DE69030816T2

DE69030816T2 - Serielle steuereinheit

Info

Publication number: DE69030816T2
Application number: DE69030816T
Authority: DE
Inventors: Masao K K Komatsu Sei Hagiwara; Makoto K K Komatsu Seis Takebe
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-27
Also published as: US5784308A; EP0507947B1; US5461617A; KR960013967B1; WO1991010306A1; EP0507947A4; US5587995A; EP0726665A2; EP0507947A1; DE69030816D1; KR920704479A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf serielle Steuerungen, die für ein zentralisiertes Steuersystem für verschiedene Typen von Maschinen wie Pressen, Werkzeugmaschinen, Baumaschinen, Schiffen oder Flugzeugen und für ein zentralisiertes Steuersystem unbemannter oder automatischer Transportmaschinen oder unbemannter Lagerhäuser geeignet verwendet werden können. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine serielle Steuerung, in der eine Hauptsteuerung und mehrere Knotenpunkte in Reihe in Form einer geschlossenen Schleife verbunden sind, und jeder der Knotenpunkte mit einem oder mehreren Sensoren zur Datenausgabe und ebenso mit einem oder mehreren Stellelementen zur Dateneingabe verbunden ist.
Wenn Pressen, Werkzeugmaschinen, Baumaschinen, Schiffe, Flugzeuge, unbemannte Transportmaschinen oder unbemannte Lagerhäuser zentral gesteuert werden sollen, ist eine Vielzahl von Sensoren zum Erkennen von Zuständen der jeweiligen Maschinen und eine Vielzahl von Stellgliedern zum Steuern der Zustände der jeweiligen Maschinen erforderlich. Falls solch eine Steuerung beispielsweise bei Pressen verwendet wird, beläuft sich die Anzahl solcher Sensoren und Stellelemente auf mehr als 3.000; und in dem Fall anderer Maschinen wird die Anzahl größer als 3.000.
Es wurde ein zentralisiertes Steuersystem zum zentralisierten Steuern solcher Arten von Maschinen vorgeschlagen, in denen mehrere Knotenpunkte in Reihe geschaltet sind und einer oder mehrere Sensoren und ein oder mehrere Stellelemente mit jeweils einem der Knotenpunkte verbunden sind und ferner mit einer Hauptsteuerung in Form eines Rings verbunden sind, so daß ein von der Hauptsteuerung abgegebenes Signal ein Steuern der jeweiligen Knotenpunkte bewirkt.
Falls die Knotenpunkte in Reihe auf diese Weise angeordnet sind, wird es wichtig, wie die Gleichzeitigkeit der Ausgaben der entsprechenden Sensoren und die Gleichzeitigkeit der Ausgaben der entsprechenden Stellelemente sicherzustellen ist. Wenn beispielsweise solch eine Anordnung verwendet wird, daß Adressen den jeweiligen Knotenpunkten zugeordnet werden, um die Knotenpunkte auf Basis der Adressen zu steuern, wird eine durch diese Adreßverarbeitung hervorgerufene Zeitverzögerung problematisch und es wird unmöglich, eine zufriedenstellende Gleichzeitigkeit des Sammelns von Ausgaben der Sensoren und der Steuerung der Stellelemente sicherzustellen.
Um dies zu vermeiden, haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung eine serielle Steuerung vorgeschlagen, bei der die Knotenpunkte in Reihe geschaltet sind, den jeweiligen Knotenpunkten keine Adressen zugeordnet sind und statt dessen die Knotenpunkte durch ihre Verbindungsreihenfolge identifiziert werden, wobei die Notwendigkeit der Adreßverarbeitung beseitigt, das Problem der durch die Adreßverarbeitung hervorgerufenen Zeitverzögerungen gelöst und die Anordnung der Knotenpunkte beachtlich vereinfacht werden kann.
Solche seriellen Steuerungen sind in JP-A-1 290 341 und JP-A-1 296 835 beschrieben. Die Steuerungen weisen in einer Ringstruktur angeordnete Knotenpunkte auf. Ein Blocksignal mit vorbestimmter Struktur und Länge wird zum Übertragen von Stellelement-Steuerdaten und zum Sammeln von Sensordaten erzeugt. Das Blocksignal wird von der Steuerung zu Knotensteuerungen gesendet, die eine Ringstruktur bilden. Das Blocksignal enthält alle Stellelement-Steuerdaten, die von der Steuerung des jeweiligen Stellelements gelesen werden. Sensordaten der Sensoren werden in das Blocksignal durch die jeweiligen Knotensteuerungen eingelesen. Mit dieser Anordnung ist das Übertragungsintervall stets ungeachtet der Anzahl von Sensoren und Stellelementen konstant. Aus diesem Grund benötigt dieses System ungeachtet der Größe des Systems stets ein langes Übertragungsintervall. Dies führt insbesondere bei kleinen Systemen zu einer niedrigen Datenübertragungseffizienz und einer niedrigen Echtzeit-Regelbarkeit.
Solch eine serielle Steuerung ist wie in Fig. 1 dargestellt aufgebaut.
In der Zeichnung führt eine Hauptsteuerung 100 die gesamte Steuerung der jeweiligen zu führenden Maschinen durch, wobei Sensorgruppen 1-1, 1-2, ..., und 1-N mit den jeweiligen Maschinen verbunden sind, um die Zustände der Maschinen zu erfassen, und Stellelementgruppen 2-1, 2-2, ..., und 2-N die jeweiligen Maschinen steuerbar antreiben. In dieser Anordnung sind die Sensorgruppen 1-1 bis 1-N bzw. die Stellgliedgruppen 2-1 bis 2-N mit den Knotenpunkten 10-1 bis 10-N verbunden und die Knotenpunkte 10-1 bis 10-N sind mit der Hauptsteuerung 100 in Reihe geschaltet, um eine Schleife zu bilden, die die Hauptsteuerung einschließt.
Im Betrieb des Systems werden die die Zustände der Maschinen anzeigenden Signale, die von den jeweiligen Sensoren 1-1, 1-2, ... und 1-N abgegeben werden, durch die Knotenpunkte 10-1, 10- 2, ... und 10-N zu der Hauptsteuerung 100 gesendet, um die jeweiligen Signale in der Hauptsteuerung zu sammeln und zu verarbeiten; Signale zum Antreiben der jeweiligen Stellglieder 2-1, 2-2, ... und 2-N werden in der Hauptsteuerung 100 erzeugt und dann zu den jeweiligen Stellgliedern 2-1, 2-2, ... und 2-N gesendet, um die Stellglieder 2-1, 2-2, ... und 2-N anzutreiben.
Fig. 2 zeigt die Blockstruktur eines in dem System verwendeten Datenblocksignals, wenn die Knotenpunktanzahl N fünf beträgt. Das Datenblocksignal wird von der Hauptsteuerung 100 ausgegeben, durchläuft die Knoten 10-1, 10-2, ... und 10-N und wird dann zu der Hauptsteuerung 100 zurückübertragen. Der Teil (a) von Fig. 2 zeigt das Datenblocksignal unmittelbar nachdem es von der Hauptsteuerung 100 ausgegeben wurde, die Teile (b), (c), (d) und (e) von Fig. 2 zeigen das Datenblocksignal, nachdem es von den Knoten 10-1, 10-2, 10-3 bzw. 10-4 ausgegeben wurde, und der Teil (f) von Fig. 2 zeigt das Datenblocksignal, nachdem es von dem Knoten 10-5 ausgegeben wurde (um zu der Hauptsteuerung 100 zurückgeführt zu werden, wenn N = 5 ist).
Der Inhalt der jeweiligen Signale, die die Blockstrukturen der Fig. 2 aufweisen, ist folgender:
STI; erster Startcode, der die Anfangsposition der Eingabedaten (Sensordaten) DI anzeigt;
DI; Eingabedaten;
DIq; Eingabedaten eines mit dem q-ten Knotenpunkt verbundenen Sensors;
STO; zweiter Startcode, der die Anfangsposition der Ausgabedaten (Stellelement-Antriebsdaten) anzeigt;
DO; Ausgabedaten (Stellelement-Antriebsdaten);
DOq; Ausgabedaten an das mit dem q-ten Knotenpunkt verbundene Stellelement;
SP; Stopcode, der die begrenzende Endposition eines Datenstrangs anzeigt;
CRC; Code (der Fehlerinhalte anzeigt) für die CRC-Fehlerüberprüfung an den jeweiligen Knotenpunkten;
ERR; Code, der den Fehlerinhalt und die Position anzeigt.
Von den jeweiligen in Fig. 1 dargestellten Knotenpunkten werden die Erfassungsdaten DI der mit dem Knoten verbundenen Sensoren 1 zwischen die Startcodes STI und STO hinzugefügt bzw. die Ausgabedaten DO zu den mit den zugehörigen Knotenpunkten verbundenen Stellelementen 2 von den Ausgabedaten unmittelbar nach den Startcodes STO, wie in den Teilen (d) bis (f) von Fig. 2 dargestellt, entfernt.
