DD141956A1 - Pruefeinrichtung fuer eingabebaugruppen und ausgabebaugruppen einer programmierbaren steuerung - Google Patents

Description

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Titel der Erfindung

Prüfeinrichtung für Eingabebaugruppen und Ausgabebaugruppen einer programmierbaren Steuerung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind programmierbare Steuerungen·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus DE-OS 2 530 920 ist eine Prüfanordnung bekannt, die den Signalzustand der Leitungen zwischen einer programmierbaren Steuerung und den angeschlossenen peripheren Geräten feststellt· Die zu diesem Zweck an den Eingabeanschlüssen und Ausgabeanschlüssen der Steuerung stattfindende Überprüfung läßt zunächst erkennen, ob eine Fehlerquelle innerhalb der programmierbaren Steuerung oder im Bereich der· peripheren Geräte vorhanden ist· Weiterhin wird mittels einer zusätzlichen Dekodiereinrichtung ermittelt, auf welchem der Signalwege, die jeweils durch einen der Eingabeanschlüsse und durch einen der Ausgabeanschlüsse determiniert sind, die Fehlerquelle innerhalb der programmierbaren Steuerung vorliegt·

Ein Nachteil dieser Prüfanordnung besteht darin, daß sie Oberwachungsaufgaben nicht mit erfüllt· Sie ist darauf be-

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schränkt, Fehlerquellen zu orten· Voraussetzung für ihre Anwendbarkeit ist eine bereits eingetretene, unter Umständen sogar schadensverursachende Auswirkung des Fehlers im gesteuerten Prozeß sowie eine daraufhin eingeleitete Unterbrechung des Steuervorganges. Eine solche Unterbrechnung kann schwerwiegende Auswirkungen haben, zum Beispiel während eines ZerspanungsVorganges,

Ein weiterer Nachteil dieser Prüfanordnung ist darin zu sehen, daß mit ihr die Fehlerortung nur grob und umständlich durchführbar ist. Sofern erkannt wurde, daß die Fehlerquelle innerhalb der programmierbaren Steuerung liegt, muß der Ort der Fehlerquelle durch systematisches Auswechseln der im allgemeinen modulartig aufgebauten Steuerungsbestandteile aufgefunden werden· Eine schnelle Fehlerortung ist nicht zu erreichen.

Aus DE-OS 2 500 646 ist bekannt, in einer programmierbaren Steuerung während des Steuervorgangs auftretende Funktionsstörungen festzustellen. Zu diesem Zweck ist ein gesondert vorgesehener Qberwachungsmodul mit ausgewählten Elementen der programmierbaren Steuerung verbunden. Tritt in den Sig-.nalzuständen der ausgewählten Elemente eine Abweichung von einem vorbestimmten Schema auf, wird der Steuervorgang abgebrochen und statt dessen ein Fehlersuchprogramm abgearbeitet, das in der programmierbaren Steuerung gespeichert ist.Die Überwachung und Fehlersuche erstreckt sich vorrangig auf zentrale Baugruppen der programmierbaren Steuerung, wie Speicher, Logikeinheit und Dekoder zwischen Speicher und Logikeinheit·

Ein Nachteil dieser bekannten Lösung ist im Umfang des Fehlersuchprogramms zu sehen. Dieser Umfangwird zunächst von der Zahl der ausgewählten Elementer. bestimmt, die überwacht werden· Er ergibt sich aber darüber hinaus aus der erfor-

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derlichen Vielschichtigkeit, die im Fehlersuchprogramm enthalten sein muß, weil zu dessen Abarbeitung die an sich zu prüfenden Baugruppen selbst in Anspruch genommen werden müssen· Umfang und Kompliziertheit des Fehlersuchprogramms erhöhen sich noch, wenn die Eingabebaugruppen und Ausgabebaugruppen der programmierbaren Steuerung in die Prüfung einbezogen werden· Als Komplexbaugruppe enthält der Überwachungsmodul eine Vielzahl einzelner Bausteine. Darin besteht aufwandsmäßig ein weiterer Nachteil dieser Lösung«

