DE19744071A1

DE19744071A1 - Eine programmierbare Logiksteuervorrichtung verwendendes Steuerungssystem

Info

Publication number: DE19744071A1
Application number: DE19744071A
Authority: DE
Inventors: Seong Wook Chang
Original assignee: LG Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 1996-10-05
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2017-10-07
Also published as: CN1140085C; CN1182991A; KR100202706B1; JP3108393B2; JPH10154991A; DE19744071B4; US6021356A; KR19980025791A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein eine programmierbare Logiksteuer vorrichtung (PLC Programmable Logic Controller) verwendendes Steuerungs system, und insbesondere ein verbessertes Steuerungssystem, das in der Lage ist, ein Auftreten eines fehlerhaften Betriebes in irgendeinem einer Anzahl von entfernten Slave-Einheiten ("RSU") zu verhindern, der aus einem anormalen Zustand eines Master-PLC oder einer Kommunikationsleitung resultieren kann.

Im allgemeinen steuert ein PLC-System eine Anzahl von Steuerzielen, wie z. B. einen elektrischen Schalter, der als eine Eingangs-/Ausgangs-(E/A)- Verbindungsstelle dient, die an den PLC durch ein von einem Benutzer gesetztes Programm gekoppelt ist. Solch ein PLC-System wendet ein Mehr punkt-Kommunikationsverfahren (1:N-Kommunikation) an, bei der eine Anzahl von Kommunikationsstationen in einem einzigen Netz miteinander verbunden sind.

Ein lokales Kommunikationsverfahren ist für die Kommunikation zwischen PLC-Systemen übernommen, bei dem von einigen bis dutzenden von Bytes reichende Daten auf Echtzeitbasis innerhalb von Fertigungslinien durch Verwendung eines Herstellungs-Automatisierungssystems ausgetauscht werden.

Der in jeder Fertigungslinie, welche solch ein Herstellungs-Automatisierungs system verwendet, befindliche PLC führt einen Empfangs-/Kommunikations betrieb in Echtzeit von/zu den jeweils in den anderen Fertigungslinien ange ordneten PLCs im Hinblick auf die erforderlichen Daten wie z. B. die Anzahl der Pakete, Fehler und Ausgabefelder aus, um hierdurch eine ko operative Aufgabe entsprechend den empfangenen Daten durchzuführen.

Der PLC und seine hieran angeschlossenen Steuerungsziele, und die Steue rung zwischen den E/A-Verbindungsstellen wird nun beschrieben werden.

Um ein solches Steuerungssystem unter Verwendung eines PLCs zu realisie ren, erfordert der PLC eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) und ein hiervon mit Abstand vorgesehenes E/A-Modul.

Es sind jedoch, im Hinblick auf eine wirtschaftliche Größe, anstatt einer Installierung der CPU und des entfernten E/A-Moduls in jedem Gebiet, in welchem Steuerungsziele in dem Steuerungssystem dicht angeordnet sind, eine Anzahl von entfernten Slave-Einheiten angewendet, die eine Kommuni kationsfunktion bzw. eine E/A-Steuerfunktion ausüben, so daß die RSU weithin angewendet wird, um die E/A-Kapazitat der CPU in dem PLC zu erweitern, und eine entfernte E/A-Funktion zu steuern.

Fig. 1 stellt ein herkömmliches Steuerungssystem dar, welches einen pro grammierbaren logischen Master-PLC(M) und eine Anzahl von RSUs(R1-Rn) aufweist. Wie dort gezeigt, regelt der Master-PLC(M), der einen Master- PLC, eine Datenverbindung und ein E/A-Modul aufweist, seine eigenen E/A- Verbindungsstellen durch Verwendung eines Programms und eines Kom munikationsparameters, welche durch einen Benutzer gesetzt sind, und steuert ebenfalls die jeweiligen E/A-Verbindungsstellen für die entfernten Slave- Einheiten R1-Rn.

Jede der Anzahl von RSUs(R1-Rn) weist zumindest ein E/A-Modul auf, und führt eine Datenkommunikation mit dem Master-PLC(M) durch eine Kom munikationsleitung aus, und steuert dementsprechend ihre eigenen E/A-Modu le.

Mit Bezugnahme auf Fig. 2 weist jede der RSUs auf: ein Modem 10 zum Ausführen einer Kommunikation mit dem Master-PLC(M) über eine Kom munikationsleitung; ein Empfangs-/Übertragungs-Modul 11 zum Austauschen von Daten mit dem Master-PLC(M) entsprechend einem vorbestimmten Protokoll; einen Empfangs-/Übertragungs-Puffer 12 zum zeitweiligen Spei chern darin der Daten für den Austausch; eine Ausgabendaten-Speichereinheit 13 zum Speichern der Daten darin, die von dem Master-PLC(M) zu dem Eingabe-/Ausgabe-Modul 16 übertragen werden sollen; eine Eingabedaten- Speichereinheit 14 zum Speichern der Daten darin, die von dem Eingabe- /Ausgabe-Modul 16 zu dem Master-PLC(M) übertragen werden sollen; und ein Eingabe-/Ausgabe-Steuermodul 15 zum Steuern einer Datenübertragung zwischen den Datenspeichereinheiten 13, 14 und dem Eingabe-/Ausgabe- Modul 16.

