NO167113B - Lagerprogrammerbar styring. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en lagerprogrammerbar styring med syklisk gjennomløpende styringsprogram og bestående av minst

a) en prosessor til å behandle programmer og

b) brukerprogramlager, operativsystemlager og datalager med prosessgjengivelse som tjener til kommandobehandling

og har form av data av en bits bredde.

c) inn- og utenheter som kan forbindes med datalageret for inn- og utmating av prosessgjengivelsen.

Lagerprogrammerbare styringer av den nevnte art er be-skrevet nærmere f.eks. i europeisk patentskrift 10 170 og US patentskrift 3 921 146 og 3 942 158. Videre finnes også ytterligere detaljer i tidsskriftet Siemens Energietechnik 1979, hefte 2, side 43-47, eller hefte 4, side 136-139.

Ved disse lagerprogrammerbare styringer blir behandlingen av prosessignalene foretatt med mikroprosessorsystemer med tilsvarende oppbygning. Karakteristisk for det system som her kommer på tale, er at der ikke arbeides direkte med de egentlige signaler fra prosessperiferien, men med interne signaler som gjengir prosessen og har form av binære data (jfr. f.eks. europeisk patentskrift 10 170 eller US patentskrift 3 921 146).

Før de egentlige sammenknytninger i samsvar med bruker-styringsprogrammet foretas, blir alltid først tilstanden av alle inngangsinformasjoner fra prosessen deponert i et internt datalager. Likeledes blir de utgangssignaler som resulterer av sammenknytningene, ikke levert direkte ut til periferien,

men først også deponert i det interne datalager. Samtlige utgangssignaler blir så ved slutten av styringsprogrammet levert ut av det interne lager til prosessperiferien for styring av prosessen.

Ved denne metode blir det oppnådd at de inngangsdata

som skal behandles under forløpet av det egentlige styringsprogram, alltid har fast definerte verdier og ingen mellom-verdier av utgangsdata blir gitt videre til periferien.

Systemets oppgave består således i innlesning av inn-gangenes prosessgjengivelse, behandling av styringsprogrammet og utlevering av utgangenes prosessgjengivelse. I selve styringsprogrammet blir nå prosessignalene om prosessgjengivelsen sammenknyttet innbyrdes og dannet alt etter konstellasjonen av inngangs- og utgangssignalene og av programmeringen av utgangssignalene, dvs. av de signaler som styrer prosessen.

Da hvert signal fra og til prosessen kan anta to til-stander i elektrisk henseende (strøm flyter eller flyter ikke), svarer der til hvert signal fra prosessperiferien •

en bit i prosessgjengivelsen med tilstand null eller ett.

I selve styringsprogrammet blir således enkeltbits i prosessgjengivelsen håndtert av prosessorsystemet i samsvar med styrings-oppgaven i den prosess som skal automatiseres. Ved tilsvarende endring av styringsprogrammet kan brukeren til enhver tid tilpasse systemet etter varierende styringsoppgaver.

I forbindelse med den stadige videre utvikling av mikro-prosessorteknikken og dens økende anvendelsesspektrum blir disse lagerprogrammerbare styringer i tiltagende grad også benyttet i lavere områder av automatiseringsteknikk og proses-signalteknikk, hvor vernestyringer hittil har dominert.

Brukeren av vernestyringer er vant til uten generelle endringer i styringsprogrammet, altså her av vernets ledningsføring, og Uten inngrep i selve prosessen forbigående å simulere bestemte prosessignaler for testformål for å få opplysning f.eks.

om den derved endrede funksjon av styringen eller av prosessen.

En slik fastleggelse av prosessignaler, såkalt "Forcing", bør også være mulig ved lagerprogrammerbare styringer av den innledningsvis angitte art. Fastleggelse eller tvungen fiksering av et inngangssignal fra prosessen eller et utgangs-signal til prosessen på en helt bestemt tilstand for for-arbeidelse skal altså her skje helt uavhengig av sann tilstand av inngangssignalet i selve prosessen eller av utgangs-signalet.

Da såvel utgangs- som inngangssignaler blir ytterligere sammenknyttet, må det også sørges for at der for den videre sammenknytning av utgangssignaler gjøres bruk av den frem-tvungne tilstand og ikke av den som ville resultere f.eks.

av forutgående sammenknytninger.

