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Diese
Erfindung betrifft eine Steuereinheit und insbesondere eine verbesserte
Vorrichtung wie z. B. eine programmierbare Steuereinheit, die sich
für eine
Ablaufsteuerung eignet.
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Eine
Steuereinheit oder ein Ablaufsteuerungssystem, das eine programmierbare
Steuereinheit verwendet, ist gut bekannt, wobei eine Datenübertragungseinheit
als Hauptstation an einer Basiseinheit der programmierbaren Steuereinheit
montiert ist, Endgeräte
als Vielzahl von Nebenstationen mit der Datenübertragungseinheit verbunden
sind und jedes der Endgeräte
durch eine Eingabeeinheit wie z. B. einen Grenzschalter oder verschiedene
Sensoren oder eine Ausgabeeinheit wie z. B. ein Luftventil oder ein
Stellglied angeschlossen ist. In einem solchen gut bekannten Ablaufsteuerungssystem
werden EIN-AUS-Eingangsdaten,
die von der Eingabeeinheit, wie z. B. dem Grenzschalter oder verschiedenen Sensoren,
erzeugt werden, über
die Endgeräte
zur programmierbaren Steuereinheit übertragen, die programmierbare
Steuereinheit empfängt
die Eingangsdaten, um die empfangenen Daten gemäß einem im voraus festgelegten
Programm zu verarbeiten und EIN-AUS-Ausgangsdaten zu erzeugen, die an die Ausgabeeinheit,
wie z. B. das Luftventil oder das Stellglied, über die Endgeräte angelegt
werden sollen, und somit wird eine Werkzeugmaschine gesteuert.
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Die
herkömmliche
programmierbare Steuereinheit ist mit einer Verbindungsstecker-Anschlusseinheit
versehen, die mit einem Programmierwerkzeug, einer RS232-Verbindungskomponentenvorrichtung
oder dergleichen verbunden werden soll. Wenn ein Kabelverbindungsstecker
des Programmierwerkzeugs an der Verbindungsstecker-Anschlusseinheit
montiert ist, wird der Kabelverbindungsstecker so gehalten, dass
er nach außen
von einem Hauptgehäusekörper der
programmierbaren Steuereinheit vorsteht. Das heißt, der am Hauptgehäusekörper eines
etwa rechteckigen Parallelepipeds montierte Kabelverbindungsstecker
wird so gehalten, dass er nach außen vorsteht, was durch die Verdrahtung
einen toten Raum schafft. In dem Ablaufsteuerungssystem ist die
Basiseinheit der programmierbaren Steuereinheit durch die Datenübertragungseinheit
montiert, die eine Datenübertragungs-CPU
verwendet, wodurch eine Eingabe- und Ausgabeansprechzeit verzögert wird,
da die Datenübertragung
zwischen der CPU der Basiseinheit und der Datenübertragungs-CPU der Datenübertragungseinheit
verzögert
wird. Die Basiseinheit der programmierbaren Steuereinheit und die
Datenübertragungseinheit
sind getrennte Einheiten, so dass eine Schnittstellenschaltung oder
dergleichen zwischen den beiden Einheiten angeordnet werden muss
und jede Einheit mit einer CPU versehen werden muss, was zu einer
voluminösen
Gestaltung und teuren Steuereinheit führt.
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EP 0 499 675 A1 offenbart
ein flexibles Automatisierungssystem mit einer Automatisierungsvorrichtung
mit einem äußeren Gehäuse, das
einen flachen oberen Abschnitt umfasst. Eine Öffnung ist im flachen oberen
Abschnitt angeordnet und eine Kabelverbindungseinheit befindet sich
innerhalb der Öffnung.
Ein Kabelverbindungsstecker ist mit der Kabelverbindungseinheit
zum Kommunizieren mit externen Vorrichtungen verbindbar. Wenn er
in die Kabelverbindungseinheit eingesteckt ist, steht ein Kappenteil
des Kabelverbindungssteckers vom flachen oberen Abschnitt des äußeren Gehäuses vor.
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Es
ist daher eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, eine verbesserte Steuereinheit
bereitzustellen, bei der ein toter Raum zur Verdrahtung verkleinert
ist, während
ein kompaktes Gehäuse
vorgesehen wird.
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Die
Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Spezielle Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
dargelegt.
