DE69120054T2 - Ausgabeverwaltungskreis für speicherprogrammierbare steuerung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgangs- Verwaltungsschaltung, die an ein programmierbares Steuersystem angepaßt ist, insbesondere an einen programmierbaren Automaten oder ein ähnliches Gerät.
• Das Patent FR-2 607 274 beschreibt eine Eingangs- Ausgangs-Verwaltungsschaltung für einen programmierbaren Automaten, das eine Eingangs-Ausgangs-Verwaltungseinheit, die mit einer Verarbeitungseinheit verbunden ist, welche den Zustand von Ausgangskanälen ausgehend vom Zustand von Eingangskanälen in Abhängigkeit von einem vorher erstellten Programm bestimmen kann, und eine Ausgangsschaltung aufweist, die einen Serien/Paralleiwandler enthält, der einerseits einen Serieneingang, der mit einem Serienausgang der Verwaltungseinheit verbunden ist, und andererseits parallele Ausgänge aufweist, die über eine Leistungsstufe mit den Ausgangskanälen verbunden sind, wobei die Ausgangsschaltung außerdem eine Steuer- und Kontroll-Logik enthält.
• Eine solche Schaltung wurde auch in den Patenten EP- 318 587 und US-4 254 473 beschrieben.
• Gemäß diesem Stand der Technik profitiert die Ausgangsschaltung nicht von der Vereinfachung und dem Platzgewinn durch Parallel-Serienschaltung von Eingangsdaten. Außerdem wäre es sehr wünschenswert, vorzusehen, daß Informationen in Bezug auf den Zustand der Ausgangskanäle, insbesondere um festzustellen, ob einer der Kanäle unterbrochen oder kurzgeschlossen ist, oder Informationen bezüglich der Abwesenheit von Spannung in Höhe der Vorschalter oder der Schaltung selbst zur Verwaltungseinheit zurückgesendet werden.
• Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, bei einem programmierbaren Steuersystem die Leitung von geeigneten Daten zu den Ausgangskanälen und die Rücksendung von auf die Ausgangsleitungen wirkenden Strom- und/oder Spannungsfehlersignalen an die Verwaltungseinheit zu vereinfachen und zuverlässige Austauschvorgänge aufrechtzuerhalten.
• Sie hat weiter zum Ziel, über eine aufsteigende und eine absteigende Serienverbindung eine Ausgangs-Verwaltungseinheit oder ggf. eine Eingangs-Ausgangs-Verwaltungseinheit und eine Ausgangsschaltung miteinander interaktiv zu verbinden, und dies mittels Rahmen, deren Format vorzugsweise einheitlich ist.
• Sie hat außerdem zum Ziel, einer örtlichen oder entfernten Ausgangs-Verwaltungsschaltung eine große Benutzungsflexibilität zu verleihen, indem sie sehr einfach gestaltet wird, damit sie in mehreren verschiedenen Betriebsmodi verwendet werden kann, insbesondere einem sogenannten "Ausgangs"-Modus und einem sogenannten "Eingangs"-Modus, oder damit sie sowohl bei logischen als auch bei analogen Verwendungen genutzt verwenden kann.
• Weiter hat sie zum Ziel, eine Ausgangs-Verwaltungsschaltung herzustellen, die gut für eine Verwendung in Form eines integrierten Schaltkreises geeignet ist.
• Zu diesem Zweck schlägt sie eine örtliche oder entfernte Ausgangs-Verwaltungsschaltung für ein programmierbares Steuersystem vor, insbesondere für einen programmierbaren Automaten, das aufweist:
• - eine Ausgangs- und ggf. Eingangs-Verwaltungseinheit, die mit einer Verarbeitungseinheit verbunden ist, welche den Zustand von Ausgangskanälen ausgehend vom Zustand von Eingangskanälen in Abhängigkeit von einem vorher erstellten Programm bestimmen kann, und
• - eine Ausgangsschaltung, die einen Serien/Parallelwandler aufweist, der einerseits einen Serieneingang, der mit einem Serienausgang der Verwaltungseinheit verbunden ist, und andererseits parallele Ausgänge aufweist, die über eine Leistungsstufe mit den Ausgangskanälen verbunden sind, wobei die Ausgangsschaltung außerdem eine Steuer- und Kontroll- Logik enthält.
