DE112012006775B4

DE112012006775B4 - Analogwandlungsvorrichtung und System einer programmierbaren Steuereinheit

Info

Publication number: DE112012006775B4
Application number: DE112012006775.4T
Authority: DE
Inventors: Shinichiro Ochiai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2032-10-27
Also published as: US9369145B2; DE112012006775T5; KR101757614B1; TW201416811A; JPWO2014064846A1; WO2014064846A1; CN104756024A; US20150263748A1; KR20150054904A; TWI493301B; CN104756024B; JP5301060B1; KR20170039311A

Abstract

System einer programmierbaren Steuereinheit (1000), in welcher eine Analogwandlungsvorrichtung (100), welche einen von außerhalb eingegebenen analogen Wert in einen digitalen Wert sequenziell umwandelt, mit einer CPU-Einheit (200) über einen Zwischeneinheit-Bus (300) verbunden ist, wobei die Analogwandlungsvorrichtung (100) umfasst
einen A/D-Wandler (120), welcher einen von außerhalb eingegebenen analogen Wert in einen digitalen Wert umwandelt,
eine erste Speichereinheit (140), welche
- einen A/D-Wandlungswert-Speicherbereich (141) zum Speichern des umgewandelten digitalen Werts,
- einen Erfassungsspeicherbereich (142) mit einer Ringpuffer-Konfiguration zum Erfassen des in dem A/D-Wandlungswert-Speicherbereich (141) gespeicherten digitalen Werts als Erfassungsdaten (700) und
- einen Speicherbereich (143) für schreibgeschützte Parameter zum Speichern von schreibgeschützten Parametern, die
o einen eine Speicherposition von als Nächstes zu lesenden Erfassungsdaten (700) angebenden aktuellen Erfassungsauslesehinweis und,
o eine Erfassungsausleseanzahl, welche eine Anzahl von auszulesenden Erfassungsdaten (700) ist, umfassen und
welche für einen lesenden Zugriff von der CPU-Einheit (200) ausgestaltet ist,
eine Erfassungsausführungseinheit (131), welche die in dem A/D-Wandlungswert-Speicherbereich (141) gespeicherten digitalen Werte in den Erfassungsspeicherbereich (142) als Erfassungsdaten (700) speichert,
eine Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit (132), welche überwacht, ob die in dem Erfassungsspeicherbereich (142) gespeicherte Anzahl der Erfassungsdaten (700) die Erfassungsausleseanzahl erreicht hat, seitdem eine Unterbrechungserzeugungsanfrage das letzte Mal an die CPU-Einheit (200) gestellt wurde, und
eine Unterbrechungserzeugungseinheit (133), welche die Unterbrechungserzeugungsanfrage an die CPU-Einheit (200) übermittelt, wenn die Anzahl der Erfassungsdaten (700) die Erfassungsausleseanzahl erreicht hat, sodass die CPU-Einheit (200) einen Leseprozess der Erfassungsdaten (700) durch Aussetzen eines durch die CPU-Einheit (200) ausgeführten Zyklusprozess ausführt, und
die CPU-Einheit (200) umfasst
eine Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit (240), welche eine Berechnungseinheit (210) zum Ausführen eines Unterbrechungsprogramms zum Ausführen eines Lesens der Erfassungsdaten von der Analogwandlungsvorrichtung (100) auf ein Empfangen der Unterbrechungserzeugungsanfrage von der Analogwandlungsvorrichtung (100) anweist,
wobei die Berechnungseinheit (210) den Zyklusprozess entsprechend einem Anwenderprogramm ausführt und auf ein Empfangen einer Ausführungsanweisung des Unterbrechungsprogramms von der Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit (240), den Zyklusprozess aussetzt und ein Unterbrechungsprogramm zum Lesen der Erfassungsdaten (700) von dem Erfässungsspeicherbereich (142) in der ersten Speichereinheit (140) der Analogwandlungsvorrichtung (100) ausführt, und
eine zweite Speichereinheit (220), welche darin die durch die Berechnungseinheit (210) gelesenen Erfassungsdaten speichert,
wobei
die schreibgeschützten Parameter weiter einen vorherigen Erfassungsauslesehinweis umfassen, wobei der vorherige Erfassungsauslesehinweis eine Leseposition von Erfassungsdaten (700) des letzten Mals, als die Unterbrechungserzeugungsanfrage gestellt wurde, ist,
wenn die Anzahl der Erfassungsdaten (700) die Erfassungsausleseanzahl erreicht hat, stellt die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit (132) der Analogwandlungsvorrichtung (100) den in dem schreibgeschützten Parameterspeicherbereich (143) zu diesem Zeitpunkt gespeicherten aktuellen Erfassungsauslesehinweis als einen neuen vorherigen Erfassungsauslesehinweis ein, und die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit (132) schreibt dann als einen neuen aktuellen Erfassungsauslesehinweis in den schreibgeschützten Parameterspeicherbereich (143) eine durch Hinzufügen der Erfassungsausleseanzahl zu dem in dem schreibgeschützten Parameterspeicherbereich (143) gegenwärtig gespeicherten aktuellen Erfassungsauslesehinweis erhaltene Position, und
auf ein Empfangen einer Ausführungsanweisung des Unterbrechungsprogramms von der Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit (240) die Berechnungseinheit (210) der CPU-Einheit (200) eine zuletzt in dem Erfassungsspeicherbereich (142) der Analogwandlungsvorrichtung (100) gelesenen Position mit dem vorherigen Erfassungsauslesehinweis vergleicht und eine Warnung ausgibt, falls die Position nicht mit dem vorherigen Erfassungsauslesehinweis übereinstimmt.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine an einer speicherprogrammierbaren Steuereinheit (nachfolgend „PLC“-Programmable Logic Conroller- speicherprogrammierbare Steuerung) angeordneten Analogwandlungsvorrichtung und ein PLC-System.
