JP2015526803A - 表示素子の表示を同期させる方法および制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
すなわちこの局面では、所定のオン/オフ期間は、制御システムで決定された動作状態の指標である。このため、診断が可能となる。一例として、ユーザは、相互に同期して点滅または閃光する表示素子を観察することによって、単純な「ファーストレベル」診断を行うことができる。
値の範囲で割ったバスメッセージカウンタの値からモジュロ(modulo)が所定の切換しきい値(change over limit)Uと比較される。モジュロが切換しきい値Uに等しいか、それ以上または以下である場合に、制御信号が生成される。モジュロ(演算子%で示す)は、除算の余りである。この場合、切換しきい値は、値の範囲Wと、所望のデューティ比V*との積である。
一例として、この評価もしくは制御アルゴリズムは、以下の擬似コードを用いて記述することができる。
{
If(Z% W<U)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
あるいは、バスメッセージカウンタは、単に所定の切換しきい値Uと比較することができ、バスメッセージカウンタが切換しきい値Uに等しいか、それ以上または以下である場合に、制御信号が生成される。
V* twinkle=1/2
V* flash=1/5
制御ユニットまたはプロセッサへの実装のために、浮動小数点演算を使用しまたは使用せずに、以下の計算が実行される。
Uflash=W・V* flash=65536・1/5=13107.2(浮動小数点演算を使用)または13107(浮動小数点演算を使用せず)
値Zは、0からW-1この場合65535まで、1ずつインクリメントされる。上に示した擬似コードを基にして、したがって、モジュロZ%Wの結果も、0から65535の範囲にある。一方、Z%W(すなわちZ%65536)がU(点滅の値32768)よりも小さい間は、表示素子やLEDがスイッチオンされる。これは擬似コードで、スイッチオン状態を示すLED=onで示されている。
F=round(TW/T* ea)(浮動小数点演算を持つプロセッサを使用)、または
F=(TW+T* ea/2)/T* ea(小数点演算を浮動せずにプロセッサを使用)
前述したように、切換しきい値は、値の範囲Wの積と、所望のデューティ比V*の積として求められる。
バスメッセージカウンタの値Zからのモジュロと、値の範囲Wとスケーリング係数Fとの商、所定の切換しきい値Uとスケーリング係数Fとの商と比較される。モジュロが所定の切換しきい値Uとスケーリング係数Fとの商に等しいか、それ以上または以下である場合に、制御信号が生成される。
{
If(Z%(W/F)<(U/F))
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
この擬似コードを見てわかるように、すべての評価は、表示素子のスイッチオン状態またはスイッチオフ状態を示す信号(LED=オンまたはLED=オフ)の生成につながる。制御信号SeaまたはSaeは信号変化時に生成される。
この乖離は比較関与方法(relatively involved method)によって最小化することができる。これは、例えば、バスメッセージカウンタが特定の値を超えた場合に手動でゼロにするなど、値の範囲をカスタマイズすることによって達成することができる。具体的には、新たな値の範囲は、バスメッセージのバスメッセージカウンタの大きさに規定された値の範囲よりも小さくてもよい。この場合、新しい値の範囲は、浮動小数点数として計算した場合、スケーリング係数Fについて、除算の余りなしの値が常に得られるように選択することができる。新しい値の範囲またはオーバーフロー値は、この場合は、明示的にメッセージ受信器に伝達される必要がある。
非常に短いバスメッセージ時間間隔Tbusの第1の例。以下のパラメータ値を想定する。
Tbus=63μ秒
V* twinkle=1/2
V* flash=1/5
T* ea=1000000μ秒=1秒
浮動小数点演算を持つプロセッサにより、以下の計算を実行する。
F=round(TW/T* ea)=round(4128768μ秒/1000000μ秒)=round(4128768)=4
Utwinkle=round(W・V* twinkle)=round(65536・1/2)=32768
Uflash=round(W・V* flash)=round(65536・1/5)=13107
対照的に、小数点浮動演算をしないプロセッサは、以下の計算を実行する。
F=(TW+T* ea/2)/T* ea=(4128768μ秒+1000000μ秒/2)/1000000μ秒=(4128768μ秒+500000μ秒)/1000000μ秒=4628768μ秒/1000000μ秒=4
Utwinkle=W・V* twinkle=65536/2=32768
Uflash=W・V* flash=65536/5=13107
以下の擬似コードが、第1の例について得られる。
{
If((Z%16384)<8192)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
If(LED==target_flash)
{
If((Z%16384)<3276)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
この第1の例で、結果として得られたパーセンテージ乖離は次のようになる。
実際の点滅/閃光の、所望の点滅/閃光からの乖離はこの例では小さい。除算の剰余は、非常に多いバスメッセージ時間間隔または非常に多いバスサイクルに分散されるからである。
非常に長いバスメッセージ時間間隔Tbusの例を掲げる。以下のパラメータ値が想定されている。
Tbus=10000μ秒
V* twinkle=1/2
V* flash=1/5
T* ea=1000000μ秒=1秒
小数点浮動演算をしないプロセッサは、以下の計算を実行する。
