steuerung für das neue
Plattenzentrier- und Plattenstanzautomatikuntersystem, umfassend,
zum Beispiel drei Gleichstrommotoren mit Kodierern, acht geschlitzte
Schalter, zwei analoge Drucksensoren und 2 Entfernungssensoren.
In diesem Fall sollte die Steuerung sechs (3×2) Kodierereingänge bereitstellen
anstatt der zwei für
die handbetriebene Maschine, acht Eingänge der geschlitzten Schalter
anstatt 10 und sollte einen Schaltkreis zur Unterstützung zweier
analoger und zweier Plattenkurzschluss-Sensoren, die für die handbetriebenen Maschine
nicht verwendet wurden.
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2 zeigt
ein Beispiel für
typische Hardwarelösungen,
wie sie erforderlich sind, um Steuerung unterschiedlicher Lasttypen
vorzusehen.
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Eine
mögliche
Lösung
zum Treiben bzw. zum Ansteuern des Schrittmotors 55 kann
implementiert werden durch die integrierte Schrittmotorsteuerung 120 (zum
Beispiel L297 Schrittmotorsteuerung von SGS-thomson Microelectronics),
verbunden mit den Ausgängen
der konfigurierbaren digitalen Einheit 200 und Treiber 145 (zum
Beispiel L298, ein Dual-Full-Bridge-Driver
von SGS-Thomson Microelectronics), verbunden mit Schrittmotorsteuerung 120 und
Schrittmotor 55. Solch eine spezielle Schrittmotorsteuerungshardware
kann nicht verwendet werden für
DC-Motoren oder Ventilsteuerungen„ wie sie für unterschiedliche
Steuerungsumgebungen eines anderen Modells nötig sein können, zum Beispiel eine halbautomatische
oder vollautomatische Maschinen.
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In ähnlicher
Weise kann der Gleichstrom-(DC)-Motortreiber 115 (z. B.
DMOS Full-Bridge PWM Motortreiber 3948 von ALLEGRO-MicroSystems,
Inc.) angeschlossen zwischen der konfigurierbaren digitalen Einheit 200 und
dem DC-Motor 50, nicht verwendet werden für getrennte
Ventile oder Relais-Steuerung, und die Low-Treiber 155 (z.
B. 6810 Latched Source Driver von ALLEGRO MicroSystems, Inc.), der
gesteuert wird durch die konfigurierbare digitale Einheit 200 und
die 20 mA-Ventile 60 ansteuert, kann nicht verwendet werden
für Steuerungen
mit hohen Strömen
in Anwendungen zum Treiben von Spulen verwendet werden, aufgrund
der geringen Stromfestigkeit.
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Wie
zu erkennen, kann die Steuerungshardware, die für die handbetriebene Maschine
gewählt wurde,
nicht verwendet werden zur Steuerung der Untersysteme für die halbautomatische
Maschine aufgrund der Unterschiede hinsichtlich der Hardwarelösungen zur
Erfassung unterschiedlicher Sensortypen und zum Steuern der verschiedenen
Lasttypen.
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Eine ähnliche
Situation tritt auf, wenn eine halbautomatische Maschine auf vollautomatisch
erweitert wird, oder wenn versucht wird die Steuerung für eine unterschiedliche
Familie von Maschinen zu verwenden.
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Veröffentlichten
Patentanmeldungen Nr.
US 2001/0015918 und
US 2001/0039190 versuchen
die oben erwähnten
Nachteile auszugleichen durch das Bereitstellen einer konfigurierbaren
elektronischen Steuerung, umfassend einen Steuerungsschaltkreis zum
Bereitstellen von Steuerungsfunktionen, Eingabeschnittstelle, Ausgabeschnittstelle,
Benutzerschnittstelle, Stromversorgungsschnittstelle und eine nicht
flüchtige
Speichereinheit, die verbunden ist mit dem Steuerungsschaltkreis
und all den oben erwähnten
Schnittstelleneinheiten, um diese zu konfigurieren.
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Dennoch
gibt es einige Hindernisse, um diese Lösung in komplexeren Maschinen
wie CTP zu verwenden:
- 1. Die Eingänge der
Mikrocontroller sind noch nicht umfassend. Das bedeutet, ein analoger
Sensor kann nicht an dem digitalen Eingang der Steuerung angeschlossen
werden;
- 2. Die digitalen Eingänge
eines Mikrokontrollers können
die Eingangshystereseanpassung und Eingangsschwellenwertsteuerung
nicht bereitstellen, wie sie erforderlich sind, um Eingangssignale von
Sensoren mit unterschiedlichen Low- und High-Logikzuständen zu
verwenden, (z. B. ist der logische Low-Zustand des NORGREN magnetisch
geschalteten Schaltertyps QM/34 im Bereich von 2 Volt aufgrund der
eingebauten LED-Anzeige. Gleichzeitig ist der minimale Eingangswert
für die
HIGH-Spannung des digitalen Eingangspuffers MOTOROLA SN74LS240 2
V. Solch ein Unterschied des Spannungszuständen kann eine fehlerhafte
Signalerfassung des QM34 verursachen).
- 3. Die bereitgestellte Lösung
umfasst Hardwareredundanz auf der Steuerungsleiterplatte; die Architektur
der Steuerung muss alle möglichen
funktionellen Blöcke
umfassen, die mittels eines nicht flüchtigen (NV) Speichers konfiguriert
werden, um die Datenerfassungen der unterschiedlichen Sensoren abzudecken,
und abhängig
von der Konfiguration, werden einige der funktionellen Blöcke nicht
verwendet.
