DE3223584C2

DE3223584C2 -

Info

Publication number: DE3223584C2
Application number: DE3223584A
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Nagoya Aichi Jp Itoh
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-06-25
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1993-07-15
Also published as: AU8530882A; DE3223584A1; JPS57212508A; SE8203928D0; SE452808B; SE8203928L; US4494191A; AU549497B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Programmiereinheit, die eine Zentraleinheit (CPU), einen mit der Zentraleinheit ver bundenen Festwertspeicher (ROM) zur Steuerung der Pro grammiereinheit, einen ebenfalls mit der Zentraleinheit verbundenen Direktzugriffsspeicher (RAM), eine Bildschirmeinheit und eine Tastatur, die über eine Bild schirmsteuerung und eine Tastatursteuerung mit der Zen traleinheit verbunden sind, sowie eine Schnittstelle zum Anschluß an eine speicherprogrammierbare Steuereinheit zur Steuerung eines Prozesses enthält, wodurch vor Ort ein Prozeßsteuerungsprogramm vorbereitet, modifiziert und in einen Speicher der Steuereinheit geladen werden kann.

In Fig. 1 ist der Aufbau einer speicherprogrammierbaren Steuereinheit 28 zur Steuerung eines Prozesses dargestellt. Die Steuereinheit 28 besteht aus einer Zentraleinheit (CPU) 30, einem Programmspeicher 34, einem Festwertspeicher (ROM) 36 für den Betrieb der Steuereinheit 28, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 38, einem Eingabeabbildspeicher 40, einem Ausgabeabbildspeicher 42 und einer Schnittstelle 32 zur Verbindung der Steuereinheit 28 mit einer Bildschirm-Programmiereinheit 10 u. dgl. Mittels der Programmiereinheit 10 wurde ein Prozeßsteuerungsprogramm für die speicherprogrammierbare Steuereinheit 28 hergestellt.

In Fig. 1 ist auch der Aufbau der Programmiereinheit 10 dargestellt, die aus einer Zentraleinheit 12, einem Festwertspeicher 14 zur Steuerung der Programmiereinheit 10, einem Direktzugriffsspeicher 16, einer Bildschirmsteuerung 18, einem Bildschirm 20, einer Tastatursteuerung 22, einer Tastatur 24, sowie einer Schnittstelle 26 besteht. Die Steuereinheit 28 kann mittels eines Verbindungskabels 44 mit der Programmiereinheit 10 für die Zeitdauer des Ladens eines Programms in die Steuereinheit 28, zur Überwachung der Arbeitsbedingungen der Steuereinheit 28, zur Simulation u. dgl. verbunden werden.

Die Funktion der speicherprogrammierbaren Steuereinheit 28 soll nachstehend näher erläutert werden.

Die speicherprogrammierbare Steuereinheit 28 wird im allgemeinen mit einem zu steuernden Prozeß über den Eingang 46 sowie den Ausgang 48 für die Signalübertragung verbunden, so daß die Steuereinheit 28 selbst am betreffenden Ort installiert werden kann.

Die speicherprogrammierbare Steuereinheit 28 wird in Übereinstimmung mit dem von einem Benutzer vorbereiteten Ablauf- oder Prozeßsteuerungsprogramm betrieben, das in den Speicher 34 eingegeben wird. Die Operationen der Zentraleinheit 30 der Steuereinheit 28 laufen in Abhängigkeit von den Signalen am Eingang 46 auf der Grundlage des in den Programmspeicher 34 eingegebenen Programms, das mittels des ROM 36 gesteuert wird, so daß die Steuereinheit 28 den zu steuernden Prozeß über den Ausgang 48 ansteuert. Der Direktzugriffs-Speicher 38 dient dabei als vorübergehende Speichereinrichtung beispielsweise zum Einschreiben von Variablen durch die Zentraleinheit 30.

Nachstehend soll die Funktionsweise der Programmiereinheit 10 näher erläutert werden.

Die Programmiereinheit 10 dient dazu, ein in den Speicher 34 der Steuereinheit 28 einzugebendes Programm vorzubereiten und über das Verbindungskabel 44 in die Steuereinheit 28 zu laden, wobei das Programm die Arbeitsweise der Steuereinheit 28 überwacht sowie eine Simulation der Steuereinheit 28 und ähnliche Funktionen bewirkt. In diesem Falle ist das Verbindungskabel 44 mit der Steuereinheit 28 verbunden.