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In
einem Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung wird eine Steuereinheit mit einer Verbindungsstecker-Anschlusseinheit
zur Verbindung mit einem Kabelverbindungsstecker, einem Gehäuse mit
einem Höhenunterschied
und einer Anzeige, die an einem Abschnitt des Gehäuses mit
höherer
Höhe angeordnet
ist, einer Platine, die parallel zu einer Seitenwand des Gehäuses angeordnet
ist, einer weiteren Platine, die so angeordnet ist, dass sie die
eine Platine kreuzt, wobei die eine Platine am Abschnitt des Gehäuses mit
höherer
Höhe angeordnet
ist und die Verbindungssteckereinheit an der anderen Platine an
einem Abschnitt des Gehäuses
mit niedrigerer Höhe angeordnet
ist, bereitgestellt. Der Höhenunterschied entspricht
der Höhe
eines mit der Verbindungsstecker-Anschlusseinheit verbundenen Verbindungssteckers.
Die andere Platine ist mit einer Stromversorgungsschaltung versehen
und die eine Platine ist mit einer Steuerschaltung versehen.
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Da
die Verbindungsstecker-Anschlusseinheit am Abschnitt des Hauptkörpergehäuses mit
niedrigerer Höhe
angeordnet ist, kann die Steuereinheit leicht Verdrahtungsraum sicherstellen,
indem eine solche herkömmliche
Unzweckmäßigkeit
vermieden wird, dass ein Kabelverbindungsstecker vom Hauptkörpergehäuse der
Steuereinheit vorsteht. Die eine Platine ist parallel zur Seitenwand
des Gehäuses
angeordnet und die andere Platine ist so angeordnet, dass sie die
eine Platine kreuzt, so dass sie durch das Gehäuse mit dem niedrigeren und
dem höheren
Abschnitt effektiv aufgenommen werden können, was zur Miniaturisierung
der Steuereinheit führt.
Die an der einen Platine montierte Steuerschaltung ist von der anderen
Platine, die mit der Stromversorgungsschaltung versehen ist, getrennt,
so dass die Steuerschaltung von Wärme oder Rauschen von der Stromversorgungsschaltung
frei ist und die Freiheit der Montagekonstruktion der Platinen verbessert
ist.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
empfängt
die Steuereinheit Eingangsdaten von einer Eingabeeinheit über ein
Endgerät
und erzeugt Ausgangsdaten, die an eine Ausgabeeinheit über ein Endgerät angelegt
werden sollen, und umfasst ferner ein Datenübertragungsmittel zum Ausführen einer seriellen
Kommunikation mit dem Endgerät,
um die Eingangs- und Ausgangsdaten zu empfangen und zu senden. Die
Steuereinheit mit dem Datenübertragungsmittel
zum Empfangen und Senden der Eingangs- und Ausgangsdaten über das
Endgerät
durch serielle Datenübertragung
benötigt
keine Datenübertragungseinheit,
die üblicherweise
als Hauptstation erforderlich ist, so dass die Datenübertragungsgeschwindigkeit
dieser Steuereinheit höher
ist als jene der herkömmlichen
Steuereinheit, die die Datenübertragungseinheit
verwendet, die bei der Datenübertragung
existiert.
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Gemäß einer
Modifikation dieses Ausführungsbeispiels
wird eine programmierbare Steuereinheit bereitgestellt, die ferner
ein Steuermittel zum wiederholten Ausführen eines Eingabeprozesses zum
Lesen von Eingangsdaten, die vom Datenübertragungsmittel empfangen
werden, eines Ausgabeprozesses zum Senden von zu übertragenden
Ausgangsdaten zum Datenübertragungsmittel,
eines Programmausführungsprozesses
zum Ausführen
eines Benutzerprogramms und eines anderen Prozesses umfasst, wobei
der Programmausführungsprozess
zwischen dem Eingabeprozess und seinem anschließenden Ausgabeprozess ausgeführt wird,
und der andere Prozess zwischen dem Ausgabeprozess und seinem anschließenden Eingabeprozess
ausgeführt
wird. Das Datenübertragungsmittel
startet als Reaktion auf die Ausgabeoperation. Ein Datenübertragungszyklus
des Datenübertragungsmittels
startet mit der Übertragung
der Ausgangsdaten und endet mit dem Empfang der Eingangsdaten nach
der Übertragung.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung leichter ersichtlich, welche in Verbindung mit den
folgenden Figuren bereitgestellt wird, in denen gilt:
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1 zeigt
eine Konstruktion eines Steuersystems, das mit einer programmierbaren
Steuereinheit versehen ist, als erstes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Blockdiagramms der programmierbaren
Steuereinheit von 1;
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3 ist
eine Vorderansicht der programmierbaren Steuereinheit von 2;
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4 ist
eine Seitenansicht der Steuereinheit von 3;
