DE10345231A1

DE10345231A1 - Koordinierungsverfahren für mindestens eine Slavesteuereinheit mit einer Mastersteuereinheit, Mastersteuereinheit, Slavesteuereinheit und aus einer Mastersteuereinheit und mindestens einer Slavesteuereinheit bestehendes Steuerungssystem

Info

Publication number: DE10345231A1
Application number: DE10345231A
Authority: DE
Inventors: Tino Dr. Heber; Matthias Patzak; Rayk Würker
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2004-06-24

Abstract

Mindestens eine Slavesteuereinheit (5, 6) und eine Mastersteuereinheit (4) synchronisieren sich unabhängig voneinander auf einen Arbeitstakt (A) eines Bussystems (7), über das sie miteinander kommunizieren. Zu Sendezeitpunkten (T1, T2, ...) übermittelt die Mastersteuereinheit (4) über das Bussystem (7) Masterzeitpunkte (TM1, TM2, ...) und den Masterzeitpunkten (TM1, TM2, ...) zugeordnete Steuerbefehle (MC1, MC2, ...) an die Slavesteuereinheit (5, 6). Zu den Masterzeitpunkten (TM1, TM2, ...) gibt sie mit den übermittelten Steuerbefehlen (MC1, MC2, ...) korrelierte Mastersteuerbefehle (MC1, MC2, ...) an einen Masterantrieb (1) aus. Die Slavesteuereinheit (5, 6) ermittelt anhand der übermittelten Masterzeitpunkte (TM1, TM2, ...) und der übermittelten Steuerbefehle (MC1, MC2, ...) Slavezeitpunkte (TS1, TS2, ...) und diesen zugeordnete Slavesteuerbefehle (SC1, SC2, ...). Sie gibt die Slavesteuerbefehle (SC1, SC2, ...) zu den Slavezeitpunkten (TS1, TS2, ...) an einen Slaveantrieb (2, 3) aus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Koordinierungsverfahren für mindestens eine Slavesteuereinheit mit einer Mastersteuereinheit, wobei die Mastersteuereinheit und die Slavesteuereinheit über ein Bussystem miteinander kommunizieren, wobei die Mastersteuereinheit zu Masterzeitpunkten jeweils einen Mastersteuerbefehl an einen Masterantrieb ausgibt und die Slavesteuereinheit zu Slavezeitpunkten jeweils einen Slavesteuerbefehl an einen Slaveantrieb ausgibt.

Vielachsanwendungen mit Gleichlauf werden im Stand der Technik mittels einer zentralen Steuereinheit gesteuert. Es sind auch verteilte Steuereinheiten bekannt, die aber im Stand der Technik streng miteinander synchronisiert sind. Es wird also das Steuerungssystem in diesem Fall derart betrieben, dass alle Steuereinheiten stets zu gleichen Zeitpunkten ihre Steuerbefehle an die ihnen zugeordneten Antriebe ausgeben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Koordinierungsverfahren für mindestens eine Slavesteuereinheit mit einer Mastersteuereinheit zu schaffen, mittels dessen eine koordinierte Ansteuerung der den Steuereinheiten zugeordneten Antriebe erreicht werden kann, obwohl die Steuereinheiten nicht streng miteinander synchronisiert sind.

Die Aufgabe wird durch ein Koordinierungsverfahren mit folgenden Merkmalen gelöst:

– Die Mastersteuereinheit und die Slavesteuereinheit kommunizieren über ein Bussystem miteinander.
– Die Steuereinheiten synchronisieren sich unabhängig voneinander auf einen Arbeitstakt des Bussystems.
– Die Mastersteuereinheit übermittelt zu Sendezeitpunkten über das Bussystem jeweils einen Masterzeitpunkt und einen diesem Masterzeitpunkt zugeordneten Steuerbefehl an die Slavesteuereinheit.
– Die Mastersteuereinheit gibt zu den Masterzeitpunkten jeweils einen mit dem übermittelten Steuerbefehl korrelierten Mastersteuerbefehl an einen Masterantrieb aus.
– Die Slavesteuereinheit ermittelt anhand der übermittelten Masterzeitpunkte und der übermittelten Steuerbefehle Slavezeitpunkte und den Slavezeitpunkten zugeordnete Slavesteuerbefehle.
– Die Slavesteuereinheit gibt zu den Slavezeitpunkten den dem jeweiligen Slavezeitpunkt zugeordneten Slavesteuerbefehl an einen Slaveantrieb aus.