Darüber hinaus erhält die Programmiereinheit 10 Eingaben über die Tastatur 24 und führt die Operationen in der Zentraleinheit 12 aus, die mittels des programmierten Festwertspeichers 14 gesteuert werden, so daß die betreffenden Zustände auf der Bildschirmeinheit 20 dargestellt werden. Der Direkt-Zugriffsspeicher 16 dient zum Einschreiben in den Direkt-Zugriffsspeicher 38 der Steuereinheit 28 sowie für ähnliche Funktionen.

Mit der vorstehend beschriebenen Programmiereinheit 10 wird die Arbeitsweise der speicherprogrammierbaren Steuereinheit 28 simuliert, um das Prozeßsteuerungsprogramm zu testen. Für diesen Fall wurde das in Fig. 1 dargestellte bekannte System in der Weise betrieben, daß der tatsächliche Prozeßeingang 46 und der Prozeßausgang 48 der Steuereinheit 28 nicht mit dem betreffenden System verbunden wurden, sondern daß der Inhalt des Eingabeabbildspeichers 40 und des Direktzugriffsspeichers 38 der Steuereinheit 28 mittels der Tastatur 24 der Programmiereinheit 10 überschrieben wurden. Dabei wurde der Operationszustand auf dem Bildschirm 20 der Programmiereinheit 10 angezeigt und auf diese Weise die jeweilige Operation bestätigt.

Bei dem bekannten System mußte jedoch die Programmiereinheit 10 unmittelbar mit der Steuereinheit 28 verbunden werden, damit die Simulation der Operation der Steuereinheit 28 mittels der Programmiereinheit 10 durchgeführt werden konnte. Aus diesem Grunde erweist es sich als schwierig, das Prozeßsteuerprogramm beispielsweise auf einem Schreibtisch o. dgl. zu erstellen, auszutesten oder zu modifizieren. Auf der anderen Seite wird jedoch größtmögliche Sorgfalt für derartige Arbeiten gefordert, so daß, wenn diese Arbeit nicht auf einem Schreibtisch o. dgl. durchgeführt werden kann, das Ausarbeiten, Testen oder Modifizieren des Programmes sich sehr unbequem gestalten kann.

Aus der US-PS 42 04 253 ist ein Programmiersystem bekannt, bei welchem ein Programmier-Panel an ein Maschinen-Steuersystem angeschlossen wird, um ein Benutzerprogramm zu erstellen und zu korrigieren. Vorzugsweise erfolgt der Anschluß über eine Bus-Verbindung. Dieser Stand der Technik entspricht im wesentlichen der zuvor anhand von Fig. 1 beschriebenen Anordnung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Programmiereinheit der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Erstellung, das Austesten und eine Modifikation des Prozeßsteuerungsprogramms und damit die Simulation der speicherprogrammierbaren Steuereinheit auch an einem bequemen Ort, beispielsweise an einem Schreibtisch o. dgl. möglich ist, so daß die vorgenannten Tätigkeiten wirksam und einfach durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Programmiereinheit alternativ getrennt vom Prozeß an eine Simulationseinheit anschließbar ist, die aus einem Festwertspeicher (ROM) und einem Direktzugriffsspeicher (RAM) zur Steuerung des Betriebes der Simulationseinheit entsprechend dem Betrieb als speicherprogrammierbare Steuereinheit, einem Eingabeabbildspeicher zur Speicherung von zu simulierenden Prozeßeingängen, einem Ausgabeabbildspeicher zur Speicherung von zu simulierenden Prozeßausgängen, einer Schnittstelle zur Verbindung mit der Schnittstelle der Programmiereinheit und einem Stecker zur Verbinddung der Simulationseinheit mit der Zentraleinheit der Programmiereinheit besteht und daß die Programmiereinheit einen Programmspeicher, in dem das Prozeßsteuerungsprogramm speicherbar ist, und einen Anschlußstecker für den Anschluß an den Stecker der Simulationseinheit zur Verbindung der Zentraleinheit mit der Simulationseinheit enthält.

Mit Hilfe der Erfindung entfällt die im Stand der Technik notwendige Programmierung und Simulation vor Ort. Dies wird erfindungsgemäß mit Hilfe einer separat vorgesehenen Simulationseinheit realisiert, die zur Erzeugung und Simulierung des Prozeßsteuerungsprogrammes sowie zum Debugging dient. Hierzu wird die Programmiereinheit an die Simulationseinheit angeschlossen. Die Schnittstelle der Simulationseinheit entspricht der Schnittstelle der speicherprogrammierbaren Steuereinheit und kann in gleicher Weise mit der Schnittstelle der Programmiereinheit verbunden werden.