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5 ist
eine Draufsicht auf die Steuereinheit von 3;
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6 ist
eine Rückansicht
der Steuereinheit von 2;
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7 ist
ein schematisches Blockdiagramm der programmierbaren Steuereinheit
von 2;
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8 ist
eine Darstellung zum Erläutern
eines zyklischen Betriebs durch die programmierbare Steuereinheit;
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9 ist
ein Ablaufplan zum Erläutern
einer Eingabe- und Ausgabe-Ansprechzeit der programmierbaren Steuereinheit;
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10 ist
eine schematische Schnittansicht der programmierbaren Steuereinheit,
um eine interne Konstruktion derselben zu erläutern;
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11 zeigt
ein System, das die programmierbare Steuereinheit verwendet;
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12 ist
eine Konstruktion eines Steuersystems, das mit einer programmierbaren
Steuereinheit versehen ist, als zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
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13 ist
eine perspektivische Ansicht der programmierbaren Steuereinheit
von 12;
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14 ist
eine schematische Schnittansicht der programmierbaren Steuereinheit,
um eine interne Konstruktion derselben zu erläutern; und
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15 ist
ein schematisches Blockdiagramm der programmierbaren Steuereinheit
von 12.
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Mit
Bezug nun auf 1 ist eine Konstruktion eines
Steuersystems, das mit einer programmierbaren Steuereinheit 1 versehen
ist, als erstes Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung gezeigt. Das Steuersystem umfasst die programmierbare
Steuereinheit 1 und eine Vielzahl von Endgeräten 2 als
Nebenstationen, die mit der programmierbaren Steuereinheit 1 über ein
Kabel busverbunden sind. Jedes Endgerät 2 ist mit einer
Eingabeeinheit, wie z. B. einem Annäherungsschalter, einem Grenzschalter
oder dergleichen, oder einer Ausgabeeinheit, wie z. B. einem Relais,
einem Stellglied oder dergleichen, die in keinen Zeichnungen gezeigt
sind, verbunden. Dieses Steuersystem überträgt EIN/AUS-Eingangsdaten von
der Eingabeeinheit zur programmierbaren Steuereinheit 1 über das
Endgerät 2 und
die programmierbare Steuereinheit 1 empfängt die
Eingangsdaten, um die Eingangsdaten gemäß einem im voraus festgelegten
Programm zu verarbeiten, und erzeugt EIN/AUS-Ausgangsdaten für die Ausgabeeinheit über das
Endgerät 2,
um eine Werkzeugmaschine zu steuern. Dieses System muss keine Datenübertragungseinheit
verwenden, die üblicherweise
als Hauptstation erforderlich ist, während die programmierbare Steuereinheit 1 eine
Funktion als Hauptstation hat, wie später beschrieben.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der programmierbaren Steuereinheit 1 von 1, 3 ist
eine Vorderansicht der programmierbaren Steuereinheit von 2, 4 ist
eine Seitenansicht der Steuereinheit 1 von 3,
und 5 ist eine Draufsicht auf die Steuereinheit von 3.
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Die
programmierbare Steuereinheit 1 dieses Ausführungsbeispiels
umfasst ein Hauptkörpergehäuse mit
einem vorderen Gehäuse 31 und einem hinteren Gehäuse 32 an einer Unterseite der Steuereinheit.
Ein Vorsprung 4 ist auf einer Seite einer Vorderwand des
vorderen Gehäuses 31 angeordnet, welcher sich entlang einer
Längsrichtung
des Gehäuses
(vertikale Richtung in 3.) erstreckt, und ein flacher
Abschnitt 5, der niedriger ist als der Vorsprung 4,
ist auf der anderen Seite der Vorderwand angeordnet. Im flachen
Abschnitt 5 sind Öffnungen 8 und 9 angeordnet,
die jeweils einer RS-232C-Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 6 zum
Anschließen
einer RS-232C entsprechenden Einheit und einer peripheren Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 7 zum
Anschließen
einer peripheren Komponente entsprechen, so dass die Verbindungsstecker-Anschlusseinheiten 6 und 7 durch
die Öffnungen 8 und 9 vom
Gehäuse 31 nach außen gewandt sind. Die Öffnung 9 für die periphere
Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 7 kann mit einer Kunststoffabdeckung
(in den Zeichnungen nicht dargestellt) verschlossen werden, wenn die
Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 7 nicht
verwendet wird.