• Diese Verwaltungsschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung:
• - von der Ausgangs-Verwaltungseinheit an einem ersten Serieneingang einen absteigenden Rahmen bestehend aus Datenbits und mindestens einem Kontrollbit empfängt und die Datenbits an die parallelen Ausgänge überträgt,
• - an einem zweiten Serieneingang einen aufsteigenden Eingangsrahmen empfängt, der aus einer Folge von Bits, die mindestens ein Kontrollbit enthalten, und aus Datenbits besteht, die für Stromfehler signifikant sind, welche die Gesamtheit der Eingänge und/oder Ausgänge betreffen, wobei dieser aufsteigende Rahmen in einer anderen Schaltung als der Ausgangsschaltung erstellt wird, und
• - mindestens einen Rück-Serienausgang aufweist, der über eine Serienverbindung mit der Ausgangs-Verwaltungseinheit verbunden ist, wobei die Logik so ausgebildet ist, daß sie ausgehend vom aufsteigenden Rahmen einen aufsteigenden Ausgangsrahmen erarbeitet, der mindestens ein Stromfehlerbit enthält, und diesen Rahmen zum Rück-Serienausgang leitet.
• So können die zur Verwaltungseinheit zurückgeschickten Rahmen für den offenen oder den Kurzschlußzustand einer oder mehrerer Eingangs- und/oder Ausgangsleitungen signifikante Bits aufweisen.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung
• - empfängt die Ausgangsschaltung an einem zweiten Eingang ein Signal, das für die Speisespannung der Vorschalter repräsentativ ist, die mit den Ausgangskanälen verbunden sind, und
• - weist die Ausgangsschaltung mindestens einen Rück-Serienausgang auf, der über eine Serienverbindung mit der Ausgangs-Verwaltungseinheit verbunden ist, wobei die Logik so ausgebildet ist, daß sie ausgehend vom absteigenden Rahmen und dem Signal einen aufsteigenden Ausgangsrahmen erarbeitet, der mindestens ein Stromfehlerbit enthält, und diesen Rahmen zum Rück-Serienausgang leitet.
• Die zur Verwaltungseinheit zurückgeleiteten Rahmen können so für die Abwesenheit von Speisespannung in den Vorschaltern signifikante Bits enthalten.
• Die aufsteigenden Eingangs- und Ausgangsrahmen haben vorzugsweise ein Format, das dem der absteigenden Rahmen identisch ist.
• Der Ausgangsschaltung, und insbesondere ihrer Steuerlogik, können vorteilhafterweise Konfigurationsmittel zugeordnet werden, um eine selektive Übertragung von aufsteigenden Ausgangsrahmen zum Rück-Ausgang zu gewährleisten, die entweder ausgehend von dem absteigenden Rahmen oder ausgehend vom aufsteigenden Eingangsrahmen oder ausgehend von beiden gleichzeitig erarbeitet wurden. Ebenso können Konfigurationsmittel einer logisch-analogen Anwendung vorgesehen sein, um selektiv Ausgangsklemmen der Ausgangsschaltung entweder als Ausgangskanäle für parallele Daten oder als Steuerverbindungen, die zu einer analogen Anwendung gehören, zu konfigurieren.
• Die Ausgangs-Verwaltungseinheit kann mit der Ausgangsschaltung über eine aufsteigende und eine absteigende Serienleitung und zwei Taktsignalleitungen verbunden sein, wobei diese Leitungen mit Isoliermitteln wie z.B. Lichtkopplern versehen sind. Die Bestandteile der Ausgangs-Verwaltungsschaltung nehmen so besonders wenig Platz ein und hegen in geringer Anzahl vor, insbesondre, was die Isoliermittel betrifft, was es ermöglicht, die Zuverlässigkeit der Ausgangs-Verwaltungsschaltung zu erhöhen.
• Die Besonderheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor.
• Figur 1 ist das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausgangs-Verwaltungsschaltung.
• Figur 2 zeigt genauer einen Teil der Verwaltungsschaltung aus Figur 1.
• Die Figuren 3 bis 5 zeigen schematisch die Ausgangsschaltung der Verwaltungsschaltung aus Figur 1 im Ausgangsmodus bzw. in Eingangsmodus bzw. im gemischten Ausgangs-Eingangsmodus.
