DE2913371A1 - Verfahren und system zur ablaufsteuerung - Google Patents

Verfahren und system zur ablaufsteuerung

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Description

CONTROLE BAILEY
92142 Clamart, Prankreich
Verfahren und System zur Ablaufsteuerung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ablaufsteuerung eines industriellen Vorgangs sowie ein System zur Durchführung des · Verfahrens.
Das System und das Verfahren sind auf die automatische Steuerung des Ablaufs eines industriellen Vorgangs oder Industrieverfahrens mit ausreichender Sicherheit im Fall eines Fehlers im Steuersystem anwendbar.
Es ist bekannt, den Ablauf industrieller Vorgänge mit Hilfe automatischer Einrichtungen zu steuern, die in verschiedenen Regelschleifen oder Steuerschleifen des Vorgangs zu dessen Ablauf notwendige Steuersignale übertragen.
Diese Vorrichtungen sind im allgemeinen Rechner, die im Fall eines komplizierten Voegangs eine wesentliche Investition darstellen. Im allgemeinen können diese Rechner mehrere Regelschleifen betreiben und müssen iai Fall komplizierter Vorgänge diese Rechner hohes Leistungsvermögen besitzen. Im allgemeinen ist es aus Sicherheitsgründen
S03842/0756
üblich, zwei Rechner zur Steuerung des gleichen Vorgangs zu verwenden. Die Rechner besitzen nämlich interne Prüfsysteme^, und wenn sich als Folge einer dieser Prüfungen der den Ablauf des Vorgangs steuernde Rechner als fehlerhaft bezeichnet^ermöglicht der andere Rechner, der lediglich im Notfall verwendet wird, daß eine Wiederaufnahme der Steuerung des Vorgangs sichergestellt ist. Wenn ein derartiger Fehlerfall auftritt, wirkt der fehlerhafte Rechner auf eine statische oder dynamische Kommutator- oder Schalteinrichtung ein, die es ermöglicht, den Ablauf des Vorgangs ausgehend vom Not-Rechner zu steuern. Derartige Steuersysteme besitzen zahlreiche Nachteile: Die Schalteinrichtung ist schwierig zu prüfen und kann fehlerhaft sein; es ist weiter unmöglich, eine Kontinuität des Ablauf des Vorgangs sicherzustellen. Darüber hinaus muß der Not-Rechner, der in Wartestellung war, ausgelöst werden. Dies ist ein wesentlicher Nachteil, da der Not-Rechner, der während des Ablaufs nicht über den Vorgang geschaltet war bzw. an diesen angeschlossen war, Ausfälle besitzen kann, bevor er/das Steuern der Wiederaufnahme des Ablaufs des Vorgangs erreicht.· Diese Wiederaufnahme-Steuerung ist diejenige, die vom anderen Rechner durchgeführt worden sein muß, wenn er sich nicht als fehlerhaft bezeichnet hat. Dieses bekannte System zur Ablaufsteuerung des Verfahrens, das aus Sicherheitsgründen zwei Rechner verwendet, besitzt daher als Hauptnachteile eine große Unsicherheit bezüglich einer guten Wiederaufnahme des Ablaufs des Vorgangs sowie die Durchführung eines wesentlichen Auslöseprogrammes.
Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung dieser Nachteile ein Verfahren und ein System zur Ablaufsteuerung anzugeben, das auch im Notfall sicher eingreifen kann.
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Die Erfindung gibt ein Verfahren und ein System an, das die Ablaufsteuerung eines industriellen Vorgangs mit Hilfe zweier identischer Einrichtungen und insbesondere mit Hilfe zweier identischer Mikroprozessoren ermöglicht, die miteinander verbunden sind und die den Ablauf des Vorgangs steuern derart, daß, wenn sichjeine der beiden Steuereinrichtungen als fehlerhaft erweist, die andere .Steuereinrichtung eine Kontinuität bei der Steuerung des Ablaufs des Vorgangs sicherstellt, ohne daß es notwendig ist, mit einem Auslösen einer der beiden Steuereinrichtungen fortzufahren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ablaufsteuerung eines industrÄlen Vorgangs, das sich dadurch auszeichnet, daß über die gleiche Steuerleitung bzw. den gleichen Steuerbus des Vorgangs inkrementelle Steuersignale geschickt bzw. geführt werden, die abwechselnd von zwei identischen zueinander parallel geschalteten Steuereinrichtungen kommen, die in synchroner oder asynchroner Weise arbeiten,und daß jede der Steuereinrichtungen so geprüft wird, daß, wenn die Prüfung einer der Steuereinrichtungen einen fehlerhaften Betrieb ergibt die andere Steuereinrichtung den Vorgang ausgehend vom letzten Steuerbefehl der fehlerhaften Steuereinrichtung mit doppelter Taktfolge steuert.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die Unteransprüche 2 bis 6 weitergebildet. Vorzugsweise wird die eine der Steuereinrichtungen mit Hilfe der anderen geprüft und umgekehrt.