- 4. Die vorgeschlagene Lösung
liefert ein relativ geringes Maß an
Steuerung. So führt
zum Beispiel die Multiplexsignalerfassung der Steuerung zu einer
Abnahme in der Steuerungsantwortzeit. Dieser Nachteil kann kritisch
werden, wenn man zum Beispiel mit CTP-Gerätesteuerungen zu tun hat,,
die möglicherweise über 100
Sensoren handhaben.
- 5. Die Verwendung eines festgelegten Typs von Schalter, der
auf einer Seite der Last angeschlossen wird, begrenzt die Lastanschlussmöglichkeiten
(sofern der Schalter vom high-seitigen Typ ist, sollte die andere
Seite der Last auf Masse (ground; auch gnd) gelegt werden und falls
der Schalter vom low-seitigen Typ ist, sollte die andere Seite der
Last zur Verfügung
gestellten Spannungsquelle verbunden werden. Im Allgemeinen werden
beide Lastanschlüsse
(nach Masse und zur Spannungsquelle) verwendet, allerdings können die
erwähnten
Patentamneldungen nur eine Art Lastanschlüsse unterstützen.
- 6. Es gibt keine Möglichkeit
zur Änderung
der Stromrichtung der Lasten, wie sie beispielsweise für das Umkehren
von Gleichstrommotoren erforderlich ist.
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Daher
besteht ein Bedarf an einer allgemeinen, flexiblen Steuerungsarchitektur,
um eine verbesserte Erweiterbarkeit und Servicefreundlichkeit und
eine vereinfachte Anpassung einer bestehenden Steuerung an eine
neue Maschine zu erlauben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine konfigurierbare Steuerung bereitgestellt
umfassend: ein Synchronisationssteuermodul, eine Vielzahl von konfigurierbaren
Signalerfassungsmodulen, verbunden mit dem Synchronisationssteuermodul;
eine Steuerungslogik, verbunden mit der Vielzahl Signalerfassungsmodulen;
eine Vielzahl identischer Eingangszellen, jeweils mit der Vielzahl
von Signalerfassungsmodulen verbunden, jede der Vielzahl von Eingangszellen
zusätzlich
verbunden mit einem jeweiligen Eingangspin der Steuerung und ein
Synchronisationssignalgenerator verbunden mit dem Synchronisierungssteuermodul
und mit der Vielzahl von Eingangzellen, wobei jede der Vielzahl von
Eingangszellen verwendbar ist zum Konvertieren von Eingangssignalparametern
in zeitbasierte Parameter und wobei jedes der Signalerfassungsmodule konfiguriert
ist, um die zeitbasierten Parameter in ein erforderliche digitale
Form zu konvertieren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst jede der Vielzahl von Eingangszellen einen Komparator, wobei
der Komparator geeignet ist zum Empfangen von Eingangssignalen von
dem jeweiligen Eingangspin, und ein Synchronisationssignal von dem
Synchronisierungssignalgenerator und zur Ausgabe eines Signals.
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Das
Synchronisationssignal kann von einer Sägezahnform sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst die konfigurierbare Steuerung zusätzlich eine Vielzahl konfigurierbarer
Ausgangssteuerlogikmodule, die mit der Steuerungslogik verbunden
sind, wobei die Steuerung zusätzlich
eine Vielzahl von high-seitigen- und low-seitigen-Ausgangstreibern umfasst, die mit
den konfigurierbaren Ausgangssteuerungslogikmodulen verbunden sind,
wobei die Treiber zusätzlich
verbunden sind mit einer Vielzahl von Ausgangspins der Steuerung.
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Gemäß einer
Konfiguration ist zumindest eines der konfigurierbaren Ausgangslogikmodule
verbunden mit einem Paar von high-seitigen-Treibern und low-seitigen-Treibern,
wobei die Treiber mittels jeweiliger Ausgangspins der Steuerung
verbunden sind mit einer Seite einer Last, wobei das konfigurierbare
Ausgangssteuerungslogikmodul konfiguriert ist zum Treiben nur eines
der high-seitigen-Treiber und low-seitigen-Treiber, abhängig von
der Verbindung auf der anderen Seite der Last.
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Gemäß einer
zweiten Konfiguration ist zumindest eines der konfigurierten Ausgangssteuerungslogikmodule
verbunden mit einem der low-seitigen-Treiber oder zu einem der high-seitigen
Treiber, wobei der eine Treiber mittels eines jeweiligen Ausgangspins
der Steuerung mit einer Last verbunden ist, wobei das konfigurierbare
Ausgangsteuerungslogikmodul konfiguriert ist zum Treiben des einen
Treibers.
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Gemäß einer
dritten Konfiguration sind ein erstes und ein zweites der konfigurierbaren
Ausgangssteuerungslogikmodule jeweils mit einem Paar von high-seitigem-Treiber
und low-seitigem-Treiber verbunden,
wobei der high-seitige-Treiber und der low-seitige-Treiber jeweils
mittels zweier Ausgangspins der Steuerung verbunden sind zu zwei
Seiten einer Last, wobei das erste und das zweite konfigurierbare
Ausgangssteuerungslogikmodul konfiguriert sind zur Steuerung des
Paars von high-seitigen Treiber und low-seitigen-Treiber mittels
zweier unabhängiger
Signalquellen.