HINTERGRUND
Wenn ein analoger Datenwert in ein PLC eingegeben wird, wird eine A/D-Wandlungseinheit (eine Analogwandlungsvorrichtung) zum Umwandeln des analogen Datenwerts in einen digitalen Wert verwendet. Im Allgemeinen ist ein A/D-Wandlungs-Abtastzyklus der A/D-Wandlungseinheit, welche einen eingegebenen analogen Datenwert in einen digitalen Wert umwandelt, asynchron mit einem Steuerzyklus (eine Abtastzeit) der CPU (Central Processing Unit- Zentrale Verarbeitungseinheit)-, welche das gesamte PLC-System steuert; und in manchen Fällen ist der Abtastzyklus schneller als der Steuerzyklus. Daher ist es schwierig, wenn A/D-Wandlungswerte erfasst werden, alle A/D-Wandlungswerte durch die CPU-Einheit zu erfassen ohne einige von diesen auszulassen.
Es gibt ein Verfahren zum Ausführen eines Erfassungsprozesses in der A/D-Wandlungseinheit, welches alle A/D-Wandlungswerte erfasst, ohne irgendeinen Teil davon auszulassen. Allerdings müssen, um auf die gesammelten Daten zu verweisen, die relevanten Daten in die CPU-Einheit ausgelesen werden, nachdem das Erfassen abgeschlossen ist. Konventionell muss ein zugeordneter Kommunikationsprozess viele Male während des Leseprozesses ausgeführt werden, und daher gibt es ein Problem darin, dass der Prozess eine lange Zeit in Anspruch nimmt.
Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Technik, welche eine zugeordnete Verarbeitung nicht erfordert und in welcher A/D-Wandlungswerte in einem gemeinsamen Speicher, welcher ein von einer CPU-Einheit zu jedem Zeitpunkt zugänglicher Bereich ist, gespeichert werden, vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). Weiterhin wurde ein Verfahren zur kontinuierlichen Datensammlung, welches eine Technik zum Sammeln von Daten in einem Ringpuffer-Format verwendet, bereitgestellt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 2). Weiter wurde ebenso eine Technik zum Sammeln von Daten in einem gemeinsamen Speicher auf einem Ringpuffer-Format vorgeschlagen (siehe zum Beispiel Patentliteratur 3).
Weiterhin wurde eine Technik zum Sammeln und Bezugnehmen zu kontinuierlichen Daten; eine Technik zum Handhaben von gesammelten Daten in einer chronologischen Reihenfolge; und eine Technik zum Erfassen von A/D-Wandlungswerten, welche in einem schnelleren A/D-Wandlungszyklus (ein Abtastzyklus) aktualisiert werden, vorgeschlagen (siehe zum Beispiel Patentliteratur 4). Insbesondere wird ein Erfassen von kontinuierlichen Erfassungsdaten durch eine CPU-Einheit ermöglicht, welche einen bestimmten gemeinsamen Speicher überwacht und in einem begrenzten internen Speicher einer A/D-Wandlungseinheit auf einer Ringpuffer-Konfiguration gespeicherte Erfassungsdaten in ein internes Register der CPU-Einheit extrahiert, bevor die Erfassungsdaten überschrieben werden.
LITERATURLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: JP H8-69355 A
Patentliteratur 2: JP 2008-20392 A
Patentliteratur 3: JP 2007-233593 A
Patentliteratur 4: WO 2010/109584 A1

ZUSAMMENFASSUNG
TECHNISCHE AUFGABE
Entsprechend der in Patentliteratur 1 beschriebenen Technik werden vorhergehende Daten überschrieben, wenn immer Daten gespeichert werden, und daher war es schwierig kontinuierliche Daten zu sammeln und darauf Bezug zu nehmen. Entsprechend der in Patentliteratur 2 beschriebenen Technik können die letzten und die ältesten Daten in einem Speicherbereich mit einer Ringpuffer-Konfiguration nicht identifiziert werden und es war schwierig die gesammelten Daten in einer chronologischen Reihenfolge zu handhaben. Weiter dient die in Patentliteratur 3 beschriebene Technik dem Zweck einer Realisierung eines mit einem Steuerzyklus einer CPU-Einheit synchronen Erfassens und es war schwierig A/D-Wandlungswerte zu erfassen, welche in einem schnelleren A/D-Wandlung-Abtastzyklus aktualisiert wurden.
Entsprechend der in Patentliteratur 4 beschriebenen Technik wird ein Erfassungsprozess durch die A/D-Wandlungseinheit ausgeführt und die CPU-Einheit führt ein Überwachen aus und führt eine Lesesteuerung von Erfassungsdaten aus. Daher tritt ein Zeitverlust auf und es war schwierig kontinuierliche Erfassungsdaten in einem schnelleren Erfassungszyklus (ein A/D-Wandlung-Abtastzyklus) zu erfassen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Probleme gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Analogwandlungsvorrichtung und ein System einer programmierbaren Steuereinheit bereitzustellen, welche einen Zeitverlust bei einem Erfassen von kontinuierlichen Erfassungsdaten während eines schnelleren Erfassungszyklus (eines A/D-Wandlung-Abtastzyklus) beseitigen kann.
PROBLEMLÖSUNG
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Untersprüchen.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Entsprechend der vorliegenden Erfindung überwacht eine Erfassungserkennungseinheit die in einer ersten Speichereinheit gespeicherte Anzahl von Erfassungsdaten und, wenn die Anzahl der Erfassungsdaten eine vorbestimmte Anzahl erreicht hat, stellt eine Unterbrechungserzeugungseinheit eine Unterbrechungserzeugungsanfrage an eine CPU-Einheit. Entsprechend kann der Zeitverlust bei einem Erfassen von kontinuierlichen Erfassungsdaten in einem schnelleren Erfassungszyklus (einem A/D-Wandlung-Abtastzyklus) beseitigt werden.
Figurenliste
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines PLC-Systems umfassend eine Analogwandlungsvorrichtung (eine Analogeinheit) schematisch darstellt.