909842/07B6
Die Erfindung betrifft auch ein System zur Ablaufsteuerung eines industriellen Vorgangs oder industriellen Verfahrens, das sich dadurch auszeichnet, daß zwei identische inkrementelle Steuereinrichtungen mit der gleichen Steuerleitung bzw. dem gleichen Steuerbus des Vorgangs verbunden sind, daß die beiden Steuereinrichtungen zueinander parallel geschaltet sind und abwechselnd synchron oder asynchron arbeiten derart, daß eine der Steuereinrichtungen den Vorgang als Folge einer Prüfung alleine steuert, die die Fehlerhaftigkeit der anderen Steuereinrichtung ergibt und mit doppelter Taktfolge gegenüber der arbeitet, mit der jede Steuereinrichtung vor dem Fehlerfall arbeitet.
Vorzugsweise sind die beiden Steuereinrichtungen Mikroprozessoren.
Gemäß einem weiteren Merkmal weist jeder der Mikroprozessoren einen Speicher auf, in dem Mikrobefehle zur Prüfung von einem der Mikroprozessoren durch anderen und umgekehrt gespeichert sind.
Das erfindungsgemäße System wird durch die Unteransprüche 8 bis 14 weiter gebildet.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines AusfUhrungsbeispiels des Systems gemäß der Erfindung;
Fig. 2 Verläufe von im System eingreifenden InkrementeIlen Steuersignalen.
S09842/07SS
In Fig. 1 ist ein System zur Ablaufsteuerung eines industriellen Vorgangs oder eines industriellen Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt. Der gesteuerte Vorgang ist in Fig. 1 schematisch mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, während das System zur Steuerung zwei identische Steuereinrichtungen 2, 3 enthält, die mit der gleichen Steuerleitung bzw. dem gleichen Steuerbus 4 des Vorgangs 1 verbunden sind. Die beiden identischen Steuereinrichtungen 2, sind durch Mikroprozessoren gebildet. Für jeden der Mikroprozessoren 2, 3 sind durch die Blöcke 5 bzw. 6 die arithmetische und logische Einheit, die Register, die Folgeschaltungen, die Sammler usw. dargestellt. Weiter sind schematisch für den Mikroprozessor 2 ein Schreib/Lesespeicher 7 und ein Festwertspeicher 8 dargestellt, während für den Mikroprozessor 3 ein Schreib/Lesespeicher 9 und ein Festwertspeicher 10 vorgesehen sind. Weiter ist in Fig. 1 eine Eingabeeinheit 11 vorgesehen, durch die Größen in jeden der Mikroprozessoren'3 eingebbar sind. Fühler 12, deren Ausgänge 14 mit Eingängen 13 bzw. 15 der Mikroprozessoren 2, 3 verbunden sind, führen diesen Mikroprozessoren 2, 3 Informationen bezüglich der Entwicklung des gesteuerten Vorgangs 1 zu. Das System enthält weiter Verbindungen 16, 17, die beispielsweise die Durchführung von Prüfungen des einen den Mikroprozessoren durch den anderen sowie einen Informationsaustausch zwischen den beiden Mikroprozessoren 2, 3 ermöglichen. Die Prüfungen werden insbesondere mit Hilfe von Mikrobefehlen erreicht, die in den Speichern 7 bis 10 jedes Mikroprozessors 2, 3 enthalten sind. Es zeigt sich, daß jeder Mikroprozessor 2, 3 entweder den anderen prüfen kann oder sich selbst prüfen kann oder
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beide Funktionen durchführen kann. Die Mikrobefehle für die Prüfung sind vorzugsweise im Festwertspeicher 8, 10 gespeichert, der jedem Mikroprozessor 2, 3 zugeordnet ist. Die Beschreibung der Wirkungsweise des Systems erreicht nun ein besseres Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ablaufsteuerung sowie der Rolle der verschiedenen Elemente des Systems.
