DE29511294U1 - Kleinstautomatisierungsgerät - Google Patents

Kleinstautomatisierungsgerät

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Description

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Beschreibung
Kleinstautomatisierungsgerät
Automatisierungsgeräte, wie insbesondere sogenannte speicherprogrammierbar e Steuerungen, werden auf unterschiedlichsten Gebieten und in sehr großer Anzahl zur Führung der verschiedensten technischen Prozesse eingesetzt.
Bislang sind derartige Geräte aber insbesondere auf Grund der von ihnen bereitgestellten umfangreichen Funktionsvielfalt und des damit verbundenen Aufwandes an Hard- und Software nahezu ausschließlich für den professionellen Einsatz in der Industrie bzw. bei der Führung von öffentlichen, technischen Einrichtungen, wie z.B. AmpelSteuerungen in der Verkehrstechnik, Steuerungen von Kläranlagen in der Entsorgungstechnik u.v.m. verwendbar.
Im privaten, und z.B. häuslichen Bereich ist es bislang üblieh, für jeden einzelnen Anwendungsfall eine speziell konfektionierte Sonderlösung bereitzustellen. So sind einzelne, jeweils separat zu programmierende Kleinsteuerungen z.B. für Heizungs- und Klimaanlagen, Fensterrollosysteme, Gebäudesicherungs- und Beleuchtungsanlagen u.v.m., mittlerweile aber 5 auch z.B. im Küchenbereich für Herde u.dgl. erhältlich. Alle diese autarken Systeme stellen eigene, zum Teil sehr unterschiedliche Anforderungen an z.B. Stromversorgung, Installation und Programmierung.
Auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik zeichnet sich mittlerweile unter dem Begriff „Multimedia" eine Verlagerung der bisher getrennten Kommunikationsdienste wie z.B. Telekommunikation, d.h. Telefonieren, Telekopieren und Datenfernübertragung, und digitale Audio-, Video- und Fernsehtechnik in Richtung auf den sogenannten Heim- bzw. Personalcomputer ab. Die zur Benutzung dieser Dienste notwendigen Mittel können in zu-
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nehmendem Maße hard- und softwaremäßig als Subkomponenten in einen herkömmlichen Computer eingefügt werden, und sind folglich von diesem als eine zentrale Bedienungsschnittstelle aus verfügbar.
5
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung bereitzustellen, welche bei geringstmöglichem Hard- und Softwareaufwand zentral und möglichst universell für verschiedenste Anwendungen programmier- und bedienbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst, mit der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung. Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung hat den Vorteil, daß diese auf Grund der Ankopplung an eine der standardmäßig vorhandenen Datenschnittstellen eines herkömmlichen, mittlerweile weit verbreiteten Computers auch für auf 0 dem Gebiet der Automatisierungstechnik ansich ungeübte Laien bzw. Privatanwender von der gewohnten Benutzeroberfläche eines sogenannten PC's bzw. Personalcomputers aus programmier- und bedienbar ist. Aus dieser Anordnung ergeben sich eine Vielzahl von weiteren Vorteilen.
So muß die erfindungsgemäße Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung über keinerlei Elemente verfügen, welche Bedienungen, Programmierungen, Anzeigen und Signalisierungen von Betriebszuständen an der Einrichtung selbst ermöglichen. Alle diese Funktionen können mit Hilfe des herkömmlichen Computers als übergeordnete Bedienplattform und dessen externer Betriebsmittel wie z.B. Tastatur und Bildschirm, und einer darin geladenen, speziell auf die Betriebsmittel der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung zugeschnittenen Software vorgenommen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterführung der Erfindung kann unter Umständen sogar auf den Einsatz einer speziellen Bedien- und Programmiersoftware verzichtet werden. Statt dessen kann dann auf die Mittel zur anwendungsabhängigen Programmierung der Ein- und Ausgänge der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung mit Hilfe von standardmäßig im herkömmlichen Computer verfügbaren Bedien- und Programmiermitteln zugegriffen werden. Hierbei kann es sich um übliche Programmierwerkzeuge wie z.B. einer auf der Basis von C++ bzw. BASIC beruhenden Programmierplattform für Personal Computer handeln. Andererseits stellen mittlerweile auch herkömmliche Programme zur Textverarbeitung bzw. Tabellenkalkulation, Datenbankprogramme und Layout-, Präsentations- oder Zeichenprogramme für Personal Computer zum Teil programmübergreifende, einheitliche Softwarewerkzeuge zur Programmierung komplexer Abläufe innerhalb oder zwischen diesen Programmen zur Verfügung. Die hierdurch standardmäßig verfügbaren Bedien- und Programmiermittel können vorteilhaft auch zur Programmierung und Bedienung der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung können weitere Mittel vorhanden sein, welche eine gegenseitige Zugänglichkeit von Betriebsmitteln des herkömmlichen Computers und der damit über dessen standardmäßige Datenschnittstelle verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung untereinander ermöglichen. Hiermit kann im Sinne einer MuIt!prozessorfähigkeit eine synergetische, wechselseitige Ergänzung der vom herkömmlichen Computer und von der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung bereitgestellten Ressourcen erreicht werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und die damit verbundenen Vorteile werden nachfolgend mit einem in der Figur dargestellten Beispiel weiter erläutert.