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An
einem unteren Teil der Vorderwand des Gehäuses sind Leistungseingangsanschlüsse 10 und
Endgeräte-Verbindungsanschlüsse 11 parallel angeordnet.
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An
einer oberen Wand des Vorsprungs 4 sind eine Stromanzeige
(PWR) 121 zum Anzeigen und Überwachen
der Eingangsstromversorgung, eine Zustandsanzeige 122 zum Anzeigen eines Betriebszustands
der programmierbaren Steuereinheit 1, nämlich eines Betriebs (RUN)
und eines Fehlers (ERR), eine Datenübertragungszustandsanzeige 123 zum Anzeigen einer Datenübertragung
(SD), eines Datenempfangs (RD) und eines Datenübertragungsfehlers (ERC), und
eine Peripherie-RS-232C-Anzeige 124 zum
Anzeigen einer Kommunikation (COMM) mit einer Peripherieeinheit
oder einer RS-232C-Verbindungskomponente angeordnet.
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Ein
Unterschied zwischen der oberen Wand des Vorsprungs 4,
nämlich
einer oberen Oberfläche der
Anzeigen 121 bis 124 , und dem flachen Abschnitt 5,
der mit den Öffnungen 8 und 9 der
RS-232C-Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 6 und der peripheren
Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 7 versehen ist, das
heißt,
eine Höhe
H des in 5 gezeigten Vorsprungs 4,
ist so ausgelegt, dass sie fast gleich einer Höhe eines Kappenteils eines
Kabelverbindungssteckers ist, der in die Verbindungsstecker-Anschlusseinheiten 6 und 7 eingesteckt
wird. Wenn Kabelverbindungsstecker einer RS-232C-Verbindungskomponente und einer
peripheren Komponente an der Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 6 und 7 montiert
sind, übersteigt
die Höhe
der Kappen der Kabelverbindungsstecker folglich den Vorsprung 4 nicht.
In einer herkömmlichen
programmierbaren Steuereinheit, die keinen Höhenunterschied im Gehäuse verwendet,
steht eine Kappe eines Kabelverbindungssteckers von einem Hauptgehäuse der
programmierbaren Steuereinheit vor, wenn der Verbindungsstecker
mit einer Verbindungsstecker-Anschlusseinheit
der programmierbaren Steuereinheit verbunden ist, was zur Erzeugung
eines toten Raums führt.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist jedoch die Kappe des mit den Verbindungsstecker-Anschlusseinheiten 6 und 7 verbundenen
Verbindungssteckers so angeordnet, dass sie dieselbe Höhe aufweist
wie jene des Vorsprungs 4, so dass ein solcher toter Raum
verkleinert wird und ein Raum zur Verdrahtung sichergestellt wird.
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Am
hinteren Gehäuse 32 der programmierbaren Steuereinheit
ist eine Schienennut 15 entlang einer Breitenrichtung angeordnet,
um die programmierbare Steuereinheit 1 mit einer Stützschiene
(in den Zeichnungen nicht dargestellt) in Eingriff zu bringen, wie
in 4 und 6 gezeigt.
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An
einer Seitenkante (obere Seitenkante) in der horizontalen Schienennut 15 sind
ein Paar von Eingriffsstücken 43 angeordnet,
die in Richtung der Schienennut 15 auf beiden Seiten vorstehen,
wodurch ein oberer Eingriffsteil der Stützschiene zwischen den Eingriffsstücken und
einem Boden der Schienennut in Eingriff gebracht wird. An der anderen Seitenkante
(untere Seitenkante) in der horizontalen Schienennut 15 ist
eine bewegliche Kunststoffeingriffsführung 16 mit drei
Eingriffsteilen 16b vorgesehen, die mit einer unteren Eingriffskante
der Stützschiene
in Eingriff gebracht werden sollen, welche so angeordnet ist, dass
sie die Schienennut 15 für eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung kreuzt. Eine untere
Eingriffskante der Stützschiene
wird zwischen die drei Eingriffsteile 16b der beweglichen
Eingriffsführung 16 und
den Boden der Schienennut eingefügt.
