DD146515B1

DD146515B1 - Hierarchische aus speichern und einheitlichen steuer und verarbeitungsmodulen aufgebaute steueranordnung

Info

Publication number: DD146515B1
Application number: DD21651479A
Authority: DD
Inventors: Klaus Nebe; Frank Schirmer
Original assignee: Klaus Nebe; Frank Schirmer
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1983-05-11
Also published as: DD146515A1; DE3034728A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine aus vereinheitlichten Moduln aufgebaute hierarchische Steuerungsanordnung zur Realisierung unterschiedlichster Funktionen zur Steuerung, insbesondere von Be- und Verarbeitungsprozessen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, modulare Signalverarbeitungsanordnungen in einer Baumstruktur hierarchisch aufzubauen. Jeder Zweig der Baumstruktur weist eine Samraelleitung mit angeschlossener Steuereinheit auf, wovon eine als Leitsteuereinheit and mindestens eine zweite als Sekundärsteuereinheit vorgesehen ist. Jede Sekundärsteuereinheit weist eine Sammelleitung und eine Verbindungseinheit, über die sie mit der Sammelleitung der Leitsteuereinheit verbunden ist, und ein an eine Sammelleitung angeschlossenes Eingabe-/Ausgabe-Anschlußmodul eine Recheneinheit zur Durchführung einfacher Rechenoperationen unter Steuerung der zugeordneten Steuereinheit auf (DE-OS 25 54 652). Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung beruht auf dem relativ starren Aufbau, durch den die Bearbeitung einzelner und komplexer Funktionen in einer Hierarchieebene erschwert wird. Außerdem ist die erforderliche Vielfalt der Moduln für diese Struktur noch sehr groß.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung bezweckt, die Flexibilität von Steuerungen bei weiterer Vereinheitlichung der benötigten Baugruppen zu erhöhen.

Darlegung des V7esens' der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nodulare hierarchisch aufgebaute Steuerungsanordnung zu schaffen, die bei einem hohen Vereinheitlichungsgrad von Steuer» und Verarbeitungsmoduln und Ein-/Ausgabespeichern, unterschiedlichsten Steueruncise.rfordern5.ssen entsprechor.de, Auf- und Abrüstbarkeit erlaubt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in jeder Hierarchieebene mindestens ein Steuernodul über einheitliche Schnittstellen mit Aktivierungsanschlüssen, Modifizierungsaus- und Statusmeldeexngängen an Aktivierungsanschlüsse, Modifizierungsein- und Statusmeldeausgänge von Verarbeitungsmoduln, die zum Datenaustausch miteinander und mit Peripherieeinheiten über diesen zugeordnete Ein- und Ausgabespeicher verbunden sind, angeschlossen sind. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung sind in jeder Hierarchieebene die Steuermoduln zusammen mit den an diese angeschlossenen Verarbeitungsmoduln als Verarbeitungsmoduln für einen übergeordneten Steuermodul aufgebaut.

Über die Aktivierungsanschlüsse werden die Verarbeitungsmoduln von den Steuermoduln für eine Verarbeitung aufgerufen. Gleichzeitig wird über den Modifizierungseingang der Funktionsablauf im Verarbeitungsmodul vom Steuermodul vorgegeben _r Nach Abschluß der Verarbeitung meldet der Verarbaitungsmodul an seinem Statusmeldeausgang seinen inneren Zustand an den Steuermodul.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig.1: das Blockschaltbild eines Steuermoduls, Fig.2; das Blockschaltbild eines Verarbeitungsmoduls, Fig,3: das Blockschaltbild eines hierarchisch aufgebauten

Steuersystems und Fig.4: das Blockschaltbild einer Pro^eßsteuerung.