2 stellt ein Beispiel von schreibgeschützten Parametern dar.
3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens eines durch eine A/D-Wandlungseinheit ausgeführten Prozesses einer Anfragestellung einer Unterbrechungserzeugung darstellt.
4 stellt ein Beispiel der schreibgeschützten Parameter dar.
5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens eines Zyklusprozesses darstellt, wenn eine Unterbrechung durch die CPU-Einheit ausgeführt wird.
6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens des Zyklusprozesses darstellt, wenn eine Unterbrechung durch die CPU-Einheit ausgeführt wird.
7 stellt einen Sequenzprozess eines Unterbrechungsprozesses schematisch dar.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispielhafte Ausführungsformen eine Analogwandlungsvorrichtung und eines Systems einer speicherprogrammierbaren Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend genau mit Bezug zu den beigefügten Figuren beschrieben werden.
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines PLC-Systems umfassend eine Analogwandlungsvorrichtung (eine Analogeinheit) schematisch darstellt. Eine A/D-Wandlungseinheit 100 ist mit einer CPU-Einheit 200 über einen Zwischeneinheit-Bus 300 verbunden und die A/D-Wandlungseinheit 100 und die CPU-Einheit 200 bilden einen Teil eines PLC (programmierbare Steuereinheit) 1000. Zusätzlich zu der A/D-Wandlungseinheit 100 und der CPU-Einheit 200 und entsprechend dem Zweck ist das Folgende an dem PLC 1000 über den Zwischeneinheit-Bus 300 angeordnet: eine Bewegungssteuereinheit, welche einen Servoverstärker und Ähnliches zum Ausführen einer multiaxialen Positionssteuerung steuert; eine Temperatursteuereinheit, welche ein Temperatursteuersignal zum Ausführen eines Heizens und Kühlens ausgibt, damit die Temperatur die von der CPU-Einheit 200 gewünschte Temperatur erreicht; und Ähnliches. Allerdings werden Einheiten neben der A/D-Wandlungseinheit 100 und der CPU-Einheit 200 hier nicht beschrieben.
Die A/D-Wandlungseinheit 100 umfasst eine Analogdaten-Eingabeschnittstelle (I/F-Input Interface) 110, welche eine Eingabe eines analogen Datenwerts empfängt; einen A/D-Wandler 120, welche den empfangenen analogen Datenwert in einen digitalen Wert (einen A/D-Wandlungswert) umwandelt; eine Berechnungseinheit 130, welche eine Steuerung der gesamten A/D-Wandlungseinheit 100 ausführt; einen gemeinsamen Speicher 140, welcher den A/D-Wandlungswert als Erfassungsdaten 700 speichert und der Datenwert davon mit der CPU-Einheit 200 geteilt wird; und einen Bus I/F 160, welcher eine Kommunikationsschnittstelle zum Ausführen einer Kommunikation mit der CPU-Einheit 200 über den Zwischeneinheit-Bus 300 ist. Die Berechnungseinheit 130, der gemeinsame Speicher 140 und der Bus I/F 160 sind miteinander über einen internen Bus verbunden.
Ein A/D-Wandlungswert-Speicherbereich 141 ist ein Bereich, in welchem ein durch einen durch die CPU-Einheit 200 ausgeführten zyklischen Prozess gelesener A/D-Wandlungswert aufgezeichnet wird, und dieser in dem gemeinsamen Speicher 140 zurückgestellt wird. Wie oben beschrieben, ist ein Intervall (ein Abtastintervall) zum Abtasten des analogen Datenwerts zum Umwandeln des Werts in einen digitalen Wert im Allgemeinen schneller als der Zyklus des zyklischen Prozesses. Daher ist es schwierig für die CPU-Einheit 200 die in den A/D-Wandlungswert-Speicherbereich 141 geschriebenen A/D-Wandlungswerte zu lesen und zu erfassen ohne irgendwelche der A/D-Wandlungswerte auszulassen. Ein Erfassungsspeicherbereich 142, welcher ein Aufzeichnungsbereich zum Aufzeichnen der A/D-Wandlungswerte als Erfassungsdaten 700 ist, wird in dem gemeinsamen Speicher 140, auf welchen die A/D-Wandlungseinheit 100 Daten mit einer hohen Geschwindigkeit schreiben kann und auf welchem die CPU-Einheit 200 ohne Ausführen irgendwelcher komplizierter Kommunikationsprozesse Lesen und Zugreifen kann, neben dem oben beschriebenen A/D-Wandlungswert-Speicherbereich 141 zurückgestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass die in dem Erfassungsspeicherbereich 142 aufgezeichneten Erfassungsdaten 700 von einer peripheren Vorrichtung 400 über den Zwischeneinheit-Bus 300 und die CPU-Einheit 200 ausgelesen wird.
Der Erfassungsspeicherbereich 142 weist eine Ringpuffer-Konfiguration auf. Das heißt, die Erfassungsdaten 700 werden in den Erfassungsspeicherbereich 142 in chronologischer Reihenfolge von der ersten Adresse geschrieben. Wenn die Schreibadresse der Erfassungsdaten 700 die letzte Adresse erreicht hat, greift der Prozess um, damit die Erfassungsdaten 700 von der ersten Adresse an überschrieben werden.
Ein schreibgeschützter Parameterspeicherbereich 143 zum Speichern von schreibgeschützten Parametern zum Lesen der Erfassungsdaten 700 bei der Erzeugung einer Unterbrechung, welche später beschrieben wird, wird in den gemeinsamen Speicher 140 zurückgestellt. 2 stellt ein Beispiel der schreibgeschützten Parameter dar. Die schreibgeschützten Parameter umfassen die Erfassungsausleseanzahl, welche die Anzahl der zu lesenden Erfassungsdaten 700 ist, einen aktuellen Erfassungsauslesehinweis, welcher eine Ausleseursprungsadresse der Erfassungsdaten 700 angibt, und einen vorherigen Erfassungsauslesehinweis, welcher eine LeseStartposition der Erfassungsdaten 700 zu dem Zeitpunkt der vorhergehenden Unterbrechung angibt. Ein durch die CPU-Einheit 200 ausgeführtes Unterbrechungs-Kontaktprogramm (Ladder-Program) kann vereinfacht werden und die Ausführungsgeschwindigkeit kann auf der Basis der schreibgeschützten Parameter erhöht werden.