Der Steuerbus 4 empfängt die inkrementeilen Steuersignale, die abwechselnd von den beiden identischen Mikroprozessoren kommen, die beispielsweise synchron arbeiten. Die beiden Mikroprozessoren 2, 3 sind parallel über den Ausgangsspeicher geschaltet, der vorteilhaft ein Stellglied des Vorgangs sein kann. Wenn eine Prüfung zeigt, daß einer der Mikroprozessoren 2,3 fehlerhafte Wirkungsweise besitzt, erzeugt dieser Mikroprozessor keine Inkrementierungs-Befehle mehr. Dieser andere Mikroprozessor stellt nunmehr allein die Steuerung des Ablaufs des Vorgangs mit doppelter Taktfolge sicher. Diese Änderung der Taktfolge wird aufgrund von im Speicher des Mikroprozessors enthaltenen Befehlen bzw. Anweisungen erreicht. Diese Anweisungen ermöglichen einerseits die Abtrennung des fehlerhaften Mikroprozessors und andererseits die Verdopplung der Taktfolge des Mikroprozessors, der zur Steuerung des Vorgangs alleine verbleibt. Es gibt auf diese Weise keine Unterbrechung bzw. keinen Stillstand bei der Steuerung des Vorgangs,und zwar aufgrund der Tatsache,daß jeder Mikroprozessor zu jedem Augenblick die gleiche Steuerung wie der andere Mikroprozessor durchführen kann.
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-1O-
In Pig. 2 ist der Verlauf der inkrementeIlen Steuersignale dargestellt, die im System wirken.
Im Signalverlauf a sind . Impulse I. dargestellt, die die inkrementeIlen Steuersignale für die Ablaufsteuerung des Vorgangs wiedergeben, die beispielsweise vom Mikroprozessor 2 bzw. dessen Einheit 5 stammen. Der Signalverlauf b zeigt in gleicher Weise Impulse "L^, die die inkrementellen Steuersignale zur Ablaufsteuerung des Vorgangs wiedergeben,die beispielsweise vom Mikroprozessor bzw. dessen Einheit 6 stammen. Zwischen jedem der Impulse stellt jeder Mikroprozessor 2, 3 die Durchführung des Eingangsprogramms sicher, das über die Einheit 11 eingegeben ist. Bei den Signalverläufen ist angenommen, daß die beiden Mikroprozessoren 2, 3 in synchroner Weise arbeiten. Der Vorgang 1 erhält nun abwechselnd über den Steuerbus 4 Steuersignale, die von jedem Mikroprozessor 2, stammen, und zwar mit einer Taktfolge, die doppelt so groß ist wie die der Impulse I- und I2* Die Impulse I, des Signalverlaufs c zeigen den Taktablauf der Steuerung des Vorgangs unter Berücksichtigung des Taktablaufs der Steuersignale, die von jedem der MikroprozessorvTstammen. Auf diese Weise empfängt beispielsweise, wenn jeder Mikroprozessor 2,mit einer Taktfolge von 600 ms arbeitet, der Vorgang 1 inkrementeile Steuersignale mit einer Taktfolge von 300 ms. Wenn einer der Mikroprozessoren sich als Folge einer Prüfung als fehlerhaft erweist, stellt der andere Mikroprozessor alleine die Steuerung des Vorgangs sicher, und zwar mit einer Taktfolge, die der der Impulse entspricht. Diese Taktfolge ist doppelt so groß wie die, die der Mikroprozessor besitzt, bevor sich die Fehlerhaftigkeit
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gezeigt hat. Daher muß jeder Mikroprozessor 2, 3 für den Fehlerfall des anderen Mikroprozessors den Ablauf des Eingangsprogramms mit einer Geschwindigkeit sicherstellen können, die gegenüber derjenigen verdoppelt ist, die zu Anfang vorgesehen ist. Selbstverständlich können die Impulse I, und I3 die in Fig.3 mit gleicher Polarität dargestellt sind, entgegengesetzte Polarität besitzen.
Das beschriebene System ermöglicht es, die oben genannte Aufgabe zu erfüllen und ermöglicht es insbesondere ein Auslösen eines der Mikroprozessoren als Folge der Fehlerhaftigkeit des anderen Mikroprozessors zu vermeiden. Das Verfahren und das System besitzt dadurch, daß ein Auslösen eines der Mikroprozessoren vermieden ist, sehr große Sicherheit bezüglich des normalen Ablaufs des Vorgangs. Da im Fehlerfall keine Auslösung erforderlich ist, setzt sich nämlich der gesteuerte Vorgang mit normalem Ablauf fort, ohne daß die Gefahr eines Fehlers bei der Wiederaufnahme des Ablaufs des Vorgangs als Folge eines Fehlers bei einem der Mikroprozessoren besteht.
