DE69729710T2

DE69729710T2 - Automatisierungsgerät

Info

Publication number: DE69729710T2
Application number: DE69729710T
Authority: DE
Inventors: Masaru Ukyo-ku Imoto
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2017-11-29
Also published as: US20010011597A1; ES2290569T3; JPH10161712A; EP1435548B1; EP1435548A2; EP0845930B1; US20010053619A1; US6307153B2; DE69738090T2; JP3090071B2; EP1435548A3; EP0845930A2; ES2221010T3; US6449515B2; EP0845930A3; DE69729710D1; DE69738090D1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Steuereinheit und insbesondere eine verbesserte Vorrichtung wie z. B. eine programmierbare Steuereinheit, die sich für eine Ablaufsteuerung eignet.
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.
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.
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.
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.
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Spezielle Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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.
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.
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.
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.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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:
1 zeigt eine Konstruktion eines Steuersystems, das mit einer programmierbaren Steuereinheit versehen ist, als erstes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Blockdiagramms der programmierbaren Steuereinheit von 1;
3 ist eine Vorderansicht der programmierbaren Steuereinheit von 2;
4 ist eine Seitenansicht der Steuereinheit von 3;
5 ist eine Draufsicht auf die Steuereinheit von 3;
6 ist eine Rückansicht der Steuereinheit von 2;
7 ist ein schematisches Blockdiagramm der programmierbaren Steuereinheit von 2;
8 ist eine Darstellung zum Erläutern eines zyklischen Betriebs durch die programmierbare Steuereinheit;
9 ist ein Ablaufplan zum Erläutern einer Eingabe- und Ausgabe-Ansprechzeit der programmierbaren Steuereinheit;
10 ist eine schematische Schnittansicht der programmierbaren Steuereinheit, um eine interne Konstruktion derselben zu erläutern;
11 zeigt ein System, das die programmierbare Steuereinheit verwendet;
12 ist eine Konstruktion eines Steuersystems, das mit einer programmierbaren Steuereinheit versehen ist, als zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
13 ist eine perspektivische Ansicht der programmierbaren Steuereinheit von 12;
14 ist eine schematische Schnittansicht der programmierbaren Steuereinheit, um eine interne Konstruktion derselben zu erläutern; und
15 ist ein schematisches Blockdiagramm der programmierbaren Steuereinheit von 12.
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.
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.
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.
An einem unteren Teil der Vorderwand des Gehäuses sind Leistungseingangsanschlüsse 10 und Endgeräte-Verbindungsanschlüsse 11 parallel angeordnet.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
8 ist eine Darstellung zum Erläutern des zyklischen Betriebs durch den Mikroprozessor 18.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Dementsprechend können analoge Daten verarbeitet werden.
10 ist eine schematische Schnittansicht der programmierbaren Steuereinheit 1.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
12 ist eine Konstruktion eines Steuersystems, das mit einer programmierbaren Steuereinheit 1₀ versehen ist, als zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
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.
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.
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.
Obwohl die vorangehenden Ausführungsbeispiele programmierbare Steuereinheiten verwenden, kann diese Erfindung auf andere Steuervorrichtungen angewendet werden.
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.

Claims

Steuereinheit und Kabelverbindungsstecker mit einem Kappenteil, wobei die Steuereinheit umfasst: eine mit dem Kabelverbindungsstecker verbindbare Kabelverbindungseinheit (6, 7) zum Verbinden der Steuereinheit mit einer peripheren Komponente (33); einem Gehäuse (3) mit einer Wand mit einem flachen Abschnitt (5); einer Öffnung (8), die am flachen Abschnitt (5) angeordnet ist und durch welche die im Gehäuse angeordnete Kabelverbindungseinheit (6, 7) mit einem Kabelverbindungsstecker verbindbar ist; und einer Anzeige (12) gekennzeichnet durch einen Vorsprung (4) des Gehäuses (3), der vom flachen Abschnitt (5) in einer Richtung eines Kabelverbindungssteckers vorsteht, wenn er mit der Kabelverbindungseinheit (6, 7) verbunden ist, wobei der Vorsprung (4) einen weiteren flachen Abschnitt umfasst, an dem die Anzeige (12) montiert ist, und wobei der Vorsprung (4) eine Höhe gleich einer Höhe des Kappenteils des Verbindungssteckers aufweist, wenn er mit der Kabelverbindungseinheit (6, 7) verbunden ist.
Steuereinheit nach Anspruch 1, welche ferner umfasst: eine erste Platine (30), die parallel zu einer Seitenwand des Gehäuses (3) angeordnet ist, wobei die erste Platine (30) teilweise innerhalb des Vorsprungs (4) des Gehäuses (3) angeordnet ist; und eine zweite Platine (29), die senkrecht zur ersten Platine (30) angeordnet ist, wobei die Kabelverbindungseinheit (6, 7) an der zweiten Platine (29) angeordnet ist und die zweite Platine an einem Abschnitt des Gehäuses (3) mit niedrigerer Höhe unterhalb des flachen Abschnitts (5) angeordnet ist.
Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, welche ferner ein Datenübertragungsmittel (22) zum Ausführen einer seriellen Datenübertragung mit einem externen Anschluss (2) umfasst, um Eingangs- und Ausgangsdaten von dem externen Anschluss zu empfangen und zu diesem zu senden.
Steuereinheit nach Anspruch 2, wobei die zweite Platine (29) mit einer Stromversorgungsschaltung (25) versehen ist und die erste Platine (30) mit einer Steuerschaltung (18) versehen ist.