Die Berechnungseinheit 130 umfasst eine Erfassungsausführungseinheit 131, eine Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132 und eine Unterbrechungserzeugungseinheit 133. Die Erfassungsausführungseinheit 131 schreibt die von dem A/D-Wandler 120 ausgegebenen A/D-umgewandelten digitalen Werte sequenziell in den Erfassungsspeicherbereich 142 des gemeinsamen Speichers 140 als die Erfassungsdaten. Der Erfassungsspeicherbereich 142 weist eine Ringpuffer-Konfiguration auf.
Die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132 überwacht, ob ein Speichern der Erfassungsdaten 700 für die durch die schreibgeschützten Parameter eingestellte Erfassungsausleseanzahl, seitdem der Unterbrechungsprozess das letzte Mal ausgeführt wurde, abgeschlossen wurde. Wenn erkannt wird, dass Teile der Erfassungsdaten 700 für die Anzahl der Erfassungsausleseanzahl in dem Erfassungsspeicherbereich 142 gespeichert wurden, erfasst die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132 die Startposition der durch die CPU-Einheit 200 zu lesenden Erfassungsdaten 700 zu diesem Zeitpunkt als den aktuellen Erfassungsauslesehinweis der schreibgeschützten Parameter und diese erfasst ebenso eine in dem aktuellen Erfassungsauslesehinweis der gegenwärtigen (bevor diese überschrieben werden) schreibgeschützten Parameter als den vorherigen Erfassungsauslesehinweis. Die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132 schreibt den erfassten aktuellen Erfassungsauslesehinweis und den vorherigen Erfassungsauslesehinweis in den schreibgeschützten Parameterspeicherbereich 143.
Die Unterbrechungserzeugungseinheit 133 veranlasst die CPU-Einheit 200 zum Erzeugen einer Unterbrechung, wenn die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132 erkannt hat, dass eine vorbestimmte Anzahl von Teilen der Erfassungsdaten 700 gespeichert wurden. Insbesondere, wenn die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132 die schreibgeschützten Parameter in dem Bereich 143 des gemeinsamen Speichers 140 speichert (schreibt), übermittelt die Unterbrechungserzeugungseinheit 133 eine Unterbrechungserzeugungsanfrage an die CPU-Einheit 200.
Auf diese Weise wird entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ein Prozess zum Überwachen an der A/D-Wandlungseinheit 100 ausgeführt, falls eine vorbestimmte Anzahl von Teilen von Erfassungsdaten 700 in dem Erfassungsspeicherbereich 142, seitdem die Erfassungsdaten das letzte Mal gelesen wurden, gespeichert wurden.
Die CPU-Einheit 200 umfasst eine Berechnungseinheit 210, welche ein Anwenderprogramm und eine Steuerung der gesamten CPU-Einheit 200 ausführt; einen internen Speicher 220 zum Speichern von für eine Ausführung des Anwenderprogramms notwendigen Daten und von Eingabe/Ausgabewerten des Anwenderprogramms; einen I/F-Bus 230, welcher eine Kommunikationsschnittstelle zum Ausführen einer Kommunikation mit der A/D-Wandlungseinheit 100 über den Zwischeneinheit-Bus 300 ist; eine Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit 240, welche das Vorhandensein einer Unterbrechung der A/D-Wandlungseinheit 100 überwacht und die Berechnungseinheit 210 zum Ausführen eines Unterbrechungsprogramms auf ein Erkennen der Unterbrechung anweist; und eine periphere I/F-Vorrichtung 250 und eine externe I/F-Vorrichtung 260, wobei die erstere eine Schnittstelle zum Verbinden der peripheren Vorrichtung 400 wie beispielsweise einem Computer ist, welche das Anwenderprogramm einstellt und einen Zustand von Daten in dem internen Speicher 220 anzeigt, und die letztere eine externe Vorrichtung 500 wie beispielsweise eine Anzeigeeinheit ist. Ein System umfassend den PLC 1000 und die mit dem PLC 1000 verbundene periphere Vorrichtung 400 wird als ein „PLC-System“ bezeichnet.
Der interne Speicher 220 ist mit einem Anwenderprogramm-Speicherbereich 221 zum Speichern des Anwenderprogramms wie beispielsweise einem Haupt-Kontaktprogramm, welches das durch die Berechnungseinheit 210 ausgeführte Hauptprogramm ist, und einem Unterbrechungs-Kontaktprogramm, welches bei der Erzeugung einer Unterbrechung ausgeführt wird, versehen. Der interne Speicher 220 ist ebenso mit einem Erfassungsdaten-Speicherbereich 222 zum Speichern der von der A/D-Wandlungseinheit 100 erfassten Erfassungsdaten 700 durch das Unterbrechungs-Kontaktprogramm versehen.
Betriebe des PLC und des PLC-Systems werden als Nächstes beschrieben. Die CPU-Einheit 200 wiederholt eine Ausführung des Anwenderprogramms, welches ein Programm zum Steuern von industriellen Vorrichtungen durch Betreiben von verschiedenen Einheiten, mit welchem der PLC 1000 versehen ist, ist, wiederholt eine Ausgabe eines Ausführungsergebnisses und wiederholt eine Erfassung von einem Eingabewert wie beispielsweise einem durch das Anwenderprogramm in einem vorbestimmten Zyklus verwendeten Wert. Dieser wiederholende Betrieb wird als „Zyklusprozess“ bezeichnet. Die CPU-Einheit 200 liest einen digitalen Wert (einen A/D-Wandlungswert) eines Beobachtungswerts von dem gemeinsamen Speicher 140 als Teil eines Erfassungsbetriebs des in dem Zyklusprozess umfassten Eingabewerts.