Demgemäß wird in diesem System das Datenblocksignal sequentiell von dem Knoten 10-1 über die Knoten 10-2, 10-3, 10-4 und zu dem Knoten 10-5 ausgebreitet, wenn solch ein Datenblocksignal, das die in dem Teil (a) von Fig. 2 gezeigten Stellelement-Steuerdaten DO enthält, von der Hauptsteuerung 100 zu dem Knotenpunkt 10-1 gesendet wird; dies hat zur Folge, daß die Stellelement-Steuerdaten DO in dem Datenblocksignal den entsprechenden Knotenpunkten zugeordnet werden und zur selben Zeit die Erfassungsdaten der Sensorgruppe, die an dem jeweiligen Knoten erhalten wurden, in das Datenblocksignal aufgenommen werden. Folglich sind in dem Datenblocksignal keine Stellelement-Steuerdaten DO enthalten, wenn das Datenblocksignal zu der Hauptsteuerung 100 zurückgeführt wird, und nur die Erfassungsdaten der Sensorgruppe sind, wie im Teil (f) von Fig. 2 dargestellt, in dem Datenblocksignal enthalten.
Mit der vorstehenden Anordnung wird üblicherweise die Sendeperiode (welche eine Zeit von der Sendestartzeit eines Datenblocksignals bis zur Sendestartzeit des nächsten Datenblocksignals ist, die im folgenden als "Abtastzeit" bezeichnet wird) eines Datenblocksignals stets in jedem System, ungeachtet des Umfangs des Systems, d. h. ungeachtet der Anzahl von Sensoren und der Anzahl von Stellelementen im System, konstant festgelegt. Die konstante Abtastzeit ist gewöhnlich festgelegt, um fur ein System mit maximaler Sensoranzahl und maximaler Stellelementanzahl geeignet zu sein. Aus diesem Grund hat das System des Standes der Technik das Problem, daß ein System mit einer geringeren Anzahl Sensoren und einer geringeren Anzahl Stellelementen ein längeres Zeitintervall zwischen einem und dem nächsten Datenblocksignal mit einer niedrigeren Datenübertragungseffizienz und einer sich verschlechternden Echtzeit-Beherrschbarkeit schafft. Ferner war das System nach dem Stand der Technik, da die Ausgabedatenlänge eines Datenblocksignals entsprechend einem System mit maximaler Stellelementanzahl unabhängig von dem Umfang des Systems festgelegt wurde, insofern nachteilig, als ein System mit einer geringeren Anzahl von Stellelementen eine geringere Datenübertragungseffizienz mit sich verschlechternder Echtzeit-Regelbarkeit schafft.
In Anbetracht solcher Umstände ist es ein Ziel der Erfindung, eine serielle Steuerung zu schaffen, die Datenübertragungen mit einer guten Übertragungseffizienz zu jeder Zeit, ungeachtet des Umfangs des Systems, verwirklichen kann.
Dieses Ziel ist durch eine serielle Steuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 erreicht.
Die serielle Steuerung ist mit einem oder mehreren Sensoren und einem oder mehreren Stellelementen versehen, die mit jeweils einem von mehreren in Reihe geschalteten Knotenpunkten verbunden sind; die mehreren Knotenpunkte sind mit einer Hauptsteuerung in der Form einer geschlossenen Schleife verbunden, welche die Hauptsteuerung einschließt; die Hauptsteuerung sendet an jedes der Stellelemente ein Datenblocksignal, das einen ersten speziellen Code, einen zweiten speziellen Code und Ausgangsdaten aufweist, wobei der Knotenpunkt Daten, die von den mit dem zugehörigen Knotenpunkt verbundenen Sensoren geliefert werden, hinter den ersten speziellen Code einfügt; Ausgangsdaten werden an die mit dem zugehörigen Knotenpunkt verbundenen Stellelemente von den hinter dem zweiten speziellen Code liegenden Stellen extrahiert; die Hauptsteuerung weist eine Übertragungseinrichtung, die vor dem Übertragen des Datenblocksignals ein Anfangsblocksignal überträgt, das den ersten speziellen Code, den zweiten speziellen Code und Daten zum Erkennen der Anzahl der Stellelemente aufweist, eine Anschluß-Bitzahl-Erkennungseinrichtung zum Erkennen einer Gesamt-Bitzahl der Sensoren und einer Gesamt-Bitzahl der Stellelemente auf der Basis des durch die mehreren Knotenpunkte empfangenen Anfangsblocksignals und eine Steuereinrichtung zum variablen Steuern eines Übertragungsintervalls des Datenblocksignals entsprechend dem Erkennungswert der Anschluß-Bitzahl-Erkennungseinrichtung auf.
Die Hauptsteuerung gibt vor der Übertragung des Datenblocksignals das Anfangsblocksignal aus, das den ersten und zweiten speziellen Code und das Signal zum Erkennen der Stellelementeanzahl enthält. Beim Empfang des Anfangsblocksignals fügt jeder Knotenpunkt ein Datensignal von den mit dem zugehörigen Knotenpunkt verbundenen Sensoren zwischen den ersten und den zweiten speziellen Code ein und extrahiert das Datensignal zu den mit dem zugehörigen Knotenpunkt verbundenen Stellelementen von hinter dem zweiten speziellen Code. Die Hauptsteuerung empfängt das Anfangsblocksignal, das auf diese Weise alle Knotenpunkte durchlaufen hat, und erkennt die Gesamtsensoranzahl auf Basis der Datenanzahl der dem ersten speziellen Code folgenden Signale. Die Hauptsteuerung erkennt ebenfalls die Gesamt-Stellelementanzahl auf der Basis der Datenanzahl der dem zweiten speziellen Code folgenden Signale. Die Hauptsteuerung steuert variabel das Übertragungsintervall des Datenblocksignals gemäß der erkannten Sensoranzahl und der Stellelementanzahl. Anders ausgedrückt verkürzt die Hauptsteuerung das Übertragungsintervall, wenn die Sensoranzahl und die Stellelementanzahl klein ist, und verlängert das Übertragungsintervall, wenn die Sensoranzahl und die Stellelementanzahl groß ist. Auf diese Weise wird die Übertragungsperiode des Datenblocksignals gemäß der Anschlußanzahl des Systems variabel gesteuert, so daß es vermieden werden kann, daß die Übertragungseffizienz geringer wird, je kleiner die Anzahl an Anschlüssen ist, wobei Echtzeitsteuerung auch bei kleinen Systemen verwirklicht werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsvorrichtung der Erfindung ist eine serielle Steuerung geschaffen, bei der ein oder mehrere Sensoren und ein oder mehrere Stellelemente mit jeweils einem von mehreren in Reihe geschalteten Knotenpunkten verbunden sind, die mehreren Knotenpunkte mit einer Hauptsteuerung in der Form einer geschlossenen Schleife verbunden sind, welche die Hauptsteuerung einschließt, die Hauptsteuerung an jedes der Stellelemente ein Datenblocksignal sendet, das einen ersten speziellen Code, einen zweiten speziellen Code und Ausgangsdaten aufweist, wobei jeder der Knotenpunkte Daten, die von den mit dem zugehörigen Knotenpunkt verbundenen Sensoren geliefert werden, hinter den ersten speziellen Code einfügt und Ausgangsdaten an die mit dem zugehörigen Knotenpunkt verbundenen Elemente von hinter dem zweiten speziellen Code extrahiert werden; die Hauptsteuerung weist eine Übertragungseinrichtung, die vor dem Übertragen des Datenblocksignals ein Anfangsblocksignal überträgt, das den ersten speziellen Code, den zweiten speziellen Code und Daten zum Erkennen der Anzahl der Stellelemente aufweist, eine Anschluß-Bitzahl-Erkennungseinrichtung zum Erkennen der Gesamt-Bitzahl der Sensoren und eine Gesamt-Bitzahl der Stellelemente auf der Basis des durch die mehreren Knotenpunkte empfangenen Anfangsblocksignals und eine Einrichtung zum Erstellen der Datenlänge der in dem Datenblocksignal enthaltenen Ausgangsdaten an die Stellelemente auf der Basis der von der Anschluß-Bitzahl-Erkennungseinrichtung erkannten Gesamt-Bitzahl der Stellelemente auf.