Det må altså være mulig uten inngrep i selve prosessen

å forespeile visse inngangs- og utgangssignaler for styringen eller å simulere visse utgangssignaler for selve prosessen. Disse signaler må hverken styringsprogrammet eller prosessen kunne forandre. Samtidig må de ikke "innfrosne" inn- eller utgangssignaler nå som før kunne behandles på normal måte og også sammenknyttes med de fastlagte inn- eller utgangssignaler .

Dermed har brukeren av styringen fått mulighet for like-dan som ved vernstyringer å fiksere vilkårlige prosessignaler for vilkårlig tid på verdier han ønsker. F.eks. skal en bryter som i virkeligheten er sluttet i prosessen, behandles som om den var åpen, eller en ventil som eventuelt ville bli åpnet av styringen, tilsiktet forbli sluttet for en bestemt tid.

Den foreliggende oppfinnelses oppgave består således

i å gi anvisning på en slik utforming av en styring av den innledningsvis nevnte art at inn- og utgangssignaler og verdier som kan håndteres bitvis på vilkårlig måte, lar seg fastlegge ved definerte verdier med liten påkostning og med kort reak-sjonstid. Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved hjelp av følgende trekk: d) parallelt med bitbrede data i det bitadresserbare datalager kan endringsbits lagres og avspørres i et parallelt

tilgjengelig tilleggslager,

e) alt etter tilstanden av tilordnede endringsbit kan de bitbrede data endres eller ikke endres ved dataoverførin-ger mellom inn- og utenhetene og datalager og ved behandling av styringsprogrammet.

Til hver bit i prosessgjengivelsen og dermed i hvert prosessignal hører således en i endringslageret beliggende bit som tilsier om det tilsvarende signal i prosessgjengivelsen skal behandles som innfrosset eller ikke. Er en bit av prosessgjengivelsen i endringslageret karakterisert som innfrosset (forced), må prosessgjengivelsens bit og det tilsvarende periferisignal ikke lenger endres av styringsprogrammet eller av prosessgj engivelsesoverføringen.

Oppfinnelsen vil bli belyst nærmere under henvisning

til tegningen.

Fig. 1 viser strukturen av den lagerprogrammerbare styring.

Fig. 2 viser den parallelle tilordning av datalager

og endringslager, og

fig. 3 viser funksjonsforløpet for hensyntagen til endringsbiten.

Ved det foreliggende flerprosessorsystem blir utførelsen av binærkommandoene overlatt en særskilt rask bitprosessor 3, mens en mer langsom ordprosessor 2 derimot utfører de komplekse funksjoner". Ordprdsessoren 2 disponerer en periferi-buss 21 som inn- ogf utkomponentene 1 fra og til pro-

sessen er tilkoblet, og ennvidere en intern systembuss 22 hvortil der kan kobles operativsystemlager 4 og via data-penser 8 brukerprogramlager 5 med styreprogram samt datalager 6 med prosessgjengivelse. Bitprosessoren 3 er likeledes tilkoblet samme buss 22 og har via datapensene 8 utelukkende aksess til brukerprogramlager 5 og datalager 6. Utvekslingen med periferien forløper via ordprosessoren 2, som ved syklus-grensene alltid deponerer tilstanden av alle inngangs-informa-sjoner fra prosessen inn i det interne datalager 6, og som ut fra de av sammenknytningene resulterende utgangssignaler i datalageret 6 ved slutten av styringsprogrammet overfører dem til prosessperiferien. Under forløpet av det nye program arbeides der altså ikke direkte med de egentlige signaler fra prosessperiferien, men med den interne prosessgjengivelse i datalageret 6. Et. slikt system er i prinsippet kjent fra de innledningsvis nevnte publikasjoner, f.eks. Siemens-tids-skrift Energietechnik, 1980, hefte 9, side 361, når det gjelder anvendelsen av ord- og bitprosessor.

Som det ses, er der parallelt med det bitadresserbare datalager hvis bitbrede data der arbeides med, anordnet et tilleggslager 7, hvori endringsbitene kan lagres og kan av-spørres sammen med de bitbrede data i datalageret.