Der Betrieb des somit gebildeten herkömmlichen Steuerungssystems wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erklärt werden.

Zunächst ist die Datenverbindung in dem Master-PLC(M) eine Datenver bindungs-Einrichtung, welche an dem Master-PLC(M) angeschlossen ist, die als eine Master-Einheit in dem zugehörigen Netz arbeitet, und die eine In itiative der Datenkommunikation bezieht. Die Datenverbindung ist in der Lage, eine maximale Anzahl N von RSUs einzustellen.

Die RSU stellt jeden ihrer eigenen und den Master-PLC(M) ein, und emp fängt ein Kommunikationsrecht von dem Master-PLC(M), um hierdurch eine Datenübertragung auszuführen.

Die Datenverbindung in dem Master-PLC(M) wählt sequentiell die RSUs(R1- Rn) aus und führt einen Daten-Empfangs-/Kommunikationsbetrieb durch.

Zum Beispiel passieren, wenn die von dem Master-PLC(M) ausgegebenen Daten durch die Kommunikationsleitung und das Modem 10 an die RSU(R1) zugeführt werden, diese zugeführten Daten durch den Empfangs-/Übertra gungs-Puffer 12 und das Empfangs-/Übertragungs-Modul 11, und werden in der Ausgabedaten-Speichereinheit 13 gespeichert. Die in der Ausgabedaten- Speichereinheit 13 gespeicherten Daten werden an das Eingangs-/Ausgangs- Modul 16 in Übereinstimmung mit der Steuerung des Eingangs-/Ausgangs- Steuermoduls 15 ausgegeben.

Die von dem Eingabe-/Ausgabe-Modul 16 der entfernten Slave-Einheit R1 ausgelesenen externen Steuerziel-Daten werden in der Eingabedaten-Speicher einheit 14 in Übereinstimmung mit der Steuerung des Eingangs-/Ausgangs- Steuermoduls 15 gespeichert. Die in der Eingabedaten-Speichereinheit 14 gespeicherten Daten werden durch den Empfangs-/Kommunikations-Puffer 12 und das Empfangs-/Kommunikations-Modul 11 zu dem Master-PLC(M) übertragen.

Fig. 3A bis 3D sind Darstellungen, welche die jeweiligen Einschaltpunkte des Master-PLC(M) und der RSU(R1-R3) zeigen, wobei die jeweiligen Einschaltzeitpunkte des Master-PLC(M) und der RSUs jeweils von Tg1∼Tg3 auf der Basis des Master-PLC(M) wegen der verschiedenen Entfernungen zwischen ihnen variieren. Daher sind die Einschaltzeit T_ON und Betriebs startzeit T_s der RSUs(R1-R3) voneinander verschieden, und die jeweiligen RSUs(R1-R3) werden mit Zeitdifferenzen von Tg1∼Tg3 auf Basis des Master-PLC(M) betriebsfähig.

Infolgedessen erfährt der Master-PLC(M) keine Zuverlässigkeit im Hinblick auf die RSUs(R1-R3) während jeder der Tg1∼Tg3, und wenn eine koopera tive Aufgabe in Übereinstimmung mit den Eingabe-/Ausgabewerten der RSUs(R1-R3) ausgeführt werden soll, kann ein fehlerhafter Betrieb bei dem Herstellungs-Automatisierungssystem durch die Inkonsistenz bei solchen Betriebeszeitpunkten auftreten.

Auch tendiert der Master-PLC(M) dazu - weil die RSU ein Benutzerpro gramm nicht unabhängig ausführt und die Eingangs-/Ausgangs-Verbindungs stellen in Übereinstimmung mit einem CPU-Programm in dem PLC und die Datenkommunikation steuert - nicht in der Lage zu sein, die Ausgabewerte der RSU unter Einfluß einer instabilen Kommunikationsleitung, einer Kom munikationsunterbrechung, einer Stromversorgungsunterbrechung an dem Master-PLC(M) und dergleichen zu steuern.

Zu diesem Zeitpunkt erhält die RSU nicht die Daten von dem Master- PLC(M), die an das Ausgabemodul ausgegeben werden sollen, und dement sprechend werden die zuletzt empfangenen Daten, die in der Ausgabedaten- Speichereinheit 13 gespeichert worden sind, nacheinander an das Ausgabemo dul ausgegeben, wodurch sich hierdurch die Zuverlässigkeit des Steuerungs systems in einer Vielfalt von Umgebungen verschlechtert.