Da die Datenlänge des Ausgangssignals in dem Datenblocksignal durch die Gesamt-Bitzahl der Stellelemente bestimmt ist, die gegenwärtig unter Verwendung des Anfangsblocksignals erkannt werden, kann ein Verringern der Übertragungseffizienz verhindert und somit Echtzeitsteuerung auch für kleine Systeme realisiert werden.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer allgemeinen Anordnung einer seriellen Steuerung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erklärung des Übertragungszustands eines Datenblocksignals;
Fig. 3 bzw. 4 zeigen Anfangsblocksignale;
Fig. 5(a) zeigt schematisch ein Blockdiagramm einer Anordnung einer seriellen Steuerung, auf die sich die Erfindung bezieht;
Fig. 5(b) zeigt konzeptionell eine Blockstruktur eines Blocksignals;
Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 zeigt ein Diagramm zur Erklärung der Abtastperiode;
Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer Inversionsschaltung;
Fig. 10 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer Abwärtszählschaltung;
Fig. 12 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erklären der Wirkungsweise des Abwärtszählers in Fig. 11;
Fig. 13 zeigt ein anderes Beispiel der Abwärtszählschaltung;
Fig. 14 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erklären der Wirkungsweise des Abwärtszählers in Fig. 13;
Fig. 15 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren, anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 16 zeigt ein Zeitdiagramm des Blocksignals, wenn das Blocksignal regelmäßig zu der Ausführungsform von Fig. 15 mit Intervallen konstanter Periode angewendet wird;
Fig. 17 zeigt ein Zeitdiagramm der von einem fehlenden Blocksignal abhängig gemachten Blocksignale;
Fig. 18 zeigt ein Zeitdiagramm der Blocksignale, wenn das Fehlen von Blocksignalen häufig, konzentriert stattfindet und
Fig. 19 zeigt ein Blockdiagramm einer exemplarischen Modifikation der Ausführungsform von Fig. 15.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird in Bezug auf die anliegenden Zeichnungen detailliert
Fig. 6 zeigt schematisch einen Innenaufbau einer Hauptsteuerung 100 einer seriellen Steuerung von Fig. 1.
In Fig. 6 führt eine herkömmliche Sende-/Empfangsschaltung 20 übliche Operationen einschließlich der Steuerung von Sensorgruppen 1-1, 1-2, ... und 1-N sowie vorhandenen Stellelementgruppen 2-1, 2-2, ... und 2-N aus. Die herkömmliche Sende- /Empfangsschaltung 20 erzeugt detaillierter betrachtet das vorstehende Datenblocksignal (Fig. 2(a)), das die Daten DC zum Steuern der mit den jeweiligen Knotenpunkten verbundenen Stellelementgruppen 2-1, 2-2, ... und 2-N aufweist und sequentiell Datenblocksignale durch einen in seine Kontaktposition B-A geschalteten Schalter SW1 zu den Knotenpunkten 10-1, 10-2, ... und 10-N sendet. Die herkömmliche Sende-/Empfangsschaltung 20 bildet nicht den Gegenstand oder Kern der Erfindung und die zusätzliche detaillierte Erklärung von dieser ist somit weggelassen.
Wenn das System durch das Anschalten einer Energiequelle gestartet wird, erkennt eine Erkennungsschaltung 30 für das Anschalten der Energiequelle den Start des Systems und wirkt auf eine ein Anfangsblocksignal erzeugende Schaltung 40 auf Basis der Erkennung ein, um zu bewirken, daß der Schalter SW1 in seine Kontaktposition A-C geschaltet wird.
Die das Anfangsblocksignal erzeugende Schaltung 40 erzeugt, wenn sie das Erkennungssignal von der Erkennungsschaltung 30 für das Anschalten der Energiequelle empfängt, solch ein Anfangsblocksignal wie in Fig. 3 dargestellt und sendet es zu dem Schalter SW1, der in der Kontaktposition A-C angeordnet ist. Entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Datenblocksignal weist das Anfangsblocksignal einen ersten Startcode STI, einen zweiten Startcode STO, Ausgangspunktanzahl -Erkennungsdaten DO', einen Stopcode SP, einen CRC-Code und einen ERR-Code auf. Jedoch bestehen die Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO' aus einer Anzahl von A Bits, die auf "0" gesetzt sind, um das Betreiben der Stellelemente an jedem Knotenpunkt zu verhindem, wobei das Symbol A auf eine Zahl gesetzt ist, die ausreichend größer als die Anzahl aller in diesem System verwendeter Stellelemente ist. Der Fehlercode ERR ist vorgesehen, um einen vorbestimmten Fehlercode bei einem zugehörigen Knotenpunkt auszugeben, wenn der Knotenpunkt einen Fehler erkennt; die Hauptsteuerung 100 erzeugt den Fehlercode ERR, dessen Bits alle auf den Wert "0" gesetzt sind.
Entsprechend dem bereits früher erläuterten Datenblocksignal wird das Anfangsblocksignal sequentiell zu den Knotenpunkten 10-1, 10-2, 10-4 und 10-5 übertragen, durch welche die Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO' in dem Anfangsblocksignal zu den entsprechenden Knotenpunkten zugeordnet werden und die an den jeweiligen Knotenpunkten erhaltenen Erkennungsdaten der Sensorgruppe werden in das Anfangsblocksignal eingefügt, Genauer ausgedrückt, werden an jedem der jeweiligen Knotenpunkte 10-1, 10-2, ... und 10-N die Daten DI einer der zugehörigen Sensorgruppen 1-1, 1-2, ... und 1-N, die mit dem zugehörigen Knotenpunkt verbunden sind, an das Ende des ersten Startcodes STI des empfangenen Anfangsblocksignals angehängt und Daten einer der zugehörigen Stellelementgruppen 2-1, 2-2, ... und 2- N, die mit dem zugehörigen Knotenpunkt verbunden sind, werden von den Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO', die dem zweiten Startcode STO folgen, extrahiert.
Dann wird das Anfangsblocksignal, das die Knotenpunkte 10-1, 10-2, ... und 10-(N-1) durchlaufen hat und von dem Knotenpunkt 10-N ausgegeben wurde, an die Eingangsschaltung 50 der Hauptsteuerung 100 in Form eines Signals mit der in Fig. 4 dargestellten Struktur gesendet.
Die Eingangsschaltung 50 führt ihren vorbestimmten Decodiervorgang über das empfangene Anfangsblocksignal durch und legt es dann an den Schalter SW2 an.
Wenn das Anfangsblocksignal in die Empfangsseite der Hauptsteuerung 100 eingegeben wird, ist der Schalter SW2 bereits in seine Position (A-C) geschaltet, so daß das empfangene Anfangsblocksignal zu der Eingangspunktanzahl-Erkennungseinheit 60 und zu einer Ausgangspunktanzahl-Erkennungseinheit 70 gesendet wird.
Die Eingangspunktanzahl-Erkennungseinheit 60 zählt die Bitzahl E der dem ersten Startcode in dem empfangenen Anfangsblocksignal folgenden Daten DI und legt das Zählergebnis E an eine Abtastzeiterzeugungsschaltung 80 an. Der Zählwert E zeigt die Anzahl aller mit den Knotenpunkten 10-1 bis 10-N verbundenen Sensoren an.
Die Ausgangspunktanzahl-Erkennungseinheit 70 zählt die Bitzahl C der dem zweiten Startcode STO in dem empfangenen Anfangsblocksignal folgenden Daten DC, subtrahiert den Zählwert C von der Bitzahl A der Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO', wenn das Anfangsblocksignal von Fig. 3 gesendet ist, und legt sein Subtraktionsergebnis LO (A - C) an die herkömmliche Sende-/Empfangsschaltung 20 und die Abtastzeiterzeugungsschaltung 80 an. Der Zählwert LO zeigt die Anzahl aller mit den Knotenpunkten 10-1 bis 10-N verbundenen Stellelemente an.
Die herkömmliche Sende-/Empfangsschaltung 20 legt die Länge der Stellelement-Antriebsdaten DC in dem üblichen Datenblocksignal der Fig. 2 auf Basis der empfangenen Ausgangspunktanzahl LO fest.
