DE9112306U1

DE9112306U1 - Personalrechner

Info

Publication number: DE9112306U1
Application number: DE9112306U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-10-02
Filing date: 1991-10-02
Publication date: 1992-04-30
Anticipated expiration: 2001-10-03

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Personalrechner
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Die Erfindung betrifft einen Personalrechner mit einer Anzeige- und einer Eingabeeinheit, mit einer Systemeinheit zur Aufnahme einer Prozessorbaugruppe und Floppy-Disk- und Festplattenlaufwerken sowie mit Steckplätzen zur Aufnahme von steckbaren Funktionseinheiten, die über einen Systembus mit der Prozessoreinheit verbunden sind.

Aus dem Siemens-Katalog IPC 10, Oktober 1990 ist ein derartiger Personalrechner zur Lösung vielfältiger Aufgaben bekannt.

Dieser wird z. B. im Labor oder Prüffeld zur Durchführung von Funktionsprüfungen oder zum Erfassen von Maschinen- und Betriebsdaten oder in der Produktions- und Prozeßleittechnik zum Erstellen von Stücklisten oder Verwalten von Lagerbeständen eingesetzt. Neben diesen Aufgaben realisiert der Personalrechner zusammen mit unterlagerten, speicherprogrammierbaren Steuerungen Aufgaben in Produktions- und Fertigungsbereichen, z. B. Steuern und Regeln kritischer Prozeßgrößen oder Steuern von Antrieben. Um ein Automatisierungsgerät an den Personalrechner zu koppeln, wird im Siemens-Katalog IPC 12, 1991 vorgeschlagen, den Personalrechner mit dem Automatisierungsgerät zu vernetzen. Dazu ist es allerdings erforderlich, sowohl im Personalrechner als auch im Automatisierungsgerät entsprechende Netzwerk-Hard- und -Software bereitzustellen.

In der Druckschrift "SIMATIC-Report" 2/91, März 1991 ist auf den Seiten 25 und 26 ein Automatisierungsgerät beschrieben, in das ein Personalcomputer steckbar eingebaut werden kann. Dieser steckbare Personalcomputer weist eine Schnittstelle auf, über die er mit dem Bus des Automatisierungsgerätes kommunizieren kann. Gewöhnlich werden diese Automatisierungsgeräte in einer rauhen Prozeßumgebung eingesetzt, und es sind deshalb Schutzmaßnahmen für den Monitor bzw. die Tastatur des im Automatisierungsgerät eingebauten Personalrechners vorzusehen.

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Auch das Austauschen von defekten Baugruppen oder Ersetzen einer Festplatte mit niedriger Kapazität durch eine Festplatte hoher Kapazität ist in der rauhen Prozeßumgebung umständlich zu handhaben. Im übrigen belegt der steckbare Personalcomputer vier Steckplätze im Baugruppenträger des Zentralgerätes, die für andere Funktionseinheiten nicht mehr genutzt werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Personalrechner gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zu schaffen, der zusammen mit peripheren Einheiten von speicherprogrammierbaren Automatisierungsgeräten auch die Aufgaben von bekannten Automatisierungsgeräten wahrnimmt, wobei auf eine Vernetzung von Personalrechner und Automatisierungsgerät verzichtet werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht ist, werden die Erfindung, deren Vorteile und Ausgestaltungen näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 ein Prinzipschaltbild einer Kopplung zwischen Einheiten eines Automatisierungsgerätes mit einem Personalrechner und

Figur 2 ein Prinzipschaltbild einer als CPU-Baugruppe eines speicherprogrammierbaren Automatisierungsgerätes ausgebildeten Funktionseinheit eines Personalrechners.

In Figur 1 ist mit PR ein mit einer Anzeigeeinheit AE, einer Eingabeeinheit TE und einer Systemeinheit SE versehener Personalrechner bezeichnet. Die Systemeinheit SE weist steckbare Funktionseinheiten FEl, ... FE3 auf, die über einen Adreß-, Daten-, Steuer-, Strom- und Spannungsversorgungs-