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Gemäß einer
vierten Konfiguration ist zumindest eines der konfigurierbaren Ausgangssteuerungslogikmodule
verbunden mit zwei der high-seitigen-Treiber, wobei die beiden high-seitigen
Treiber jeweils Ausgangspins der Steuerung verbunden sind mit einer
Seite einer Last, wobei das konfigurierbare Ausgangssteuerungslogikmodul
konfiguriert ist, um gleichzeitigen Steuern der beiden high-seitigen
Treiber.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist zumindest einer der high-seitigen- oder low-seitigen-Treiber verbunden zu einer
der Eingangszellen.
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Die
Eingangszelle kann geeignet sein zum Messen des Stroms des mindestens
einen high-seitigen-
oder low-seitigen-Treibers, oder zum Erkennen der Konnektivität mit dem
zumindest einen high-seitigen- oder low-seitigen-Treiber.
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Die
Eingangszelle kann alternativ geeignet sein, um das Schalten des
zumindest einen high-seitigen-
oder low-seitigen-Treibers zu bestätigen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erfassung einer
Vielzahl von Signalen vorgesehen, umfassend die Schritte: Bereitstellen
eines Synchronisationssteuerungsmoduls; Konfigurieren einer Vielzahl
von konfigurierbaren Signalerfassungsmodulen, die mit dem Synchronisationssteuerungsmodul
verbunden sind; Bereitstellen einer Steuerungslogik, die mit einer
Vielzahl von Signalerfassungsmodulen verbunden ist; Bereitstellen
einer Vielzahl von identischen Eingangszellen, die jeweils verbunden
sind mit der Vielzahl von Signalerfassungsmodulen; Bereitstellen eines
Synchronisationssignalgenerators der mit dem Synchronisationssteuerungsmodul
verbunden ist und mit der Vielzahl von Eingangszellen, Erfassen
einer Vielzahl von Eingangssignalen, wobei jedes der Signale mittels
einer aus der Vielzahl der identischen Eingangszellen erfasst wird;
Konvertieren der erfassten Signalparameter in eine Vielzahl von
zeitbasierten Parameter; und Konvertieren der Vielzahl von zeitbasierten
Parametern in erforderliche digitale Formen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
kann der Schritt des Konvertieren der erfassten Signalparameter
in eine Vielzahl von zeitbasierten Parameter den Schritt umfassen:
Empfangen eines Synchronisationssignals von dem Synchronisationssignalgenerator
und vergleichen des erfassten Eingangsignals mit dem Synchronisationssignal.
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Das
Synchronisationssignal kann von einer Sägezahnform sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe umgesetzt werden kann,
wird nun Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, die lediglich
zu illustrativen Zwecken dienen. In den beigefügten Zeichnungen:
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1 ist
ein Beispiel für
typische Hardwarelösungen,
wie sie erforderlich sind, um das Erfassen von unterschiedlichen
Eingangssignaltypen zu bereitzustellen;
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2 ist
ein Beispiel für
typische Hardwarelösungen,
wie sie erforderlich sind, zum Bereitstellen der Steuerung unterschiedlicher
Lasttypen;
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3 ist
ein allgemeines Blockdiagramm der Steuerung der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine schematische Zeichnung einer Ausführungsform der Eingangszelle
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine schematische Zeichnung einer bevorzugten Ausführungsform
der Eingangszelle gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 zeigt
Zeitdiagramme bzw. den zeitlichen Verlauf für die Eingangszelle aus 5 und
das Signalerfassungsmodul gemäß der vorliegenden
Erfindung, welches konfiguriert ist für die Erfassung analoger Sensoren;
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7 ist
ein Blockdiagramm eines Signalerfassungsmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung, das konfiguriert ist zur analogen Signalerfassung;
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8 ist
ein Blockdiagramm der Ausführungsform
des Signalerfassungsmoduls gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Zwecke von Totem-Pol-Ausgangssensoren;
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9 zeigt
den zeitlichen Verlauf, welcher die Signalerfassung von Totem-Pol-Ausgangssensoren
beschreibt;
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10 zeigt
den zeitlichen Verlauf, welcher die Funktionalität des Signalerfassungsmoduls
gemäß der vorliegenden
Erfindung für
Annäherungssensoren
mit LED-Anzeige;
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11 ist
ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Steuerung, welche
unterschiedliche Lasten ansteuert, wie etwa Spule, Relais und Lampe;
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12 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
einer Gleichstrom (DC)- oder einer Wechselstrommotorsteuerung;
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13 ist
eine bevorzugte Ausführungsform einer
Schrittmotorsteuerung; und
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14 ist
ein Blockdiagramm einer bevorzugten Implementierung von Strom- und
Spannungsrückkopplung
in die Steuerung.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine konfigurierbare Steuerungsarchitektur
bereit, um die Nachteile der bekannten Steuerungen zu überwinden.
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Bevor
zumindest eine Ausführungsform
der Erfindung im Detail beschrieben wird, soll darauf hingewiesen
werden, dass die Erfindung nicht eingeschränkt ist, hinsichtlich ihrer
Anwendung, hinsichtlich der Konstruktion und Anordnung der Komponenten,
wie sie in der folgenden Beschreibung oder den Zeichnungen gegeben
wird. Die Erfindung ist auch auf andere Ausführungsformen anwendbar, oder lässt sich
auf unterschiedliche Weise benutzen und ausführen. Darüber hinaus soll darauf hingewiesen werden,
dass die Ausdrucksweise und Terminologie wie sie hierin verwendet
wird, nur beschreibenden Zwecken dient und ebenfalls nicht als einschränkend zu
verstehen ist.