Wenn die Slavesteuereinheit zunächst anhand des jeweils übermittelten Masterzeitpunkts den korrespondierenden Slavezeitpunkt ermittelt sowie anhand des jeweiligen Masterzeitpunkts und des übermittelten Steuerbefehls jeweils einen zum jeweiligen Masterzeitpunkt an den Slavebetrieb auszugebenden Hilfsbefehl oder einen zum ermittelten Slavezeitpunkt an den Masterantrieb auszugebenden Hilfsbefehl bestimmt und sodann anhand des jeweiligen Masterzeitpunkts, des korrespondierenden Slavezeitpunkts und des zuvor bestimmten Hilfsbefehls den jeweiligen Slavesteuerbefehl ermittelt, ist das Koordinierungsverfahren besonders einfach auszuführen. Beispielsweise kann durch Heranziehen eines vorherigen Masterzeitpunkts und dessen Hilfsbefehl mittels einer linearen Inter- bzw. Extrapolation der zum jeweiligen Slavezeitpunkt auszugebende Slavesteuerbefehl ermittelt werden.

In aller Regel gibt die Slavesteuereinheit die Slavesteuerbefehle mit einem Slavetakt an den Slaveantrieb aus. Der Slavetakt ist dabei vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches des Arbeitstaktes.

Ebenso gibt auch die Mastersteuereinheit in aller Regel die Mastersteuerbefehle mit einem Mastertakt an den Masterantrieb aus. Auch der Mastertakt ist vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches des Arbeitstaktes. Der Mastertakt und der Slavetakt können aber unterschiedliche ganzzahlige Vielfache des Arbeitstaktes sein.

Es ist möglich, dass die Mastersteuereinheit die Mastersteuerbefehle so bald wie möglich nach dem jeweiligen Sendezeitpunkt an den Masterantrieb ausgibt. In diesem Fall liegt der Slavezeitpunkt zeitlich nach dem korrespondierenden Masterzeitpunkt. Die Slavesteuereinheit ermittelt die Slavesteuerbefehle in diesem Fall daher anhand einer Extrapolation auf den jeweiligen Slavezeitpunkt.

Es ist aber auch möglich, dass die Mastersteuereinheit die Mastersteuerbefehle erst nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit nach dem jeweiligen Sendezeitpunkt an den Masterantrieb ausgibt. Beispielsweise ist es möglich, dass die Slavesteuereinheit den Slavetakt an die Mastersteuerung übermittelt und die Mastersteuereinheit anhand des Mastertaktes und des Slavetaktes die Verzögerungszeit bestimmt. Die Verzögerungszeit kann dabei insbesondere ein ganzzahliges Vielfaches des Mastertaktes sein.

Vorzugsweise bestimmt die Mastersteuereinheit die Verzögerungszeit derart, dass die Slavezeitpunkte zeitlich vor dem jeweils korrespondierenden Masterzeitpunkt liegen oder mit ihm zusammen fallen. Denn in diesem Fall ist es möglich, dass die Slavesteuereinheit den jeweiligen Slavesteuerbefehl anhand einer Interpolation auf den jeweiligen Slavezeitpunkt ermittelt.