Weiterhin unterscheiden sich die Stromversorgungszeit und die Stromunter brechungszeit zwischen den entfernten Slave-Einheiten, die von dem Master- PLC(M) und der individuellen Stromversorgung abhängig sind, wodurch die Eingangs-/Ausgangsdaten der Synchronisation hinsichtlich der Eingangs-/Aus gangsdaten nicht genügen.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein eine programmierbare Logiksteuervorrichtung verwendendes Steuerungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, zuletzt empfangene Daten während eines normalen Betriebes, oder von einem Benutzer vorbestimmte Notdaten auszugeben, wenn die Daten nicht von dem Master-PLC empfangen werden.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein eine programmier bare Logiksteuervorrichtung verwendendes Steuerungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, eine kooperative Aufgabe für das gesamte Steuerungssystem durch Synchronisierung einer Datenübertragung zwischen einem Master-PLC und RSUs durchzuführen, die sich voneinander hinsichtlich der Stromver sorgungszeitpunkte unterscheiden.

Um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, ist ein Steuerungssystem ge schaffen, das durch einen programmierbaren Master-Logikcontroller (PLC) gekennzeichnet ist, eine Anzahl von entfernten Slave-Einheiten (RSUs), und einer Kommunikationsleitung zum Ausführen einer Datenkommunikation zwischen dem Master-PLC und den RSUs, bei dem der Master-PLC eine Notdaten-Einstelleinheit aufweist, die einen Benutzer in die Lage versetzt, Steuerdaten für eine Verwendung einzustellen, wenn die RSUs keine Steuer daten von dem Master-PLC empfangen, und bei dem jede der Anzahl von RSUs eine Notdatenausgabe-Speichereinheit zum Speichern der durch die Notdaten-Einstelleinheit bestimmten Notdaten aufweist, eine normale Ausgabe daten-Speichereinheit zum Speichern der Steuerdaten darin, welche normaler weise von dem Master-PLC empfangen werden, einen Ausgabedaten-Aus wählschalter, um den Benutzer in die Lage zu versetzen, einige von den Ausgabenotdaten und den normalen Ausgabedaten, die schließlich von dem Master-PLC empfangen werden, auszuwählen, wenn die RSU die Steuerdaten von dem Master-PLC nicht empfängt, einen Zeitgeber zum Ausgeben eines Ausgabesignals, wenn die Steuerdaten von dem Master-PLC während einer vorbestimmten Zeit nicht empfangen werden, und einen Eingangs-/Ausgangs controller zum selektiven Ausgeben ausgewählter Daten von den in der Not datenausgabe-Speichereinheit gespeicherten Ausgabenotdaten und den normalen Ausgabedaten, die in der normalen Ausgabedaten-Speichereinheit gespeichert sind, wenn das Ausgabesignal von dem Zeitgeber empfangen wird.

Weiter ist, um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, ein Steuerungs system geschaffen, gekennzeichnet durch eine programmierbare Logik-Steuer vorrichtung, eine Anzahl entfernter Slave-Einheiten, und einer Kommunika tionsleitung zum Ausführen einer Datenkommunikation zwischen dem Mas ter-PLC und den RSUs, bei dem der Master-PLC einen RSU-Einschalt detektor zum Empfangen von Signalen aufweist, der einen Einschaltzustand der Anzahl der RSUs anzeigt, und welcher die empfangenen Signale ausgibt, wenn sich die RSUs in dem eingeschalteten Zustand befinden, und einen Rückstellungs-Anforderungssignal-Generator zum gleichzeitigen Ausgeben eines Rückstellungs-Anforderungssignals an die jeweiligen RSUs als Antwort auf die Ausgabesignale von dem RSU-Einschaltdetektor, und bei dem jede der RSUs einen Einschaltsignal-Generator zum Ausgeben eines Signals an den Master-PLC, das anzeigt, daß sich die RSU in einem eingeschalteten Zustand befindet, aufweist, sowie einen Eingangs-/Ausgangscontroller zum Ausgeben eines weiteren Rückstellungs-Anforderungssignals in Übereinstim mung mit dem Rückstellungssignal, das von dem Rückstellungs-Anforderungs signal-Generator ausgegeben wird.