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3 zeigt
ein allgemeines Blockdiagramm der Steuerung 230 gemäß der vorliegenden
Erfindung, umfassend einen Synchronisationssignalgenerator 250,
eine konfigurierbare digitale Einheit 200, wie zum Beispiel
ein FPGA (Field-Programmable-Gate-Array) oder CPLD (Complex-Programmable-Logic-Device),
welches zumindest umfasst Synchronisationsmodul 270, Steuerungslogik 370,
eine Anzahl von Signalerfassungsmodulen 260, die konfiguriert
sind, um Signale, die von den Eingangspins 210 des Controllers 230 kommen, über die
identischen Eingangszellen 240 zu anzunehmen, konfigurierbare
Ausgangssteuerungslogikmodule 280, die konfiguriert sind,
um die Steuerung der Lasten, verbunden mit den Ausgangspins 380 der
Steuerung 230 bereitzustellen, mittels high-seitigem-350 und/oder
low-seitigem Ausgangstreiber-360.
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Das
vorgeschlagene System ist konstruiert, um verschiedene Peripherie-Umgebungen,
unter Ausnutzung der Konfigurationsfähigkeit zu unterstützen.
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Das
Synchronisationsmodul 270 der konfigurierbaren digitalen
Einheit 200 ist konfiguriert zum Erzeugen der elementaren,
zeitabhängigen
Signale, um das Arbeiten der Eingangszellen 240 und der
Signalerfassungsmodule 260 zu synchronisieren. Solch ein
Synchronisieren ist notwendig für
das Konvertieren der Eingangssignalwerte in zeitbasierte Parameter
(z. B. Pulsweiten, Pausen, Arbeitszyklus, Frequenz, usw.) durch
die Eingangszellen 240 und darüber hinaus zum Konvertieren
dieser zeitbasierten Parameter in eine digitale Form mittels der
konfigurierten Signalerfassungsmodule 260. Eine mögliche Umsetzung
des Synchronisationsmoduls 270 kann zum Beispiel ein Zähler sein,
welcher die eingehenden Pulse mit konstanten Pausen zwischen diesen
zählt.
Die Abfolge solcher Pulse kann zum Beispiel von der Systemuhr erhalten
werden. Die Ausgabe (Referenzdaten 290) des Zählers 270 ist
verbunden mit jedem der Signalerfassungsblöcke 260 und darüber hinaus
mit dem Synchronisationssignalgenerator 250 als Synchronisierungsdaten 275.
Der Synchronisationssignalgenerator 250 ist zum Beispiel
umgesetzt als ein Digital-zu-Analog-Konvertierer. Während der Zähler 270 läuft, wird
der Wert der Synchronisierungsdaten 275, welcher gleich
der Referenzdaten 290 ist, periodisch verändert von
0 bis zu dessen Maximalwert, was eine sägezahnartige Form der Spannung
Vsync in der Ausgangsnetzwerk 255 des Synchronisationssignalgenerators 250 erzeugt. Die
Spannung wird weitergeleitet an den zweiten Eingang der Eingangszelle 240.
Der erste Eingang der Eingangszelle 240 ist jeweils mit
dem entsprechenden Eingangspin 210 der Steuerung 230 verbunden. Das
Ausgangssignal der Eingangszelle 240 (Pin 3) ist verbunden
mit dem Eingang 1 des entsprechenden Signalerfassungsblocks 260.
In einer alternativen Ausführungsform
des Synchronisationssteuerungsmoduls 270 können Synchronisierungsdaten 275 und
Referenzdaten 290 ungleich sein, wie beispielhaft in Verbindung
mit 4 erklärt
wird.
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Die
Implementierung des konfigurierbaren Signalerfassungsblocks 260 kann
variieren, je nach der Art des Signals, das angenommen werden muss und
unterstützt
daher werden unterschiedliche periphere Umgebungen.
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Zwei
Beispiele möglicher
Ausführungsformen
der Eingangszelle 240 sind gezeigt in 4 und 5.
Die Eingangszelle der 4 basiert auf einem Spannungs-zu-Frequenzkonvertierer 225 zum
Beispiel LM131 von National Semiconductor. Für diese Implementierung sollte
das Synchronisationssteuerungsmodul 270 so konfiguriert
sein, dass Synchronisierungsdaten 255 aus einer Abfolge
von kurzen Pulsen bestehen, die periodisch auftreten (einmal per Zählperiode).
Die Referenzdaten 290 sollten implementiert sein wie oben
beschrieben unter Bezug auf 3. Der Synchronisierungssignalgenerator 250 kann
implementiert sein zum Beispiel als ein Puffer oder Verstärker. Die
kurzen Synchronisierungspulse 255, die von dem Synchronisierungssignalgenerator 250 kommen,
setzen den Spannungs-zu-Frequenzkonvertierer 225 zurück und am
Ende eines jeden Zurücksetzens
wird eine Frequenz proportional zu der Eingangsspannung an dem Ausgang
des Konvertierers und entsprechend an dem Netzwerk 220 auftreten.
Diese Frequenz wird weitergegeben an den Eingang des entsprechenden
Signalerfassungsmoduls 260, welches konfiguriert sein sollte
zum Konvertieren der Frequenzwerte in die digitale Form (ein oder
mehrere Bits), die bequem sind, um Steuerungen auszuführen (z.
B. mittels Zählen
der eingehenden Impulse pro Zeiteinheit, die gleich der Zählperiode
des Synchronisationssteuerungsmoduls 270 ist).
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Eingabezelle 240 ist in 5 gezeigt.