Es ist aber auch möglich, dass die Slavezeitpunkte trotz der zeitlichen Verzögerung nach dem Masterzeitpunkt liegen und die Slavesteuereinheit den jeweiligen Slavesteuerbefehl an hand einer Extrapolation auf den jeweiligen Slavezeitpunkt ermittelt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
1 ein Blockschaltbild eines verteilten Antriebssystems,
2 und 3 Zeitdiagramme und
4 bis 7 Ablaufdiagramme.
Gemäß 1 weist ein verteiltes Antriebssystem mehrere, z. B. drei, Antriebe 1 – 3 auf. Jeder der Antriebe 1 – 3 wird von einer Steuereinheit 4 – 6 gesteuert. Der Antrieb 1 ist dabei ein Masterantrieb, die Steuereinheit 4 eine Mastersteuereinheit. Die Antriebe 2 und 3 sind Slaveantriebe, die Steuereinheiten 5 und 6 Slavesteuereinheiten. Die Steuereinheiten 4 bis 6 sind über ein Bussystem 7 miteinander verbunden, über das sie miteinander kommunizieren. An das Bussystem 7 ist ein Taktgeber 8 angeschlossen.
Der Taktgeber 8 ist gemäß 1 eine eigenständige Einheit. Er könnte aber auch in eine der Steuereinheiten 4 – 6, z. B. die Mastersteuereinheit 4, integriert sein. Er gibt gemäß 2 einen Bustakt B und einen Arbeitstakt A aus. Der Bustakt B ist der Takt, mit dem Datenübertragungen über das Bussystem 7 erfolgen. Er liegt z. B. bei 3 ns bis 100 ns. Der Arbeitstakt A ist deutlich größer als der Bustakt B. Er liegt beispielsweise bei 0,1 bis 10 ms. Auf diesen Arbeitstakt A synchronisieren sich die Steuereinheiten 4 – 6.
Das Bussystem 7 besteht gemäß 1 aus einem einzigen Bussegment. Es könnte aber auch mehrere Bussegmente aufweisen, die über geeignete Koppelelemente, z. B. Router oder Gateways, miteinander gekoppelt sind. Der Bustakt B kann dabei von Bussegment zu Bussegment variieren. Auch die Ausprägung des Bussystems kann von Bussegment zu Bussegment variieren. Beispielsweise könnte eines der Bussegmente entsprechend der PROFIBUS-Spezifikation und das andere Bussegment als industrial real time ethernet ausgebildet sein. Der Arbeitstakt A muss aber für alle Bussegmente derselbe sein.
Der Arbeitstakt A wird ferner gemäß 2 über eine separate Leitung ausgegeben. Bei einem Zweidrahtbus wie beispielsweise dem PROFIBUS kann der Arbeitstakt A auch durch spezielle Synchronisationstelegramme gegeben sein, die im Abstand des Arbeitstaktes A über das Bussystem 7 übertragen werden.
Gemäß 3 synchronisieren sich die Steuereinheiten 4 – 6 auf den Arbeitstakt A. Die Synchronisation der Steuereinheiten 4 – 6 erfolgt dabei unabhängig voneinander.
Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, gibt die Mastersteuereinheit 4 zu Masterzeitpunkten TM1, TM2, ... jeweils einen korrespondierenden Mastersteuerbefehl MC1, MC2 an den ihr zugeordneten Masterantrieb 1 aus.
Auch übermittelt sie jeweils zu Sendezeitpunkten T1, T2, ... jeweils einen Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... und den korrespondierenden Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... an die Slavesteuereinheiten 5, 6. Die Sendezeitpunkte T1, T2, ... korrespondieren dabei (bis auf einen vorbekannten, konstanten Versatz) mit den Masterzeitpunkten TM1, TM2 .... Zu den Sendezeitpunkten T1, T2, ... kann aber entweder der zu diesem Zeitpunkt T1, T2, ... anstehende Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... oder aber ein späterer Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... übermittelt werden. Auf die Gründe hierfür wird später in Verbindung mit den 4 bis 7 noch eingegangen.