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leitungen aufweisenden Systembus SYB miteinander verbunden sind. Die Funktionseinheit FE3 kann z. B. eine Graphikanschaltung für die Anzeigeeinheit AE oder eine Anschaltung eines hier nicht dargestellten Festplatten- oder Diskettenlaufwerkes sein. Eine mit einem Prozessor und einem Arbeitsspeicher versehene Prozessorbaugruppe PB ist ebenfalls als steckbare Funktionseinheit (Slot-CPU) ausgebildet und an den Systembus SYB angeschlossen. Die Prozessorbaugruppe braucht nicht unbedingt als "Slot-CPU" ausgebildet sein; es ist auch möglich, diese als sogenanntes "Motherboard" mit Steckplätzen zur Aufnahme weiterer Baugruppen auszubilden. Auch ist es möglich, diese Prozessorbaugruppe PB mit einem Co-Prozessor, mit einer gepufferten Hardware-Uhr oder sonstigen Teilen einer Prozessorbaugruppe, wie seriellen oder parallelen Schnittstellen, zu versehen. Die Funktionseinheiten FEl, FE2 sind CPU-Baugruppen eines Zentralgerätes eines an sich bekannten speicherprogrammierbaren Automatisierungsgerätes und mit auf diesen Funktionseinheiten angeordneten Schnittstellen mit weiteren Funktionsbaugruppen dieser Zentralgeräte ZGl, ZG2 verbunden, die in der Umgebung eines zu steuernden technischen Prozesses angeordnet sind. Diese sind nicht - wie gewöhnlich mit einer CPU-Baugruppe, sondern lediglich mit Kopplungs-, Analog- und Digitalein- und -ausgabebaugruppen versehen. Das Zentralgerät ZGl ist mit einem Erweiterungsgerät EGl, das Zentralgerät ZG2 mit Erweiterungsgeräten EG2, EG3 über Steckleitungen ST und hier nicht dargestellte Kopplungsbaugruppen gekoppelt. In diesen Erweiterungsgeräten können ebenfalls weitere Funktionsbaugruppen, wie Kommunikations-, Analog- und Digitalein- und -ausgabebaugruppen oder sonstige Anschaltungen und Stromversorgungsbaugruppen, gesteckt sein. Die Funktionsund Wirkungsweise eines Zentral- oder Erweiterungsgerätes mit entsprechenden Funktionsbaugruppen ist aus der Beschreibung "SIMATIC S5, Automatisierungsgerät S5-135U (CPU 928)", 1990 und dem Handbuch "SIMATIC S5, U-Peripherie", 1990 bekannt und braucht daher nicht näher erläutert werden.

Neben den üblichen Anwendungen eines Personalrechners, wie das Speichern großer Datenmengen oder Bearbeiten von Daten in Datenbanken, übernimmt der Personalrechner mit den CPU-Baugruppen FEl, FE2 und den Baugruppen der Zentral- und Erweite-

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rungsgeräte ZGl, ZG2, EQl, ..4 £G3 Aufgaben von bekannten Automatisierungsgeräten. Die erforderlichen Steuerungsprogramme lassen sich, wie z. B. in der Druckschrift "Automatisieren mit SIMATIC S5-115U", Hans Berger, 3. Auflage, 1991 beschrieben, anstatt mit bekannten Programmiergeräten mit dem Personalrechner in einer Funktionsplan- oder einer Kontaktplandarstellung oder in einer Darstellung als Anweisungsliste erstellen und auf der Anzeigeeinheit AE darstellen. Das Steuerprogramm wird schließlich in einem auf der CPU-Baugruppe FEl, FE2 vorgesehenen Speicher hinterlegt und zur Steuerung eines Prozesses vom Prozessor dieser CPU-Baugruppen abgearbeitet.

Figur 2 zeigt ein Prinzipschaltbild einer als CPU-Baugruppe CP eines speicherprogrammierbaren Automatisierungsgerates ausgebildeten Funktionseinheit eines Personalrechners. Diese CPU-Baugruppe CP weist einen Wortprozessor WP auf, der über einen Adreß-, Daten-, Steuer-, Strom- und Spannungsversorgungsleitungen aufweisenden Bus BU mit einem Koordinierer KOR und einem Programmspeicher PSP verbunden ist. Dieser ist so aufgebaut, daß er Wortbefehle für den Wortprozessor WP und Bitbefehle für einen dem Koordinierer KOR nachgeschalteten Bitprozessor BP enthält. In einem Wortspeicher WSP werden Daten für den Wortprozessor WP und in einem Bitspeicher BSP Daten für den Bitprozessor abgespeichert. Das Steuerprogramm ist im Programmspeicher PSP hinterlegt, auf den der Koordinierer KOR wechselweise dem Bitprozessor BP und dem Wortprozessor WP Zugriff gibt. Der Bitprozessor BP braucht nicht unbedingt über den Koordinierer KOR mit dem Bus BU verbunden sein. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Bitprozessor direkt mit dem Bus BU zu koppeln. Die Funktions- und Wirkungsweise der bisher beschriebenen Teile der CPU-Baugruppe CP ist z. B. in der DE-PS 25 22 343 oder in der Beschreibung "SIMATIC S5, Automatisierungsgerät S5-135U", 1990 beschrieben und braucht nicht näher erläutert zu werden.