Die Zelle umfasst einen Komparator 235, zum Beispiel LM2901
von Texaslnstruments. Eingang 1 des Komparators 235 ist verbunden
mit dem Ausgangsnetzwerk des Synchronisierungssignalgenerators 250.
Eingang 2 des Komparators 235 ist verbunden mit
dem Eingangspin 210 der Steuerung 230. Ausgang 3 des
Komparators 235 ist tatsächlich der Ausgang der Eingangszelle 240 und
sollte mit dem Eingang eines Signalerfassungsmoduls 260 der
konfigurierbaren digitalen Einheit 200 verbunden sein.
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Widerstände 215 sind
optional und vorgesehen, um den Eingang des Komparators vorzuspannen
für den
Fall, dass Sensoren vom Schaltertyp oder vom Typ mit offenem Kollektorausgang
verwendet werden. Diese Widerstände
sollten einen relativ hohen Widerstand haben (10 oder 100 kOhm),
um deren Einfluss auf den Sensor auszuschließen. Um für die vorliegende Erfindung
der Eingangszelle 240 geeignet zu sein, sollte das Synchronisationsmodul 270 so
konfiguriert sein, wie die oben beschriebene Steuerung. Die Referenzdaten 290 und
die Synchronisierungsdaten 275 des Zählers sind in diesem Fall gleich.
Ebenfalls um die vorliegende Ausführungsform der Eingangszelle 240 zu
unterstützen,
sollte der Synchronisationssignalgenerator 250 implementiert
sein, beispielsweise als ein Digital-zu-Analog-Konvertierer. Während die
Steuerung mit Spannung versorgt ist, vergleicht der Komparator 235 der Signalerfassungseingangszelle 240 die
sägezahnförmige Spannung
Vsync, wie sie vom Ausgang des Synchronisationssignalgenerators 250 über die
Netzwerk 255 kommt, mit dem Signal Vinp des peripheren Detektors,
welcher mittels Eingangspins 210 der Steuerung 230 mit
dem positiven Eingang des Komparators 235 verbunden ist.
Das Ergebnis des Vergleichs ist das Ausgabesignal Vcell der Eingangszelle 240.
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Die
Flexibilität
der Steuerungseinrichtung der vorliegenden Erfindung wird beschrieben
durch Beschreibung jeder Funktionalität mit verschiedenen beispielhaften
Typen von peripheren Detektoren.
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Beispiel 1 Steuerfunktionalität mit analogen
Ausgabesensoren
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6 zeigt
ein Diagramm des zeitlichen Ablaufs bzw. ein Zeitdiagramm der Eingangszelle 240 der 5 (Linien
1, 2, 3) und Signalerfassungsmodulen 260 (Linien 4 und
5 für die
Erfassung von analogen Sensoren, z. B. Drucksensoren für welche
die Ausgangsspannung gemäß des gemessenen
Drucks variiert.
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In
diesem Fall wird das analoge Eingangssignal Vinp (Linie oder Verbindung
2) verglichen durch den Komparator 235 der Eingangszelle 240 mit
der sägezahnförmigen Synchronisationsspannung Vsync
(Verbindung 1). Falls das Vinp Signal höher ist als Vsync, ist die
Ausgangsspannung Vcell (Verbindung 3) des Komparators 235 high;
sonst low. Das Vcell Signal erreicht Signalerfassungsblock 260 mittels
Netzwerk 220.
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7 ist
ein Blockdiagramm des Signalerfassungsblocks 260, der konfiguriert
ist für
die analoge Signalerfassung. Der Block besteht aus einem Block zur
Detektion abfallender Flanken 500 und einem Datenregister 510.
Der Block zur Detektion abfallender Flanken 500 erzeugt
einen Systemtakt lange Pulse Vlatch, jedes Mal, wenn das Signal
Vcell, das von der Eingangszelle 240 an den Eingang 1 des Signalerfassungsblocks 260 geleitet
wird, seinen Wert von high nach low ändert. Der Puls erlaubt das Einrasten
der Referenzdaten 290, die auf dem zweiten Eingang des
Signalerfassungsblocks 260 hereinkommen, in das Datenregister 510.
Gemäß der Komparatorgleichung
(Vsync = Vinp) haben die eingerasteten Daten einen Wert gleich der
analogen Sensorausgangsspannung, die es zu messen gilt. Diese eingerasteten
Daten erscheinen an Ausgang 3 des Signalerfassungsmoduls 260 und
können
verwendet werden als ein Eingangssignalwert für Steuerungszwecke.
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Beispiel 2 Steuerungsfunktionalität mit schlitzförmigen optischen
Schaltern mit Totem-Pol-Ausgang
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8 ist
ein Blockdiagramm der Ausführungsform
des Signalerfassungsblocks 260 zum Zweck von Sensoren mit
Totem-Pol-Ausgang zum Beispiel wide gap type OPTEC OPB900W.
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Die
Konfiguration des Signalerfassungsmoduls 260, bestimmt,
um Totem-Pol-Ausgangsschalter zu
unterstützen,
umfasst Schwellenwertfrequenzgenerator 550, der mit seinem
Eingang mit dem Referenzdatenbus 290 verbunden ist, ankommend
am zweiten Eingang des Moduls 260 und verbunden ist mit
seinem Ausgang (dem Signal Vthr_freq) mit dem ersten Eingang des
UND-Gatters 560. Der zweite Eingang des UND-Gatters 560 empfangt
den Ausgang Vcell der Eingangselle 240 über den Eingang 1 des
Moduls 260. Das UND-Gatter-Ausgangssignal (Vand_gate) ist
verbunden mit dem Eingang RESET (zurücksetzen) des Zählers 570.