Weiterhin ist, um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, ein Steue rungssystem vorgesehen, das durch eine programmierbare Logik-Steuervor richtung (PLC) charakterisiert ist, eine Anzahl von entfernten Slave-Einheiten (RSUs) und eine Kommunikationsleitung zum Ausführen einer Datenkomm unikation zwischen dem Master-PLC und den RSUs, bei welcher der Mas ter-PLC einen RSU-Einschaltdetektor zum Empfangen von Signalen aufweist, die einen Einschaltzustand von der Anzahl der RSUs anzeigen, und der die empfangenen Signale ausgibt, wenn sich die RSUs in dem Einschaltzustand befinden, einen Rückstellungs-Anforderungssignal-Generator zum gleichzeitigen Ausgeben eines Rückstellungs-Anforderungssignals an die jeweiligen RSUs in Antwort auf die Ausgabesignale von dem RSU-Einschaltdetektor, und eine Notdaten-Einstelleinheit, die einen Benutzer in die Lage versetzt, Steuerdaten für einen Gebrauch einzustellen, wenn die RSUs die Steuerdaten von dem Master-PLC nicht empfangen, und bei der jede der RSUs eine Ausgabenot daten-Speichereinheit zum Speichern der Notdaten darin aufweist, die durch die Ausgabenotdaten-Einstelleinheit bestimmt werden, eine normale Ausgabe daten-Speichereinheit zum Speichern der Steuerdaten darin, die normalerweise von dem Master-PLC empfangen werden, einen Ausgabedaten-Wählschalter, damit der Benutzer in die Lage versetzt wird, ausgewählte Daten von den Ausgabenotdaten und den normalen Ausgabedaten, die zuletzt von dem Ma ster-PLC empfangen werden, auszuwählen, wenn die RSU die Steuerdaten nicht von dem Master-PLC erhält, einen Zeitgeber zum Ausgeben eines Ausgabesignals, wenn die Steuerdaten während einer vorbestimmten Zeit nicht von dem Master-PLC empfangen werden, einen Einschaltsignalgenerator zum Ausgeben eines Signals an den Master-PLC, welches anzeigt, daß sich die RSU in einem Einschaltzustand befindet, und einen Eingangs-/Ausgangs controller zum selektiven Ausgeben von Daten, die aus den Ausgabenot daten, welche in der Ausgabenotdaten-Speichereinheit gespeichert sind, und den normalen Ausgabedaten, welche in der normalen Datenausgabe-Speicher einheit gespeichert sind, ausgegeben werden, wenn das Ausgabesignal von dem Zeitgeber empfangen wird.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klarer verständlich, welche nur im Wege einer Darstellung gegeben werden und somit die vorliegende Erfindung nicht einschränken, in denen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Steuerungssystems mit einem Master-PLC(M) und einer Anzahl von RSUs(R1-Rn) ist;

Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, welches die RSU in Fig. 1 detailliert darstellt;

Fig. 3A bis 3D Zeitdiagramme für einen anfänglichen Betrieb in dem System der Fig. 1 sind;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Steuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Steuerungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Steuerungssystems gemaß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer aus einer Anzahl von RSUs ausgewählten RSU in dem Steuerungssystem der Fig. 6 ist;

Fig. 8A bis 8D Zeitdiagramme sind zum Darstellen eines anfänglichen Betriebes in dem System der Fig. 1;

Fig. 9 ein Flußdiagramm ist, das einen Steuerungsbetrieb in dem Master- PLC in Fig. 4 darstellt; und

Fig. 10 ein Flußdiagramm ist, das einen Steuerungsbetrieb in der Anzahl der RSUs der Fig. 4 darstellt.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines Steuerungssystems, welches einen PLC entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ver wendet, in welchem ein Master-PLC parallel durch eine Kommunikations leitung mit einer Anzahl von entfernten Slave-Einheiten (RSU1-RSUn) gekoppelt ist.

Der Master-PLC weist eine Notdaten-Einstelleinheit 20 auf. Jede der RSU1- RSUn weist auf: eine Notausgabedaten-Speichereinheit 21 zum Speichern der Notdaten darin, die von der Notdaten-Einstelleinheit 20 ausgegeben werden; eine normale Ausgabedaten-Speichereinheit 22 zum Speichern der Eingangs- /Ausgangsdaten während eines normalen Betriebes darin; einen Zeitgeber 23 zum Überprüfen, ob die Daten von dem Master-PLC übertragen werden; einen Ausgabedaten-Wahlschalter 24 zum Auswählen der Daten, die von der Notdatenausgabe-Speichereinheit 21 oder der normalen Ausgabedaten-Speicher einheit 22 ausgegeben werden; und einen Eingangs-/Ausgangscontroller 25 zum Steuern der Datenkommunikation zwischen den jeweiligen RSUs und den Eingangs-/Ausgangs-Verbindungsstellen (nicht gezeigt).

Der Betrieb des somit gebildeten Steuerungssystems entsprechend der ersten Ausbildung der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.

Da die RSU1-RSUn hinsichtlich ihres Aufbaus identisch sind, wird aus Gründen der Einfachheit eine exemplarische RSU1 beschrieben werden.

Der Master-PLC empfängt/überträgt normalerweise die Eingangs-/Ausgangs daten von/zu den Eingangs-/Ausgangsmodulen über die normale Ausgabe daten-Speichereinheit 22 und den Eingangs-/Ausgangscontroller 25 in der RSU1.

Wenn ein Benutzer Ausgabedaten bestimmt, die während einer Notausgabe durch Verwendung der Notdaten-Ausgabeeinstelleinheit 20 ausgegeben werden sollen, gibt der Master-PLC die in der Notdaten-Ausgabeeinstelleinheit 20 bestimmten Notausgabedaten über die Kommunikationsleitung aus, und die der RSU1 zugeführten Notausgabedaten werden in der Notdatenausgabe- Speichereinheit 21 gespeichert.

Es kann jedoch, selbst bei solch einem normalen Betrieb, ein Notfall auf treten, bei dem die von dem Master-PLC ausgegebenen Daten nicht zu der RSU 1 aufgrund einer Vielzahl von Gründen übertragen werden: Kommunika tions- Instabilität, Kommunikationsunterbrechung, Erzeugen eines anormalen Zustandes in dem Master-PLC, und eine Stromversorgungsunterbrechung an dem Master-PLC.