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Die
bewegliche Eingriffsführung 16 ist
entlang eines Paars von Führungsnuten 41 montiert,
die am hinteren Gehäuse 32 für
eine Gleitbewegung ausgebildet sind. Ein freies Ende eines Arms 16a,
der an dessen anderem Ende innerhalb eines inneren Teils der beweglichen
Eingriffsführung 16 abgestützt ist, welche
als einzelne Einheit ausgebildet ist, kommt mit einem Vorsprung 42 in
Kontakt, der vom unteren Gehäuse
vorsteht, so dass eine elastische Kraft des Arms 16a die
bewegliche Eingriffsführung 16 in
Richtung der Schienennut 15 vorspannt. Ein unteres Ende
der Führung 16 dient
als Betätigungsstück 16c zum
Lösen,
welches um einige Millimeter vom Gehäuse vorsteht, wenn die Führung 16 zur
Schienennut 15 vorgespannt ist, und ein Betätigungsloch
in einem vorderen Teil des Stücks 16c umfasst,
in das ein Schraubenzieher eingesetzt werden soll.
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Wie
in 2 und 3 gezeigt, sind an einem Paar
von Ecken, die über
eine schräge
Richtung in einer Rückwand
des vorderen Gehäuses 31 zueinander entgegengesetzt sind, ein
Paar von Montagelöchern 17 angeordnet,
um die programmierbare Steuereinheit auch durch Schrauben zu montieren. Eine
Gruppe von Schlitzen 40 sind in einem zweckmäßigen Teil
des vorderen Gehäuses 31 angeordnet, um die innerhalb des Gehäuses erzeugte
Wärme nach
außen
abzuführen.
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7 ist
ein schematisches Blockdiagramm der programmierbaren Steuereinheit 1.
Die programmierbare Steuereinheit 1 dieses Ausführungsbeispiels
weist eine Konstruktion zur direkten seriellen Kommunikation mit
den Endgeräten 2 ohne
Verbindung durch irgendeine Datenübertragungseinheit als Hauptstation
auf, wie nachstehend beschrieben.
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Die
programmierbare Steuereinheit 1 umfasst einen Mikroprozessor 18 als
Steuermittel zum Steuern von jeweiligen Komponenten und zum Ausführen eines
später
beschriebenen Betriebs, einen RAM 19 und ROM 20 als
Programmspeicher, einen RAM 21 als Datenspeicher, ein Datenübertragungsmittel 22 zum
Ausführen
einer seriellen Kommunikation mit den Endgeräten 2, eine RS-232C-Schnittstelle 23,
eine Peripherieeinheitsschnittstelle 24, eine Leistungsschaltung 25,
die auf eine Gleichspannung von 24 Volt zur Stromversorgung senkt,
und eine Reserveschaltung 26 für die Stromversorgung.
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Das
Datenübertragungsmittel 22 umfasst eine
Logikgattermatrix 26, einen Empfänger und Sender 27,
einen Impulstransformator 28 zum Verbessern der Rauschwiderstandseigenschaften.
Die Logikgattermatrix 26 wandelt parallele Ausgangsdaten,
die vom Mikroprozessor 18 erzeugt werden, in serielle Daten
um, wandelt die seriellen Daten in ein Datenübertragungsformat um, das über den
Empfänger
und Sender 27 und den Impulstransformator 28 in einem
seriellen Übertragungsformat
zu den Endgeräten 2 übertragen
werden soll, empfängt
Daten von den Endgeräten über den
Impulstransformator 28 und den Empfänger und Sender 27,
welche in parallele Eingangsdaten umgewandelt werden sollen, die an
den Mikroprozessor 18 angelegt werden sollen. Die Logikgattermatrix 26 steuert
auch die Datenübertragungszustandsanzeige 123 zum Anzeigen eines Datenübertragungszustands
zwischen den Endgeräten 2 und
der programmierbaren Steuereinheit.
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Das
Datenübertragungsmittel 22 leitet
einen Datenübertragungszyklus
als Reaktion auf einen Ausgabeauffrischungsprozess in einem später beschriebenen
zyklischen Prozess ein. Der eine Datenübertragungszyklus beginnt mit
der Übertragung
von Ausgangsdaten zu den Endgeräten 2 und
endet mit dem Empfang von Eingangsdaten von den Endgeräten 2.