Höchstwertige
Bit (Qn) des Zählerausgangs
wird invertiert mittels Inverter 580 und verbunden mit
dem Chip-Enable-(CE)-Eingang des Zählers 570 und dem
Ausgang 3 des Signalerfassungsmoduls 260.
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9 zeigt
ein Diagramm des zeitlichen Ablaufs der Signalerfassung von Totem-Pol-Ausgangssensoren.
Signal Vcell (Verlauf 3), welches durch die Eingangszelle erzeugt
wird, ist das Ergebnis eines Vergleichs zwischen der sägezahnartigen
Form der Spannung Vcell (Verlauf 1) und dem Eingangssignal Vinp,
von dem Totem-Pol-Ausgangsschalter (Verlauf 2) kommend. Das Signal
Vcell wird angenommen durch den ersten Eingang der UND-Gatters 560 des Signalerfassungsblocks 260.
Der zweite Eingang des UND-Gatters fangt das Schwellenwertfrequenzsignal Vthr_freq,
erzeugt aus DATA des Frequenzgenerators 550. Dieses Modul
erzeugt Frequenz mit einer Periode gleich des Datenzählzyklus
(von null zum Maximalwert) des Synchronisationsmoduls 270.
Der Arbeitszyklus für
diese Frequenz sollte vorbestimmt sein gemäß der gewünschten Schwellenwert für die Bestimmung
des logischen Wertes des Eingangssignals. Verlauf 4 zeigt eine Schwellenwertfrequenz
mit einem Arbeitszyklus von 50%. Das bedeutet, dass das Schwellenwertfrequenzsignal
nur dann high ist, wenn der Sägezahnspannungsreferenzwert
höher als
der halbe maximale Wert ist.
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Das
UND-Gatter 560 spielt in diesem Fall die Rolle eines Detektors,
welches das Überschreiten des
Eingangssignals über
den 50%-Wert der Vsync Maximalspannung erkennt. Jedes Mal wenn Vcell high
und Vthr_freq high ist, dann wird der Ausgang des UND-Gatters (Verlauf
5) ebenso high sein, wodurch angezeigt wird, dass Vinp oberhalb
des vorbestimmten Stellenwertes (in diesem Fall 50% des Maximums
von Vsync).
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Während Vinp_gate
low ist, wird der Zähler 570 so
lange zählen,
bis das höchstwertige
Bit high wird. In diesem Moment wird der Inverter 580 den Zähler blockieren
mittels des logischen low Niveaus an dessen Ausgang und der Zähler in
dieser Bedingung bleiben. Solange Vinp oberhalb des vorbestimmten
Schwellenwerts ist, wird reset, also das Zurücksetzen auftreten und die
Pulse vom Ausgang des UND-Gatters werden den Zähler zurücksetzen und sein höchstwertiges
Bit (MSB) wird low sein. Das invertierte höchstwertige Bit MSB zeigt den
Zustand des Sensors (Verlauf 6) an.
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In
einer anderen Ausführungsform
(nicht gezeigt) des Signalerfassungsblocks 260 kann auch das
Bereitstellen von Hystherese implementiert werden.
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Beispiel 3 Steuerung und Funktionalität mit Annäherungssensoren
(z. B. NORGREN magnetisch betriebener Schaltertyp QM/34) mit einer
eingebauten LED-Anzeige.
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Die
Architektur des Signalerfassungsblocks 260 sollte dieselbe
sein wie in 8 gezeigt, allerdings sollte
der Schwellenwertfrequenzgenerator 550 leicht verändert werden.
Die Diagramme des zeitlichen Ablaufs, welche die Funktionalität des Signalerfassungsblocks 260 zeigen,
wie er vorgesehen ist für
Annäherungssensoren
mit LED-Anzeige, ist in 10 gezeigt.
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Das
Annäherungssensorsignal
Vinp (Verlauf 2) hat einen höheren
Wert für
seinen logischen Low-Zustand als im vorigen Beispiel beschrieben
für Totem-Pol-Ausgangssensoren
(9, Verlauf 2). Das bedeutet, dass die beste Erfassung
des Annäherungssensors
bei einem höheren
Schwellenwert erreicht wird, zum Beispiel 70% des Maximalwerts von Vsync
anstelle von 50% im vorigen Beispiel. Wie bereits gezeigt wurde,
definiert der Arbeitszyklus in Vthr_freq den Schwellenwert zum Erzeugen
des Status des Eingangssignals (High oder low). Daher sollte zum
Erhöhen
des Schwellenwerts der Schwellenwertfrequenzgenerator 550 so
konfiguriert sein, dass Vthr_freq (Verlauf 4) im Low-Zustand ist,
während Vsync
(Verlauf 1) niedriger ist als 70% seines Maximalwerts und Vthr_freq
sollte im High-Zustand sein, während
Vsync höher
als 70% seines Maximalwerts ist. In anderen Worten Vthr_freq wird
30% (100%–70%)
Arbeitszyklus haben, was einen optimalen Schwellenwert für die Eingangssignalerfassung
darstellt. Die Logik zur Signalerzeugung von Vand_gate (Verlauf
5) und Vstatus (Verlauf 6) ist dieselbe wie im vorigen Beispiel.
