DE4000295A1 - Diagnosesystem fuer eine digitale steuereinrichtung - Google Patents
Diagnosesystem fuer eine digitale steuereinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Diagnosesystem für eine digitale
Steuereinrichtung einer Druckmaschine.
Die Steuerung von Druckmaschinen mit Hilfe von digitalen
Steuereinrichtungen umfaßt häufig auch Funktionen, bei
welchen Fehler zu erheblichen materiellen Schäden oder sogar
zu Gefährdungen von Personen führen können. Insbeondere bei
komplexen Strukturen von Steuereinrichtungen werden deshalb
sehr hohe Anforderungen auch an die Zuverlässigkeit
einzelner Systemkomponenten gestellt.
Trotzdem können innerhalb der Steuereinrichtung, im Bereich
der Sensoren und Stellglieder, welche die Steuereinrichtung
mit der Druckmaschine verbinden, und bei der Druckmaschine
Fehler auftreten. Außerdem ist es bei Druckmaschinen
wichtig, aufgetretene Fehler möglichst schnell und mit dem
am Ort der Druckmaschine vorhandenen Personal zu beheben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein
Diagnosesystem für eine digitale Steuereinrichtung einer
Druckmaschine anzugeben, das eine sichere Erkennung und
Anzeige von Fehlern gestattet. Außerdem sollen Fehler
möglichst auch dann erkennbar sein, wenn ein die Überwachung
an sich durchführender Prozessor ausfällt. Schließlich ist
bei Fehlern, welche lediglich sporadisch auftreten oder bei
Fehlern, die zum Ausfall der Steuereinrichtung führen, eine
nachträgliche Diagnose erforderlich.
Das erfindungsgemäße Diagnosesystem ist dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Prozessor vorgesehen ist
mit einem Programm zum Testen von Baugruppen der
Steuereinrichtung und zur Überwachung von Parametern während
des Betriebs der Druckmaschine und daß Ergebnisse der Tests
und der Überwachung der Parameter angezeigt und/oder
gespeichert werden. Vorzugsweise nimmt der Prozessor ferner
Steuerungsaufgaben wahr.
Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit sind gemäß einer
Weiterbildung zwei Prozessoren zum Testen und Überwachen
vorgesehen, die außer ihnen jeweils zugeordneten Baugruppen
auch den jeweils anderen Prozessor und Mittel zur
Kommunikation zwischen den Prozessoren testen und
überwachen.
Da bei Druckmaschinen häufig ohnehin eine Aufteilung der
Steuerungsaufgaben auf zwei Prozessoren erfolgt, ist gemäß
einer anderen Weiterbildung der Erfindung eine
wirtschaftliche und sichere Überwachung dadurch möglich, daß
in der Steuereinrichtung für verschiedene Steuerungsaufgaben
zwei Prozessoren vorgesehen sind, welche ferner ihnen
jeweils zugeordnete Baugruppen und den jeweils anderen
Prozessor und Mittel zur Kommunikation zwischen den
Prozessoren testen und überwachen.
Bei dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem können einerseits
Daten ausgewertet werden, die beim Betrieb der Druckmaschine
ohnehin vorliegen, beispielsweise Ausgangssignale von
Sensoren wie Drehzahlsensoren oder Papiersensoren. Derartige
Daten werden im folgenden als Betriebsparameter bezeichnet.
Das erfindungsgemäße Diagnosesystem wertet auch Daten aus,
welche in Testprogrammen entstehen, wie beispielsweise bei
an sich bekannten Programmen zum Testen von Speichern oder
Prozessoren. In derartige Tests können auch
Betriebsparameter einbezogen werden, beispielsweise in Form
von Soll/Ist-Vergleichen oder sogenannten
Plausibilitätsprüfungen. Die Ergebnisse derartiger Tests -
im folgenden Testergebnisse genannt - werden nachfolgend im
Falle von Fehlern als Fehlermeldungen bezeichnet.
Um eine sichere Anzeige von Fehlermeldungen zu ermöglichen,
ist gemäß einer anderen Weiterbildung vorgesehen, daß
mindestens einer der Prozessoren einen Ausgang für
Fehlermeldungen unter Umgehung eines Bussystems aufweist.
Vorteilhaft ist dabei, daß jeder der Prozessoren auf einer
eigenen Systemkarte angeordnet ist und daß die Prozessoren
unabhängig voneinander mit mindestens je einer
Anzeigeeinrichtung verbunden sind.