Bereits jetzt ist aber ersichtlich, dass die Mastersteuereinheit 4 die Mastersteuerbefehle MC1, MC2, ... mit einem Mastertakt TM an den Masterantrieb 1 ausgibt. Auch ist ersichtlich, dass der Mastertakt TM ein ganzzahliges Vielfaches m des Arbeitstaktes A ist, gemäß 3 beispielsweise das Zweifache des Arbeitstaktes A.
In analoger Weise synchronisieren sich die Slavesteuereinheiten 5, 6 zu Slavezeitpunkten TS1, TS2, ... jeweils auf den Arbeitstakt A. Mit einem vorbekannten, konstanten Versatz zu diesen Zeitpunkten TS1, TS2, ... geben sie auch jeweils einen korrespondierenden Slavesteuerbefehl SC1, SC2, ... an den ihnen zugeordneten Antrieb 2, 3 aus. Die Slavezeitpunkte TS1, TS2, ... und die den Slavezeitpunkten TS1, TS2, ... zugeordneten Slavesteuerbefehle SC1, SC2, ... werden von den Slavesteuereinheiten 5, 6 dabei anhand der übermittelten Masterzeitpunkte TM1, TM2, ... und der übermittelten Steuerbefehle MC1, MC2, ... ermittelt. Die von der Slavesteuereinheit 5 an den ihr zugeordneten Slaveantrieb 2 ausgegebenen Slavesteuerbefehle SC1, SC2, ... sind dabei in der Regel von den Slavesteuerbefehlen SC1, SC2, ... verschieden, die von der Slavesteuereinheit 6 an den dieser zugeordneten Slaveantrieb 3 ausgegeben werden. Auf die Details der Ermittlung wird nachstehend in Verbindung mit den 4 bis 7 noch eingegangen werden.
Auch hier ist bereits jetzt ersichtlich, dass die Slavesteuereinheiten 5, 6 die Slavesteuerbefehle SC1, SC2, ... mit einem Slavetakt TS an die Slaveantriebe 2, 3 ausgeben. Der Slavetakt TS ist dabei ebenfalls ein ganzzahliges Vielfaches s des Arbeitstaktes A, z. B. das Dreifache des Arbeitstaktes A. Ferner synchronisieren sich die Slavesteuereinheiten 5, 6 ersichtlich unabhängig von der Mastersteuereinheit 4 auf den Arbeitstakt A.
Gemäß 3 sind der Mastertakt TM und der Slavetakt TS unterschiedliche ganzzahlige Vielfache m, s des Arbeitstaktes A. Prinzipiell könnten der Mastertakt TM und der Slavetakt TS aber auch den gleichen Wert aufweisen.
Ergänzend sei noch erwähnt, dass gemäß 3 die beiden Slavetakte TS der beiden Slavesteuereinheiten 5, 6 untereinander gleich sind. Auch sind sie jeweils auf den gleichen Arbeitstakt A synchronisiert. Beides ist aber nicht zwingend erforderlich. Vielmehr wäre auch ein konstanter oder – bei voneinander verschiedenen Slavetakten TS – variabler Versatz der beiden Slavetakte TS möglich.
Das Steuerungssystem von 1 ist im Wesentlichen auf zwei verschiedene Arten betreibbar. Die eine Art wird nachfolgend in Verbindung mit den 4 und 5 beschrieben, die andere Art in Verbindung mit den 6 und 7. Die 4 und 6 beziehen sich dabei auf die Mastersteuereinheit 4, die 5 und 7 auf die Slavesteuereinheiten 5, 6.