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Die
Flexibilität
der Steuerung zum Steuern unterschiedlicher Typen von Lasten ist
vorgesehen (in 3) mittels einer Konfiguration
des konfigurierbaren Ausgangssteuerungslogikmoduls 280 und
Verbindung zu einer vorbestimmten Anzahl von low-seitigen 360 und
high-seitigen 350 Treibern. Jeder Treiber wird gesteuert über konfigurierbare
Ausgangssteuerungslogikmodule 280 der konfigurierbaren
digitalen Einheit 200 und verbunden mittels seiner Ausgänge (HD_OUT
oder LD_OUT) jeweils zu einem Ausgangspin 380 der Steuerung 230.
Jeder high-seitige Treiber 350 besteht aus einer high-seitigen Schaltsteuereinheit 310 und
high-seitigem Leistungsschalter 320 (kurz SW_H); jeder
low-seitige Treiber 360 besteht
aus einer low-seitigen Schaltsteuereinheit 330 und low-seitigem
Leistungsschalter 340. Die Anwendung von low- und high-seitigen
Treibern für spezifische
Lasten ist bekannt. Die Neuheit ihrer Verwendung in der Steuerung
der vorliegenden Erfindung liegt in der Tatsache, dass um die Flexibilität der Steuerung
zu erreichen, die besonderen konfigurierbaren Ausgangssteuerblöcke 280 konfiguriert
sind in der konfigurierbaren Logik der digitalen Einheit 200, um
die vorbestimmten Lasten zu steuern. Die Treiber 350 und 360 können gruppiert
werden in unterschiedlichen Kombinationen. Jede geeignete Kombination von
Treiber für
die Steuerung einer speziellen Last wird unterstützt mittels einer Konfiguration
des konfigurierbaren Ausgangssteuermoduls 280, welches vorgesehen
ist, um die genannte Gruppe zu steuern.
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Die
Beispiele zum Steuern unterschiedlicher Lasttypen wie zum Beispiel
Gleichstrom (DC)-, Wechselstrom (AC)- und Schritt-Motoren, wie auch Ventil,
Spule und Relais, und die Fähigkeit
die Stromfestigkeit der Steuerung zu erhöhen sind in 11, 12 und 13 gezeigt.
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Beispiel 4 Steuerfunktionalität mit Spule,
Relais oder Lampenlasten
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11 ist
ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Steuerung, welche
unterschiedliche Lasten ansteuert, wie zum Beispiel Spule, Relais,
Lampe usw.
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Um
Lasten unabhängig
von der zweiten Pinverbindung der Last (11a)
zu steuern, sieht die vorliegende Steuerung eine Konfiguration des
konfigurierbaren Ausgangssteuerlogikmoduls 280 für zwei Treiber 350 und 360 vor,
verbunden mit dem zweiten Pin der Last. Wenn die Last 390 verbunden ist
mit einem Massepunkt (durchgezogene Linie), führt das konfigurierbare Ausgangssteuerlogikmodul 280 die
Steuerung mittels des high-seitigen Treibers 350 durch
und der low-seitige Treiber ist in einem OFF-Zustand bzw. Aus-Zustand.
In ähnlicher
Weise, falls die Last 390 zu der Spannungsversorgungspunkt
Vdd (gestrichelte Linie) verbunden ist, wird das konfigurierbare
Ausgangssteuerungslogikmodul 280 die Steuerung mittels
des low-seitigen Treibers 360 durchführen und der high-seitige Treiber
ist in einem Aus-Zustand
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Eine
Last kann auch gesteuert werden mittels eines einzelnen high-seitigen
Treibers oder einem einzelnen low-seitigen Treiber, abhängig von der
Verbindung am zweiten Lastpunkt (11b). Wenn
es ein Massepunkt ist, sollte die Steuerung vorgesehen sein durch
den high-seitigen Treiber und wenn es ein Spannungsversorgungspunkt
ist, sollte die Steuerung vorgesehen sein durch einen low-seitigen
Treiber. Jeder der Steuerungskanäle
sollte über sein
eigenes konfigurierbares Steuermodul 280 verfügen.
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Die
sichere Laststeuerung, welche vorgesehen ist durch zwei unabhängige Quellen
(z. B. die Steuerungsquelle und Enable-Bedingungsquelle) ist gezeigt
in 11c. In diesem Fall ist die Last 390 verbunden
zwischen den Ausgängen
des high-seitigen Treibers 350 und den Ausgängen des
low-seitigen Treibers 360. Die Sicherheitssteuerungsarchitektur
wird unterstützt
durch Konfiguration von zwei konfigurierbaren Ausgangssteuerungslogikmodulen, jeweils
verbunden mit dem high- und dem low-seitigen Treiber und gesteuert über zwei
unabhängige
Signalquellen, kommend durch die konfigurierbare Logik der digitalen
Einheit 200.
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Erhöhen der
Stromfestigkeit der Steuerung kann erreicht werden durch Verbinden
der Hochstromlast an mehr als einem Ausgang der Steuerung. Um beispielsweise
die Stromfestigkeit des Steuerungsausgangs um einen Faktor 2 zu
erhöhen,
kann die Masse verbundene Last gesteuert werden durch zwei high-seitige
Treiber 350 (11d). Diese
Steuerung ist vorgesehen durch Konfigurieren der konfigurierbaren
Ausgangssteuerungslogikmodule 280, verantwortlich für die gleichzeitige
Steuerung der zwei high-seitigen Treiber.
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Beispiel 5 Steuerfunktionalität mit DC
und AC Motoren
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Die
bevorzugte Ausführungsform
für DC oder
AC Motorsteuerungen ist in 12 gezeigt.