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Wenn
ein Ausgabeauffrischungsprozess ausgeführt wird und Ausgangsdaten
vom Mikroprozessor 18 in ein Ausgangsregister der Logikgattermatrix 26 zum
Start gesetzt werden, wandelt das Datenübertragungsmittel 22 parallele
Ausgangsdaten in serielle Daten um, wandelt die seriellen Daten
in ein Datenübertragungsformat
um, das über
den Empfänger
und Sender 27 und den Impulstransformator 28 in einem
seriellen Übertragungsformat
zu den Endgeräten 2 übertragen
werden soll, empfängt
anschließend Daten
von den Endgeräten 2 über den
Impulstransformator 28 und den Empfänger und Sender 27,
damit sie in ein Eingangsregister der Logikgattermatrix 26 gesetzt
werden, um den Mikroprozessor 18 über die Beendung der Datenübertragung
zu benachrichtigen. Somit empfängt
der Mikroprozessor 18 die empfangenen Eingangsdaten nach
der Ausführung eines
später
beschriebenen Eingabeauffrischungsprozesses.
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8 ist
eine Darstellung zum Erläutern
des zyklischen Betriebs durch den Mikroprozessor 18.
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Der
Mikroprozessor 18 dieses Ausführungsbeispiels führt einen
Initialisierungsprozess nach der Leistungsaktivierung, einen allgemeinen
Prozess (TA) wie z. B. Speicherprüfung oder dergleichen, wenn
kein Fehler besteht, einen Bereitschaftsprozess (TG) zum Warten
auf die Beendung eines Zyklus durch das Datenübertragungsmittel 22,
einen Eingabeauffrischungsprozess (TF), in dem Eingangsdaten, die
vom Endgerät 2 empfangen
werden, vom Datenübertragungsmittel 22 angenommen
werden, einen Programmausführungsprozess
(TB), in dem ein Benutzerprogramm auf der Basis der zuletzt angenommenen
Eingangsdaten ausgeführt
wird, einen Zykluszeit-Berechnungsprozess
(TC), einen Ausgabeauffrischungsprozess (TD), in dem die vom Programmausführungsprozess
(TB) erhaltenen Ausgangsdaten in das Ausgangsregister der Logikgattermatrix 26 des
Datenübertragungsmittels 22 geschrieben
werden, einen Peripherieanschluss-Dienstprozess (TE), wie z. B.
einen RS-232C-Anschlussdienst und einen Peripherieanschlussdienst,
und wieder den allgemeinen Prozess (TE) zum Wiederholen der vorstehend
erwähnten
Prozesse aus.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird der Eingabeauffrischungsprozess ausgeführt, um die neuesten Eingangsdaten
direkt vor der Ausführung
des Programmausführungsprozesses
anzunehmen, der Ausgabeauffrischungsprozess wird direkt nach der Ausführung des
Programmausführungsprozesses und
des Zykluszeit-Berechnungsprozesses
ausgeführt,
um die Übertragung
der Ausgangsdaten einzuleiten, wodurch das Eingabe- und Ausgabeansprechen
verbessert wird.
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Wie
vorstehend beschrieben, beginnt der eine Datenübertragungszyklus durch das
Datenübertragungsmittel 22 mit
der Übertragung
der Ausgangsdaten zu den Endgeräten 2 und
endet mit dem Empfang der Eingangsdaten, so dass der Peripheriedienstprozess
und der allgemeine Prozess durch effektive Nutzung einer Zeit vom
Beginn bis zum Ende der Datenübertragung
als Reaktion auf den Ausgabeauffrischungsprozess durchgeführt werden
können,
wodurch das Eingabe- und Ausgabeansprechen weiter verbessert wird.
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9 ist
ein Ablaufplan zum Erläutern
der minimalen und maximalen Eingabe- und Ausgabe-Ansprechzeit der
programmierbaren Steuereinheit dieses Ausführungsbeispiels. 9 zeigt
bei (A) eine Veränderung
der Eingabe des Endgeräts 2,
bei (B) einen vom Mikroprozessor 18 verarbeiteten Inhalt,
bei (C) eine Veränderung
der Ausgabe des Endgeräts 2,
bei (D) einen vom Mikroprozessor 18 verarbeiteten Inhalt,
und bei (E) eine Veränderung
der Ausgabe des Endgeräts 2.
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Wie
in 9 bei (A) und (B) gezeigt, wird, wenn eine Änderung
einer Eingabe vor dem Start der Datenübertragungszeit erscheint,
die Änderung
der Eingabe vom Eingabeauffrischungsprozess TF1 nach dem Ende der
Datenübertragungszeit
angenommen, der Programmausführungsprozess
und der Zykluszeitprozess werden als Reaktion auf die Eingabe ausgeführt, die
Datenübertragung
wird zur Übertragung
zum Endgerät 2 als
Reaktion auf den anschließenden
Ausgabeauffrischungsprozess TD1 begonnen und die Ausgabe des Endgeräts 2 wird
geändert,
wie in 9 bei (C) gezeigt.