Aus DE-OS 2 547 996 ist bekannt, die Abfrage der Schaltzuetände einer Vielzahl von Vorrichtungen dadurch zu systematisieren, daß die Vorrichtungen zu Gruppen geordnet sind· Das Abfragesignal wird reihum von Gruppe zu Gruppe weitergeschaltet und aktiviert innerhalb einer jeden Gruppe eine Gruppenantwort, in der die Antwortsignale aller Vorrichtungen der jeweiligen Gruppe zusammengefaßt sind. Zeigt die Gruppenantwort, daß mindestens eine Vorrichtung in der Gruppe nicht den erwarteten Zustand einnimmt, werden die Schaltzustände aller Vorrichtungen dieser Gruppe einzeln abgefragt und die hierauf gegebenen Antwortsignale einem gesonderten Rechner zugeführt·

Der Rechner wird demnach nur für die Fehlerortung als der zweiten Etappe der Prüfung in Anspruch genommen· Dafür erfordert die vorausgehende gruppenweise Überwachung als erste Etappe der Prüfung nachteilig gesonderte Einrichtungen·

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll erreicht werden, den Prüfvorgang für Eingabebaugruppen und Ausgabebeugruppen der programmierbaren Steuerung zu vereinfachen sowie den Aufwand an Prüfzeit, an Prüfmitteln und an Prüfhilfsmitteln zu vermindern·

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Die in der Charakteristik der bekannten technischen Lösungen beschriebenen Mangel haben ihre Ursache im wesentlichen darin« daß die beiden Prüfetappen Überwachung und Fehlerortung stark verselbständigt sind und Prüfprogrammen einschließlich Fehlersuchprogrammen eine maßgebliche Rolle zugewiesen ist·

Um diese Ursache zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Prüfeinrichtung für Eingabebaugruppen und Ausgabebaugruppen einer programmierbaren Steuerung, die mit einer Mehrzahl von Eingabeanschlüssen und Ausgabeanschlüssen versehen ist, wobei jeder Eingabeanschluß über mindestens eine Eingabebaugruppe beziehungsweise jeder Ausgabeanschluß über mindestens eine Ausgabebaugruppe mit einer steuerungsinternen zentralen Baugruppe, zu der ein Adreßdekoder gehört, verbunden ist, und bei der Zustandsabfragen während des Steuervorgangs durchgeführt werden, unter Verwendung von Prüfpunkten, die zu Prüfpunktgruppen zusammengefaßt sind und deren Zustandssignale die Antworten auf die Zustandsabfragen darstellen, zu schaffen, bei der das Zustandssignal jedes Prüfpunkts zu beliebiger Zeit und mit einfachen Mitteln für die Überwachung abfragbar und gleichzeitig unmittelbar für die Fehlerortung auswertbar ist.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß jede Eingabebaugruppe und Ausgabebaugruppe mit einem gesonderten und als Prüfpunkt verwendeten Ausgang versehen ist, die Prüfpunkte der jeweils einem Eingabeanschluß nachgeordneten Eingabebaugruppen beziehungsweise der jeweils einem Ausgabeanschluß vorgeordneten Ausgabebaugruppen gleichzeitig vom Adreßdekoder auf rufbar sind, jede Prüfpunktgruppe von den Prüfpunkten vorzugsweise gleicher und bezüglich der zentralen Baugruppe gleich angeordneter Eingabebaugruppen beziehungsweise Ausgabebaugruppen gebildet ist, die ^prüf-

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punkte einer Prüfpunktgruppe auf den Informationseingang eines zugeordneten Tors geführt sind, die Steuereingänge dieser Tore an eine Zustandsabfrage - Aufrufleitung angeschlossen sind und der Ausgang jedes Tors auf einen Vergleicher der zentralen Baugruppe geführt ist·