Der DC- oder Gleichstrommotor 50 ist verbunden zwischen
Masseverbindungen der high-seitigen 350 und low-seitigen 360 Treiber.
Die vier in diesem Beispiel konfigurierten Treiber bilden eine Brückentreiberschaltung.
Die Steuerung des Motors ist vorgesehen durch Konfiguration der
entsprechenden Steuerungsmodule 280, umfassend alle Logikfunktionen zum
Unterstützen
des Brückensteuerschaltkreises. Die
Konfiguration von 12 kann auch verwendet werden,
zum Treiben von Wechselstrommotoren (AC-Motoren), durch Bereitstellen
von Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM) für die Brückenschaltung und dadurch Erhalten
von Wechselspannung (AC) an dem Brückenausgang.
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Beispiel 6 Steuerfunktionalität mit Schrittmotoren
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Die
bevorzugte Ausführungsform
einer Schrittmotorsteuerung ist in 13 gezeigt.
Jede Wicklung des Schrittmotors 55 ist verbunden mit dem Ausgang
der Brückenschaltung
wie oben beschrieben. Die Synchronisierung des Schrittmotorwicklungsstroms
und der Logik, notwendig zur Schrittmotorsteuerung, wird ausgeführt durch
Ausgangslogikmodul 280, konfiguriert für diesen Zweck, welches mit
seinen Ausgängen
jeweils verbunden ist zu den low-seitigen 350 und high-seitigen
Treibern 360.
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In
Zusammenfassung der Beispiele 4–6
ist ersichtlich, dass mittels Konfiguration der konfigurierbaren
Ausgangssteuerlogikmodule 280 zusammen mit einer Fähigkeit
zur Kombination von High- und Low-Treibern und Verbinden dieser
mit den Lasten, dass die vorliegenden Erfindung eine universelle
und flexible Steuerung bereitstellt, die anpassbar auf unterschiedliche
Maschinenumgebungen ist.
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Einige
von diesen sind:
- – Getrennte Laststeuerung abhängig von
der Lastverbindung
- – Getrennte
Laststeuerung unabhängig
von der Lastverbindung
- – Sichere
Lastverbindung durch zwei unabhängige
Kanäle
- – DC-,
AC- und Schrittmotorsteuerung
- – Erhöhen der
Spannungsfestigkeit für
Hochstromlastanwendungen, zum Beispiel Spulen, Relais, Motoren usw.
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Beispiel 7 Rückkopplungen in Steuerungsfunktionalität
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Steuerung 230 unter Verwendung der Eingangszelle 240 zur
Bereitstellung von. Strom- und Spannungsrückkopplungen sind in 14 gezeigt.
Das Signal proportional zum Strom im high-seitigen Treiber 350 wird gemessen
durch die Einganszelle 240a und den Signalerfassungsblock 260a.
Die Messdaten können verwendet
werden, zum Beispiel um einen Kurzschlussschutz des Treibers und
seiner Last bereitzustellen. In anderen Worten, die Steuerlogik 370 wird erzwingen,
dass das konfigurierbare Ausgangssteuerlogikmodul 280a in
einem Aus-Zustand ist, sofern der gemessene Stromwert höher ist
als ein vorbestimmter Wert, enthalten in der Steuerlogik 370,
wodurch ein Kurzschlussschutz ausgeführt wird. Die Eingangszelle
kann außerdem
verbunden sein mit jedem low-seitigen Treiber, um den (Last-)Strom
des Treibers zu messen. Der Kurzschlussschutz wird auf selbe Weise
funktionieren, wie beschreiben für high-seitige
Treiberstrombegrenzung.
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Eine
anderer Typ von Rückkopplung
ist implementiert mittels der Eingangszelle 240b, verbunden
durch ihren Eingang 1 zum Ausgang des low-seitigen Treibers 360.
In diesem Fall kann die Rückkopplung
verwendet werden, um zu erkennen, ob Lastverbindung oder -Nichtverbindung.
Falls die Last angeschlossen ist an den low-seitigen Treiber und der
Treiber in einem Aus-Zustand ist, dann wird das Potential der Lastversorgungsspannung
an dem Ausgabepin 380b der Steuerung 230 und dem
jeweiligen low-seitigen Treiberausgang 360 erscheinen. Dieser
High-Wert kann detektiert werden durch die Eingangszelle 240b und
Signalerfassungsblock 260b. Die Detektion des High-Spannungswertes
an dem Ausgang des low-seitigen Treibers bedeutet, dass die Last
verbunden ist mit dem Treiber. Falls die Last nicht verbunden ist,
wird der Ausgang des low-seitigen Treibers einen Low-Wert haben
und die Detektion dieses Wertes wird anzeigen, dass die Last nicht
verbunden ist. Solch eine Verbindung kann auch als Bestätigung verwendet
werden zur Bestätigung
von low-seitigem Treiberschalten. Dieselben Ziele können erreicht
werden durch Verbinden der Eingangszelle mit dem Ausgang des high-seitigen Treibers.
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Es
wird für
den Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass die vorliegende
Erfindung nicht begrenzt ist auf das, was hier insbesondere gezeigt
und beschrieben wurde. Hingegen ist der Umfang der vorliegenden
Erfindung bestimmt durch die beigefügten Ansprüche und enthält sowohl
Kombinationen als auch Unterkombinationen der unterschiedlichen
Eigenschaften, die oben beschrieben wurden, sowie auch Variationen
und Modifikationen davon, welche für den Fachmann offensichtlich
sind, wenn er die vorausgegangene Beschreibung gelesen hat.