Fastleggelsen av de ønskede bitbrede data i datalageret

6 skjer i første omgang i brukerens betjeningskommandoer til styringen. Disse angir hvilke bits skal fastlegges i prosessgjengivelsen, og hvilken tilstand (null eller ett) informasjonen skal innfryses på.

En slik kommando bevirker at den bit i tilleggslageret

7 som tilsvarer det signal resp. den bit i prosessgjengivelsen som skal fastlegges, blir satt. Tilleggslageret kan i den forbindelse rent fysisk utgjøre en del av selve datalageret. Ved hjelp av kommandoen er vedkommende bit i datalageret 6 da karakterisert som fastlagt. I tillegg blir informasjonen fastleggelse på "null" eller "ett" overtatt direkte i pro-sessg jengivelsen, dvs. i datalageret 6. Denne informasjon kan ikke lenger endres unntagen ved tilbaketagelse av kommandoen, dvs. tilbakesetning av den tilsvarende endringsbit i tilleggslageret 7.

Prosessgjengivelsen i datalageret kan endres ved innlesning av inngangssignalene fra prosessen såvel som ved hjelp av styreprogrammet ved tilvisninger til utgangssignaler.

Ved innlesningen av inngangssignaler ved hjelp av ordprosessoren 2 blir derfor bare de bits i prosessgjengivelsen i datalageret 6 aktualisert som ikke er karakterisert som fastlagt. Prosessoren 2 leser altså i første omgang i lageret 7 om den bit som skal aktualiseres, er fastlagt eller ikke. Hvis ja, er der ikke mer å gjøre, hvis nei, blir det tilsvarende periferisignal å overta som binærsignal i prosessgjengivelsen.

Endring av fastlagte bits ved hjelp av selve styringsprogrammet blir forhindret ved undertrykkelse av skrivesignalet til prosessgjengivelsens datalager 6 ved tilvisninger til fastlagte utgangssignaler, mellommarkører etc. Således blir skrivende aksess, dvs. tilvisninger til samtlige bithåndterbare data, som markører, utganger osv. (jfr. fig. 2) bare utført når den tilsvarende bit er karakterisert ved hjelp av tilleggslageret 7 som ikke fastlagt.

Da verdiene fra prosessgjengivelsen i datalageret 6

selv ved fastlagte signaler uten innskrenkning kan overtas av prosessoren 2 resp. prosessoren 3, kan også alle fastlagte data med sin fastlagte verdi sammenknyttes videre.

Ved setting av en bit i tilleggslageret 7 blir den tilsvarende bit i prosessgjengivelsen således bare for varigheten av fastleggelsesfunksjonen fast innskrevet resp. tvungent fiksert på den faste verdi. Tilleggskostnadene består i et ekstra lagerbehov analogt med størrelsen av prosessgjengivelsen resp. de bithåndterte data som skal fastlegges,

slik det fremgår av fig. 2. Brukeren av tradisjonelle vernstyringer behøver således ved anvendelse av styringer på basis av mikroprosessorsystemer ikke å gi avkall på muligheten for fastleggelse av prosessignaltilstander.

Det funksjonsforløp som fremkommer ved innlesning og utlevering av prosessgjengivelsen til periferien og ved behandlingen av styreprogrammet, er for oversiktens skyld påny sammenfattet i forløpsdiagrammet på fig. 3.

Claims (1)

1. Lagerprogrammerbar styring med syklisk gjennomløpende styringsprogram bestående av minst: a) prosessorer til behandling av kommandoer, b) brukerprogramlager med styringsprogrammet, operativsystemlager og datalager med prosessgjengivelse som tjener til behandling av kommandoer og har form av bitbrede data, c) inn- og utenheter som kan forbindes med datalageret for

   inn- og utmating av prosessgjengivelsen,karakterisert ved følgende trekk: d) parallelt med de bitbrede data i det bitadresserbare datalager (6) kan endringsbits lagres og avspørres i et parallelt tilgjengelig tilleggslager (7), e) alt etter tilstanden av tilordnede endringsbits kan de bitbrede data endres eller ikke endres ved dataoverførin-ger mellom inn- og utenhetene og datalager (6) og ved behandling av styringsprogrammet.