Andere Weiterbildungen der Erfindung beschäftigen sich mit
dem Speichern von Informationen, welche für Reparatur- und
Wartungsarbeiten wichtig sind. Dabei ist im wesentlichen
eine nichtflüchtige Speicherung vorgesehen, um wichtige
Daten auch nach dem Abschalten der Druckmaschine bzw. der
Steuereinrichtung auswerten zu können. Dazu können je nach
Ausführungsform der Erfindung Fehlermeldungen,
Testergebnisse oder Betriebsparameter gespeichert werden.
Vorzugsweise können die Daten derart gespeichert werden, daß
sich die jeweils neuesten Daten in einem nichtflüchtigen
Speicher befinden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer digitalen Steuereinrichtung
für eine Druckmaschine mit einem erfindungsgemäßen
Diagnosesystem und
Fig. 2 ein Flußdiagramm eines bei dem Ausführungsbeispiel
verwendeten Programms.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung sind zwei
Prozessoren (Rechner) 1, 2 vorgesehen, von denen jeweils
einer auf einer Systemkarte angeordnet ist. Der Rechner 1
dient zur zentralen Steuerung der Druckmaschine, während der
Rechner 2 im wesentlichen zur Steuerung des Hauptantriebs
dient. In an sich bekannter Weise verfügt jeder Rechner 1, 2
über einen Mikroprozessor 3, 4 und weitere Baugruppen, wie
beispielsweise Arbeitsspeicher, Programmspeicher und
internes Bussystem, deren Erläuterung zum Verständnis der
vorliegenden Erfindung jedoch nicht erforderlich ist.
Außer diesen Baugruppen sind jedoch auf den Rechnerkarten
nichtflüchtige Speicher 5, 6 vorgesehen, welche
Testergebnisse, Betriebsdaten und Fehlermeldungen, die zu
einer späteren Auswertung erforderlich sind, über ein
Abschalten oder über einen Defekt der Steuereinrichtung
hinaus speichern. Im Falle von Fehlermeldungen, welche nicht
zu einem Ausfall der Steuereinrichtung bzw. des betroffenen
Rechners führen, können mehrere Fehlermeldungen
gegebenenfalls mit anderen aussagefähigen Testergebnissen
und Betriebsparametern abgespeichert werden.
Dadurch, daß in jedem der Rechner 1, 2 ein nichtflüchtiger
Speicher 5, 6 vorgesehen ist, können Fehlermeldungen auch
dann ausgewertet werden, wenn die entsprechende Karte aus
der Steuereinrichtung entfernt und beispielsweise zu
Reparaturzwecken beim Hersteller oder einem Wartungsbetrieb
ist.
Die Rechner 1, 2 sind an einen Systembus 7 angeschlossen,
der ferner mit einer Ein/Ausgabeeinheit 8 und einem
Kommunikationsspeicher 9 verbunden ist. Der
Kommunikationsspeicher 9 dient zum Austausch von Daten
zwischen den Rechnern 1, 2 derart, daß der jeweils
empfangende Rechner aus dem Kommunikationsspeicher 9
diejenigen Daten abruft, die der sendende Rechner zuvor
eingeschrieben hat. Darüberhinaus können im
Kommunikationsspeicher 9, der dann als nichtflüchtiger
Speicher ausgebildet ist, auch Testergebnisse und
Fehlermeldungen abgelegt werden. Diese können dann von
beiden Rechnern 1, 2 ausgelesen werden.
An die Ein/Ausgabeeinheit 8 sind über Eingänge und Ausgänge
10 Sensoren und Stellglieder angeschlossen, wie es
beispielsweise in der Patentanmeldung P 36 42 500.1 der
Anmelderin beschrieben ist.
Zur Anzeige der beim Betrieb der Druckmaschine auftretenden
Daten ist eine zentrale Anzeigeeinheit 11 an den Rechner 1
über eine serielle Schnittstelle 12 angeschlossen. Bei dem
erfindungsgemäßen Diagnosesystem werden die Schnittstelle 12
und die Anzeigeeinheit 11 außerdem zur Anzeige von
Fehlermeldungen benutzt. Weitere Anzeigeeinheiten 13, 14
sind über serielle Schnittstellen 15, 16 mit der
Ein/Ausgabeeinheit 8 verbunden und dienen ebenfalls außer
zur Anzeige von betriebsmäßigen Daten zur Anzeige von
Fehlermeldungen.