Die Überwachung der Signalzustände an den Prüfpunkten und die Fehlerortung werden im Ergebnis des Aufrufs der Prüfpunkte zugleich verwirklicht·

Ausführungsbeispiel

Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung· Dabei sind einem ersten Eingabeanschluß 1 einer programmierbaren Steuerung als Eingabebaugruppen ein Schwellwertschalter 2 und ein Eingabefilter 3 in Reihe nachgeschaltet· Der Ausgang des Eingabefilters 3 führt auf den Informationseingang eines Tors 4, dessen Ausgang mit dem Istwerteingang eines Vergleichers 5 verbunden ist· Dieser Vergleicher 5 ist ebenso wie weitere Vergleicher 6, 7, 8 und 9, wie eine Logikeinheit 10,ein Speicher 11 sowie ein Adreßdekoder 12 Bestandteil einer zentralen Baugruppe 13 der programmierbaren Steuerung·

In analoger Weise sind einem zweiten Eingabeanschluß 14 ein Schwellwertschalter 15, ein Eingabefilter 16 und mittels seines Informationseingangs ein Tor 17 seriell nachgeschaltet, dessen Ausgang auf den Istwerteingang des Vergleichers 6 führt·

Ausgangsseitig sind zwischen der zentralen Baugruppe 13 und einem ersten Ausgabeanschluß 18 als Ausgabebaugruppen in Reihe geschaltet ein Ausgabespeicher 19, ein Ausgabeverstärker 20 und eine elektronische Sicherung 21 angeordnet· Analog hierzu ist zwischen der zentralen Baugruppe 13 und einem zweiten Ausgabeanschluß 22 die Reihenschaltung eines Ausgabespeichers 23, eines Ausgabeverstärkers 24 und einer elektronischen Sicherung 25 vorhanden.

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Dede Eingabebaugruppe und Ausgabebaugruppe ist mit einem gesonderten zweiten Ausgang versehen, der als Prüfpunkt verwendet wird. Die Prüfpunkte der Eingabefilter 3 und sind auf den Infortnationseingang eines Tors 26 geführt, dessen Ausgang ebenfalls mit dem Istwerteingang des Vergleichers 5 verbunden ist. Analoge Verbindungen bestehen von den Prüfpunkten der Schwellwertschalter 2 und 15 über ein Tor 27 zum Vergleicher 6, von den Prüfpunkten der Ausgabespeicher 19 und 23 über ein Tor 28 zum Vergleicher 7, von den Prüfpunkten der Ausgabeverstärker 20 und 24 über ein Tor 29 zum Vergleicher 8 sowie von den Prufpunkten der elektronischen Sicherungen 21 und 25 über ein Tor 30 zum Vergleicher 9. Die Steuereingänge der Tore 4 und 17 sind über einen Negator 31 an eine Zustandsabfrage-Aufrufleitung 32 angeschlossen· Die Steuereingänge der Tore 26 bis 30 stehen hingegen direkt mit der Zustandsabfrage Aufrufleitung 32 in Verbindung·

Die jeweils einem der Eingabeanschlüsse 1 und 14 nachgeschalteten Eingabebaugruppen sowie die jeweils einem der Ausgabeanschlüsse 18 und 22 vorgeschalteten Ausgabebaugruppen sind an je einen Ausgang des Adreßdekoders 12 angeschlossen.

Obwohl jeweils nur die zwei Eingabeanschlüsse 1 und 14 sowie die zwei Ausgabeanschlüsse 18 und 22 dargestellt sind, ist tatsächlich eine größere Zahl von Eingabeanschlüssen und Ausgabeanschlüssen analog wie aufgezeigt mit der zentralen Baugruppe 13 verbunden·

Auch können andere als die aufgeführten Funktionalbaugruppen als Eingabebaugruppen oder Ausgabebaugruppen Verwendung finden·

Die einem der Informationseingänge der Tore 26 bis 30 vorgelagerte Prüfpunktgruppe umfaßt vorzugsweise die Prüfpunkte gleicher Funktionalbaugruppen, gleicher Teile oder gleicher Zusammenfassungen davon.