Gemäß 4 ermittelt die Mastersteuereinheit 4 in einem Schritt 51 zunächst den Versatz k, mit dem sie die Mastersteuerbefehle MC1, MC2, ... an den Masterantrieb 1 ausgibt. Im Rahmen des Schrittes S1 fordert sie ferner bei den Slavesteuereinheiten 5, 6 deren Slavetakte TS und deren maximale interne Verzögerungen k', k'' in Einheiten des Arbeitstaktes A an. In einem Schritt S2 nimmt sie von den Slavesteuereinheiten 5, 6 diese Werte entgegen. In einem Schritt S3 berechnet sie eine Verzögerungszeit ΔT. Die Verzögerungszeit ΔT ergibt sich dabei in Einheiten des Mastertaktes TM zu ΔT1 = INT (k' – k + s + m – 1) ΔT2 = INT (k'' – k + s' + m – 1) ΔT = MAX (AT1, ΔT2)m und s bzw. s' sind dabei die bereits erwähnten Vielfachen, mit denen der Arbeitstakt A multipliziert werden muss, um den Mastertakt TM bzw. die Slavetakte TS zu ermitteln. k, k' und k'' sind die maximalen Verzögerungen der Mastersteuereinheit 4 bzw, der Slavesteuereinheiten 5, 6 in Einheiten des Arbeitstaktes A. Durch diese Bestimmung der Verzögerungszeit ΔT ist dabei insbesondere gewährleistet, dass die Slavezeitpunkte TS1, TS2 zeitlich vor den korrespondierenden Masterzeitpunkten TM1, TM2 liegen oder höchstens mit ihnen zusammen fallen. Hingegen ist es nicht möglich, dass die Slavezeitpunkte TS1, TS2, ... zeitlich nach den korrespondierenden Masterzeitpunkten TM1, TM2, ... liegen.
Prinzipiell kann die Verzögerungszeit ΔT auch anderweitig bestimmt werden. Insbesondere kann sie auch so bestimmt werden, dass die Slavezeitpunkte TS1, TS2, ... auch zeitlich nach den korrespondierenden Masterzeitpunkten TM1, TM2, ... liegen bzw. liegen können. Stets sollte die Verzögerungszeit ΔT aber ein ganzzahliges Vielfaches des Mastertaktes TM sein.
In einem Schritt S4 ermittelt die Mastersteuereinheit 4 den nächsten Sendezeitpunkt T1, T2, .... Durch Addieren der Verzögerungszeit ΔT ermittelt die Mastersteuereinheit 4 sodann den mit dem jeweiligen Sendezeitpunkt T1, T2, ... korrespondierenden Masterzeitpunkt TM1, TM2, .... Für diesen Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... ermittelt sie in einem Schritt S5 den korrespondierenden Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... und speichert ihn in einem Zwischenspeicher ab. In einem Schritt S6 übermittelt sie sodann den im Schritt S4 ermittelten Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... und den korrespondierenden Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... über das Bussystem 7 an die Slavesteuereinheiten 5, 6.
In einem Schritt S7 gibt sie (mit dem Versatz k zum Sendezeitpunkt T1, T2, ...) einen Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... an den Masterantrieb 1 aus. Das Erreichen des Sendezeitpunkts T1, T2, ... kann dabei z. B. durch Überwachen des Bussystems 7 auf Auftreten des Arbeitstaktes A festgestellt werden.
Der im Schritt S7 ausgegebene Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... ist (noch) nicht der im Schritt S5 ermittelte Mastersteuerbefehl MC1, MC2, .... Der im Schritt S5 ermittelte Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... wird vielmehr erst nach Ablauf der Verzögerungszeit ΔT, also zu einem späteren Sendezeitpunkt T1, T2, ..., an den Masterantrieb 1 ausgegeben.