Der Rechner 2 zur Steuerung des Hauptantriebs ist mit einer
Steuerkarte 17 für den Hauptantrieb verbunden, an welche
über eine Leistungsstufe 18 der Motor 19 des Hauptantriebs
angeschlossen ist. Die Steuerkarte 17 weist außerdem eine
Verbindung zum Systembus 7 auf, so daß beispielsweise der
Rechner 1 den Zustand der Leistungssteuerkarte 17 abfragen
kann. Zur Spannungsversorgung der digitalen
Steuereinrichtung sind mehrere Netzgeräte vorgesehen, von
denen in Fig. 1 lediglich zwei Netzgeräte beispielhaft
dargestellt sind. Aus Sicherheitsgründen ist vorgesehen, daß
der Rechner 1 und die zentrale Anzeigeeinheit 11 an einem
ersten Netzgerät 20 und der Rechner 2, die
Ein/Ausgabeeinheit 8 und die weiteren Anzeigeeinheiten 13,
14 an einem zweiten Netzgerät 21 angeschlossen sind.
Durch die Verwendung einer vom Systembus 7 unabhängigen
Verbindung zwischen dem Rechner 1 und der zentralen
Anzeigeeinheit 11 und durch die Verwendung eines separaten
Netzgerätes 20 für diese Baugruppen ist eine Anzeige auch
solcher Fehler möglich, die Datenströme zu einer der
Anzeigeeinheiten oder auf dem Systembus verhindern. Für die
Mikroprozessoren 3, 4 sind Programme vorgesehen, welche
weitgehende Tests und Überwachungen ermöglichen. Unter
anderem werden der jeweils andere Mikroprozessor sowie der
Kommunikationsspeicher 9 von jedem Mikroprozessor überwacht.
Dabei können die Test- und Überwachungsprogramme derart
flexibel gestaltet sein, daß in Abhängigkeit von den
jeweiligen Testergebnissen mehr oder weniger Tests
durchgeführt werden. So kann beispielsweise im Normalbetrieb
vorgesehen sein, daß jeder der Mikroprozessoren 3, 4 außer
einem Teil der Baugruppen der Steuereinrichtung den anderen
Mikroprozessor testet. Fällt der andere Mikroprozessor
jedoch aus, so testet der noch arbeitsfähige Mikroprozessor
auch die bisher von dem anderen Mikroprozessor getesteten
Baugruppen.
Zweckmäßigerweise werden nach dem Einschalten der
Steuereinrichtung bzw. solange die Druckmaschine selbst noch
nicht in Betrieb ist im Rahmen einer Initialisierung
eingehende Tests der einzelnen Komponenten durchgeführt.
Ergänzend werden dann während des Betriebs der Druckmaschine
die Betriebsparameter überwacht. Dadurch können auch Fehler
erkannt werden, die nur bei laufender Druckmaschine
feststellbar sind.
Durch geeignete Leitungsschleifen oder durch Überwachung von
Signalen, die auf den jeweiligen Karten ständig vorhanden
sind (beispielsweise Taktsignale), ist eine ständige Prüfung
von Steckverbindungen möglich.
Das Flußdiagramm gemäß Fig. 2 zeigt wesentliche Teile eines
Testsprogramms, das nach dem Einschalten der
Steuereinrichtung in den Mikroprozessoren 3, 4 abläuft. Nach
einem Start bei 31 erfolgt zunächst ein Selbsttest 32, der
vom jeweiligen Mikroprozessor durchgeführt wird und den
jeweiligen Rechner 1, 2 betrifft. Im Falle eines Fehlers
wird eine entsprechende Fehlermeldung bei 33 abgespeichert
und bei 34 über die serielle Schnittstelle 12 der zentralen
Anzeigeeinheit 11 (Fig. 1) zugeführt.
Hat jedoch der Selbsttest keine Fehler ergeben, wird der
Kommunikationsspeicher 9 im Programmteil 35 getestet. Dieses
erfolgt in an sich bekannter Weise durch Einschreiben und
Wiederauslesen von Informationen. Im Fehlerfall erfolgen
wieder eine Speicherung und eine Anzeige, während bei
fehlerfreiem Kommunikationsspeicher 9 ein Test des anderen
Mikroprozessors im Programmteil 36 erfolgt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird davon
ausgegangen, daß es im allgemeinen genügt, den jeweils
anderen Mikroprozessor zu testen und nicht den gesamten
anderen Rechner, da dieser bereits zuvor durch den anderen
Mikroprozessor getestet wurde.
Nach einem erfolgreichen Verlauf des Tests des anderen
Mikroprozessors werden bei 37 die Tests der weiteren
Baugruppen vorgenommen. Sind auch diese fehlerfrei, so wird
bei 38 das Testprogramm beendet, wonach Programme zur
Steuerung der Druckmaschine aktiviert werden. Dieses kann an
sich auch nach den Programmteilen Speichern 33 und Anzeigen
34 erfolgen, wenn zuvor keine Fehler festgestellt wurden,
welche einen ordnungsgemäßen Betrieb der Druckmaschine
verhindern.