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Dort ist beispielhaft die Draufsicht auf einen Ausschnitt des Gehäuses eines herkömmlichen Computers 1 dargestellt, insbesondere die Draufsicht auf die Rückseite des Gehäuses eines handelsüblichen Personalcomputers. Dieser weist eine standardmäßige Datenschnittstelle 3 auf, deren vielpoliger Steckverbinder auf der Gehäuseaußenseite 1 sichtbar ist. Bei der Datenschnittstelle kann es sich z.B. um eine sogenannte Parallelschnittstelle vom Typ „Centronics", um eine serielle Datenschnittstelle oder um eine Busschnittstelle vom Typ „PCMCIA" handeln.
In der Figur ist eine besonders vorteilhafte Ausführung für eine erfindungsgemäße programmierbare Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 dargestellt. Diese weist eine erste Datenschnittstelle 13 auf, worüber die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 mit der standardmäßigen Datenschnittstelle 3 des herkömmlichen Computers 1 verbindbar ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält ferner in der Regel softwaremäßig ausgeführte Mittel, womit die Datenein- und Datenausgänge der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 mit Hilfe des herkömmlichen Computers 1 anwendungsabhängig programmier- und/oder bedienbar sind.
Im Beispiel der Figur enthält die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 als eine Gruppe von Dateneingängen 5, zwei Gruppen von Datenausgängen 9 und 11. An die Dateneingänge 5 können verteilt angeordnete Sensoren angeschlossen werden. Im Beispiel der Figur wird das Meßsignal eines Temperatursensors 17 einem der Dateneingänge 5 zugeführt. An die Datenausgänge 0 9 können verteilt angeordnete Aktuatoren angeschlossen werden. Im Beispiel der Figur wird ein Stellsignal für die zum Temperatursensor 17 gehörige Heizung 18 von einem der Datenausgänge 9 abgegeben. Ferner dienen die Datenausgänge 11 zur Ankopplung der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung z.B. an einen externen Feldbus, worüber wiederum Sensoren und Aktuatoren angeschlossen werden können. Schließ-
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lieh sind im Beispiel der Figur noch Eingänge 7 für eine gegebenenfalls vorhandene Stromversorgung vorhanden.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird in der unmittelbaren datentechnischen Verbindbarkeit der MeS-, Steuer- und Regeleinrichtung mit dem herkömmlichen Computer über die standardmäßige Datenschnittstelle, d.h. quasi auf dem kürzesten Weg, gesehen. Aus diesem Grund kann die Einrichtung kurz z.B. auch „Stecker-SPS" bzw. „Schnittstellen-SPS" genannt werden, wobei „SPS" eine Abkürzung für den Begriff „speicherprogrammierbare Steuerung" darstellt. Durch die weitgehende Ausnutzung der vom herkömmlichen Computer bereitgestellten hard- und softwaremäßigen Ressourcen kann der Aufwand für Hard- und Software auf Seiten der erfindungsgemäßen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung so klein wie möglich gehalten werden. Er kann es gemäß einer v/eiteren Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft ermöglichen, daß die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung nach Abschluß zumindest einer anwendungsabhängigen Programmierung und/oder Bedienung von deren 0 Datenein- und Datenausgängen mittels des herkömmlichen Computers auch nach einer Trennung von diesem voll funktionsfähig ist und die jeweils programmierten Meß-, Steuer- und Regelaufgaben autark ausführen kann.