In einem Schritt S8 überprüft die Mastersteuereinheit 4, ob die Ausgabe von Mastersteuerbefehlen MC1, MC2, ... beendet werden soll. Wenn ja, ist das Verfahren abgeschlossen. Anderenfalls springt die Mastersteuereinheit 4 zum Schritt S4 zurück.
Das von den Slavesteuereinheiten 5, 6 ausgeführte Verfahren korrespondiert mit dem von der Mastersteuereinheit 4 ausgeführten Verfahren. Gemäß 5 nehmen die Slavesteuereinheiten 5, 6 in einem Schritt S9 die Anforderung des Schrittes S1 von 4 entgegen. In einem Schritt S10 ermitteln sie sodann ihre interne Verzögerung k', k'' und senden die Werte s, s' für ihre Slavetakte TS und für ihre Verzögerungen k', k'' an die Mastersteuereinheit 4.
In einem Schritt S11 nehmen sie einen Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... und einen dem jeweiligen Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... zugeordneten Steuerbefehl MC1, MC2, ... entgegen. Die Slavesteuereinheiten 5, 6 wissen somit, zu welchem – auf Grund der entsprechen bestimmten Verzögerungszeit ΔT in der Zukunft liegenden – Zeitpunkt TM1, TM2, ... die Mastersteuereinheit 4 welchen Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... an den Masterantrieb 1 ausgeben wird. Die Slavesteuereinheiten 5, 6 ermitteln daher in einem Schritt S12 zunächst die nächstmöglichen Slavezeitpunkte TS1, TS2, .... Diese Zeitpunkte TS1, TS2, ... liegen auf Grund der vorgegebenen Wahl der Verzögerungszeit ΔT zeitlich vor dem übermittelten Masterzeitpunkt TM1, TM2, ....
Sodann ermitteln sie in einem Schritt S13 Hilfsbefehle H. Die Hilfsbefehle H entsprechen gemäß 5 fiktiven Slavesteuerbefehlen, die zum übermittelten Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... an die Slaveantriebe 2, 3 auszugeben wären. Alternativ wäre es aber auch möglich, einen anderen Hilfsbefehl H' zu ermit teln, der einem fiktiven Mastersteuerbefehl entspricht, der zum ermittelten Slavezeitpunkt TS1, TS2, ... an den Masterantrieb 1 auszugeben wäre. Die Ermittlung dieses letztgenannten Hilfsbefehls H' kann dabei gegebenenfalls durch Interpolation auf den jeweiligen Slavezeitpunkt TS1, TS2, ... erfolgen.
Sodann ermitteln sie in einem Schritt S14 anhand des übermittelten Masterzeitpunkts TM1, TM2, ..., des ermittelten Slavezeitpunkts TS1, TS2, ... und der ermittelten Hilfsbefehle H, H' die zum Slavezeitpunkt TS1, TS2, ... auszugebenden Slavesteuerbefehle SC1, SC2, .... Die Ermittlung kann dabei, wie im Schritt S14 angedeutet, durch Interpolation der Hilfsbefehle H auf den jeweiligen Slavezeitpunkt TS1, TS2, ... erfolgen, falls dies erforderlich ist.
Sodann warten die Slavesteuereinheiten 5, 6 in einem Schritt S15 das Erreichen des ermittelten Slavezeitpunkts TS1, TS2, ... ab. Auch das Eintreten des Slavezeitpunkts TS1, TS2, ... kann durch Überwachen des Bussystems 7 auf das Auftreten des Arbeitstaktes A festgestellt werden. Wenn dieser Zeitpunkt TS1, TS2, ... erreicht ist, gehen sie zu einem Schritt S16 über, in dem sie die ermittelten Slavesteuerbefehle SC1, SC2, ... an ihre Antriebe 2, 3 ausgeben.
In einem Schritt S17 überprüfen die Slavesteuereinheiten 5, 6 sodann, ob die weitere Ausführung des Verfahrens beendet werden soll. Wenn dies nicht der Fall ist, gehen sie zum Schritt S11 zurück, ansonsten stellen sie die Ausführung des Verfahrens ein.