In rag.1 ist ein Steuermodul SM mit'Anschlüssen Λ'ΐ; M* -, ; S'*j bis A'_n; M'_n; S*_n zur Verbindung mit untergeordneten Steuermoduln dargestellt. Zur Verbindung mit der nächsthöheren Hierarchieebene sind die Anschlüsse A; M; S vorgesehen. Jede Schnittstelle umfaßt eine' solche Gruppe von Anschlüssen A; M; S mit einen Aktivierunqs- A, einem ilociif isicrungs - M und einem Statusmoldeanschiuß S«

Die Fig.2 zeigt einen Verarbeitungsmodul VM mit einem Eingabespeicher ES und einem Ausgabespeicher AS. Die Anschlüsse A_1n; ^Mm^{; s}m sind für die Verbindung mit den äquivalenten Ausgangsanschlüssen des diesem Verarbeitungsmodul übergeordneten Steuermoduls SM vorgesehen«,

In Fig.3 sind an einen ersten Steuermodul RM 1 drei Verarbeitungsmoduln VM 1 bis VM 3 angeschlossen. Der zweite Verarbeitungsmodul VM 2 besteht aus einem Steuermodul SM 2 und drei an diesen angeschlossenen Verarbeitungsmoduln VM 21 bis VM 23.

Der dritte, an den ersten Steuermodul SM 1 angeschlossene Verarbeitungsmodul VM 3 ist aus einem Steuernodul SM 3 und zwei ihm zugeordneten Verarbeitungsmoduln VM 31, VM 3 2 aufgebaut. Für Eingabedaten sind Speicher S 0 und S 5 und für Ausgabedaten die Speicher S 4 und S 7 vorgesehen. Der Speicher S 0 ist mit dem Verarbeitungsmodul VM 1 verbunden, der über einen Speicher S 1 mit dem Verarbeitungsmodul VM 21 verbunden ist. Der Speicher S 1 ist gleichzeitig der Eingabespeicher für den Verarbeitungsmodul VM 2. Zur Verbindung zv/ischen den Verarbeitungsmoduln VM 21 und VM 22 ist ein Speicher S 2 und zwischen den Verarbeitungsmoduln VM 22 und VM 23 ist ein Speicher S 3 eingefügt. Die Datenausgänge des Verarbeitungsmoduls VM 2 3 sind auf den Speicher S 4 geführt. Der Speicher S 5 ist an die Dateneingänge des Verarbeitungsmoduls VM 31 angeschlossen, der über einen Speicher S 6 mit dem Verarbeitungsmodul VM 32 verbunden ist, dessen Datenausgänge mit dem Speicher S 7 verbunden sind. Dieses Steuersystem kann wiederum ein Verarbeitungsmodul VMO in einem übergeordneten System

Über den Aktivierungsanschluß A wird der im Steuersystem bzw. Verarbeitungsmodul VMO höchstrangige Steuernodul SM 1 aufgerufen. An diesem Aktivierungsanschluß A wird nach Abschluß eines Verarbe.itungsvorganges ein Quittungssignal ausgegeben. Gleichzaitig mit dem Aufruf am Aktivierungscnnschluß A wird die Funktionsweise für den Steuermodul SI! 1, und damit für den Verarbaitunasmoaul VMO, über den Modifizierungsanschluß

M festgelegt. Das hat zur Folge, daß mit einem oder mehreren Verarbeitungsmoduln VM 1 bis VM 3 in dieser Hierarchieebene Verbindung über die Aktivierungsanschlüsse gefordert und der notwendige Funktionsablauf über deren Modifizierungsanschlüsse eingestellt wird«, Für die Verarbeitungsmoduln VM 2, VM 3 bedeutet das, daß die Steuermoduln SM 2, SM 3 entsprechend ihrer Modifikation Verbindungen mit den ihnen zugeordneten Verarbeitungsmoduln VM 21 bis VM 23, VM 31, VM 32 anfordern müssen, worauf sich der beschriebene Vorgang in dieser Hierarchieabene wiederholt. Abhängig vom jeweiligen Status signal wird nach dem Verarbeitungsvorgang von dem, dem Verarbeitungsmodul VM übergeordneten Steuermodul SM entschieden, ob eine Verbindung mit einem Verarbeitungsmodul VM in der gleichen Ebene oder dem nächsthöheren Steuermodul SM gesucht werden muß. Die den Verarbeitungsmoduln VM zugeordneten Speicher S 0 bis S 7 sind nicht als reine Pufferspeicher zu bsti'achtcn, sondern können auch verschiedene fest vorgegebene Vierte, beispielsweise Korrekturwerte enthalten. Außerdem können von jedem beliebigen Verarbeitungsraodul VM die Dateneingangs- und -ausgangsanschlüsse auf externe Speicher, wie es die Speicher SO; S 4; S 5 und S 7 sind, geführt sein. Mit dieser Steuerungsanordnung lassen sich in Abhängigkeit von der Anzahl der verwendeten Moduln einzelne Schalthandlungen oder komplexe Aufgaben, beispielsweise die Berechnung von Bearbeitungskurven an Werkstücken lösen, bei denen es sich cils zweckmäßig erwiesen hat, die Interpolation in Grob- und Feinstufen zu unterteilen. Für diesen Fall kann die Grobinterpolaticn in einem Verarbeitungsmodul VM und danach gesteuert von de,m dazugehörigen Steuermodul SM von einem Verarbeitungsmodul VM in der gleichen .Hierarchieebene die Feininterpolation· durchgeführt werden.