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Die Wirkungsweise der Prüfeinrichtung ist im Zusammenhang mit dem Steuervorgang zu sehen. Nachdem ein am Eingabeanschluß 1 angelegtes und vom Schwellwertschalter 2 durchgelassenes Eingangssignal das Eingabefilter 3 passiert hat, gelangt es an den Informationseingang des Tors 4. Während der Bildung von Steuersignalen gibt die zentrale Baugruppe 13 an die Zustandsabfrage - Aufrufleitung 32 ein O-Signal aus. Infolge der Signalumkehr durch den Negator steht am Steuereingang des Tors 4 ein L-Signal an. Das Tor 4 wird geöffnet und das Eingangssignal gelangt zum Istwerteingang des Vergleichers 5. Die Übertragung eines anderen Eingangssignals vom Eingabeanschluß 14 zum Vergleicher 6 ist analog. Abhängig vom Ergebnis des Vergleichs, für den zur Sollwertbereitstellung der Speicher 11 beteiligt ist, wird jedes Eingängssignal mit zumindest einem anderen Eingangssignal in der Logikeinheit IO zu einem Ausgangssignal verknüpft. Dieses Ausgangssignal wird beispielsweise über den Ausgabespeicher 19, den Ausgabeverstärker 20 und die elektronische Sicherung 21 dem Ausgabeanschluß 18 zugeleitet. Währenddessen bleiben die Tore 26 bis 30 geschlossen, die Istwerteingänge der Vergleicher 7 bis 9 unbeaufschlagt und die fehlerfreie Arbeitsweise der Ausgabebaugruppen unbewiesen. Obwohl die Vergleicher 5 und 6 istwertseitig hingegen mit Signalen beaufschlagt sind, kann auch durch den Vergleich letzten Endes nicht festgestellt werden, ob die beteiligten Eingabebaugruppen fehlerfrei arbeiten.

Prüfvorgänge können innerhalb des Steuervorgangs immer dann ausgeführt werden, wenn ein statischer Zustand der Signalbelegung an den Eingabeanschlüssen 1 und 14 sowie an den Ausgabeanschlüssen 18 und 22 erreicht ist. Solche Prüfvorgänge sind in der Regel im Steuerprogramm nach entsprechend geeigneten und interessierenden Steuerschritten programmiert, können aber auch zu erforderlichen Zeitpunkten manuell ausgelöst werden·

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Dabei werden die Zustandsabfrage-Aufrufleitung 32 auf L-Signal umgeschaltet, dem aktuell erreichten Steuerzustand konforme Sollwerte vom Speicher 11 an die Vergleicher 5 bis 9 ausgegeben und die Ausgänge des Adreßdekoders 12 einzeln nacheinander mit einem Adreßsignal belegt. Dadurch schließen die Tore 4 und 17, öffnen die Tore 26 bis 30, und es werden der Reihe nach die jeweils einem der Eingabeanschlüsse 1 und 14 nachgeschalteten Eingabebaugruppen sowie die jeweils einem der Ausgabeanschlüsse 18 und 22 vorgeschalteten Ausgabebaugruppen aufgerufen·

^; Für die Zeitdauer des Aufrufs des Schwellwertschalters 2

und des Eingabefilters 3 wird deren statisches Ausgangssignal zusätzlich auch an deren Prüfpunkten ausgegeben· Das Zustandesignal des Schwellwertschalters 2 gelangt über das Tor 27 an den Vergleicher 6, das Zustandssignal des Eingabefilters 3 über das Tor 26 an den Vergleicher 5. °ie Vergleiche r 7 bis 9 sind währenddessen istwertseitig jeweils mit demjenigen Signal beaufschlagt, das die Prüfpunkte der Ausgabebaugruppen annehmen·