Wie obenstehend bereits erwähnt, muss die Verzögerungszeit ΔT nicht notwendigerweise derart vorgegeben werden, dass die Slavezeitpunkte TS1, TS2, ... zeitlich vor dem jeweils übermittelten Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... liegen bzw. mit ihm zusammen fallen. Wenn die Verzögerungszeit ΔT kleiner als im Schritt S3 von 4 angegeben gewählt wird, kann es daher geschehen, dass trotz des zeitverzögerten Ausgebens der Mas tersteuerbefehle MC1, MC2, ... an den Masterantrieb 1 die Slavesteuereinheiten 5, 6 die korrespondierenden Slavesteuerbefehle SC1, SC2, ... anhand einer Extrapolation auf die Slavezeitpunkte TS1, TS2, ... ermitteln müssen.
Das Ermitteln der Slavesteuerbefehle SC1, SC2, ... durch Extrapolation ist bei dem zweiten Verfahren, das nachfolgend in Verbindung mit den 6 und 7 beschrieben wird, zwingend. Denn bei diesem Verfahren ermittelt die Mastersteuereinheit 4 gemäß 6 keine Verzögerungszeit ΔT. Vielmehr ermittelt sie in einem Schritt S18 einen Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... und übermittelt in einem Schritt S19 zum nächsten Sendezeitpunkt T1, T2, ... den um die Verzögerung k der Mastersteuereinheit 4 erhöhten Sendezeitpunkt T1, T2, ... und den ermittelten Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... über das Bussystem 7 an die Slavesteuereinheiten 5, 6. Ferner gibt sie unmittelbar darauf in einem Schritt S20 den ermittelten Mastersteuerbefehl MC1, MC2, ... so bald wie möglich nach dem Sendezeitpunkt T1, T2, ... an den Masterantrieb 1 aus.
Nach den Schritten S18 bis S20 wird nur noch in einem Schritt S21 überprüft, ob die Ausführung des Verfahrens beendet werden soll. Je nach dem Ergebnis der Prüfung wird entweder die Ausführung des Verfahrens beendet oder zum Schritt S18 zurück gesprungen.
In korrespondierender Weise nehmen die Slavesteuereinheiten 5, 6 gemäß 7 in einem Schritt S22 den jeweils übermittelten Masterzeitpunkt TM1, TM2, ... und den zugeordneten übermittelten Steuerbefehl MC1, MC2, ... entgegen. Sie ermitteln in einem Schritt S23 den nächstliegenden Slavezeitpunkt TS1, TS2, ... und in einem Schritt S24 den jeweiligen Hilfsbefehl H. In einem Schritt S25 ermitteln sie dann anhand einer Extrapolation auf den ermittelten Slavezeitpunkt TS1, TS2, ... den korrespondierenden Slavesteuerbefehl SC1, SC2, .... In einem Schritt S26 warten sie dann den Slavezeitpunkt TS1, TS2, ... ab und geben bei Erreichen des Slavezeitpunktes TS1, TS2, ... in einem Schritt S27 die ermittelten Slavesteuerbefehle SC1, SC2, ... an die Slaveantriebe 2, 3 aus. In einem Schritt S28 überprüfen die Slavesteuereinheiten 5, 6 dann noch, ob die weitere Ausführung des Verfahrens beendet werden sollen. Je nach dem Ergebnis der Prüfung springen sie zum Schritt S22 zurück oder beenden die Abarbeitung des Verfahrens.
Mittels des erfindungsgemäßen Koordinierungsverfahrens sind somit die Antriebe 1 bis 3 auch dann synchron ansteuerbar, wenn die Mastersteuereinheit 4 und die Slavesteuereinheiten 5, 6 nicht streng miteinander synchronisiert sind.