Die Abtastzeiterzeugungsschaltung 80 legt auf Basis der empfangenen Eingangspunktanzahl E die Übertragungsperiode T (Abtastzeit) des üblichen Datenblocksignals fest, das von der herkömmlichen Sende-/Empfangsschaltung 20 (Fig. 7) gesendet wird, und steuert die Datenübertragung der herkömmlichen Sende-/Empfangsschaltung 20, so daß das Datenblocksignal mit der festgelegten Abtastzeit T übertragen wird. Eine vorbestimmte Relationsgleichung zum Vermindern der Intervallzeit t zwischen einem Datenblocksignal und dem nächsten Datenblocksignal bezüglich der verminderten empfangenen Eingangspunktanzahl E ist vorher in der Abtastzeiterzeugungsschaltung 80 festgelegt, so daß die Abtastzeiterzeugungsschaltung 80 das mit der empfangenen Eingangspunktanzahl E korrespondierende Zeitintervall t auffindet. Die Abtastzeiterzeugungsschaltung 80, die ebenso die Ausgangspunktanzahl LO empfängt, bestimmt die Länge L eines auf der Basis der empfangenen Ausgangspunktanzahl LO zu übertragenden Datenblocksignals, addiert die Grundintervallzeit t zu der Signallänge L und bestimmt (t + L) als Abtastzeit T.
Wenn das Datenblocksignal von der herkömmlichen Sende-/Empfangsschaltung 20 übertragen werden soll, sendet die Abtastzeiterzeugungsschaltung 80 ein Taktsignal Cs zu der herkömmlichen Sende-/Empfangsschaltung 20 synchron mit der vorstehend erzeugten Abtastperiode T, um das Datenblocksignal mit der erzeugten Abtastperiode T von der herkömmlichen Sende-/Empfangsschaltung zu übertragen. Selbstverständlich sind die Schalter SW1 und SW2 beide bereits in ihre Position (A-B) geschaltet, wenn das Datenblocksignal von der herkömmlichen Sende-/Empfangsschaltung 20 übertragen wird.
Auf diese Weise kann mit der Anordnung der Fig. 6 eine effiziente Datenübertragung realisiert und die Länge des Blockdatensignals automatisch festgelegt werden, da die Übertragungsperiode des Datenblocksignals gemäß der gesamten Bitzahlen der Sensoren in dem System geändert wird, sogar wenn diese Anordnung für solch ein System mit kleinen Eingangs-/Ausgangspunktanzahlen angewendet wird. Die Anordnung der Fig. 6 kann auf verschiedene Weisen geeignet modifiziert werden. Beispielsweise kann solch eine Anordnung angewendet werden, daß nur, wenn während des Erkennens der Eingangs-/Ausgangspunktanzahl mehrere Erkennungsergebnisse miteinander übereinstimmen, die Erkennungsdaten als korrekte Daten eingegeben werden. Wo die Intervallzeit t durch die Eingangspunktanzahl E in Fig. 6 vorbestimmt ist, kann die Intervallzeit t durch die Ausgangspunktanzahl LO oder durch die Eingangspunktanzahl LI und die Ausgangspunktanzahl LO festgelegt werden.
In Fig. 8 ist eine andere Anordnung der Erfindung dargestellt, die beispielsweise in der Ausgangspunktanzahl-Erkennungseinheit 70 in der Hauptsteuerung 100 der Fig. 6 verwendet wird. Detaillierter ausgedrückt, subtrahiert die Ausgangspunktanzahl-Erkennungseinheit 70 die Bitzahl C der dem zweiten Startcode STO in dem empfangenen Anfangsblocksignal der Daten DO von der Bitzahl A der Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO' während der Übertragung des Anfangsblocksignals der Fig. 3, um die Ausgangspunktanzahl LO herauszufinden; eine binäre Subtraktionsschaltung 140 der Fig. 8, die eine Minuend-Einstellschaltung 120 und eine Inversionsschaltung 130 aufweist, führt eine binäre Subtraktionsoperation über den Wert A als Minuend und den Wert C als Subtrahend durch.
Ein Abwärtszählelement 110 hat, wie in der vorstehenden Anordnung zum Erkennen der Ausgangspunktanzahl des in Fig. 1 bis 4 und Fig. 6 dargestellten Systems, eine Funktion, den Wert A, sobald er empfangen ist, um den Wert B abwärtszuzählen, um das Abwärtszählergebnis C = (A - B) zu erhalten und das Ergebnis c auszugeben.
Die Minuend-Einstellschaltung 120, in der der Wert A, der größer als ein als Abwärtszählwert B erwarteter Wert ist und bei dem sämtliche Bits den logischen Wert "1" haben, wird vorher eingestellt und sendet den eingestellten Wert A zu dem Abwärtszählelement 110. Wenn 13 (= 1101 in binärer Schreibweise) als Wert B erwartet wird, wird beispielsweise 15 (= 1111 in binärer Schreibweise) oder mehr als Wert A festgesetzt; während, wenn 4 (= 0100 in binärer Schreibweise) als Wert B erwartet wird, ebenfalls 15 (= 1111 in binärer Schreibweise) oder mehr als Wert A festgesetzt wird. D. h. der Wert A erfüllt eine Beziehung A > B und ist festgesetzt und alle Bits sind auf den logischen Wert "1" gesetzt.
Demgemäß zählt das Abwärtszählelement 110 den Wert B von dem Wert A abwärts, dessen von der Minuend-Einstellschaltung 120 empfangene Bits alle den logischen Wert "1" haben, um sein Abwärtszählresultat C (= A - B) zu erfassen, und gibt die selbe Bitzahl wie den Wert A an die Inversionsschaltung 130 der binären Subtraktionsschaltung 140 aus.
Die Inversionsschaltung 130, die Inverter aufweist, deren Anzahl der selben Bitzahl wie die Ausgabe der in Fig. 9 dargestellten Minuend-Einstellschaltung 120 entspricht, invertiert logisch durch diese Inverter alle Bits des Abwärtszählresultats C (= A - B), das von dem Abwärtszählelement 110 empfangen wurde und gibt 1er-Komplemente des Abwärtszählresultats C als logische invertierte Ausgabe aus.
Die logische invertierte Ausgabe der Inversionsschaltung 130 entspricht dem Subtraktionsergebnis B der binären Subtraktionsschaltung 140, die eine binäre Subtraktionsoperation des festgesetzten Wertes A der Minuend-Einstellschaltung 120 als einen Minuend und das Abwärtszählresultat C des Abwärtszählelements 110 als einen Substrahend durchführt, der ein Abwärtszählwert in dem Abwärtszählelement 110 ist.
D. h. in diesem Fall, da alle Bits des Minuenden A in der Minuend-Einstellschaltung 120 auf den logischen Wert "1" gesetzt sind, daß nur die logische Inversion des Substrahend C eine Erfassung des Subtraktionsergebnisses B gemäß (A - C) ergibt.
Wenn beispielsweise 15 (= 1111 in binärer Schreibweise) als 4- Bit-Minuend A festgelegt wird und der Substrahend C zwei (= 0010 in binärer Schreibweise) ist, dann ergibt die logische Inversion des Substrahends zwei eine Antwort 13 (= 1101 in binärer Schreibweise). Ferner, wenn der Substrahend C drei (= 0011 in binärer Schreibweise) ist, ergibt die logische Inversion des Substrahends drei eine Antwort zwölf (= 1100 in binärer Schreibweise). Da in diesem Fall die Beziehung A > C erfüllt ist, wird die Antwort drei stets positiv.
Fig. 10 zeigt eine Modifikation der Anordnung der Fig. 8, in welcher ein Datenlöschsystem 220 dem Teil der mehreren Knotenpunkte 10-1 bis 10-N der vorstehenden Anordnung des Systems der Fign. 1 bis 4 und 6 entspricht, wobei aber die Stellelementdaten D0 gelöscht sind; eine Dateneingabe/Ausgabeeinheit 230 und eine Löschanzahl-Erkennungsschaltung 240 entsprechen einem Teil der Schaltungen der Hauptsteuerung 100.
Somit löscht das Datenlöschsystem 220 bei Empfang der Datenbits A die Datenbits B (B < A) von den Datenbits A und gibt die Datenbits C aus (= A - B). Währenddessen führt die Dateneingabe/Ausgabeeinheit 230 auf der Seite der Hauptsteuerung 100 hauptsächlich Eingabe-/Ausgabesteuerung von Daten durch und die Löschanzahl-Erkennungsschaltung 240 erkennt die in dem Datenlöschsystem 220 zu löschende Löschanzahl B.