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Wie
in 9 bei (A) und (D) gezeigt, wird, wenn eine Änderung
der Eingabe nach dem Start der Datenübertragungszeit erscheint,
die Änderung
der Eingabe vom Eingabeauffrischungsprozess TF2 nach dem Ende der
Datenübertragungszeit
des anschließenden
Zyklus angenommen, da sie nicht rechtzeitig für den aktuellen Datenübertragungszyklus
ist, der Programmausführungsprozess
und der Zykluszeit-Berechnungsprozess werden auf der Basis der Eingabe
ausgeführt,
die Datenübertragung wird
zur Übertragung
zum Endgerät 2 als
Reaktion auf den anschließenden
Ausgabeauffrischungsprozess TD2 begonnen und die Ausgabe des Endgeräts 2 wird
geändert,
wie in 9 bei (E) gezeigt.
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Während eine
Datenübertragungs-CPU
in einer herkömmlichen
Datenübertragungseinheit
immer weiter mit den Endgeräten
unabhängig
von einer CPU einer Basiseinheit kommuniziert, so dass auf die Übertragung
von Ausgangsdaten bis zum Ende des ersteren Datenübertragungszyklus
gewartet werden muss, beginnt die Datenübertragung dieses Ausführungsbeispiels
sofort als Reaktion auf den Ausgabeauffrischungsprozess, um die Übertragung
der Ausgangsdaten und den Empfang der Eingangsdaten einzuleiten.
Das heißt,
die Steuerung des Mikroprozessors 18 und die Datenübertragung
durch das Datenübertragungsmittel 22 werden
synchron ausgeführt,
so dass die Datenübertragung
sofort als Reaktion auf den Ausgabeauffrischungsprozess eingeleitet
werden kann und die Eingabe- und Ausgabe-Ansprechzeit verkürzt werden
kann.
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Dementsprechend
können
analoge Daten verarbeitet werden.
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10 ist
eine schematische Schnittansicht der programmierbaren Steuereinheit 1.
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Innerhalb
des Hauptkörpergehäuses der programmierbaren
Steuereinheit 1 dieses Ausführungsbeispiels sind eine erste
Leiterplatte 29, die entlang des vorderen flachen Abschnitts 5 angeordnet ist,
und eine zweite Leiterplatte 30, die an einem Ende der
ersten Leiterplatte 29 steht und entlang einer Vorsprungsrichtung
des Vorsprungs 4 angeordnet ist, untergebracht.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die erste Leiterplatte 29 mit der vorstehend erwähnten Stromversorgungsschaltung 25,
den jeweiligen Verbindungsstecker-Anschlusseinheiten 6 und 7 und
den Datenübertragungsanschlüssen 11 des
Impulstransformators 28 versehen. Die zweite Leiterplatte 30 ist mit
dem Mikroprozessor 18, der eine Steuerschaltung vorsieht,
der Logikgattermatrix 26 und anderen Schaltungen versehen,
wodurch die Wärme
oder Rauschen, die von der ersten Leiterplatte 29 erzeugt werden,
von der Beeinträchtigung
für den
Mikroprozessor und dergleichen der zweiten Leiterplatte 30 verringert
werden. Somit ist der Erzeuger des Rauschens und der Wärme von
der Steuerschaltung getrennt, wodurch die Konstruktionsfreiheit
zum Montieren verbessert ist. Die Übertragung der Wärme wird
auch durch die Öffnungen 8 und 9 des
flachen Abschnitts 5 des vorderen Gehäuses 31 verringert.
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Falls
erwünscht,
kann eine Trennvorrichtung innerhalb des Hauptkörpergehäuses angeordnet werden, wie
durch gestrichelte Annahmelinien in 10 gezeigt,
so dass die Übertragung
der Wärme vom
Wärmeerzeuger
weiter verringert werden kann.
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Die
erste Leiterplatte 29 ist horizontal angeordnet und die
zweite Leiterplatte 30 steht innerhalb des Vorsprungs 4,
wodurch der Innenraum des Hauptkörpergehäuses effektiv
genutzt wird, was zur Miniaturisierung der programmierbaren Steuereinheit führt.