Zu diesem Zeitpunkt führt der Zeitgeber 23 in der RSU1 eine stündliche Überprüfung hinsichtlich der von dem Master-PLC empfangenen Daten durch, und benachrichtigt den Eingangs-/Ausgangscontroller 25, ob die Daten von dem Master-PLC normal übertragen werden.

Wenn die Daten von dem Master-PLC nicht empfangen werden, und die in dem Zeitgeber 23 vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, gibt der Zeitgeber 23 das Ausgangssignal ab, das den Eingangs-/Ausgangscontroller 25 hiervon in Kenntnis setzt, welcher seinerseits eine Ausgabeoption überprüft, welche durch einen Benutzer unter Verwendung des Ausgabedaten-Wählschalters 24 bestimmt worden ist.

Hier gibt, falls die Ausgabeoption als ein Latch eingestellt worden ist, der Eingangs-/Ausgangscontroller 25 die zuletzt in der normalen Ausgabedaten- Speichereinheit 22 gespeicherten Daten während des normalen Betriebes an das Eingangs-/Ausgangsmodul aus; und falls die Ausgabeoption als Not ausgabe eingestellt ist, werden die in der Notdatenausgabe-Speichereinheit 21 gespeicherten Daten an das Eingangs-/Ausgangsmodul ausgegeben.

Infolgedessen werden, wenn durch Ausfall des Master-PLC und eine Komm unikationsunterbrechung ein Notfall auftritt, die zuletzt empfangenen Daten oder Notdaten an das Eingangs-/Ausgangsmodul ausgegeben, um hierdurch die Zuverlässigkeit des PLC-Systems zu verbessern.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, welches das Steuerungssystem darstellt, das den PLC verwendet, entsprechend der zweiten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Wie dort gezeigt, weist der Master-PLC einen RSU- Einschaltdetektor 31 und einen Rückstell-Anforderungssignal-Generator 32 auf. Jede der RSU1-RSUn weist einen Einschaltgenerator 30 und einen Eingangs-/Ausgangscontroller 25 auf.

Der Betrieb des somit gebildeten Steuerungssystems entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben werden.

Wie in Fig. 8A bis 8D gezeigt, unterscheiden sich die RSU1-RSUn vonein ander jeweils durch die Einschaltzeit T_ON. Daher überträgt, wenn der Strom eingeschaltet ist, der Einschaltsignalgenerator 30 in jeder der RSU1-RSUn das Einschaltsignal über eine Kommunikationsleitung an den Master-PLC. Wenn die Übertragung abgeschlossen ist, warten die RSU1-RSUn jeweils auf die Kommunikation eines RSU_RESET-Befehls bzw. RSU_RÜCKSTELL- Befehl von dem Master-PLC während Trw1-Trw3.

Zu diesem Zeitpunkt umfaßt der RSU-Einschaltdetektor 31 in dem Master- PLC das übertragene Einschaltsignal zu der Zeit, zu der es eingeschaltet wird, so daß das Einschaltsignal von allen RSU1-RSUn empfangen und an den Rückstell-Anforderungssignal-Generator 32 ausgegeben wird. Dement sprechend überträgt der Rückstell-Anforderungssignal-Generator 32 das Rückstell-Anforderungssignal gleichzeitig an alle RSU1-RSUn. in diesem Fall bezeichnet Tmw eine Zeit zum Empfangen des RSU_ON-Einschaltsignals von den RSU1-RSUn.

Die Eingangs-/Ausgangscontroller 25 in den jeweiligen RSU1-RSUn geben gleichzeitig entsprechende Rückstellsignale entsprechend dem von dem Rück stell-Anforderungssignal-Generator 32 ausgegebenen Rückstell-Anforderungs signal, wodurch die RSU1-RSUn synchronisiert werden, um in ihrem Betrieb Ts zeitlich abzustimmen.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die erste Ausführungsform gemäß Fig. 4 und die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 5 kombiniert sind.

Auch Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, welches die RSU entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail darstellt, wobei die RSU weiterhin eine Notdatenausgabe-Speichereinheit 21, einen Ausgabedaten-Wählschalter 24 und einen Zeitgeber 23 zusätzlich zu dem herkömmlichen, in Fig. 1 gezeigten Steuerungssystem, aufweist.

Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in Fig. 6 und 7 offenbart ist, wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 bis 10 erklärt werden.

Zunächst werden, wie in Fig. 8 gezeigt, die jeweiligen RSU1-RSUn zu verschiedenen Einschaltzeiten T_ON durch Strom eingeschaltet, und wenn der Strom eingeschaltet ist, überträgt jede der RSU1-RSUn ein RSU_ON-Flag durch das Modem 10 und die Kommunikationsleitung an den Master-PLC, um hierdurch von dem Einschalten Nachricht zu geben.

Zu diesem Zeitpunkt überprüft der Master-PLC, wie in Fig. 9 gezeigt, den Empfang des RSU_ON-Flags (Schritt S 1) und das empfangene RSU_ON-Flag wird im Hinblick auf eine entsprechende von den RSUs gesetzt (Schritt S2).