Eine die Ausgabendatenanzahl einstellende Schaltung 250 stellt die Datenlänge A der Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO' in dem zu dem Datenlöschsystem 200 zu sendenden Anfangsblocksignal der Fig. 3 ein. In dem dargestellten Beispiel ist der Wert A, der größer als der als Löschanzahl B erwartete Wert ist und dessen Bits alle den logischen Wert "1" haben, vorher in der die Ausgabeanzahl einstellenden Schaltung 250 eingestellt und wird zu der Datenausgabeeinheit 260 gesendet. Beispielsweise wird 13 (= 1101 in binärer Schreibweise) als Wert B erwartet, 15 (= 1111 in binärer Schreibweise) oder 31 (= 11111 in binärer Schreibweise) ist als Wert A eingestellt. D. h. der Wert A erfüllt die Beziehung A > B und alle Bits sind auf den logischen Wert "1" gesetzt.
Die Datenausgabeeinheit 260 erzeugt das Anfangsblocksignal, das die Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO' enthält, deren Anzahl dem empfangenen festgesetzten Wert A entspricht, und gibt es zu dem Datenlöschsystem 220 aus. Das Datenlöschsystem 220 löscht wie vorstehend beschrieben die Datenbits B (B < A) von den empfangenen Datenbits A, um die verbleibenden Datenbits C (= A - B) zu erhalten, und gibt an die Dateneingabeeinheit 270 solch ein Blocksignal aus, das die Datenbits C der Daten DC wie in Fig. 4 dargestellt enthält.
Die Dateneingabeeinheit 270 steuert den Vorgang des Abwärtszählers 280 auf Basis der Datenlänge C (= A - B) der in dem empfangenen Blocksignal verbleibenden Daten DO; dies wird unten detailliert erläutert.
Der Abwärtszähler 280 führt seinen Abwärtszählvorgang durch, um die Datenlänge C der in dem empfangenen Blocksignal verbleibenden Daten DO von der Datenlänge A der in der Ausgabedatenanzahl einstellenden Schaltung 250 eingestellten Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO' abwärts zu zählen, um die Löschanzahl B an dem Datenerkennungssystem herauszufinden, d. h. der Abwärtszähler 280 erkennt die Löschanzahl B unter der Steuerung des Betriebs der Dateneingabeeinheit 270. Die innere Struktur des Abwärtszählers 280 ist in Fig. 11 dargestellt.
Der Abwärtszähler 280 von Fig. 11, der (n + 1) Bitausgänge X0 bis Xn hat, weist eine Abwärtszähllogikeinheit 85 und (n + 1) Flip-Flops 9-0 bis 9-n auf. Die Bitzahl (n + 1) des Abwärtszählers 280 ist gleich der Bitzahl des Werts A.
Die Abwärtszähllogikeinheit 85 hat logische Schaltungen, um ihre vorbestimmten logischen Abwärtszählvorgang über die jeweiligen Ausgabe-Bits X0 bis Xn durchzuführen. Ausgaben der Flip-Flops 9-0 bis 9-n werden zu den jeweiligen logischen Schaltungen zurückgeführt. Die Abwärtszähllogikeinheit 85 wählt den nächsten Abwärtszählwert aus, wenn ein Taktfreigabesignal CKE hoch (H) wird, und wählt den gegenwärtigen Abwärtszählwert aus, wenn sich das Taktfreigabesignal an einem niedrigen Niveau (L) befindet. Die Ausgaben der Abwärtszähllogikeinheit 85 werden den Flip-Flops 9-0 bis 9-n zugeführt. Die Flip-Flops 9-0 bis 9-n werden durch ein Setzsignal SET initialisiert, und verriegeln danach die Ausgaben der Abwärtszähllogikeinheit 85 synchron mit der Periode eines Taktsignals CK ein, um sequentiell die Anfangssetzwerte synchron mit der Periode des Taktsignals CK abwärts zu zählen. D. h. die Periode eines Taktsignals CK entspricht der zu zählenden Datenangabe und die Abwärtszähldauer ist durch das Taktfreigabesignal CKE festgelegt. Aus diesem Grund zählt der Abwärtszähler 280 den Anfangssetzwert während des hohen Niveaus des Taktfreigabesignals CKE um eine Zahl, die der Taktzahl des Taktsignals CK entspricht, abwärts
Mit solch einer Anordnung wird das Datenlöschsystem 220 wie folgt betrieben, um die Datenlöschanzahl B herauszufinden.
a) Vor dem Herausfinden der Datenlöschanzahl B wird das mitialisierende Signal SET von der Dateneingabeeinheit 270 an den Abwärtszähler 280 übermittelt, so daß die Ausgänge der Flip-Flops 9-0 bis 9-n des Abwärtszählers 280 auf den logischen Wert "1" initialisiert sind.
b) Danach wird das Anfangsblocksignal, das die Datenbits A der Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten DO' enthält, die durch die Ausgangsdatenanzahl einstellende Schaltung 250 auf "1" gesetzte Bits enthält, von der Datenausgabeeinheit 260 an das Datenlöschsystem 220 ausgegeben, wo die Datenbits B gelöscht werden, um die Datenbits C der verbleibenden Daten DO zu erhalten. Sobald die Dateneingabeeinheit 270 das Anfangsblocksignal, das die Datenbits C der verbleibenden Daten DO enthält, von dem Datenlöschsystem 220 empfangen hat, erkennt sie den zweiten Startcode STO davon, wie in den Teilen (a) und (b) von Fig. 2 dargestellt, hebt das Taktfreigabesignal auf sein hohes Niveau, während es durch eine Zeit, die der Länge des Stopcodes SP zu dem Zeitpunkt der Erkennung des zweiten Startcodes STO entspricht, verzögert wird, und senkt das Taktfreigabesignal auf sein niedriges Niveau zu einem Zeitpunkt der Wahrnehmung des Stopcodes ST. D. h. das Taktfreigabesignal CKE befindet sich während einer Zeit auf hohem Niveau, die der Anwesenheit von Datenbits C der verbleibenden Daten DO in dem von dem Datenlöschsystem 220 empfangenen Anfangsblocksignal entspricht (Teil (d) von Fig. 12).
c) Demgemäß wählt die Abwärtszähllogikeinheit 85 den nächsten Abwärtszählwert nur während des hohen Niveaus des Taktfreigabesignals CKE aus. Da die Flip-Flops 9-0 bis 9- n des Abwärtszählers 280 das Taktsignal CK (Teil (c) von Fig. 12) empfangen, zählt andererseits der Abwärtszähler 280 den Anfangssetzwert A (alle Stellen haben den Wert 1) um eine Zahl C, die der Anzahl der Taktimpulse in dem Taktsignal CK während des hohen Niveaus des Taktfreigabesignals CKE entspricht, abwärts, d. h. eine Subtraktionsoperation von (A - C) wird durchführt, um die Löschanzahl B in dem Datenlöschsystem herauszufinden.
Mit anderen Worten zählt der Abwärtszähler 280 direkt die empfangene Datenanzahl C von der Ausgabedatenanzahl A abwärts, um die unbekannte Anzahl B herauszufinden, wobei das Subtraktionsglied in dem Stand der Technik eliminiert werden kann; alle Bits des Anfangswerts A sind in dem Abwärtszähler auf 1 gesetzt, wodurch das Erfordernis einer Schaltungskonfiguration zum Laden des Anfangswerts bezüglich des Abwärtszählers 280 eliminiert werden kann und diese Initialisierung nur durch Einstellen des Abwärtszählers 280 erzielt werden kann.
Fig. 12 zeigt eine Modifikation der Schaltung von Fig. 11, bei der die Operation zum Einstellen des Anfangswertes des Abwärtszählers 280 nicht durch das Setzsignal SET, sondern durch ein Rücksetzsignal RST erzielt wird. Demgemäß werden die jeweiligen Bits X0 bis Xn alle auf einen logischen Wert "0" mitialisiert, wenn der Abwärtszähler 280 seinen Anfangswert annimmt.
Währenddessen hebt die Dateneingabeeinheit 270 das einen Takt ermöglichende Signal CKE auf sein hohes Niveau, nur während einer Zeit, die (einer Zeit, während der die verbleibenden Daten DC (0 in Bitzahl) in dem von dem Datenlöschsystem 220 empfangenen Anfangsblocksignal vorliegt) + (einer Dauer, die einer Periode des Taktsignals entspricht) entspricht, wobei die Abwärtszahllogikeinheit 85 seinen Abwärtszählvorgang während einer Zeitperiode, die (C + 1) Datenbits entspricht, durchführt.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform ist die die Ausgabendatenanzahl einstellende Schaltung 250 eingestellt, um ein Anfangsblocksignal zu senden, das die Ausgangspunktanzahl-Erkennungsdaten D0' enthält, wobei die Datenbits A alle auf "1" gesetzt sind.