Indessen empfängt die A/D-Wandlungseinheit 100 Eingaben von analogen Datenwerten von einem Sensor, welcher verschiedene Beobachtungswerte mit Bezug zu der durch den PLC 1000 zu steuernden industriellen Vorrichtung und Ähnlichem als aktuelle Werte oder Spannungswerte durch Beobachten von beispielsweise Flussraten, Drücken, Temperaturen und Ähnlichem, und wandelt die Eingaben der empfangenen analogen Datenwerte in digitale Werte um und schreibt die digitalen Werte (A/D-Wandlungswerte) in den darin vorgesehenen gemeinsamen Speicher 140.
Wenn eine durch den A/D-Wandler 120 ausgeführte A/D-Wandlung gestartet wird, beginnt die Erfassungsausführungseinheit 131 ein Erfassen der A/D-Wandlungswerte. Die Erfassungsausführungseinheit 131 speichert den von dem A/D-Wandler 120 ausgegebenen A/D-Wandlungswert in der ersten Adresse des Erfassungsspeicherbereichs 142 für jeden Erfassungszyklus. Wenn Teile der Erfassungsdaten sequenziell gespeichert werden und der A/D-Wandlungswert in der letzten Adresse des Erfassungsspeicherbereiches 142, wie oben beschrieben, gespeichert wird, führt der Prozess ein Umgreifen aus und überschreibt die Erfassungsdaten 700 von der ersten Adresse erneut. Ein solcher Erfassungsprozess ist bekannt und genaue Erläuterungen davon werden daher ausgelassen.
Ein bestimmter Prozess, bei welchem die Erfassungsdaten durch die CPU-Einheit 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gelesen werden, wird nachfolgend beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines Verfahrens eines durch eine A/D-Wandlungseinheit ausgeführten Prozesses einer Anfragestellung einer Unterbrechungserzeugung darstellt.
Als erstes überwacht die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132 der Berechnungseinheit 130 in der A/D-Wandlungseinheit 100 den Erfassungsspeicherbereich 142 des gemeinsamen Speichers 140 (Schritt S 11), um so zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Anzahl von Teilen von Erfassungsdaten 700 in dem Erfassungsspeicherbereich 142 gespeichert wurden (Schritt S 12). Insbesondere überwacht die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132, ob die Teile der Erfassungsdaten 700, welche gespeichert wurden, die durch die Erfassungsausleseanzahl der schreibgeschützten Parameter, seitdem eine Unterbrechung das letzte Mal erzeugt wurde, eine bestimmte Anzahl ist. Die Anzahl von Teilen der zu speichernden Erfassungsdaten 700, seitdem das letzte Mal eine Unterbrechung erzeugt wurde, wird beispielsweise durch Messen der Anzahl von Teilen der zu speichernden Erfassungsdaten 700 durch Verwenden einer Position weg von, durch die Erfassungsausleseanzahl, einer Position, die durch den aktuellen Erfassungsauslesehinweis der schreibgeschützten Parameter als eine Lesestartposition spezifiziert ist, erfasst.
Falls die vorbestimmte Anzahl von Teilen der Erfassungsdaten 700 nicht in dem Erfassungsspeicherbereich 142 gespeichert wurde (Nein im Schritt S 12), kehrt der Prozess zu Schritt S11 zurück. Falls die vorbestimmte Anzahl von Teilen der Erfassungsdaten 700 in dem Erfassungsspeicherbereich 142 gespeichert wurde (Ja im Schritt S 12), bestimmt die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132 den gegenwärtig in dem schreibgeschützten Parameterspeicherbereich 143 des gemeinsamen Speichers 140 gespeicherten aktuellen Erfassungsauslesehinweis als einen neuen vorherigen Erfassungsauslesehinweis und die Lesestartposition als den aktuellen Erfassungsauslesehinweis, um so neue schreibgeschützte Parameter zu erzeugen, und diese speichert (schreibt)dann die neuen schreibgeschützten Parameter in den schreibgeschützten Parameterspeicherbereich 143 (Schritt S13).
Danach übermittelt die Unterbrechungserzeugungseinheit 133 eine Unterbrechungserzeugungsanfrage an die CPU-Einheit 200 (Schritt S14) und der Prozess kehrt zu Schritt S11 zurück. Die Unterbrechungserzeugungsanfrage wird an die Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit 240 über den internen Bus der A/D-Wandlungseinheit 100, den Bus I/F 160, den Zwischeneinheit-Bus 300, den I/F-Bus 230 der CPU-Einheit 200 und den internen Bus der CPU-Einheit 200 übermittelt.
Ein bestimmtes Beispiel wird hier beschrieben. Es wird angenommen, dass bis zu 1000 Teile der Erfassungsdaten in dem Erfassungsspeicherbereich 142 gespeichert werden können, und, wenn 1000 Teile der Erfassungsdaten 700 gesammelt sind, erzeugt die Unterbrechungserzeugungseinheit 133 eine Unterbrechung. In dem Beispiel wird angenommen, dass jedes Teil der Erfassungsdaten 700 in einem Bereich mit einer vorbestimmten Größe gespeichert wird und Identifizierungszeichen (zum Beispiel Adressen) 1 bis 10000 sequenziell von dem Bereich, in welchem die Erfassungsdaten 700 zuerst gespeichert werden, zugeordnet werden.
4 stellt ein Beispiel der schreibgeschützten Parameter dar. 4 (a) stellt ein Beispiel der schreibgeschützten Parameter in einem Anfangszustand, bei welchem die Erfassungsdaten 700 nicht in den Erfassungsspeicherbereich 142 gespeichert wurden, dar. „1000“ wird als die Erfassungsausleseanzahl eingestellt, eine die Speicherposition der ersten Erfassungsdaten anzeigende „1“ wird als der aktuelle Erfassungsauslesehinweis eingestellt und die ungültige Ziffer (in diesem Beispiel „-1“) wird als der vorherige Erfassungsauslesehinweis eingestellt.