F=(TW+T* ea/2)/T* ea=(655360000μ秒+500000μ秒)/1000000μ秒=655
Utwinkle=W・V* twinkle=65536/2=32768
Uflash=W・V* flash=65536/5=13107
以下の擬似コードが、第2の例について得られる。
{
If((Z%100)<50)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
If(LED==target_flash)
{
If((Z%100)<20)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
この第2の例で、結果として得られたパーセンテージ乖離は次のようになる。
実際の点滅/閃光の、所望の点滅/閃光からの乖離はこの例では小さい。除算の剰余は、非常に遅いまたは長いバスメッセージ時間間隔のため、非常に多いバスメッセージ時間間隔または非常に多いバスサイクルに分散されるからである。
以下の第3の例は、可能な限り最大の乖離を示している。一例として、これは、値の範囲の期間TWを所望のオン/オフ期間T* eaで除算した場合の余りとして、(1/2)T* eaを得る場合である。本具体例では、1秒の所望のオン/オフ期間に対して値の範囲の期間TWが約4.5秒の範囲である場合に、可能な限り最大の乖離が得られる。これは、一定の値の範囲で、バスメッセージ時間間隔Tbusが約69μ秒の場合になる。したがって、以下のパラメータ値が仮定される。
Tbus=69μ秒
V* twinkle=1/2
V* flash=1/5
T* ea=1000000μ秒=1秒
小数点浮動演算をしないプロセッサは、以下の計算を実行する。
F=(TW+T* ea/2)/T* ea=(4521984μ秒+500000μ秒)/1000000μ秒=5
Utwinkle=W・V* twinkle=65536/2=32768
Uflash=W・V* flash=65536/5=13107
以下の擬似コードが得られる。
{
If((Z%13107)<8192)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
If(LED==target_flash)
{
If((Z%13107)<3276)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
この例で、結果として得られたパーセンテージ乖離は次のようになる。
この場合、実際のオン/オフ期間Teaは、所望のオン/オフ期間のT* eaの1000ミリ秒でなく、このように約904ミリ秒になる。このような小さな乖離は、しかし実際に現れてこないものである。
再び乖離につていて、実質的な問題を少し明確化するために、値の範囲の期間TWの制限、この特定の場合の4.5秒の制限について、考察する。以下のパラメータ値が想定されている。
Tbus=68μ秒
V* twinkle=1/2
V* flash=1/5
T* ea=1000000μ秒=1秒
浮動小数点演算のないプロセッサは、以下の計算を実行する。
F=(TW+T* ea/2)/T* ea=(4456380μ秒+500000μ秒)/1000000μ秒=4
Utwinkle=W・V* twinkle=65536/2=32768
Uflash=W・V* flash=65536/5=13107
以下の擬似コードが得られる。
{
If((Z%13107)<8192)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
If(LED==target_flash)
{
If((Z%13107)<3276)
{
LED=on
}
else
{
LED=off
}
}
この例で、結果としてパーセンテージ乖離が次のように得られる。
この場合、実際のオン/オフ期間Teaは、所望のオン/オフ期間のT* eaの1000ミリ秒でなく、このように約1114ミリ秒になる。
Claims (15)
- 制御システム(10)において、表示素子の表示を同期させる方法であって、
該制御システム(10)は、バス(25)を介して接続された加入端末を有し、
該加入端末は、少なくとも一つのメッセージ送信器(12)と、少なくとも第1および第2のメッセージ受信器(18a, 18b)とを有し、
前記第1および第2のメッセージ受信器(18a, 18b)は、それぞれスイッチオン状態とスイッチオフ状態に切り替えできる表示素子(15a, 15b)と、前記表示素子(15a, 15b)の状態を切り替える制御信号を生成する制御ユニット(20a, 20b)とを有し、
前記メッセージ送信器(12)は、所定の定期的な時間間隔(Tbus)でバス(25)を介して、それぞれの現在のバスメッセージを送信し、
それぞれの前記バスメッセージは、所定の値の範囲(W)から選ばれる値(Z)を有するバスメッセージカウンタを含み、
前記値(Z)は、それぞれの現在のバスメッセージが送信されるたびに所定の方法で変更されるものであり、
前記値(Z)は、前記値の範囲(W)の終端に到達した時点で、いったんリセットされ、
前記メッセージ受信器(18a, 18b)は、前記バス(25)を介して、それぞれのバスメッセージを受信し、
前記制御ユニット(20a, 20b)は、それぞれ現在のバスメッセージのバスメッセージカウンタを同じように評価し、この結果を、制御信号を同時に生成するための基礎として利用し、その結果、
表示素子(15a, 15b)はスイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で、所定のオン/オフ期間(Tea)で、互いに同期して切り替えられる、方法。 - 前記第1および第2のメッセージ受信器(18a, 18b)のそれぞれは、所定のバスメッセージ時間間隔(Tbus)および/または所定の値の範囲(W)および/または所望のオン/オフ期間(T* ea)および/または所望のデューティ比(V*)を格納している、請求項1に記載の方法。