In diesem Fall führt der Abwärtszähler 280 seinen Abwärtszählvorgang von Bits mit dem Anf angswert "0" bei einer Anzahl von (C + 1), die der Anzahl Takte in dem Taktsignal CK während des hohen Niveaus des Taktfreigabesignals CKE entspricht, durch, was dazu führt, daß ein Subtraktionsvorgang von (A - C) ausgeführt wird, um die Löschanzahl B in dem Datenlöschsystem herauszufinden. Dies ist der Fall, weil ein durch eins von einem Anfangssetzwert, bei dem sämtliche Bits den Wert "0" haben, abwärts gezählter Wert sämtliche Bits mit dem Wert "1" hat und somit das Abwärtszählen durch (C + 1) von dem Anfangssetzwert bedeutet, den Wert C von der Ausgangsdatenanzahl A, die sämtlich "1" sind, abwärtszuzählen.
Die Struktur von Fig. 8 oder Fig. 10 wird nicht nur für das System der Fign. 1 bis 4 verwendet, sondern kann auch für solche andere, beliebige Systeme verwendet werden, bei denen Datenbits A der Eingangsdaten durch unbekannte Datenbits B (B < A) verringert werden, um Datenbits C (A - B) auszugeben.
In Fig. 15 ist ein Blockdiagramm einer Anordnung eines Unterbrechungslinien-Erkennungszeiteinstellers 340 in jedem der Knotenpunkte 10-1 bis 10-n in einer seriellen Steuerung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Der Unterbrechungslinien-Erkennungszeiteinsteller 340 der Fig. 15 weist eine synchrone Code-Erkennungsschaltung 341 zum Empfangen des Datenblocksignals von dem vorherigen Abschnitt des Knotenpunkts oder von der Hauptsteuerung 100 auf, wobei die synchrone Codeerkennungsschaltung 341 einen synchronen Code (z. B. den Startcode STI in Fig. 2) wahrnimmt, der den Kopfteil des Eingangssignals anzeigt und ein synchrones Code-Erkennungssignal A ausgibt, das für eine Zeit, die einer Bitlänge der Daten zur Erkennungszeit entspricht, auf seinem logischen Niveau "1" ist; eine Verzögerungsschaltung 342 zum verzögern des von der synchronen Code-Erkennungsschaltung 341 empfangenen synchronen Code-Erkennungssignals A um eine einem Datenbit entsprechende Zeit und zum Ausgeben eines Löschsignals B, das dem verzögerten synchronen Code-Erkennungssignals entspricht; einen Abtastzeiterkennungszähler 343 zum Zählen der Anzahl der Impulse in dem Taktsignal und zum Löschen seines gezählten Wertes, immer wenn das Löschsignal B empfangen wird; fünf Verriegelungsschaltungen 344 bis 348 zum sequentiellen Verriegeln des Zählwerts des Abtastzeiterkennungsteiles 343, wenn das synchrone Code-Erkennungssignal A empfangen wird, um eine Zeit von dem Empfang des vorherigen Datenblocksignals bis zu dem Empfang des nächsten Datenblocksignals fünfmal nacheinander zu messen; eine Beurteilungsschaltung 349 zum Beurteilen der Abtastzeit (die sich von der Knotenseite aus betrachtet auf die Periode des Datenblocksignals bezieht und die mit der Übertragungsperiode an das von der Hauptsteuerung 100 ausgegebenen Anfangsblocksignals übereinstimmt) des Blocksignals auf Basis der an den Verriegelungsschaltungen 344 bis 348 nacheinander fünfmal gemessenen Zeiten; eine Abtastzeitverriegelungsschaltung 350 zum Verriegeln der an der Beurteilungsschaltung 349 beurteilten Abtastzeit; eine Unterbrechungslinie-Erkennungszeiteinstellschaltung 351 zum Einstellen einer Unterbrechungslinien-Erkennungszeit, die einen unterbrochenen Zustand in der Signallinie zwischen dem zugehörigen Knotenpunkt und dem vorherigen Knotenabschnitt auf Basis der an der Abtastzeitverriegelungsschaltung 350 verriegelten Abtast zeit erkennt; ein Unterbrechungslinien-Erkennungszähler 352 zum Zählen der Anzahl von Impulsen in dem Taktsignal, wobei der Zähler 352 jedesmal, wenn er das synchrone Code-Erkennungssignal A empfängt, seinen Zählwert löscht, um eine Zeit von dem Empfang des vorherigen Datenblocksignals bis zu dem Empfang des nächsten Datenblocksignals zu messen; und eine Vergleichsschaltung 353, um sequentiell die an der Unterbrechungslinien-Erkennungszeiteinstellschaltung 351 eingestellte Unterbrechungslinien-Erkennungszeit mit der an dem Unterbrechungslinien-Erkennungszähler 352 gemessenen Zeit zu vergleichen und um ein Unterbrechungslinien-Erkennungssignal auszugeben, das ein Auftreten einer Unterbrechungslinie in der Signallinie oberhalb des zugehörigen Knotenpunkts anzeigt, wenn die gemessene Zeit die Unterbrechungslinien-Erkennungszeit übersteigt.
Mit solch einer Anordnung soll ein Datenblocksignal FL mit einer vorbestimmten regelmäßigen Übertragungsperiode Ts wie in Fig. 16 dargestellt für die synchrone Code-Erkennungsschaltung 341 verwendet werden. Dann erkennt die synchrone Code-Erkennungsschaltung 341 beispielsweise den Startcode STI in dem Datenblocksignal FL zu einem Zeitpunkt t1, zu einem Zeitpunkt t3 nach Ablauf der Periode Ts von dem Zeitpunkt t1 bzw. zu einem Zeitpunkt t5 nach Ablauf der Periode Ts von dem Zeitpunkt t3 und gibt ein Unterbrechungslinien-Code-Erkennungssignal aus, das für einen Zeitpunkt, der einem Datenbit zu dem jeweiligen Zeitpunkt entspricht, auf sein logisches Niveau "1" gehoben wird. Währenddessen verzögert die Verzögerungsschaltung 342 das Unterbrechungslinien-Code-Erkennungssignal um den Zeitpunkt, der einem Datenbit entspricht, und gibt ein Löschsignal B aus, das für eine Zeit auf das logische Niveau "1" gehoben wird, die einem Datenbit zu den Zeitpunkten t2, t4 bzw. t6 nach dem Ablauf der Zeit eines Daten-Bits von den Zeitpunkten t1, t3 und t5 entspricht. Demgemäß verriegeln die Verriegelungsschaltungen 344 bis 348 den Zählwert des Abtastzeit-Erkennungszählers 343 unmittelbar vor dem Löschen durch das Löschsignal B, d. h. die Zeiten Ts, Ts, Ts ... zu den Zeitpunkten t1, t3 bzw. t5 Die Beurteilungsschaltung 349 empfängt fünf gemessene Zeiten, die an den Verriegelungsschaltungen 344 bis 348 verriegelt wurden, und führt ihren Anpassungszeit-Beurteilungsvorgang auf der Basis dieser eingegebenen gemessenen Zeiten durch. Dieses Vorgehen kann beispielsweise auf die folgenden Weisen ausgeführt werden.
(1) Eine der fünf gemessenen Zeiten, die am häufigsten gemessen werden, wird als Abtastzeit festgelegt.
(2) Nur wenn dieselbe gemessene Zeit fünfmal erhalten wird, wird die gemessene Zeit als Abtastzeit festgelegt.
D. h. im Fall der Fig. 16, daß die am häufigsten (fünfmal) gemessene Zeit Ts als Abtastzeit in der Methode (1) festgelegt wird. Auch in der Methode (2) wird in diesem Fall die gemessene Zeit Ts als Abtastzeit festgelegt, da dieselbe gemessene Zeit (Ts) fünfmal erhalten wird.
Somit verriegelt die Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 die gemessene Zeit Ts und die Unterbrechungslinien-Erkennungszeiteinstellschaltung 351 multipliziert die Verriegelungsausgabe Ts mit einer vorbestimmten Konstante n (wie beispielsweise 4), um einen Multiplikationswert 4Ts zu erhalten, und stellt den Multiplikationswert 4Ts als Unterbrechungslinien-Erkennungszeit ein.
Daher wird die Vergleichsschaltung 353 kein Unterbrechungslinien-Erkennungssignal ausgeben, während der Unterbrechungslinien-Erkennungszähler 352 die gemessene Zeit ausgibt, die kleiner als der Wert 4Ts ist (wenn eine Zeit von dem Empfang eines vorherigen Blocksignals FL bis zu dem Empfang des nächsten Blocksignals FL kleiner als ein Wert 4T ist). Wenn der Unterbrechungslinien-Erkennungszähler 352 eine gemessene Zeit, die den Wert 4Ts übersteigt, ausgibt, gibt die Vergleichsschaltung 353 dennoch das Unterbrechungslinien-Erkennungssignal aus, das das Auftreten einer Unterbrechungslinie anzeigt. Der letzte (nicht dargestellte) Schaltungsabschnitt bezüglich des Erkennens des Unterbrechungslinien-Erkennungssignals führt Operationen durch, die die Ausgabe des Unterbrechungslinien- Erkennungssignals, das das Auftreten einer Bruchlinie an den nächsten Knotenpunkt anzeigt, einschließt. Dennoch bildet dies nicht den Hauptgegenstand der Erfindung, so daß eine detaillierte Erklärung davon weggelassen wird.