4 (b) stellt ein Beispiel der schreibgeschützten Parameter in einem Zustand dar, bei welchen 1000 Teile der Erfassungsdaten 700 gespeichert wurden, und 4 (b) stellt ebenso ein Beispiel eines Zustands unmittelbar nach einem Ausführen des oben beschriebenen Prozesses im Schritt S 13 dar. Der aktuelle Erfassungsauslesehinweis in 4 (a) wird als der vorherige Erfassungsauslesehinweis in 4 (b) eingestellt. „1001“ ist ein durch Hinzufügen der Erfassungsausleseanzahl zu dem vorherigen Erfassungsauslesehinweis erhaltener Wert und wird als der aktuelle Erfassungsauslesehinweis eingestellt.
Die 5 und 6 sind Flussdiagramme, welche Beispiele eines Verfahrens des Zyklusprozesses bei der durch die CPU-Einheit ausgeführten Erzeugung einer Unterbrechung darstellt. 7 stellt eine Prozesssequenz in einem Unterbrechungsprozess schematisch dar. Die Berechnungseinheit 210 der CPU-Einheit 200 führt den Zyklusprozess aus (Schritt S 31).
Die Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit 240 überwacht, ob eine Unterbrechungserzeugungsanfrage von der A/D-Wandlungseinheit 100 während des Zyklusprozesses empfangen wurde. Falls eine Unterbrechungserzeugungsanfrage nicht empfangen wurde, wird der Zyklusprozess wiederholt ausgeführt. Falls eine Unterbrechungserzeugungsanfrage empfangen wurde, weist die Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit 240 die Berechnungseinheit 210 zum Ausführen des Unterbrechungs-Kontaktprogramms an. Auf ein Empfangen der Ausführungsanweisung des Unterbrechungs-Kontaktprogramms setzt die Berechnungseinheit 210 den ausgeführten Zyklusprozess aus (Schritt S 32) und führt das Unterbrechungs-Kontaktprogramm aus (Schritt S 33).
Ein Beispiel eines Prozesses eines Unterbrechungs-Kontaktprogramms wird mit Bezug zu 6 hier beschrieben. 6 stellt einen Teil des Prozesses des Unterbrechungs-Kontaktprogramms dar. Wenn das Unterbrechungs-Kontaktprogramm ausgeführt wird, liest die Berechnungseinheit 210 die schreibgeschützten Parameter von dem schreibgeschützten Parameterspeicherbereich 143 in den gemeinsamen Speicher 140 der A/D-Wandlungseinheit 100 (Schritt S 51).
Die Berechnungseinheit 210 bestimmt dann, ob alle Teile der Erfassungsdaten 700 ohne irgendeinen Teil der Erfassungsdaten 700 auszulassen gelesen wurden, mittels der schreibgeschützten Parameter (Schritt S 52). Wenn das Unterbrechungs-Kontaktprogramm verwendet wird, kann eine Aktivierungsanfrage von dem Unterbrechungs-Kontaktprogramm nicht empfangen werden, da das Aktivierungszeitintervall kurz ist und ebenso weil ein Teil der Erfassungsdaten 700 fehlen kann. In dem Beispiel wird daher bestimmt, ob ein Teil der Erfassungsdaten 700 fehlt.
Insbesondere vergleicht die Berechnungseinheit 210 die Leseposition der in der CPU-Einheit 200 gehaltenen vorherigen Erfassungsdaten 700 mit dem in dem Schritt S 52 gelesenen vorherigen Erfassungsauslesehinweis in den schreibgeschützten Parametern, wodurch bestimmt wird, ob die Leseposition und der vorherige Erfassungsauslesehinweis miteinander übereinstimmen. Falls die Leseposition und der vorherige Erfassungsauslesehinweis miteinander übereinstimmen, gibt dies an, dass auf ein Empfangen der Unterbrechungserzeugungsanfrage das Unterbrechungs-Kontaktprogramm zum Ausführen eines Leseprozesses der Erfassungsdaten von der A/D-Wandlungseinheit 100 aktiviert wurde, das heißt, kein Teil der Erfassungsdaten 700 fehlt. Andererseits, falls die Leseposition und der vorherige Erfassungsauslesehinweis nicht miteinander übereinstimmen, gibt dies an, dass auf ein Empfangen der Unterbrechungserzeugungsanfrage das Unterbrechungs-Kontaktprogramm aufgrund irgendeines Grundes nicht aktiviert wurde und die Erfassungsdaten 700 nicht von der A/D-Wandlungseinheit 100 gelesen werden konnten, das heißt, ein Teil der Erfassungsdaten 700 fehlt.
Falls ein Teil der Erfassungsdaten 700 fehlt (Ja in Schritt S 53), nimmt die Berechnungseinheit 210 an, dass es eine bestimmte Unregelmäßigkeit in dem PLC 1000 (dem PLC-System) gibt, und gibt eine Warnung aus (Schritt S 54) und dann wird der Prozess beendet. Die Warnung wird an die externe Vorrichtung 500 wie beispielsweise eine Anzeigeeinheit über die externe I/F-Vorrichtung 260 ausgegeben.
Falls keine der Erfassungsdaten 700 fehlen (Nein im Schritt S 53), liest die Berechnungseinheit 210 die Teile der Erfassungsdaten 700 für die durch die Erfassungsausleseanzahl bestimmte Anzahl von dem Erfassungsspeicherbereich 142 in dem gemeinsamen Speicher 140 der A/D-Wandlungseinheit 100. Das Lesen wird von der durch den aktuellen Erfassungsauslesehinweis in den schreibgeschützten Parameter bestimmten Position ausgeführt (Schritt S55). Die Berechnungseinheit 210 schreibt (speichert) die gelesenen Erfassungsdaten 700 in den Erfassungsdaten-Speicherbereich 222 in dem internen Speicher 220 der CPU-Einheit 200 (Schritt S 56). Der Prozess des Unterbrechungs-Kontaktprogramms endet hier und kehrt dann zu 5 zurück.