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Claims (14)

Ansprüche
1.) Verfahren zur Ablaufsteuerung eines industriellen Vorgangs, dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem gleichen Steuerbus des Vorgangs inkrementelle
Steuersignale geführt werden, die abwechselnd von zwei identischen zueinander parallel geschalteten Steuereinrichtungen kommen, die in synchroner oder asynchroner Weise wirken und
daß jede der Steuereinrichtungen so geprüft wird, daß dann, wenn die Prüfung einer der Steuereinrichtungen einen fehlerhaften Betrieb ergibt, die andere Steuereinrichtung den Vorgang ausgehend von dem letzten Steuerbefehl der fehlerhaften Steuereinrichtung mit doppeltem Takt allein steuert.
2. Verfahren zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Steuereinrichtungen mit Hilfe der anderen geprüft wird und umgekehrt.
3. Verfahren zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall einer negativen Prüfung einer der Steuereinrichtungen durch die andere die nicht, fehlerhafte Steuereinrichtung die fehlerhafte Steuereinrichtung abtrennt, nachdem sie sich über die eigene richtige Wirkungsweise mittels einer Selbstprüfung vergewissert hat.
41O-{B 6296}-MeF
S09842/0756
4. Verfahren zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Steuereinrichtung während des Ablaufs des Vorgangs selbst prüft.
5. Verfahren zur Ablaufsteuerung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß einerseits jede Steuereinrichtung sich während des Ablaufs des Vorganges selbst prüft und daß andererseits jede Steuereinrichtung mit Hilfe der anderen geprüft wird und umgekehrt.
6. Verfahren zur Ablaufsteuerung nach einem der Ansprüche 2 b_jLs 5, dadurch gekennzeichnet,daß die beiden Steuereinrichtungen mit gleicher Taktfolge arbeiten und synchron sind.
7. System zur Ablaufsteuerung eines industriellen Vorgangs, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei identische inkrementelle Steuereinrichtungen (2, 3) mit dem gleichen Steuerbus (4) des Vorgangs (1) verbunden sind,
daß die beiden Steuereinrichtungen (2, 3) parallel zueinander geschaltet sind und in synchroner oder asynchroner Weise abwechselnd arbeiten derart, daß eine der Steuereinrichtungen (2, 3) den Vorgang als Folge einer Prüfungjalleine steuert, die die Fehlerhaftigkeit der anderen Steuereinrichtung (3, 2) feststellt, und mit doppelter Taktfolge gegenüber derjenigen arbeitet,mit der jede Steuereinrichtung (2, 3) vor der Fehlerhaftigkeit arbeitet.
8. System zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuereinrichtungen Mikroprozessoren (2, 3) sind.
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9. System zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 8f dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mikroprozessor (2, 3) einen Speicher (8, 10) besitzt, in dem Mikrobefehle für Prüfungen von einem der Mikroprozessoren (2, 3) durch einen anderen und umgekehrt gespeichert sind.
10. System zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mikroprozessor (2, 3) einen Speicher (8, 1O) besitzt, in dem die Mikrobefehle für individuelle Prüfungen jedes Mikroprozessors (2, 3) gespeichert sind.
11. System zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mikroprozessor (2, 3) einen Speicher (8, 10) enthält, in dem die Mikrobefehle zur individuellen Prüfung jedes Mikroprozessors (2, 3) sowie Mikrobefehle zur Prüfung des einen Mikroprozessors (2, 3) durch den anderen gespeichert sind.
12. System zur Ablaufsteuerung nach einem der Ansprüche bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein Festwertspeicher (8, 10) ist.
13. System zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mikroprozessor (2, 3) einen Speicher (7, 8) besitzt, in dem die Steuerbefehle für die Ablaufsteuerung des Vorgangs (1) sowie zumindest ein Steuerbefehl zur Abtrennung des Mikroprozessors {2, 3) gespeichert sind, der nach einer Prüfung als fehlerhaft erkannt ist.
14. System zur Ablaufsteuerung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Mikroprozessoren (2, 3) mit der gleichen Taktfolge arbeiten und synchron sind.
S09842/075€
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