Dann bestimmt der Master-PLC, ob alle RSU1-RSUn eingeschaltet sind, falls das RSU_ON-Flag von jedem der RSU1-RSUn empfangen und alle RSU_ON-Flags gesetzt sind (Schritt S3), und anschließend werden die RSU_RÜCKSTELL-Daten bzw. RSU_RESET-Daten übertragen (Schritt S4). In Fig. 8A-8D bezeichnet Tmw die Zeit zum Empfangen des RSU_ON- Flags von den RSU1-RSUn.

Auch bestimmt der Master-PLC (Schritt S5), ob Notausgabedaten, welche durch die Notdaten-Einstelleinheit 20 eingestellt sind, vorhanden sind, und es werden, wenn voreingestellte Notausgabedaten vorhanden sind, die Not ausgabedaten übermittelt (Schritt S6) und die Eingangs-/Ausgangssteuerung der RSUs wird durch einen normalen Empfangs-/Kommunikationsbetrieb (Schritt S7) von Eingangs-/Ausgangsdaten mit den RSU(R1-Rn) ausgeführt.

Die gesamten RSU1-RSUn werden durch die von dem Master-PLC ausgege benen RSU_RÜCKSTELL-Daten zurückgestellt, so daß alle RSU1-RSUn einen Rückstellbetrieb von einem Zeitpunkt Rs an beginnen, wenn der RSU_RÜCKSTELL-Befehl von dem Master-PLC empfangen wird, um hierdurch die Betriebszeit zu synchronisieren.

Dies bedeutet, daß, wie in Fig. 10 gezeigt, die RSU1-RSUn jeweils eine Überprüfung des Empfangs der RSU_RÜCKSTELL-Daten von dem Master- PLC zu dem Zeitpunkt durchführen (Schritt S11), zu dem der Strom einge schaltet wird.

Wenn die RSU_RÜCKSTELL-Daten empfangen werden, setzt jede der RSUs ihr eigenes RSU_RÜCKSTELL-Flag auf "1", um damit den beendeten Empfang der ersten RSU_RÜCKSTELL-Daten anzuzeigen, und anschließend wird das Eingangs-/Ausgangsmodul 16, welches diesem entspricht, zurückge gesetzt, um hierdurch die RSU-Ausgabe zurückzusetzen (Schritte S12, S13). Auf der anderen Seite wird, wenn die RSU_RÜCKSTELL-Daten nicht empfangen werden, eine Überprüfung durchgeführt, ob das RSU_RÜCK- STELL-Flag auf "1" gesetzt ist (Schritt S14).

Als ein Ergebnis der Überprüfung - wenn festgestellt wird, daß das RSU_RÜCKSTELL-Flag auf "l" gesetzt worden ist - bedeutet dies, daß es eine Rückstellanforderung des Master-PLC gab, so daß die jeweilige RSU in ihren normalen Betrieb zurückkehrt und wartet, bis die Daten von dem Master-PLC empfangen werden. Unterdessen wird, als ein Resultat der Überprüfung, das RSU_RÜCKSTELL-Flag auf "0" gesetzt, was bedeutet, daß keine Rückstellanforderung des Master-PLC vorhanden ist, so daß die RSU das RSU_ON-Flag an den Master-PLC überträgt, um hierdurch zu vermitteln, daß der Strom in die RSU (Schritt 15) eingegeben wird, und führt anschließend die Operationen aus, die dem Schritt S11 nachfolgen.

Infolgedessen kann trotz des Spaltes Tg zwischen dem Einschaltzeitpunkt der RSU1-RSUn und demjenigen des Master-PLC(M) das gesamte System eine kooperative Aufgabe zu dem Zeitpunkt Ts gleichzeitig ausführen.

Auch in einem Zustand, in dem das RSU_RÜCKSTELL-Flag auf "1" gesetzt ist - wenn das RSU_RÜCKSTELL-Flag weiter von dem Master-PLC empfangen wird -, kommt die RSU dazu, zu beurteilen, daß der Master-PLC die Rückstelloperation angefordert hat, so daß alle Ausgangsmodule rückge stellt werden, um hierdurch eine fehlerhafte Ausgabe des Steuerungssystems zu vermeiden (Schritte S12, S13).

Hiernach speichert die RSU, wenn das RSU_RÜCKSTELL-Flag auf "1" gesetzt ist, d. h. wenn die Daten von dem Master-PLC während eines normalen Zustandes empfangen werden (Schritt S16), die empfangenen Daten, die zeitweise in dem Empfangs-/Übertragungs-Puffer 12 gespeichert waren, oder die Notausgabedaten in die normale Ausgabedaten-Speichereinheit 22 oder die Notdatenausgabe-Speichereinheit 21 über das Empfangs-/Über tragungs-Modul 11 (Schritt S17).

Das Empfangs-/Kommunikations-Modul 15 gibt die in der normalen Aus gabedaten-Speichereinheit 22 gespeicherten Daten an das Ausgabemodul des Eingabe-/Ausgabemoduls 16 aus, und die von dem Eingabemodul des Ein gabe-/Ausgabemoduls 16 gelesenen Daten werden in der Eingabedaten-Spei chereinheit 14 gespeichert, um hierdurch eine normale Eingangs-/Ausgangs- Wiederauffrischungsoperation durchzuführen (Schritt S18).