• Die Figuren 6 bis 8 sind Tabellen, die die Zusammensetzung der absteigenden und aufsteigenden Eingangsrahmen und des aufsteigenden Ausgangsrahmens in den verschiedenen Ausbildungen der Schaltung zeigen.
• Figur 9 zeigt ein Tabellenelement, das die Tabelle aus Figur 6 in einer analogen Anwendung vervollständigt.
• Die Figuren 10 und 11 zeigen die Ausgangskanäle der Schaltung in einer logischen bzw. einer analogen Anwendung.
• Figur 12 zeigt die Verwaltung der Fehler, die auf die absteigenden Austauschvorgänge einwirken.
• Die in Figur 1 gezeigte Verwaltungsschaltung 10 ist Teil eines Systems zur Steuerung von Automaten, zum Beispiel eines programmierbaren Automaten. Sie ist entweder in den Automaten integriert, wenn dieser aus einem Stück ist, oder in einen Ausgangsmodul oder einen gemischten, örtlichen oder entfernten Eingangs-Ausgangsmodul, wenn der Automat aus solchen Moduln besteht. Die Schaltung 10 soll eine bestimmte Anzahl von Ausgangskanälen 11 ausgehend von Informationen steuern und kontrollieren, die von einer oder mehreren nicht dargestellten Verarbeitungseinheiten an einen elektrischen oder optischen Bus oder Raster 12 geliefert werden.
• Die Schaltung 10 enthält einerseits eine Ausgangs- Verwaltungseinheit 13, die auch verwendet werden kann, um Eingänge zu verwalten, und andererseits eine Steuer- und Kontrollschaltung 14 für die Ausgangskanäle, die nachfolgend kurz Ausgangsschaltung genannt wird. Die Einheit 13 ist mit dem Bus 12 über Daten- und Dienstleiter und mit der Schaltung 14 über weiter unten beschriebene Leiter über eine Isolierschnittstelle 15 verbunden.
• Die Ausgangsschaltung 14 enthält insbesondere einen Serien-Parallelwander 16, dem eine Steuer- und Kontroll-Logik 17 zugeordnet ist, und eine Vorverstärkerstufe 18, deren parallele Ausgänge 00-0n die Ausgangskanäle 11 bilden, auf denen Verstärker 20 eingeschoben sein können.
• Es ist anzumerken, daß die Ausgangs-Verwaltungsein heit 13 ein Taktgebersystem H aufweist, das an einem Ausgang ST ein Rahmensignal und an einem Ausgang CK ein Taktsignal liefert, das je, wie man weiter unten sehen wird, die weiterzuleitenden Rahmen und die diese Rahmen bildenden Bits taktet, sowohl in absteigender Richtung, d.h. von der Einheit 13 zur Schaltung 14, als auch in aufsteigender Richtung, d.h. von der Schaltung 14 zur Einheit 13. Die Rahmen bestehen aus Datenbits und Kontrollbits und ggf. aus Konfigurationen; ihre genaue Zusammensetzung wird in Bezug auf die Figuren 6 bis 8 beschrieben werden, aber es kann jetzt schon gesagt werden, daß die absteigenden Rahmen und die aufsteigenden Rahmen ein identisches Format und eine identische Anzahl von Datenbits aufweisen.
• Die zu leitenden absteigenden Rahmen T1 werden an einen Ausgang D0 der Einheit 13 geliefert und von dort an einen Serieneingang der Schaltung 14 übertragen; ein Eingang DI der Einheit 13 empfängt die von der Schaltung 14 kommenden aufsteigenden Rahmen T3. Die Ausgänge ST, CK und D0 der Verwaltungseinheit 13 sind mit Eingängen ST1, CK1 und 11 der Ausgangsschaltung 14 über mit Lichtkopplern 15a, 15b, 15c der Schnittstelle 15 versehene Leiter verbunden.
• Um die Rahmen T3 zu leiten, ist außerdem ein Serienausgang 0' der Schaltung 14 mit dem Eingang DI der Einheit 13 über einen mit einem Lichtkoppler 15d der Schnittstelle 15 versehenen Leiter verbunden.