Damit die CPU-Baugruppe CP mit der Prozessorbaugruppe und den restlichen Funktionseinheiten des Personalrechners PR Informationen austauschen kann, ist sie mit einer ersten Schnitt-

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stelle SS mit dem Systembus SY9 verbünden*. Die Schnittstelle SS weist eine Anpassungsschaltung AP auf, welche die Ankopplung des Systembus SYB des Personalrechners mit dem Bus BU der CPU-Baugruppe ermöglicht. Weiterhin ist die Schnittstelle SS mit einem sogenannten, an sich bekannten Dual-Port-RAM versehen, auf das sowohl die Prozessorbaugruppe als auch die CPU-Baugruppe zugreifen kann. Das Dual-Port-RAM ist z. B. 16 Bit breit organisiert, und der Wortprozessor greift auf dieses RAM sowohl wort- oder/als auch byteweise mit einer Adresse eines ersten Adreßbereichs zu, der Prozessor der Prozessorbaugruppe wortweise mit einer Adresse eines zweiten Adreßbereichs. Eine Unterbrechungsanforderung des Prozessors der Prozessorbaugruppe wird dadurch bewirkt, daß er in die mit einer ersten Adresse adressierte Speicherzelle Daten einträgt.

Eine weitere Unterbrechungsanforderung kann erst dann wieder gestellt werden, wenn der Wortprozessor der CPU-Baugruppe den Inhalt dieser Speicherzelle ausgelesen hat. Entsprechend stellt der Wortprozessor eine Unterbrechungsanforderung an den Prozessor der Prozessorbaugruppe, indem der Wortprozessor die Speicherzelle mit einer zweiten Adresse adressiert und Daten in diese Speicherzelle einschreibt. Eine weitere Unterbrechungsanforderung kann erst dann wieder bewirkt werden, wenn der Prozessor der Prozessorbaugruppe die unter dieser Adresse gespeicherten Daten ausgelesen hat.

Damit verschiedene Peripherie-Baugruppen eines Automatisierungsgerätes an den Personalrechner PR angeschlossen werden können, ist die CPU-Baugruppe CP mit einer zweiten Schnittstelle versehen, die durch eine Steckerleiste AS und ein Peripherie-Modul PM gebildet wird. Auf die mit dem Bus verbundene, auf der CPU-Baugruppe angeordnete Steckerleiste AS ist zum Ansteuern der peripheren Einheiten das Peripherie-Modul PM gesteckt, das mit einer Steckleitung ST (Figur 1) mit den peripheren Einheiten verbunden ist. Ist das Peripherie-Modul PM z. B. als ein aus dem Handbuch "SIMATIC S5, U-Peripherie", 1990 bekanntes Interface-Modul IM304 ausgebildet, so ist es möglich, mit Baugruppen versehene Erweiterungsgeräte an den Personalrechner PR anzuschließen. Die CPU-Baugruppe CP ist mit einer weiteren Schnittstelle EA

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versehen, an die einfe Überwachungs- und "Anzeigeeinheit UE über eine Steckleitung angeschlossen wird. Diese Überwachungseinheit UE ist mit einer Batterie versehen, die, für den Fall, daß die Stromversorgung für die CPU-Baugruppe CP ausfällt, die Speicherinhalte puffert. Anzeigeelemente, z. B. Leuchtdioden
an der Überwachungs- und Anzeigeeinheit UE, zeigen an, ob die
CPU-Baugruppe CP in oder außer Betrieb ist.

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Claims

91 G &Iacgr;&Iacgr;&Iacgr;&Iacgr; Schutzansprüche

1. Personalrechner

- mit einer Anzeige- und einer Eingabeeinheit, - mit einer Systemeinheit zur Aufnahme einer Prozessorbaugruppe und Floppy-Disk- und Festplattenlaufwerken sowie mit Steckplätzen zur Aufnahme von steckbaren Funktionseinheiten, die über einen Systembus mit der Prozessorbaugruppe (PB) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Funktionseinheit (FEl, FE2) als CPU-Baugruppe (CP) eines Zentralgerätes eines speicherprogrammierbaren Automatisierungsgerätes ausgebildet ist, die mit einer ersten Schnittstelle (SS) mit dem Systembus (SYB) des Personalrechners (PR) verbunden ist und mit einer zweiten Schnittstelle (AS, PM) zur Ankopplung an periphere Einheiten des speicherprogrammierbaren Automatisierungsgerätes versehen ist.

2. Personalrechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

daß die zweite Schnittstelle (AS, PM) aufweist: eine auf der CPU-Baugruppe (CP) angeordnete Steckerleiste (AS) und ein auf diese steckbares Peripherie-Modul (PM) zum Ansteuern der peripheren Einheiten.

3. Personalrechner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,

daß die CPU-Baugruppe (CP) eine weitere Schnittstelle (EA) zum Anschluß einer Uberwachungs- und Anzeigeeinheit (UE) aufweist, die bewirkt, daß die Speicherinhalte der Speicher der CPU-Baugruppe (CP) bei einem Ausfall der Stromversorgung gepuffert werden, und die anzeigt, ob die CPU-Baugruppe (CP) in oder außer Betrieb ist.

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