Danach startet die Berechnungseinheit 210 den ausgesetzten Zyklusprozess erneut (Schritt S 34). Wie in 7 dargestellt, wird als die Sequenz des Unterbrechungsprozesses, wenn eine Unterbrechung, während der Zyklusprozess ausgeführt wird, erzeugt wird, der Zyklusprozess ausgesetzt und das Unterbrechungs-Kontaktprogramm wird ausgeführt. Wenn der Prozess des Unterbrechungs-Kontaktprogramms endet, wird der Zyklusprozess erneut von der ausgesetzten Position an ausgeführt.
In den obigen Erläuterungen wird ein vorheriger Erfassungsauslesehinweis in den schreibgeschützten Parametern bereitgestellt, sodass die fehlenden Erfassungsdaten 700 überwacht werden können. Allerdings kann, wenn die fehlenden Erfassungsdaten 700 nicht überwacht werden sollen, der vorherige Erfassungsauslesehinweis ausgelassen werden.
Die in dem internen Speicher 220 der CPU-Einheit 200 angehäuften Teile der Erfassungsdaten 700 können in einem Speichermedium wie beispielsweise einem externen Speicher über die externe I/F-Vorrichtung 260 gespeichert werden.
Konventionell müssen, wenn kontinuierliche Teile von Erfassungsdaten 700 von der A/D-Wandlungseinheit 100 erfasst werden, bevor die in dem Erfassungsspeicherbereich 142 in einem Ringpuffer-Format erfassten Daten durch die Erfassungsausführungseinheit 131 überschrieben werden, die Daten in den internen Speicher 220 der CPU-Einheit 200 ausgelesen werden. Daher überwacht die CPU-Einheit 200 gemäß der konventionellen Technik den Erfassungsspeicherbereich 142 und liest die in dem Erfassungsspeicherbereich 142 zu speichernden Erfassungsdaten 700 in den internen Speicher 220, bevor die Erfassungsdaten 700 gemäß dem Anwenderprogramm (ein Programm zum Speichern der Erfassungsdaten 700 in der A/D-Wandlungseinheit 100 in den internen Speicher 220 der CPU-Einheit 200) überschrieben werden.
Indessen umfasst die A/D-Wandlungseinheit 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform: die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit 132, welche an der A/D-Wandlungseinheit 100 überwacht, ob eine vorbestimmte Anzahl von in dem Erfassungsspeicherbereich 142 in einer Ringpuffer-Konfiguration zu speichernden Teile von Erfassungsdaten 700 gespeichert wurden; und die Unterbrechungserzeugungseinheit 133, welche eine Unterbrechungserzeugungsanfrage an die CPU-Einheit 200 übermittelt, wenn die vorbestimmte Anzahl von Teilen von Erfassungsdaten 700 gespeichert wurde. Weiter ist die Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit 240, welche eine Unterbrechungsanfrage zum Veranlassen der Berechnungseinheit 210 zum Ausführen des Unterbrechungs-Kontaktprogramms an die Berechnungseinheit 210 auf einen Empfang der Unterbrechungserzeugungsanfrage von der A/D-Wandlungseinheit 100 ausgibt, in der CPU-Einheit 200 vorgesehen. Entsprechend wird ein regelmäßiger Überwachungsprozess von der CPU-Einheit 200 an der A/D-Wandlungseinheit 100 unnötig, und daher kann die Sequenzabtastzeit verkürzt werden.
Weiter wird, wenn die CPU-Einheit 200 die Erfassungsdaten 700 liest, das durch einen Anwender erzeugte Unterbrechungs-Kontaktprogramm durch Verwenden der Lesestartposition und der Anzahl der gelesenen Erfassungsdaten 700 umfassenden schreibgeschützten Parametern vereinfacht, und daher kann die Sequenzabtastzeit verkürzt werden.
Weiter kann in dem, wie oben beschrieben, die CPU-Einheit 200 und die A/D-Wandlungseinheit 100 verwendenden PLC-System eine Erfassung von kontinuierlichen Erfassungsdaten mit einem schnelleren Erfassungszyklus (einem A/D-Wandlungszyklus) als ein konventioneller Erfassungszyklus realisiert werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben sind die A/D-Wandlungseinheit und das PLC-System vorzugsweise auf eine an einem PLC angeordnete A/D-Wandlungseinheit und ein PLC-System anwendbar.
Bezugszeichenliste
100 A/D-Wandlungseinheit, 110 Analogdaten-Eingabeschnittstelle, 120 A/D-Wandler, 130 Berechnungseinheit, 131 Erfassungsausführungseinheit, 132 Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit, 133 Unterbrechungserzeugungseinheit, 140 gemeinsamer Speicher, 141 A/D-Wandlungswert-Speicherbereich, 142 Erfassungsspeicherbereich, 143 schreibgeschützter Parameterspeicherbereich, 230 I/F-Bus, 200 CPU-Einheit, 210 Berechnungseinheit, 220 interner Speicher, 221 Anwenderprogramm-Speicherbereich, 222 Erfassungsdaten-Speicherbereich, 240 Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit, 250 periphere I/F-Vorrichtung, 260 externe I/F-Vorrichtung, 300 Zwischeneinheit-Bus, 400 periphere Vorrichtung, 500 externe Vorrichtung, 700 Erfassungsdaten.