Im Beispiel der Figur weist die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 hardwaremäßig neben den Klemmkontakten an den Ein- und Ausgängen 5, 7, 9 und 11 zumindest einen zur Datenschnittstelle gehörigen Steckverbinder 13 auf. Gemäß einer weiteren, in der Figur bereits dargestellten Ausführung ver-0 fügt die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung vorteilhaft über eine zweite Datenschnittstelle 25, welche eine zumindest mit der von der ersten Datenschnittstelle 13 belegten standardmäßigen Datenschnittstelle 3 des herkömmlichen Computers 1 übereinstimmenden Funktionalität aufweist. Dies hat den Vorteil, daß funktionell die Datenschnittstelle 3 des Computers 1 trotz deren Belegung mit der Datenschnittstelle 13 der Meß-
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, Steuer- und Regeleinrichtung 19 in Form der zweiten Datenschnittstelle 25 quasi am Ausgang der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung unverändert zur Verfügung steht. Ein ursprünglich an der Datenschnittstelle 3 des Computers 1 angeschlossenes externes Betriebsmittel, z.B. ein über ein Druckerkabel an der beispielhaft den Typ „Parallelschnittstelle" aufweisenden Datenschnittstelle 3 angeschlossener Laserdrucker, kann nun durch Anschluß an die zweite Datenschnittstelle 25 der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19 unverändert betrieben werden.
Vorteilhaft kann die zweite Datenschnittstelle 25 ferner so ausgeführt sein, daß jeweils eine weitere programmierbare Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung über deren erste Datenschnittstelle 13 kaskadenartig anschließbar ist. Im Beispiel der Figur ist in dieser Weise eine zweite Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 21 über ihre Datenschnittstelle 13 mit der Datenschnittstelle 25 der ersten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19, und eine dritte Meß-, Steuer- und Regeleinrich-0 tung 23 wiederum über ihre Datenschnittstelle 13 mit der Datenschnittstelle 25 der zweiten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 21 verbunden. Bei dieser Ausführung können die kaskadenartig verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen 19,21,23 weitere, in der Regel softwaremäßig ausgeführte Mittel aufweisen, welche eine gegenseitige Zugänglichkeit der Betriebsmittel der verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen 19,21,23 untereinander ermöglichen.
Es kann somit eine Vervielfachung der datentechnisehen Ressourcen unter quasi Aufhebung der „Grenzen" zwischen den einzelnen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19,21,23 erreicht werden. So verfügt das im Beispiel der Figur aus den drei kaskadierten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen 19,21,23 bestehende Gesamtsystem somit über die dreifache Anzahl an Datenein- und Datenausgängen, über die dreifache interne Programmspeicherkapazität und insbesondere um eine er-
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heblich vergrößerte Rechenleistung. Die in jeder einzelnen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19, 21, 23 in der Regel vorhandene Recheneinheit stellt ihr Rechenkapazität nun dem Gesamtsystem zur Verfügung, so daß im Sinne einer Multiprozessorfähigkeit z.B. durch gleichzeitige, parallele Vorverarbeitung unterschiedlicher Ein- und Ausgangswerte ein erheblich vergrößerter Datendurchsatz erreicht werden kann.
Vorteilhaft sind die zur ersten und zweiten Datenschnittstel-Ie 13,25 gehörigen Steckverbinder auf gegenüberliegenden Außenseiten eines Gehäuses der jeweiligen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19,21,23 angebracht. Eine derartige Ausführung ist im Beispiel der Figur bereits dargestellt. Insbesondere dann, wenn zusätzlich das Gehäuse einer jeden Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19,21,23 eine der Form eines Steckverbinders der Datenschnittstelle 3 des herkömmlichen Computers 1 annähernd entsprechende Querschnittsfläche aufweist und zusätzlich die zur ersten und zweiten Datenschnittstelle 13,25 gehörigen Steckverbinder an den Außenseiten des Gehäuses der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 19, 21, 23 angebracht sind, deren Form annähernd der Querschnittsfläche des Steckverbinders der Datenschnittstelle 3 des herkömmlichen Computers (1) entspricht, kann eine äußerst platzsparende, turmartige Kaskadierung erreicht werden.
