DE9408544U1 - Anlage mit einer Steuerungseinheit - Google Patents

Description

Murre Lektronik AG
Hardmorgenweg 7

CH-8222 Beringen

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AnLage mit einer Steuerungseinheit

Die Erfindung betrifft eine AnLage mit einer Steuerungseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Meß-, Steuer- und RegeLanLagen werden regelmäßig mit Rechnern betrieben (SPS, PC). Die logischen Abläufe werden dabei durch Programmme gesteuert (Software). Die Peripheriebausteine im Prozeß (Ventile, Motoren, Anzeigen, Sensoren, Initiatoren usw.) werden über Schnittstellenbausteine angesprochen, die sowohl zentral, im gleichen Schrank wie Rechner, oder dezentral, direkt im Prozeß, angeordnet werden. In Notfällen, z.B. Stromausfall SPS, muß hierbei oftmals die volle Funktion oder zumindest ein Teil der Funktion der Anlage aufrechterhalten werden. Um diese Bedingungen erfüllen zu können, stehen heute im wesentlichen zwei Möglichkeiten zur Verfügung: Entweder kann die Anlage mit einem redundanten Rechnersystem - zwei identische Rechner, die sich gegenseitig überwachen - oder mit einer aufwendigen Hardware-Überwachung aufgebaut werden.

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Beide Versionen sind aufwendig, kos tenint ensi&ngr; und zudem bei dezentralen SchnittsteLLenmoduLen teilweise kaum anwendbar. Häufig müssen aber im Notbetrieb nur die wichtigsten Funktionen (10-20 %) aufrechterhalten werden.

Ausgehend von dem obigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des' Anspruches 1 gelöst.

Mit den Simulationsmodulen können gezielt insbesondere die wichtigsten Funktionen abgesichert werden. Die Simulationsmodule können einfach , auf die dezentralen Schnittstellenmodule aufgesteckt werden. Sofort beim Auftreten eines Notfalles wird das Simulationsmodul durch einen Watchdog aktiviert und geht in einen hartprogrammierten Betrieb über. Dabei wird jeder Kanal auf den über die Kippschalter vorprogrammierten Zustand geschaltet. Während des Notbetriebes kann dieser hartprogrammierte Zustand durch einfache Bedienung, auch durch nicht speziell geschultes Personal, verändert werden.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß das Simulationsmodul mit Handbedienebene und Notautomatik zum direkten Aufschnappen auf busgekoppelte dezentrale Schnittstellenbausteine ausgestattet ist. Die Handbedienebene bringt zudem weitere wichtige Vorteile:

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Der Steuerungsbauer kann die Anlage (Prozeß) austesten, ohne dabei auf den. Rechner und die Software angewiesen zu sein. Fehler der Hardware oder der Verdrahtung sind so innerhalb kürzester Zeit sehr einfach auffindbar. Die Inbetriebnahme der Software wird dadurch vereinfacht, daß die Prozesseite schon geprüft ist. Es ergibt sich daraus eine klare Verantwortungsschnittstelle zwischen Hard- und Software-Lieferant.

Ferner ist vorgesehen, daß das SimuLationsmodul eine Funktionsebene definiert. Dabei ist es zweckmäßig, wenn jeder SchnittsteLLenbaustei&eegr; an ein separates Simulationsmodul angeschlossen ist.

Eine weitere und besonders zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß als Peripheriebausteine optisch und/oder akustisch wahrnehmbare und den Normal- bzw. den Notbetrieb anzeigende Signa I vorrichtungen eingesetzt werden können, die mit definiertem Informationsgehalt versorgt sind.

Man erkennt, daß hier die einfache Art und Weise entscheidend ist, mit geringen Hardware-Kosten eine Notfunktion zu verwirklichen, wobei mit demselben Modul auch eine sehr einfache Inbetriebnahme ermöglicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher, erläutert. Es zeigen

Fig. 1 Anlage mit denzentralen Schnittstellenbausteinen und Simulationseinheiten im Normalbetrieb, wobei die Information an die Peripherie über die SPS erfolgt.

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Fig. 2 die Anlage nach Fig. 1 im Notbetrieb, wobei die Information an die Peripherie über die Simulation erfolgt, da vom Rechner her der Datenfluß unterbrochen ist,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild der Simulation und

Fig. 4 eine Träger-Modul-Simulation in Explosionsdarstellung.