- 前記制御ユニット(20a, 20b)は、所定の期間内でバスメッセージカウンタの数をそれぞれカウントし、この数と、前記所定の期間を用いて、バスメッセージ時間間隔(Tbus)を取得する、請求項1または請求項2に記載の方法。
- 前記第1のメッセージ受信部(18a)の制御ユニット(20a)は、第1の制御アルゴリズムを使用して、バスメッセージカウンタを評価し、前記第2のメッセージ受信器(18b)の制御ユニット(20b)は、第2の制御アルゴリズムを使用してバスメッセージカウンタを評価し、前記第1および第2の制御アルゴリズムは同じである、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記値の範囲(W)と前記所望のデューティ比(V*)との積である切換しきい値(U)を、評価のために使用する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記制御ユニット(20a, 20b)は、単純な整数による分割によって、それぞれのバスメッセージカウンタを評価する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記値の範囲(W)と前記バスメッセージ時間間隔(Tbus)の積である値の範囲の期間(TW)を、評価のために使用し、前記値の範囲の期間(TW)は、前記所定のオン/オフ期間(Tea)で余りなしで割り切れる、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記値の範囲の期間(TW)は、前記オン/オフ期間(Tea)の整数倍であり、前記整数はスケーリング係数を定義する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記制御ユニット(20a, 20b)は、値の範囲(W)とバスメッセージ時間間隔(Tbus)の積として値の範囲の期間(TW)を取得し、前記値の範囲の期間(TW)と所望のオン/オフ周期(T* ea)との商を取得し、整数丸め処理を行い、丸め結果がスケーリング係数(F)を定義する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記制御ユニット(20a, 20b)は、値の範囲(W)とスケーリング係数(F)との商で割ったバスメッセージカウンタの値(Z)からのモジュロを、所定の切換しきい値(U)とスケーリング係数(F)との商と比較することにより各バスメッセージカウンタを評価し、前記モジュロが前記所定の切換しきい値(U)とスケーリング係数(F)との商を上回るまたは下回る場合に、制御信号を生成する、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記値の範囲(W)は、前記バスメッセージ時間間隔(Tbus)および/または前記オン/オフ期間に整合される、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記表示素子(15a, 15b)をスイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で切り替えるのに用いる前記所定のオン/オフ期間(Tea)は、現在の制御システム(10)の動作状態、特に制御システム(10)の障害状態を示す、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の方法。
- メッセージ受信器の第1のセットは、表示素子を、第1の所定のオン/オフ期間(Tea)を用いて、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で同期して切り替え、メッセージ受信器の第2のセットは、表示素子を、第2の所定のオン/オフ期間(Tea)を用いて、スイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で同期して切り替える、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の方法。
- 特に技術的な設備の自動制御のための制御システム(10)であって、
バス(25)を介して接続され、少なくとも一つのメッセージ送信器(12)と、スイッチオン状態とスイッチオフ状態とを切り替えられる表示素子(15a, 15b)をそれぞれ含む複数のメッセージ受信器(18a, 18b)とを有する加入端末と、
前記表示素子(15a, 15b)の状態を切り替える制御信号を生成する制御ユニット(20a, 20b)とを備え、
前記メッセージ送信器(12)は、所定の定期的な時間間隔(Tbus)でバス(25)を介して、それぞれの現在のバスメッセージを送信するように設計され、それぞれの前記バスメッセージは、所定の値の範囲(W)から選ばれる値(Z)を有するバスメッセージカウンタを含み、
前記メッセージ送信器(12)は、前記値(Z)を、それぞれの現在のバスメッセージが送信されるたびに所定の方法で変更し、かつ前記値(Z)を、前記値の範囲(W)の終端に到達した時点でいったんリセットするように設計され、
前記メッセージ受信器(18a, 18b)は、前記バス(25)を介して、前記バスメッセージを受信するように設計され、
前記制御ユニット(20a, 20b)は、それぞれ現在のバスメッセージのバスメッセージカウンタを同じように評価するように設計され、この結果を、制御信号を同時に生成するための基礎として利用し、その結果、前記表示素子(15a, 15b)はスイッチオン状態とスイッチオフ状態との間で、所定のオン/オフ期間(Tea)に、互いに同期して切り替えられる、システム。 - バス(25)を介して接続された加入端末を有する制御システム(10)において用いられ、
バス(25)に接続されたときに、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の方法を実行するように設計されたプログラムコードを記憶した記憶媒体を有する、バスメッセージ受信器(18a, 18b)。
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