Kit dem Adressierungswechsel von einem derAusgänge des Adreßdekoders 12 zum nächsten dieser Ausgänge werden an- " \ stelle des Schwellwertschalters 2 und des Eingabefilters 3

der Schwellwertschalter 15 und das Eingabefilter 16 aufgerufen· Die Sollwerte an den Vergleichern 5 und 6 wechseln entsprechend der fehlerfreien Ausgangssignale, die an den Prüfpunkten des Schwellwertschalters 15 und des Eingabefilters 16 während der Dauer des geänderten Aufrufs anliegen sollen.

In der beschriebenen Weise werden die Prüfpunkte aller Ein· gabebaugruppen und Ausgabebaugruppen beschaltet und abgefragt.

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Die zwei Prüfphasen Überwachung und Fehlerortung finden zugleich statt und vereinfachen damit den Prüfvorgang. Dieser Vorteil kann dazu ausgenutzt werden, vor Aufruf der einem der Ausgabeanschlüsse 18 oder 22 vorgeschalteten Ausgabebaugruppen das zugehörige Ausgangssignal in der zentralen Baugruppe 13 zu invertieren und die Sollwerte der Vergleicher 7 bis 9 hierzu anzupassen· Diese Maßnahme muß jedoch abgeschlossen sein, bevor das vom Ausgabeanschluß 18 oder 22 angesteuerte Prozeßelement auf das invertierte und damit falsche Steuersignal reagiert·

Claims (2)

Erfindungsanspruch

1· Prüfeinrichtung für Eingabebaugruppen und Ausgabebaugruppen einer programmierbaren Steuerung, die mit einer Mehrzahl von Eingabeanschlüssen und Ausgabeanschlüssen versehen ist, wobei jeder Eingabeanschluß über mindestens eine Eingabebaugruppe beziehungsweise jeder Ausgabeanschluß über mindestens eine Ausgabebaugruppe mit einer steuerungsinternen zentralen Baugruppe, zu der ein Ädreßdekoder gehört, verbunden ist, und bei der Zustandsabfragen während des Steuervorgangs durchgeführt werden, unter Verwendung von Prüfpunkten, die zu Prüfpunktgruppen zusammengefaßt sind und deren Zustandssignale die Antworten auf die Zustandsabfragen darstellen, gekennzeichnet dadurch,

daß jede Eingabebaugruppe und Ausgabebaugruppe mit einem gesonderten und als Prüfpunkt verwendeten Ausgang versehen . ist, die Prüfpunkte der jeweils einem Eingabeanschluß (Ii 14) nachgeordneten Eingabebaugruppen beziehungsweise der jeweils einem Ausgabeanschluß (18; 22) vorgeordneten Ausgabebaugruppen gleichzeitig vom Adreßdekoder (12) aufrufbar sind, jede Prüfpunktgruppe von den Prüfpunkten vorzugsweise gleicher und bezüglich der zentralen Baugruppe (13) gleich angeordneter Eingabebaugruppen beziehungsweise Ausgäbebaugruppen gebildet ist, die Prüfpunkte einer Prüfpunktgruppe auf den Informationseingang eines zugeordneten Tors (26 bis 30) geführt sind, die Steuereingänge dieser Tore (26 bis 30) an eine Zustandsabfrage - Aufrufleitung (32) angeschlossen sind und der Ausgang jedes Tors (26 bis 30) auf einen Vergleicher (5 bis 9) der zentralen Baugruppe (13) geführt ist.

2· Prüfeinrichtung nach Punkt 1,
gekennzeichnet dadurch,

daß die den Toren (26 bis 30) nachgeschalteten Vergleicher (5 bis 9) der zentralen Baugruppe (13) zu einem Mehrbitvergleicher zusammengefaßt sind.

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