Claims

Koordinierungsverfahren für mindestens eine Slavesteuereinheit (5, 6) mit einer Mastersteuereinheit (4), – wobei die Mastersteuereinheit (4) und die Slavesteuereinheit (5, 6) über ein Bussystem (7) miteinander kommunizieren, – wobei die Steuereinheiten (4 – 6) sich unabhängig voneinander auf einen Arbeitstakt (A) des Bussystems (7) synchronisieren, – wobei die Mastersteuereinheit (4) zu Sendezeitpunkten (T1, T2, ...) über das Bussystem (7) jeweils einen Masterzeitpunkt (TM1, TM2, ...) und einen diesem Masterzeitpunkt (TM1, TM2, ...) zugeordneten Steuerbefehl (MC1, MC2, ...) an die Slavesteuereinheit (5, 6) übermittelt, – wobei die Mastersteuereinheit (4) zu den Masterzeitpunkten (TM1, TM2, ...) jeweils einen mit dem übermittelten Steuerbefehl (MC1, MC2, ...) korrelierten Mastersteuerbefehl (MC1, MC2, ...) an einen Masterantrieb (1) ausgibt, – wobei die Slavesteuereinheit (5, 6) anhand der übermittelten Masterzeitpunkte (TM1, TM2, ...) und der übermittelten Steuerbefehle (MC1, MC2, ...) Slavezeitpunkte (TS1, TS2, ...) und den Slavezeitpunkten (TS1, TS2, ...) zugeordnete Slavesteuerbefehle (SC1, SC2, ...) ermittelt und – wobei die Slavesteuereinheit (5, 6) zu den Slavezeitpunkten (TS1, TS2, ...) den dem jeweiligen Slavezeitpunkt (TS1, TS2, ...) zugeordneten Slavesteuerbefehl (SC1, SC2, ...) an einen Slaveantrieb (2, 3) ausgibt.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Slavesteuereinheit (5, 6) anhand des jeweils übermittelten Masterzeitpunkts (TM1, TM2, ...) zunächst den korrespondierenden Slavezeitpunkt (TS1, TS2, ...) ermittelt sowie anhand des jeweiligen Masterzeitpunkts (TM1, TM2, ...) und des übermittelten Steuerbefehls (MC1, MC2, ...) jeweils einen zum jeweiligen Masterzeitpunkt (TM1, TM2, ...) an den Slaveantrieb (2, 3) auszugebenden Hilfsbefehl (H) oder einen zum ermittelten Slavezeitpunkt (TS1, TS2, ...) an den Masterantrieb (1) auszugebenden Hilfsbefehl (H') bestimmt und sodann anhand des jeweiligen Masterzeitpunkts (TM1, TM2, ...), des Slavezeitpunkts (TS1, T2, ...) und des zuvor bestimmten Hilfsbefehls (H, H') den jeweiligen Slavesteuerbefehl (SC1, SC2, ...) ermittelt.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Slavesteuereinheit (5, 6) die Slavesteuerbefehle (SC1, SC2, ...) mit einem Slavetakt (TS) an den Slaveantrieb (2, 3) ausgibt.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Slavetakt (TS) ein ganzzahliges Vielfaches (s) des Arbeitstaktes (A) ist.
Koordinierungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastersteuereinheit (4) die Mastersteuerbefehle (MC1, MC2, ...) mit einem Mastertakt (TM) an den Masterantrieb (1) ausgibt.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mastertakt (TM) ein ganzzahliges Vielfaches (m) des Arbeitstaktes (A) ist.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mastertakt (TM) und der Slavetakt (TS) unterschiedliche ganzzahlige Vielfache (m, s) des Arbeitstaktes (A) sind.
Koordinierungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastersteuereinheit (4) die Mastersteuerbefehle (MC1, MC2, ...) so bald wie möglich nach dem jeweiligen Sendezeitpunkt (T1, T2, ...) an den Masterantrieb (1) ausgibt.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Slavezeitpunkte (TS1, TS2, ...) zeitlich nach den korrespondierenden Masterzeitpunkten (TM1, TM2, ...) liegen und dass die Slavesteuereinheit (5, 6) die Slavesteuerbefehle (SC1, SC2, ...) anhand einer Extrapolation auf den jeweiligen Slavezeitpunkt (TS1, TS2, ...) ermittelt.
Koordinierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastersteuereinheit (4) die Mastersteuerbefehle (MC1, MC2, ...) erst nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit (ΔT) nach dem jeweiligen Sendezeitpunkt (T1, T2, ...) an den Masterantrieb (1) ausgibt.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 3 oder 4 sowie Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Slavesteuereinheit (5, 6) den Slavetakt (TS) an die Mastersteuereinheit (4) übermittelt und dass die Mastersteuereinheit (4) anhand des Mastertaktes (TM) und des Slavetaktes (TS) die Verzögerungszeit (ΔT) bestimmt.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit (ΔT) ein ganzzahliges Vielfaches des Mastertaktes (TM) ist.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mastersteuereinheit (4) die Verzögerungszeit (ΔT) derart bestimmt, dass die Slavezeitpunkte (TS1, TS2, ...) zeitlich vor dem jeweils korrespondierenden Masterzeitpunkt (TM1, TM2, ...) liegen oder mit ihm zusammen fallen, und dass die Slavesteuereinheit (5, 6) den jeweiligen Slavesteuerbefehl (SC1, SC2, ...) anhand einer Interpolation auf den jeweiligen Slavezeitpunkt (SC1, SC2, ...) ermittelt.
Koordinierungsverfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Slavezeitpunkte (TS1, TS2, ...) zeitlich nach dem jeweils korrespondierenden Masterzeitpunkt (TM1, TM2, ...) liegen und dass die Slavesteuereinheit (5, 6) den jeweiligen Slavesteuerbefehl (SC1, SC2, ...) anhand einer Extrapolation auf den jeweiligen Slavezeitpunkt (TS1, TS2, ...) ermittelt.
Über ein Bussystem (7) mit mindestens einer Slavesteuereinheit (5, 6) verbindbare Mastersteuereinheit zur Durchführung eines Koordinierungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Über ein Bussystem (7) mit einer Mastersteuereinheit (4) verbindbare Slavesteuereinheit zur Durchführung eines Koordinierungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Steuerungssystem, bestehend aus einer Mastersteuereinheit (4) nach Anspruch 15 und mindestens einer Slavesteuereinheit (5, 6) nach Anspruch 16, die über ein Bussystem (7) miteinander verbunden sind.