In den Fig. 1 bis 2 ist eine Anlage 10 mit einer Steuerungseinheit 12, hier SPS, mit Schnittstellenbausteinen 14 - 20 sowie mit Peripheriebausteinen 22-28 dargestellt. Hierbei sind mehrere Simulationsmodule 14 bis 20 vorgesehen, die mit den Schnittstellenbausteinen funktionell verbindbar sind. Die Simulationsmodule 14.1-20.1 sind mit Handbedienebene und Notautomatik zum direkten Aufschnappen auf busgekoppelte dezentrale Schnittstellenbausteine ausgestattet. Dabei definieren die Simulationsmodule 14.1-20.1 Not funktions ebenen. Fig. 1 zeigt den Normalbetrieb· Die Simulationen 14.1 ... 20,1 sind nicht aktiv. Die Stellung des Notausgangs 22 und des Schwenkarms 24 wird dabei von der SPS über das dezentrale Schnittstellenmodul vorgegeben. Die Notbeleuchtung 26 bleibt dunkel und die Sirene 28 bleibt still. Im Notbetrieb, Fig. 2 (Simulation aktiv), ist der Notausgang ganz offen, der Schwenkarm 24 in der Ausgangsstellung, die Notbeleuchtung 26 hell und die Sirene 28 heult. Diese Zustände sind über die Simulation fest eingestellt, da zwischen SPS und Schnittstellenmodulen kein Datenfluß mehr besteht. Die Simulationen 14.1, 16.1, 18.1 und 20.1 sind an die Module 14, 16, 18, 20 direkt angeschlossen und bilden dabei eine kompakte Einheit. Dem Prinzipschaltbild nach Fig. 3 sind weitere Einzelheiten des Moduls entnehmbar.

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Schließlich zeigt Fig. 4 eine Träger-Modul-Simulation in Explosionsdarstellung. Dabei ist zu erkennen, daß die Anschlüsse 15 als individuelle Anschlüsse, hier Schraubklemmen, ausgebildet sind. Diese Anschlußtechnik könnte selbstverständlich auch in Form von Kä f i gzug f ede r k lemmen , verschiedenen Stecksyst einen, Sehne idklemm-Anschlüssen, M8-Rundstecker für Sensorik usw. ausgebildet sein. Bei dem in Fig. 4 rechts dargestellten, dezentralen Schnittstellenmodul ist oben die Simulation 14.1 mit den Schaltern, im mittleren Bereich des Schnittstellenbausteins 14 mit Platz für individuelle Kanalbeschriftung, LED - Status - Anzeige und Kanalbezeichnung. Im unteren Bereich ist der Anschlußträger 15 hier mit Schraubklemmen ausgeführt.

Auf der Simulationseinheit (Fig. 3) können drei Betriebsarten mittels BetriebswahIscha 11er eingestellt werden:

Hand :

Mit dem Simu I ationsscha 11er pro Kanal kann das Signal entweder Richtung SPS (DE) oder Richtung Prozeß (DA) auf Logisch 1, Logisch 0 oder Neutral (Signaleingang = Signalausgang) geschaltet werden.

0:

Die Simulationseinheit ist nicht aktiv (alle Signale neutral)

Automati k :

An das Modul kann ein Signal aufgescha 11et werden, das die auf der Simulationseinheit vorhandenen Simulationsschalter pro Kanal aktiv schaltet (Notsteuerung). Das Signal kann ein Watchdog der übergeordneten Steuerung sein.

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Ein potentiaLfreier Kontakt meldet, ob auf der SimuLationseinheit ein Kanal nicht auf Neutral geschaltet ist.

Dieses Signal wird auch mit einer LED auf der Simulationseinheit angezeigt. Der Simulationskontakt spricht nur an, wenn der Schalter der Simulationseinheit auf H (Hand) steht und ein Kanal nicht auf Neutral geschaltet ist. Der Simulationskontakt spricht auch an, wenn der Schalter auf Stellung A (Automatik) steht, ein Kanal nicht auf Neutral geschaltet ist und das Not Steuersigna I (Watchdog) nicht mehr anliegt.

Mit den Simulationseinheiten kann der teure Aufbau einer redundanten Steuerung eliminiert werden. Bei Steuerungsausfall erfolgt eine automatische Übernahme der wichtigsten Funktionen durch die Simulation. Dank der Simulationseinheiten ist keine aufwendige Handbedienebene auf der Scha Itschrankfront erforderlich. Kontrolle und Inbetriebnahme ist bereits ohne SPS-Software möglich. Ferner ist von Bedeutung, daß mit der Simulationseinheit eine effiziente und kostengünstige Inbetriebnahme möglich ist.

Claims (6)

- a/n - 7 - Ansprüche

1. AnLage (10) mit einer Steuerungseinheit (12), z.B. SPS, PC, mit mindestens einem dezentralen SchnittsteLLenbaustein (14-20) sowie mit mindestens einem Peripheriebaustein, z.B. VentiL, Motor, Anzeige, Sensor, Initiator,

gekennzeichnet durch

SimulationsmoduL (14.1-20.1), das mit dem SchnittsteLLenbaustein funkt ionell verbindbar ist.

2. AnLage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das SimuLationsmoduL (14.1-20.1) mit Handbedienebene und Notautomatik zum direkten Aufschnappen auf busgekoppeLte dezentrale SehnittsteLLenbausteine ausgestattet ist.

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

daß das SimuLationsmoduL (14.1-20.1) eine Notfunktions ebene definiert.

4. AnLage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß jedes SimuLationsmoduL an einen separaten SchnittsteLLenbaustein (14-20) angeschlossen ist.

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5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß als Peripheriebausteine optisch- und/oder aktustisch wahrnehmbare und den NormaL- bzw. Notbetrieb anzeigende SignaLvorrichtungen (25-28) eingesetzt sind, die mit definiertem Inf&ogr;rmationsinhaLt versorgt sind.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß das SimuLationsmoduL (14.1-20.1) eine kompakte Einheit ist.