Wenn ein Kommunikationsfehler oder dergleichen auftritt, kann dies ein Fehlen eines Blocksignals FL3 zwischen den Blocksignalen FL2 und FL4 inmitten der Blocksignale FL1 bis FL6 bewirken, so daß eine der Perioden zwischen den fünf Blocksignalen nicht als originale Periode Ts gemessen werden kann, wie in Fig. 17 dargestellt. Mit anderen Worten: inmitten der fünf Verriegelungsschaltungen können die vier Verriegelungsschaltungen 344, 345, 347 und 348 die Periode Ts messen, aber die Verriegelungsschaltung 346 wird eine Zeit Ts' messen (die der zweifachen Periode Ts entspricht), die sich von der Periode Ts aufgrund des Fehlens des Blocksignals unterscheidet.
Auch wenn solch ein Fehlen des Blocksignals auftritt, führt die Beurteilungsschaltung 339 die vorstehende Operation (1) durch, die dazu führt, daß der Zählwert Ts' entfernt wird und die Periode Ts, die der am häufigsten (viermal) gemessenen Zeit entspricht, wird als Abtastzeit festgelegt.
Danach wird wie im vorstehenden Fall eine Unterbrechungslinien-Erkennungszeit 4Ts in der Unterbrechungslinien-Erkennungszeiteinstellschaltung 351 eingestellt, so daß auch nach dem Ablauf von 4Ts oder mehr von der Eingabe des vorherigen Blocksignals die Vergleichsschaltung 353 das Unterbrechungslinien-Erkennungssignal nur ausgibt, wenn das nächste Blocksignal nicht eingegeben wird.
Manchmal tritt ein konzentriertes Fehlen mehrerer Blocksignale, wie in Fig. 18 dargestellt, auf. D. h. es wird ursprünglich erwartet, daß die Blocksignale FL1 bis FL11 zu Intervallen der Periode Ts empfangen werden, aber ein Kommunikationsfehler oder dergleichen bewirkt manchmal, daß die Blocksignale FL3, FL5, FL6, FL8 und FL10 fehlen, so daß die meisten der Perioden zwischen den Blocksignalen nicht als Periode Ts gemessen werden können. In diesem Fall kann eine (344) der Verriegelungsschaltungen 344 bis 348 die Periode Ts messen, aber die anderen drei Verriegelungsschaltungen 345, 347 und 348 werden eine Zeit Ts' messen (die dem zweifachen der Periode Ts entspricht), die sich von der Periode Ts unterscheidet, und die Verriegelungsschaltung 346 wird eine Zeit Ts" messen (die dem dreifachen der Periode Ts entspricht). Daher hat die Durchführung der vorstehenden Operation (1) in der Vergleichsschaltung 349 zur Folge, daß nicht die Periode Ts, sondern die gemessene Zeit Ts', die am häufigsten (dreimal) gemessen wurde, als Abtastzeit festgelegt wird.
Aus diesem Grund wird eine sehr große Unterbrechungslinien- Erkennungszeit 4Ts' (8Ts) in der Unterbrechungslinien-Erkennungszeiteinstellschaltung 351 eingestellt, so daß die Vergleichsschaltung 353 das Unterbrechungslinien-Erkennungssignal erst nach Ablauf der Unterbrechungslinien-Erkennungszeit 4Ts', die zweimal so groß ist wie die normale Unterbrechungslinien- Erkennungszeit 4Ts, ausgibt. Dies wird vom Sicherheitsstandpunkt aus ein ernstes Problem in einigen Systemen, bei denen die serielle Steuerung angewendet wird.
Um solch eine Situation zu vermeiden, ist eine Vergleichsschaltung 354 zwischen der Beurteilungsschaltung 349 und der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 in einer Weise, wie in Fig. 19 dargestellt, vorgesehen.
Kennzeichnender beschrieben, beurteilt die Vergleichsschaltung 354, ob die in dem gegenwärtigen Kreislauf an der Abtastzeit- Verriegelungsschaltung 349 beurteilte Zeit kleiner ist, als die in dem vorherigen Kreislauf an der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 beurteilte Zeit oder nicht. Nur wenn die im gegenwärtigen Kreislauf an der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 349 beurteilte Zeit kleiner ist, als die in dem vorherigen Kreislauf an der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 beurteilte Zeit, wird der Inhalt der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 durch die an der Beurteilungsschaltung beurteilte Zeit auf den neuesten Stand gebracht. Im umgekehrten Fall, wenn die in dem gegenwärtigen Kreislauf an der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 349 beurteilte Zeit, die in dem vorherigen Kreislauf an der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 beurteilte Zeit übersteigt, wird der Inhalt der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 nicht auf den neuesten Stand gebracht und verbleibt auf der vorherigen verriegelten Zeit. Demgemäß wird, auch wenn die vorherige Verriegelungszeit an der Abtastzeit- Verriegelungsschaltung 350 der Periode Ts entspricht und mehrere Blocksignale, wie in Fig. 18 dargestellt, wiederholt fehlen, so daß die Ausgabe der Vergleichsschaltung 349 zu der Zeit Ts' wird, da die Relation Ts' > Ts erfüllt ist, die Vergleichsschaltung 354 betrieben, um das "auf den neuesten Stand bringen" des Inhalts der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 zu vermeiden und den Inhalt der Abtastzeit-Verriegelungsschaltung 350 bei dem Wert Ts beizubehalten. Folglich kann die korrekte Unterbrechungslinien-Erkennungszeit 4Ts der Unterbrechungslinien-Erkennungszeiteinstellschaltung 351 eingestellt werden und somit die Sicherheit des Systems sichergestellt werden
Wie vorstehend gemäß der vorstehenden Ausführungsformen erklärt wurde, kann die optimale Unterbrechungslinien-Erkennungszeit sequentiell und automatisch gemäß des aktuellen Systems eingestellt werden, da die Zeit von dem Erkennen des vorherigen Blocksignals bis zu dem Erkennen des nächsten Blocksignals fortlaufend fünfmal gemessen wird und die Unterbrechungslinien-Erkennungszeit variabel auf Basis dieser fünf gemessenen Zeitergebnisse eingestellt wird. Folglich können unangenehme Einstellungen der Unterbrechungslinien-Erkennungszeit auf Hardware-Basis und ein auf einem Einstellfehler in dem Stand der Technik basierendes Problem in der Erfindung eliminiert werden. Ferner kann auch, wenn das Fehlen von Blocksignalen wiederholt auftritt und eine Zeit, die größer als die herkömmliche Periode der Blocksignale ist, in den fünf gemessenen Zeitergebnissen enthalten ist, die korrekte Unterbrechungslinien-Erkennungszeit basierend auf der richtigen, in dem vorherigen Kreislauf erhaltenen Periode variabel eingestellt werden.
Obwohl die Zeit von dem Empfang des vorherigen Blocksignals bis zu dem Empfang des nächsten Blocksignals fortlaufend fünfmal gemessen wurde und die Unterbrechungslinien-Erkennungszeit auf Basis der fünf gemessenen Zeiten in den vorstehenden Ausführungsformen eingestellt wurde, ist die Erfindung nicht auf das spezielle Beispiel beschränkt, sondern solche Einstellungen können selbstverständlich auf der Basis von weniger als fünf oder mehr als fünf gemessenen Zeitresultaten ausgeführt werden. Zusätzlich ist die Unterbrechungslinien-Erkennungszeiteinstelleinrichtung nicht auf die in Fig. 15 oder 19 dargestellten Anordnungen beschränkt, sondern geeignete andere Anordnungen können ausgeführt werden, solange sie eine zu der vorstehenden äquivalente Funktion ausführen können.
Die Erfindung kann geeignet für ein System zum zentralisierten Steuern verschiedener Maschinentypen wie Pressen, Werkzeugmaschinen, Baumaschinen, Schiffe und Flugzeuge, oder für ein System zum zentralisierten Steuern unbemannter Transportmaschinen oder unbemannter Lagerhäuser angewendet werden.