Ferner sind noch Stecker an der Programmiereinheit und der Simulationseinheit vorgesehen, wodurch eine Verbin dung der Simulationseinheit mit der Zentraleinheit der Programmiereinheit hergestellt werden kann. Auf diese Weise braucht in der Simulationseinheit keine Zentral einheit vorgesehen zu werden. Vielmehr wird die Simula tionseinheit über die Anschlußstecker direkt von der Zentraleinheit der Programmiereinheit gesteuert. Zur Abspeicherung des zu simulierenden Prozeßsteuerungspro grammes ist in der Programmiereinheit zusätzlich ein Programmspeicher vorgesehen, der dem entsprechenden Speicher in der speicherprogrammierbaren Steuereinheit entspricht. Dagegen ist ein derartiger Speicher in der Simulationseinheit nicht vorgesehen, da Veränderungen am Prozeßsteuerungsprogramm erfindungsgemäß in der Program miereinheit vorgenommen werden sollen.

Wesentliche Aufgabe der erfindungsgemäß vorzusehenden Simulationseinheit besteht darin, das Verhalten der ei nen bestimmten Prozeß steuernden speicherprogrammierba ren Steuereinheit zu simulieren. Hierzu weist die Simu lationseinheit einen Eingabeabbildspeicher 40 zur Abbil dung von zu simulierenden Prozeßeingängen sowie einen Ausgabeabbildspeicher zur Abbildung von zu simulierenden Prozeßausgängen auf. Die entsprechenden Abbildungen wer den in der Bildschirmeinheit der Programmiereinheit dar gestellt. Mit Hilfe der Tastatur der Programmiereinheit können bestimmte zu simulierende Prozeßzustände eingege ben werden, welche in dem Eingabeabbildspeicher abge speichert werden.

Mit Hilfe der erfindungsgemäß vorzusehenden Simulations einheit sowie der erfindungsgemäßen Ausbildung der Pro grammiereinheit ist eine Erstellung, Modifikation und Simulation des Prozeßsteuerungsprogrammes an jedem be liebigen Ort möglich. Eine Verbindung zu den realen Pro zeßeingängen und Prozeßausgängen entfällt. Die können durch die Eingabe- und Ausgabeabbildspeicher entspre chend nachgebildet werden.

Da die erfindungsgemäße Programmiereinheit mit Beendi gung der Erstellung, Veränderung und/oder Simulation des Prozeßsteuerprogramms mit Hilfe der Simulationseinheit zum erneuten Laden des Prozeßsteuerprogramms an die speicherprogrammierbare Steuereinheit vor Ort ange schlossen werden muß, müssen die Schnittstellen unver ändert zur Verbindung der Programmiereinheit sowohl mit der speicherprogrammierbaren Steuereinheit als auch mit der Simulationseinheit beibehalten werden. Der zusätzli che Anschluß der Zentraleinheit der Programmiereinheit an die Simulationseinheit erfolgt zusätzlich über die separaten Anschlußstecker, wodurch die Zentraleinheit der Programmiereinheit erfindungsgemäß für den gemein samen Gebrauch mit der Simulationseinheit vorgesehen ist und dadurch die Simulationseinheit einen besonders ein fachen und somit kostengünstigeren Aufbau erhält.

Demnach wird mit Hilfe der Erfindung insbesondere die Fehlerbeseitigung durch Simulation erheblich verein facht. Die erfindungsgemäße Programmiereinheit braucht für diesen Zweck nicht mehr vor Ort an die speicherpro grammierbare Steuereinheit angeschlossen zu werden, son dern alternativ getrennt vom Prozeß lediglich an die erfindungsgemäß vorzusehende Simulationseinheit, welche beispielsweise auf dem Schreibtisch des Programmierers oder im Labor vorhanden ist.

Aus dem Sonderheft II der "Elektronik", 1978, Seiten 59 bis 66, ist zwar ein Mikroprozessor-Entwicklungssystem bekannt, bei welchem im wesentlichen eine Tastatur, eine Video-Leiterplatte, ein daran angeschlossener Monitor, ein Input/Output-Supervisor(IOS)-ROM und ein IOS-ACIA- Baustein einen Fernschreiber-Ersatz bilden. Ein im IOS- ROM abgespeichertes Programm sorgt dafür, daß Fern schreiber-Signale im richtigen Format erzeugt werden. Demnach verfolgt dieses bekannte System einen ganz ande ren Zweck als die erfindungsgemäße Programmiereinheit und ist im übrigen auch gar nicht in der Lage, ein Pro zeßsteuerungsprogramm für eine speicherprogrammierbare Steuereinheit zur Steuerung eines Prozesses zu simulie ren.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher er läutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bekann ten Programmiersystems mit einer an einer speicherprogrammierbaren Steuereinheit angeschlossenen Pro grammiereinheit;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausfüh rungsbeispiels der erfindungsgemä ßen, an eine Simulationseinheit angeschlossenen Programmierein heit;

Fig. 3 ein Beispiel eines Anzeigezustan des eines Bildes an der Bild schirmeinheit der Programmierein heit von Fig. 2; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm des Simulations betriebes der in Fig. 2 gezeigten Anordnung.