Claims

System einer programmierbaren Steuereinheit (1000), in welcher eine Analogwandlungsvorrichtung (100), welche einen von außerhalb eingegebenen analogen Wert in einen digitalen Wert sequenziell umwandelt, mit einer CPU-Einheit (200) über einen Zwischeneinheit-Bus (300) verbunden ist, wobei die Analogwandlungsvorrichtung (100) umfasst einen A/D-Wandler (120), welcher einen von außerhalb eingegebenen analogen Wert in einen digitalen Wert umwandelt, eine erste Speichereinheit (140), welche - einen A/D-Wandlungswert-Speicherbereich (141) zum Speichern des umgewandelten digitalen Werts, - einen Erfassungsspeicherbereich (142) mit einer Ringpuffer-Konfiguration zum Erfassen des in dem A/D-Wandlungswert-Speicherbereich (141) gespeicherten digitalen Werts als Erfassungsdaten (700) und - einen Speicherbereich (143) für schreibgeschützte Parameter zum Speichern von schreibgeschützten Parametern, die o einen eine Speicherposition von als Nächstes zu lesenden Erfassungsdaten (700) angebenden aktuellen Erfassungsauslesehinweis und, o eine Erfassungsausleseanzahl, welche eine Anzahl von auszulesenden Erfassungsdaten (700) ist, umfassen und welche für einen lesenden Zugriff von der CPU-Einheit (200) ausgestaltet ist, eine Erfassungsausführungseinheit (131), welche die in dem A/D-Wandlungswert-Speicherbereich (141) gespeicherten digitalen Werte in den Erfassungsspeicherbereich (142) als Erfassungsdaten (700) speichert, eine Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit (132), welche überwacht, ob die in dem Erfassungsspeicherbereich (142) gespeicherte Anzahl der Erfassungsdaten (700) die Erfassungsausleseanzahl erreicht hat, seitdem eine Unterbrechungserzeugungsanfrage das letzte Mal an die CPU-Einheit (200) gestellt wurde, und eine Unterbrechungserzeugungseinheit (133), welche die Unterbrechungserzeugungsanfrage an die CPU-Einheit (200) übermittelt, wenn die Anzahl der Erfassungsdaten (700) die Erfassungsausleseanzahl erreicht hat, sodass die CPU-Einheit (200) einen Leseprozess der Erfassungsdaten (700) durch Aussetzen eines durch die CPU-Einheit (200) ausgeführten Zyklusprozess ausführt, und die CPU-Einheit (200) umfasst eine Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit (240), welche eine Berechnungseinheit (210) zum Ausführen eines Unterbrechungsprogramms zum Ausführen eines Lesens der Erfassungsdaten von der Analogwandlungsvorrichtung (100) auf ein Empfangen der Unterbrechungserzeugungsanfrage von der Analogwandlungsvorrichtung (100) anweist, wobei die Berechnungseinheit (210) den Zyklusprozess entsprechend einem Anwenderprogramm ausführt und auf ein Empfangen einer Ausführungsanweisung des Unterbrechungsprogramms von der Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit (240), den Zyklusprozess aussetzt und ein Unterbrechungsprogramm zum Lesen der Erfassungsdaten (700) von dem Erfässungsspeicherbereich (142) in der ersten Speichereinheit (140) der Analogwandlungsvorrichtung (100) ausführt, und eine zweite Speichereinheit (220), welche darin die durch die Berechnungseinheit (210) gelesenen Erfassungsdaten speichert, wobei die schreibgeschützten Parameter weiter einen vorherigen Erfassungsauslesehinweis umfassen, wobei der vorherige Erfassungsauslesehinweis eine Leseposition von Erfassungsdaten (700) des letzten Mals, als die Unterbrechungserzeugungsanfrage gestellt wurde, ist, wenn die Anzahl der Erfassungsdaten (700) die Erfassungsausleseanzahl erreicht hat, stellt die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit (132) der Analogwandlungsvorrichtung (100) den in dem schreibgeschützten Parameterspeicherbereich (143) zu diesem Zeitpunkt gespeicherten aktuellen Erfassungsauslesehinweis als einen neuen vorherigen Erfassungsauslesehinweis ein, und die Feste-Anzahl-Erfassung-Erkennungseinheit (132) schreibt dann als einen neuen aktuellen Erfassungsauslesehinweis in den schreibgeschützten Parameterspeicherbereich (143) eine durch Hinzufügen der Erfassungsausleseanzahl zu dem in dem schreibgeschützten Parameterspeicherbereich (143) gegenwärtig gespeicherten aktuellen Erfassungsauslesehinweis erhaltene Position, und auf ein Empfangen einer Ausführungsanweisung des Unterbrechungsprogramms von der Unterbrechungsprogramm-Ausführungsanweisungseinheit (240) die Berechnungseinheit (210) der CPU-Einheit (200) eine zuletzt in dem Erfassungsspeicherbereich (142) der Analogwandlungsvorrichtung (100) gelesenen Position mit dem vorherigen Erfassungsauslesehinweis vergleicht und eine Warnung ausgibt, falls die Position nicht mit dem vorherigen Erfassungsauslesehinweis übereinstimmt.
Das System einer programmierbaren Steuereinheit (1000) gemäß Anspruch 1, wobei die Berechnungseinheit (210) der CPU-Einheit (200) die schreibgeschützten Parameter in dem schreibgeschützten Parameterspeicherbereich (143) zum Lesen der Erfassungsdaten für eine Anzahl der Erfassungsausleseanzahl von einer durch den aktuellen Erfassungsauslesehinweis in dem Erfassungsspeicherbereich (142) der Analogwandlungsvorrichtung (100) angegebenen Position verwendet.
Das System einer programmierbaren Steuereinheit (1000) gemäß Anspruch 1 weiter umfassend ein Informationsverarbeitungsendgerät mit einer dritten Speichereinheit, wobei die CPU-Einheit (200) die in der zweiten Speichereinheit (220) gespeicherten Erfassungsdaten in die dritte Speichereinheit des Informationsverarbeitungsendgeräts speichert.
Das System einer programmierbaren Steuereinheit (1000) gemäß Anspruch 1 weiter umfassend eine externe Speichervorrichtung, wobei die CPU-Einheit (200) die in der zweiten Speichereinheit (220) gespeicherten Erfassungsdaten in der externen Speichervorrichtung speichert.