Claims

1. Serielle Steuerung, bei der

- ein oder mehrere Sensoren (1-1 bis 1-N) und ein oder mehrere Stellelemente (2-1 bis 2-N) mit jeweils einem von mehreren in Reihe geschalteten Knotenpunkten (10-1 bis 10-N) verbunden sind,

- die mehreren Knotenpunkte (10-1 bis 10-N) mit einer Hauptsteuerung (100) in der Form einer geschlossenen Schleife verbunden sind, welche die Hauptsteuerung (100) einschließt,

- die Hauptsteuerung (100) an jedes der Stellelemente (2-1 bis 2-N) ein Datenblocksignal sendet, das einen ersten speziellen Kode (STI), einen zweiten speziellen Kode (STO) und Ausgangsdaten (DO) aulweist, wobei jeder der Knotenpunkte (10-1 bis 10- N) Daten, die von den mit dem zugehörigen Knotenpunkt (10-1 bis 10-N) verbundenen Sensoren (1-1 bis 1-N) geliefert werden, hinter den ersten speziellen Kode (STI) eirifligt, und

- Ausgangsdaten (DO) an die mit dem zugehörigen Knotenpunkt (10-1 bis 10-N) verbundenen Stellelemente (2-1 bis 2-N) von hinter dem zweiten speziellen Kode (STO) extrahiert werden,

gekennzeichnet durch

.- eine Übertragungseinrichtung (30, 40, SW1), die vor dem Übertragen des Daten blocksignals ein Anfangsblocksignal überträgt, das den ersten speziellen Kode (STI), den zweiten speziellen Kode (STO) und Daten (DO1) zum Erkennen der Anzahl (LO) der Stellelemente (2-1 bis 2-N) aufweist,

- eme Anschlußbitzahlerkennungseinrichtung (60) zum Erkennen der Gesamt-Bitzahl (E) der Sensoren (1-1 bis 1-N) und einer Gesamt-Bitzahl (LO) der Stellelemente (2-1 bis 2-N) auf der Basis des durch die mehreren Knotenpunkte (10-1 bis 10-N) empfangenen Anfangsblocksignals, und

- eine Steuereinrichtung (80) zum variablen Steuern eines Übertragungsintervalls (T) des Datenblocksignais entsprechend dem Erkennungswert (E, LO) der Anschlußbit zahlerkennungseinrichtung (60).

2. Serielle Steuerung, bei der

- die mehreren Knotenpunkte (10-1 bis 10-N) mit einer Rauptsteuerung (100) in der Form einer geschlossenen Schleife verbunden sind, welche die Hauptsteuerung (100) einschließt,

- die Hauptsteuerung (100) an jedes der Stellelemente (2-1 bis 2-N) ein Datenblocksignal sendet, das einen ersten speziellen Kode (STI), einen zweiten speziellen Kode (STO) und Ausgangsdaten (DO) aufweist, wobei jeder der Knotenpunkte (10-1 bis 10- N) Daten, die von den mit dem zugehörigen Knotenpunkt (10-1 bis 1 0-N) verbundenen Sensoren (1-1 bis 1-N) geliefert werden, hinter den ersten speziellen Kode (STI) einftigt, und

gekennzeichnet durch

- eine Übertragungseinrichtung (30, 40, SW1), die vor dem Übertragen des Datenblocksignals ein Anfangsblocksignal überträgt, das den ersten speziellen Kode (STI), den zweiten speziellen Kode (STO) und Daten (DO1) zum Erkennen der Anzahl (LO) der Stellelemente (2-1 bis 2-N) aufweist,

- eme Anschlußbitzahlerkennungseirrrichtung (60) zum Erkennen der Gesamt-Bitzahl (E) der Sensoren (1-1 bis 1-N) und einer Gesamt-Bitzahl (LO) der Stellelemente (2-1 bis 2-N) auf der Basis des durch die mehreren Knotenpunkte (10-1 bis 10-N) empfangenen Anfangsblocksignals, und

- eine Einrichtung zum Erstellen der Datenlänge der in dem Datenblocksignal enthaltenen Ausgangsdaten (DO) an die Stellelemente (2-1 bis 2-N) auf der Basis der von der Anschlußbitzahlerkennungseinrichtung (60) erkannten Gesamt-Bitzahl (LO) der Stellelemente (2-1 bis 2-N).