Claims (20)
1. Diagnosesystem für eine digitale Steuereinrichtung
einer Druckmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
ein Prozessor (3, 4) vorgesehen ist mit einem Programm zum
Testen von Baugruppen der Steuereinrichtung und zur
Überwachung von Parametern während des Betriebs der
Druckmaschine und daß Ergebnisse der Tests und der
Überwachung der Parameter angezeigt und/oder gespeichert
werden.
2. Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Prozessor (3, 4) ferner Steuerungsaufgaben
wahrnimmt.
3. Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Prozessoren (3, 4) zum Testen und Überwachen
vorgesehen sind, die außer ihnen jeweils zugeordneten
Baugruppen (1, 2) auch den jeweils anderen Prozessor (4, 3)
und Mittel zur Kommunikation (7, 9) zwischen den Prozessoren
testen und überwachen.
4. Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Steuereinrichtung für verschiedene
Steuerungsaufgaben zwei Prozessoren (3, 4) vorgesehen sind,
welche ferner ihnen jeweils zugeordnete Baugruppen (1, 2)
und den jeweils anderen Prozessor (4, 3) und Mittel zur
Kommunikation (7, 9) zwischen den Prozessoren testen und
überwachen.
5. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einer der Prozessoren (3, 4) einen Ausgang für
Fehlermeldungen unter Umgehung eines Bussystems (7)
aufweist.
6. Diagnosesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der Prozessoren (3, 4) auf einer eigenen
Systemkarte (1, 2) angeordnet ist und daß die Prozessoren
(3, 4) unabhängig voneinander mit mindestens je einer
Anzeigeeinrichtung (11; 13, 14) verbunden sind.
7. Diagnosesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Systemkarten (1, 2) mit den jeweils zugeordneten
Anzeigevorrichtungen (11; 13, 14) an verschiedene
Spannungsversorgungsgeräte (20, 21) angeschlossen sind.
8. Diagnosesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Anzeige von Fehlerzuständen die den normalen Ablauf
anzeigenden Anzeigeeinrichtungen (11; 13, 14) verwendet
werden.
9. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß besonders wichtige Baugruppen und Funktionen von beiden
Prozessoren (3, 4) getestet bzw. überwacht werden.
10. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß Fehlermeldungen nichtflüchtig gespeichert werden.
11. Diagnosesystem nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Auftreten einer weiteren
Fehlermeldung die bisher aufgetretene(n) Fehlermeldung(en)
in einem nichtflüchtigen Speicher (5, 6) um eine Position
weitergeschoben wird (werden).
12. Diagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die älteste Fehlermeldung aus dem nichtflüchtigen
Speicher (5, 6) in einen zusätzlichen Speicher übertragen
und zusammen mit noch älteren Fehlermeldungen gespeichert
wird.
13. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß vor und während des Auftretens von Fehlern
Betriebsparameter nichtflüchtig gespeichert werden.
14. Diagnosesystem nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß während des Betriebs vorliegende
Betriebsparameter laufend in einen nichtflüchtigen Speicher
eingeschrieben werden, daß Betriebsparameter, die länger als
eine vorgegebene Zeit zurückliegen, verlorengehen und daß
das Auftreten eines Fehlers der Zustand des nichtflüchtigen
Speichers erhalten bleibt.
15. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Einschalten zunächst ein Selbsttest der
Prozessoren (3, 4) erfolgt, daß danach nacheinander von
jeweils einem der Prozessoren (3, 4) ein zur Kommunikation
zwischen den Prozessoren dienender Schreib-Lese-Speicher (9)
getestet wird und daß nach dem Test des
Schreib-Lese-Speichers ein Test der Prozessoren (3, 4)
untereinander erfolgt.
16. Diagnosesystem nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, daß ferner dynamische Tests während des
Betriebs der Druckmaschine durchgeführt werden.
17. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Test der Prozessoren (3, 4) untereinander ein
Software-Monoflop vorgesehen ist.
18. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausfall eines Prozessors (3, 4) die an sich von dem
ausgefallenen Prozessor (3, 4) auszuführenden Tests,
Auswertungen und Anzeigen vom nicht ausgefallenen Prozessor
(4, 3) ausgeführt werden.
19. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Testergebnisse in nichtflüchtigen Speichern (5, 6)
auf jeweils den Systemkarten (1, 2) abgelegt werden, auf
welche sich die Testergebnisse beziehen.
20. Diagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß Fehlermeldungen und/oder Testergebnisse in einem
nichtflüchtigen Speicher abgelegt werden, der ferner zur
Kommunikation zwischen den Prozessoren (3, 4) dient.
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