Eine andere Ausführung zeigt Fig.4, An einen Steuermodul SMj, sind zwei Verarbeitungsmoduln VMj^; VM^₂ angeschlossen. Der erste Verarbaitungrjmouul VJHri ~^s^ außerdem π it einem Eingabespeicher 8 8 und über einen Ein-ZAusgabcspeichsr S 9 mit dem zweiten Verarbeitungyinoclul VMj-o verbunden» An der: zweiten

Verarbeitungsmodul VM^₂ ist weiterhin ein Ausgabespeicher S 10 angeschlossen.

Ein solcher Aufbau ist zur Steuerung einfacher Vorgänge geeignet. Beispielsweise v/erden Sollwerte und Rückmeldesignale aus dem Prozeß in den Eingabespeicher S 8 nacheinander eingegeben, über den Aktivierungsanschluß A wird der Steuerrnodul SMj, aufgerufen und über den Modifizierungsanschluß M für die im ersten Programmschritt notwendige Funktionsweise organisiert. Dies könnte im vorliegenden Fall der Aufruf zur Addition des in den Eingabespeicher eingegebenen Sollwertes mit einem Korrekturwert sein. Das Ergebnis dieser Addition wird in den Speicher S 9 ausgegeben. Im nächsten Schritt ist dann eine Subtraktion eines in den Speicher S 8 eingegebenen Istwertes von dem korrigierten Sollwert durchzuführen. Dazu wird der Verarbeitungsmodul VM^-j über seinen Modifizierungsanschluß auf Subtraktion umgestellt. Nach dieser Subtraktion wird der zweite Verarbeitungsmodul VMj, ₂ durch den Steuermodul SMj₁, über den Aktivierungsanschluß aufgerufen und für eins Umkodierung über den Modifizierungsanschluß eingestellt. Das dabei erhaltene Ergebnis wird dann über den Ausgabespeicher S 10 als Ansteuersignale für einen Schrittmotor ausgegeben.

Claims

- б Erfindungsansprüche:

1. Hierarchische, aus Speichern und einheitlichen Steuer- und Verarbeitungsmoduln aufgebaute Steueranordnung, gekennzeichnet dadurch,

daß in jeder Hierarchieebene, mindestens ein Steuermodul (SM) über einheitliche Schnittstellen mit Aktivierungsanschlüssen (Л*), Modifizierungsaus- (M') und Statusmeldeeingängen (S') an Aktivierungsanschlüsse (A), Modifizierungsein- (M) und Statusiaeldeausgänge (S) von Verarbeitungsmoduln (VM) _f die zum Datenaustausch miteinander und mit Peripherieeinheiten über Ein" und Ausgabespeicher (ES/AS; S 1 bis S 10) verblinden sind, angeschlossen sind.

2. Hierarchische Steueranordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß in jeder Hierarchieebene die Steuermoduln (SM 2; SM' 3) zusammen mit dan an diese angeschlossenen Verarbeitungsmoduln (VM 1 bis VM 32) als Verarbeitungsmoduln (VM 2; VM 3) für einen übergeordneten Steuermodul (SM 1) aufgebaut sind.

Hierzu

3 Seiten Zeichnungen