Anschließend werden, entsprechend der Anforderung des Master-PC die in der Eingangsdaten-Speichereinheit 14 gespeicherten Daten durch den Emp fangs-/Übertragungs-Puffer 12 und das Empfangs-/Übertragungs-Modul 11 an den Master-PLC übertragen.

Hier kann, selbst während eines solchen normalen Betriebes, ein Notfall auftreten, bei dem die Ausgangsdaten von dem Master-PLC nicht an die RSU1-RSUn aufgrund einer Vielzahl von Gründen übertragen werden: Kommunikations-Instabilität, Kommunikations-Unterbrechung, Erzeugung eines anormalen Zustandes in dem Master-PLC und Stromversorgungsunterbrechung an den Master-PLC.

Zu diesem Zeitpunkt führt der Zeitgeber 23 in der RSU1 eine stündliche Überprüfung hinsichtlich der von dem Master-PLC empfangenen Daten durch, und benachrichtigt den Eingangs-/Ausgangscontroller 25, ob die Daten normal von dem Master-PLC übertragen werden.

Wenn die Daten nicht von dem Master-PLC empfangen werden, und die in dem Zeitgeber 23 vorbestimmte Zeit abgelaufen ist (Schritt S19), überprüft der Eingangs-/Ausgangscontroller 25 eine Ausgangsoption, die von einem Benutzer unter Verwendung des Ausgabedaten-Wählschalters 24 bestimmt ist (Schritt S20).

Hier gibt, falls die Ausgabeoption als Latch eingestellt ist, der Eingangs- /Ausgangscontroller 25 die final in der normalen Ausgabedaten-Speicher einheit 22 während eines normalen Betriebes des Eingangs-/Ausgangsmoduls 16 gespeicherten Daten aus (Schritt S18); und falls die Ausgabeoption als Notausgabe eingestellt ist, werden die in der Notdatenausgabe-Speichereinheit 21 gespeicherten Daten an das Eingangs-/Ausgangsmodul 16 ausgegeben (Schritt S21).

Zum Beispiel gibt, unter der Annahme, daß ein Ausgangsmodul 1 in dem Eingangs-/Ausgangsmodul 16 eine Verbindungsstelle zum Steuern eines Gasventils ist, wenn der Master-PLC nicht in der Lage ist, das Ausgangs modul 1 infolge einer Kommunikationsunterbrechung zu steuern, die RSU, die kurz vor der Kommunikationsunterbrechung in der normalen Ausgabe daten-Speichereinheit 22 gespeicherten Daten aus, so daß die Gefahr einer Gasleckage auftreten kann, wenn die Kommunikation zu einem Zeitpunkt unterbrochen ist, zu dem das Gasventil geöffnet wird.

Daher ermöglicht die vorliegende Erfindung einem Benutzer, die Ausgabe option und den Notausgabewert unter Verwendung des Ausgabedaten-Wähl schalters 24 zu setzen.

Obwohl die Ausgabeoption als Notausgabe durch den Benutzer gesetzt wird, werden die in der Notdatenausgabe-Speichereinheit 21 gespeicherten Notdaten "0" - wenn der Notausgabewert nicht bestimmt wird - so daß die Ausgabe daten "0" an das Ausgangsmodul bei Auftreten eines Notfalles ausgegeben werden, um hierdurch die Ausgabe natürlich zurückzustellen.

Die Ausführungsformen der Erfindung, die in der obigen Beschreibung offenbart sind, beschränken die beigefügten Ansprüche nicht, und es ist klar, daß eine Vielzahl von Alternativen, Modifikationen und Änderungen für einen Fachmann möglich sind.

Wie oben beschrieben, dient das Steuerungssystem entsprechend der vor liegenden Erfindung dazu, eine kooperative Aufgabe hinsichtlich einer weite ren Stabilität durch Synchronisieren des gesamten Systembetriebs trotz der nicht übereinstimmenden Einschaltzeitpunkte auszuführen.

Weiter verhindert die vorliegende Erfindung das Auftreten eines fehlerhaften Betriebes in irgendeinem der entfernten Slave-Einheiten, welcher aus einem anormalen Zustand eines Master-PLC oder einer Kommunikationsleitung resultiert, um hierdurch die Zuverlässigkeit des PLC-Systems zu verbessern.