Das in Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bildschirm-Programmiersystems zeigt in strich-punktierter Umrahmung die Programmiereinheit 10, die eine Zentraleinheit 12, einen Festwertspeicher (ROM) 14 zur Steuerung der Programmiereinheit 10, einen Direkt-Zugriffsspeicher (RAM) 16, eine Bildschirmsteuerung 18, einen Bildschirm 20, eine Tastatursteuerung 22, eine Tastatur 24, eine Schnittstelle 26 zur speicherprogrammierbaren Steuereinheit 28 und einen Programmspeicher 34′ enthält. Die Programmiereinheit 10 kann mittels Anschlußstecker 50 und 52 mit einer Simulationseinheit 54, die Simulationsfunktionen bezüglich der Steuereinheit 28 durchführt, zusammengefügt werden. Die Simulationseinheit 54 weist mehrere Speicher auf, die jedem Speicher einer Schnittstelle 32 und der Steuereinheit 28 gemäß Fig. 1 entsprechen. Die Simulationseinheit 54 enthält einen Festwertspeicher 36′ zur Steuerung des Betriebes der Simulationseinheit 54 entsprechend dem Betrieb der Steuereinheit 28, einen Direktzugriffsspeicher 38′, einen Eingabeabbildspeicher 40′ und einen Ausgabeabbildspeicher 42′. Darüber hinaus ist die Simulationseinheit 54 so ausgebildet, daß sie mit der Programmiereinheit 10 mittels der Anschlußstecker 50, 52 und des Verbindungskabels 44 verbunden werden kann.

Der Programmspeicher 34′ der Programmiereinheit 10 ist in der Weise aufgebaut, daß ein Programm gespeichert werden kann, ohne daß ein Parallelbetrieb mit der Simulationseinheit 54 und der Steuereinheit 28 gemäß Fig. 1 erforderlich ist.

Darüber hinaus erfordert die bekannte Steuereinheit 28 gemäß Fig. 1 für ihren Betrieb eine zusätzliche Zentraleinheit, die bei der Anordnung von Fig. 2 nicht erforderlich ist, da die Zentraleinheit 12 in der Programmiereinheit 10 mit der Simulationseinheit 54 über die Anschlußstecker 50 und 52 für einen gemeinsamen Betrieb verbunden ist.

Nachstehend soll anhand der Fig. 3 und 4 der Simulationsbetrieb der in Fig. 2 dargestellten Anordnung der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden. Zunächst geht man davon aus, daß ein von einem Benutzer vorbereitetes Prozeßsteuerprogramm simuliert wird. Dabei wird das in dem Speicher 34′ gespeicherte Prozeßsteuerprogramm getestet. Das in dem Speicher 34 der Steuereinheit 28 gemäß Fig. 1 gespeicherte Prozeßsteuerprogramm ist hierfür in den obengenannten Speicher 34′ eingegeben worden. Aus diesem Grunde wird die Operation in der Zentraleinheit 12 über den Eingang der Tastatur 24 (anstelle des Eingangs 46 gemäß Fig. 1) und auf der Grundlage des im Speicher 34′ gespeicherten Programms durchgeführt und mittels des Festwertspeichers 36′ gesteuert und durch Ansteuerung des Anzeige-Ausganges der Bildschirmeinheit 20 die Simu lation durchgeführt. Zu diesem Zweck wird der Eingang der Tastatur 24 in dem Speicher 40′ abgebildet, während der Anzeige-Ausgang der Bildschirmeinheit 20 im Speicher 42′ abgebildet wird. Darüber hinaus sind die Anschlußstecker 50 und 52 miteinander verbunden, um die Eingangs- und Ausgangssignale auszutauschen und in der Zentraleinheit 12 zu verarbeiten. In diesem Zusammenhang muß noch einmal darauf hingewiesen werden, daß die bekannte Steuereinheit 28 (Fig. 1) eine eigene Zentraleinheit 30 enthält, um unabhängig zu arbeiten und einen schnellen Ablauf zu ermöglichen. Demgegenüber wird die Simulationseinheit 54 nur für die Durchführung der Simulation verwendet und da für diese Betriebsweise eine langsame Geschwindigkeit ausreichend ist, kann die Zentraleinheit 12 der Programmiereinheit 10 für den gemeinsamen Gebrauch vorgesehen werden. Die weiteren in Fig. 2 dargestellten Funktionselemente arbeiten ähnlich wie die in Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Funktionselemente.