Im Beispiel der Figur ist schließlich auf den Steckverbinder der zweiten Datenschnittstelle 25 der dritten Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 23 der dargestellten Kaskade der Verbindungsstecker 35 am Ende eines Schnittstellenkabels 37 z.B.
0 zum Anschluß eines Druckers oder eines sogenannten Modems zur Datenfernübertragung aufgesteckt, welcher bei Nichtvorhandensein der Kaskade der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen unmittelbar am Steckverbinder der Datenschnittstelle 3 am Gehäuse des Computers angeschlossen wäre.
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Schließlich ist im Beispiel der Figur ein Ausschnitt von einem externen Feldbus 27 dargestellt, welcher beispielhaft zwei externe Sensoren bzw. Aktuatoren 31, 33 datentechnisch verbindet. Der Anschluß der Gruppe der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen 19, 21 und 23 an den E'eldbus 27 erfolgt beispielhaft über Leitungen, welche von den Klemmen 11 der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung 23 zu einer separaten Schnittstelle 11 verlaufen.

Claims (11)

95 e 3 4 9 O &psgr; am Schutzansprüche
1. Programmierbare MeS-, Steuer- und Regeleinrichtung (19) für verteilt angeordnete Sensoren (17) bzw. Aktuatoren (18), mit
a) einer ersten Datenschnittstelle (13), worüber die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (19) mit einer standardmäßigen Datenschnittstelle (3) eines herkömmlichen Computers (1) verbindbar ist, und mit
b) Mitteln, womit die Ein- und Ausgänge (5,9,11) der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (19) mit Hilfe des herkömmlichen Computers (1) anwendungsabhängig programmier- und/oder bedienbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei auf die Mittel zur anwendungsabhängigen Programmierung und/oder Bedienung der Ein- und Ausgänge (5,9,11) über standardmäßig im herkömmlichen 0 Computer verfügbare Bedien- und Programmiermittel zugegriffen werden kann,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei weitere Mittel vorhanden sind, welche eine gegenseitige Zugänglichkeit von 5 Betriebsmitteln des herkömmlichen Computers (1) und der damit verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (19,21,23) untereinander ermöglichen.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer zweiten Datenschnittstelle (25), welche eine zumindest mit der von der ersten Datenschnittstelle (13) belegten standardmäßigen Datenschnittstelle (3) am herkömmlichen Computer (1) übereinstimmenden Funktionalität aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die zweite Datenschnittstelle (25) so ausgeführt ist, daß jeweils eine wei-
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tere programmierbare Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (21,23) über deren erste Datenschnittstelle (13) kaskadenartig anschließbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die kaskadenartig verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtungen (19,21,23) weitere Mittel aufweisen, welche eine gegenseitige Zugänglichkeit der Betriebsmittel der verbundenen Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (19,21,23) untereinander ermöglichen. 10
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 4 bis 6, wobei zur ersten und zweiten Datenschnittstelle (13,25) gehörige Steckverbinder auf gegenüberliegenden Außenseiten eines Gehäuses der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (19,21,23) angebracht sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Gehäuse der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (19,21,23) eine der Form eines Steckverbinders der Datenschnittstelle (3) des herkömmlichen Computers (1) annähernd entsprechende Querschnittsfläche aufweist.
9. Vorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen 7 und 8, wobei die zur ersten und zweiten Datenschnittstelle (13,25) gehörigen Steckverbinder an den Außenseiten des Gehäuses der Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (19,21,23) angebracht sind, deren Form annähernd der Querschnittsfläche des Steckverbinders der Datenschnittstelle (3) des herkömmlichen Computers (1) entspricht.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer separaten Schnittstelle (11) zum Anschluß an einen externen Feldbus (27).
11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Meß-, Steuer- und Regeleinrichtung (19,21,23) nach
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einer anwendungsabhängigen Programmierung von deren Ein- und Ausgängen {5,9,11) mittels des herkömmlichen Computers (1) getrennt vom Computer (1) funktionsfähig ist.
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