Claims

1. Steuerungssystem, gekennzeichnet durch eine programmierbare Master- Logik-Steuervorrichtung (PLC), eine Anzahl von entfernten Slave-Ein heiten (RSUs) und einer Kommunikationsleitung zum Ausführen einer Datenkommunikation zwischen dem Master-PLC und den RSUs, wobei der Master-PLC aufweist:
eine Notdaten-Einstelleinheit, welche einen Benutzer in die Lage ver setzt, Steuerungsdaten für einen Gebrauch zu setzen, wenn die RSUs die Steuerungsdaten von dem Master-PLC nicht empfangen, und wobei jede der Anzahl der RSUs aufweist:
eine Notdatenausgabe-Speichereinheit zum Speichern von Notdaten darin, welche durch die Notdaten-Einstelleinheit bestimmt worden sind;
eine normale Ausgabedaten-Speichereinheit zum Speichern der Steue rungsdaten darin, die normalerweise von dem Master-PLC empfangen werden;
einen Ausgabedaten-Wählschalter, der den Benutzer in die Lage versetzt, ausgewählte Daten von den Notausgabedaten und den normalen Aus gabedaten, die zuletzt von dem Master-PLC empfangen worden sind, auszuwählen, wenn die RSU die Steuerungsdaten von dem Master-PLC nicht empfängt;
einen Zeitgeber zum Ausgeben eines Ausgabesignals, wenn die Steuer daten von dem Master-PLC während einer vorbestimmten Zeit nicht empfangen werden; und
einen Eingangs-/Ausgangscontroller zum selektiven Ausgeben von Daten, die aus den Notausgabedaten ausgewählt sind, welche in der Notdaten ausgabe-Speichereinheit gespeichert sind, und den normalen Ausgabe daten, welche in der normalen Ausgabedaten-Speichereinheit gespeichert sind, wenn das Ausgabesignal von dem Zeitgeber empfangen wird.

2. Steuerungssystem, gekennzeichnet durch eine programmierbare Master- Logik-Steuerungsvorrichtung (PLC), eine Anzahl von entfernten Slave- Einheiten (RSUs) und einer Kommunikationsleitung zum Ausführen einer Datenkommunikation zwischen dem Master-PLC und den RSUs, wobei der Master-PLC aufweist:
einen RSU-Einschaltdetektor zum Empfangen von Signalen, die einen Einschaltzustand von einer Anzahl von RSUs anzeigt, und die empfan genen Signale ausgibt, wenn sich die RSUs in dem Einschaltzustand befinden; und
einen Rückstell-Anforderungssignal-Generator zum gleichzeitigen Ausge ben eines Rückstell-Anforderungssignals an die jeweiligen RSUs in Antwort auf die Ausgangssignale von dem RSU-Einschaltdetektor,
und wobei jede der RSU aufweist:
einen Einschaltsignal-Generator zum Ausgeben eines Signals an den Master-PLC, welches anzeigt, daß sich die RSU in einem Einschaltzu stand befindet; und
einen Eingangs-/Ausgangscontroller zum Ausgeben eines weiteren Rück stell-Anforderungssignals in Übereinstimmung mit dem Rückstell-Anfor derungssignal, welches von dem Rückstellsignal-Generator ausgegeben wird.

3. Steuerungssystem, gekennzeichnet durch eine programmierbare Master- Logik-Steuerungsvorrichtung (PLC), eine Anzahl von entfernten Slave- Einheiten (RSUs) und einer Kommunikationsleitung zum Ausführen einer Datenkommunikation zwischen dem Master-PLC und den RSUs, wobei der Master-PLC aufweist:
einen RSU-Einschaltdetektor zum Empfangen von Signalen, die einen Einschaltzustand von der Anzahl der RSUs anzeigen, und Ausgeben der empfangenen Signale, wenn sich die RSUs in einem Einschaltzustand befinden;
einen Rückstell-Anforderungssignal-Generator zum gleichzeitigen Ausge ben eines Rückstell-Anforderungssignals an die jeweiligen RSUs in Antwort auf die Ausgabesignale von dem RSU-Einschaltdetektor; und
eine Notdaten-Ausgabeeinstelleinheit, die einen Benutzer in die Lage versetzt, Steuerungsdaten für einen Gebrauch festzusetzen, wenn die RSUs die Steuerungsdaten von dem Master-PLC nicht empfangen, und
wobei jede der RSUs aufweist:
eine Notdatenausgabe-Speichereinheit zum Speichern von Notdaten darin, welche durch die Notdaten-Einstelleinheit bestimmt worden sind;
eine normale Ausgabedaten-Speichereinheit zum Speichern der Steue rungsdaten darin, die von dem Master-PLC normal empfangen worden sind;
einen Ausgabedaten-Wählschalter, der den Benutzer in die Lage versetzt, aus den Daten auszuwählen, die aus den Notausgabedaten und den normalen Ausgabedaten ausgewählt sind, welche zuletzt von dem Ma ster-PLC empfangen worden sind, wenn die RSU die Steuerdaten nicht von dem Master-PLC empfängt;
einen Zeitgeber zum Ausgeben eines Ausgangssignals, wenn die Steuer daten während einer vorbestimmten Zeit nicht von dem Master-PLC empfangen werden;
einen Einschaltsignal-Generator zum Ausgeben eines Signals an den Master-PLC, welches angibt, daß sich die RSU in einem Einschaltzu stand befindet; und
einen Eingangs-/Ausgangscontroller zum selektiven Ausgeben von Daten, die aus den Notausgabedaten, welche in der Notdatenausgabe-Speicher einheit gespeichert sind, und den normalen Ausgabedaten ausgewählt sind, welche in der normalen Ausgabedaten-Speichereinheit gespeichert sind, wenn das Ausgabesignal von dem Zeitgeber empfangen wird.