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Auf
den Leiterplatten 29 und 30 sind verschiedene
Arten von elektronischen Bauteilen 31 montiert, die die
vorstehend erwähnten
Schaltungen vorsehen. Am oberen Ende der stehenden zweiten Leiterplatte 30 befinden
sich Seitenansicht-LEDs 32, um die Anzeigen 121 bis 124 an
der oberen Wand des Vorsprungs 4 zu beleuchten.
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Ein
Rand des Vorsprungs 4 und des flachen Abschnitts 5 ist
mit einer gekrümmten
Oberfläche ausgebildet,
wodurch er leicht von einer Metallform getrennt werden kann und
die mechanische Stärke verbessert
wird.
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Wie
eine herkömmliche
programmierbare Steuereinheit, wie in 11 gezeigt,
kann die programmierbare Steuereinheit dieses Ausführungsbeispiels
mit einer programmierbaren Steuereinheit im großen Maßstab (in den Zeichnungen nicht
dargestellt), einem Personalcomputer 33 und einer Anzeige 34 über eine
Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 6 für RS-232C verbunden werden und kann ferner
mit peripheren Komponenten wie z. B. einer Programmierkonsole 35 über die
periphere Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 7 verbunden
werden. Falls erwünscht,
können
beide programmierbaren Steuereinheiten 1 und 1 dieser
Erfindung über
die RS-232C-Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 6 zur
gegenseitigen Datenübertragung
miteinander verbunden werden.
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12 ist
eine Konstruktion eines Steuersystems, das mit einer programmierbaren
Steuereinheit 10 versehen ist,
als zweites Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung.
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Die
programmierbare Steuereinheit 10 umfasst
eine Verbindungsstecker-Anschlusseinheit und eine Schnittstellenschaltung,
um mit verteilten Steuereinheiten 36 zu kommunizieren,
und einen Hochgeschwindigkeitszähler 39 zusätzlich zur
seriellen Kommunikationsfunktion mit den Endgeräten 2, eine Öffnung 50,
die auf einer Seite eines Vorsprungs 4 entsprechend einer
Verbindungsstecker-Anschlusseinheit
angeordnet ist, wie in 13 gezeigt, eine Verbindungsstecker-Anschlusseinheit 51,
die auf einer zweiten Leiterplatte 30 entsprechend der Öffnung 50 angeordnet
ist, wie in 14 gezeigt, und eine entsprechende
Schnittstellenschaltung 52, wie in 15 gezeigt.
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In
dem System dieses Ausführungsbeispiels überträgt die programmierbare
Steuereinheit 10 einen Sollwert
wie z. B. eine Drehzahl eines Schrittmotors 37 zu den verteilten
Steuereinheiten 36, die Steuereinheit 36 steuert
die Drehzahl des Schrittmotors 37 auf der Basis des Sollwerts,
so dass sie die programmierbare Steuereinheit 10 benachrichtigt, wenn
die Drehzahl des Schrittmotors 37 den Sollwert erreicht,
und die programmierbare Steuereinheit 10 steuert
eine Ausgabeeinheit wie z. B. ein Ventil über die Endgeräte 2 auf
der Basis einer solchen Nachricht. Oder der Hochgeschwindigkeitszähler 39 misst ein
Ausgangssignal eines Codierers 38, um das gemessene Ausgangssignal
zur programmierbaren Steuereinheit 10 zu
senden, so dass die programmierbare Steuereinheit 10 die
Ausgabeeinheit über die
Endgeräte 2 auf
der Basis des gemessenen Ausgangssignals steuert.
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Als
weiteres Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung kann das Gehäuse
einen Dichtungsaufbau verwenden und die Verbindungsstecker-Anschlusseinheit
kann einen wasserdichten Aufbau verwenden, so dass die programmierbare
Steuereinheit unter infolge von Wasser und Öl feuchten Verhältnissen verwendet
werden kann. Die Programmierkonsolen-RS-232C verwendet eine Infrarot-Datenübertragung,
um ihre Beständigkeit
gegenüber
bestimmte Verhältnisse
zu verbessern.
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Obwohl
die vorangehenden Ausführungsbeispiele
programmierbare Steuereinheiten verwenden, kann diese Erfindung
auf andere Steuervorrichtungen angewendet werden.
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Obwohl
die Erfindung mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele, die zufriedenstellende
Ergebnisse ergeben, beschrieben und erläutert wurde, ist es für Fachleute
nach dem Verstehen des Zwecks der Erfindung selbstverständlich,
dass verschiedene andere Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen, und daher in den beigefügten Ansprüchen vorgesehen
ist, alle solchen Änderungen
und Modifikationen zu erfassen.