Wie oben erwähnt wurde, wird an die Programmiereinheit 10 die Simulationseinheit 54 nur in den Fällen angeschlossen, wo die Simulation des Prozeßsteuerprogramms durchgeführt wird, so daß die Simulationseinheit 54 im wesentlichen in gleicher Weise aufgebaut ist und die gleichen Funktionen durchführt wie die Steuereinheit 28. Jedoch wird das zu simulierende Programm zuvor in den Speicher 34′ der Programmiereinheit 10 eingegeben.

In Fig. 3 ist ein Anzeigebeispiel eines Bildes der Bildschirm einheit 20 dargestellt, in der mit X₁-X₅ Prozeß-Eingabe ziffern und mit Y₂₀ und Y₂₁ Prozeß-Ausgangsziffern be zeichnet sind. Zusätzlich sind in Fig. 3 mit der Bezugs ziffer A Verbindungen im aktiven Zustand, mit der Bezugs ziffer B Verbindungen im inaktiven Zustand, mit der Bezugs ziffer C eine Antriebsspule im Antriebszustand und mit der Bezugsziffer D eine Antriebsspule im nicht angetriebenen Zustand bezeichnet worden. Diese Art der Anzeige des Operationszustandes dient lediglich als Beispiel und anstelle dieser Anzeigeart kann z. B. auch eine Anzeige mit abwechselnd wiederholter Beleuchtung und Dunkelheit angewandt werden.

In dem oben dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Funktionen der Simulationseinheit 54 getrennt von denen der Programmiereinheit 10 vorgesehen, jedoch ist es ohne weiteres mög lich, diese Funktionen in die Funktionen der Programmiereinheit 10 einzubeziehen.

Claims

1. Programmiereinheit (10), die eine Zentraleinheit einen mit der Zentraleinheit (CPU, 12) verbunde nen Festwertspeicher (ROM, 14) zur Steuerung der Pro grammiereinheit (10), einen ebenfalls mit der Zentral einheit (CPU, 12) verbundenen Direktzugriffsspeicher (RAM, 16) eine Bildschirmeinheit (20) und eine Tastatur (24), die über eine Bildschirmsteuerung (18) und eine Tastatursteuerung (22) mit der Zentraleinheit (12) ver bunden sind, sowie eine Schnittstelle (26) zum Anschluß an eine speicherprogrammierbare Steuereinheit (28) zur Steuerung eines Prozesses enthält, wodurch vor Ort ein Prozeßsteuerungsprogramm vorbereitet, modifiziert und in einen Speicher (34) der Steuereinheit (28) geladen wer den kann, dadurch gekennzeichnet, daß
die Programmiereinheit (10) alternativ getrennt vom Pro zeß an eine Simulationseinheit (54) anschließbar ist, die aus einem Festwertspeicher (ROM, 36′) und einem Direktzugriffsspeicher (RAM, 38) zur Steuerung des Be triebes der Simulationseinheit (54) entsprechend dem Betrieb als speicherprogrammierbare Steuereinheit (28), einem Eingabeabbildspeicher (40′) zur Speicherung von zu simulierenden Prozeßeingängen, einem Ausgabeabbildspei cher (42′) zur Speicherung von zu simulierenden Prozeß ausgängen, einer Schnittstelle (32′) zur Verbindung mit der Schnittstelle (26) der Programmiereinheit (10) und einem Stecker (52) zur Verbindung der Simulationseinheit (54) mit der Zentraleinheit (12) der Programmierein heit (10) besteht und daß
die Programmiereinheit (10) einen Programmspeicher (34′), in dem das Prozeßsteuerungsprogramm speicherbar ist, und einen Anschlußstecker (50) für den Anschluß an den Stecker (52) der Simulationseinheit (54) zur Verbin dung der Zentraleinheit (CPU, 12) mit der Simulationseinheit (54) enthält.

2. Programmiereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Simulationseinheit (54) so aufgebaut ist, daß sie in die Programmiereinheit (10) einfügbar ist.