• Die absteigenden Rahmen T1 werden von einem Register 19 des Serien/Parallelwandlers 16 parallelgeschaltet; die parallelen Ausgänge des Registers 19 werden an ein Pufferregister 19a (Figur 2) angelegt, das durch ein von der Logik 17 geliefertes Signal aktiviert werden kann und das selbst mit einer Phasenwahllogik 19b verbunden ist, die es den Ausgangssignalen ermöglicht, sich in Abhängigkeit von einem Signal D/I in einer positiven oder einer negativen Logik zu befinden. Die parallelen Ausgänge der Logik 19b sind mit den Eingängen der Vorverstärkerstufe 18 verbunden, die in den Figuren 1 und 2 zu sehen ist. Die n Kanäle 11 enthalten Verstärker 20, die geschützt sein können oder nicht.
• Logische Signale D/A der Auswahl einer logischen oder analogen Anwendung, E/S der Auswahl des Betriebsmodus als Eingang und/oder Ausgang, D/I der Auswahl direkter oder invertierter Ausgänge sind an die Logik 17 anlegbar. Außerdem kann ein logisches Kontrollsignal CU, das entweder der äußeren Spannungskontrolle der Vorschalter oder der inneren Spannungskontrolle des die Schaltung 14 enthaltenden Moduls zugeordnet ist, an die Logik 17 angelegt werden. Die Signale D/A, E/S, D/I und CU werden von entsprechenden Blöcken der Logik 17 verarbeitet. Geeignete Speisespannungen VDD, Vss werden an die Schaltung 14 geliefert.
• Die aufsteigenden Eingangsrahmen T2 werden von einem Parallel/Serienwandler 21 ausgehend von Daten erzeugt, die zu diesem von z.B. n parallelen Leitern 22 geleitet werden. Der Parallel/Serienwandler enthält ein Parallel-Serienregister 23, das mit den Leitern 22 verbunden ist und einen Serienausgang 24 aufweist, der mit einem zweiten Serieneingang 12 der Schaltung 14 verbunden ist. Je nachdem sind die Leiter 22 selbst mit Eingangskanälen und mit Ausgangskanälen 11 verbunden, an denen weitere Signale an sie angelegt werden.
• Die Logik 17 enthält ein Organ 25, das den Rahmen T1, den Rahmen T2 und das Signal E/S empfängt, um einen aufsteigenden Ausgangsrahmen T3 an den Serienausgang 0' der Schaltung 14 zu liefern, wobei dieser Rahmen T3 die Bits des Rahmens T1 und/oder des Rahmens T2 in Abhängigkeit von der der Schaltung 14 bei Empfang des vorhergehenden Rahmens T1 mitgeteilten Konfiguration aufnimmt.
• Jeder Rahmen T1-T3 enthält ein Paritätsbit. Bei Empfang jedes Rahmens rechnet ein Paritätskontrollbit 26, das in der Logik 17 vorgesehen ist, die entsprechende Parität nach, und bei Nichtübereinstimmung liefert es ein Signal, das sich insbesondere auf die Verwaltungseinheit 13 über den Rahmen T3 auswirkt. Jeder Rahmen T1-T3 besitzt außerdem zwei Konfigurations- und Austauschkontrollbits, die komplementär sind und deren Komplementarität von der Schaltung 14 (T1, T2) und von der Einheit 13 (T3) überprüft wird.
• Die Ausgangsschaltung 14 besitzt außerdem eine Wachvorrichtung 27, die die Aktivität des Taktsignals CK überwacht und bei einem Fehler den Rück-Ausgang 0' auf 1 zwingt und die Ausgänge 00-0n desaktiviert. Außerdem enthält die Schaltung 14 Verbindungen AT2, CK2, die mit einer anderen Schaltung verbunden sein können, um die Signale ST und CK zu übertragen oder zu empfangen.
• Die Ausgangsschaltung 14 kann so konfiguriert werden, daß sie vier Betriebsmodi annimmt: Ausgang, Eingang, gemischter Ausgang-Eingang und Test, die nachfolgend beschrieben werden. Die Logik weist zu diesem Zweck logische Konfigurationsmittel auf, die entweder von einem oder mehreren Konfigurationsbits, die in einem absteigenden Rahmen enthalten sind, oder vom oben erwähnten Signal E/S verwendet werden. Die Ausgangsschaltung 14 kann außerdem vom Signal D/A für ihre logische oder analoge Anwendung konfiguriert werden, wie man weiter unten sehen wird.
• Die Rahmen T1, T2, T3 haben das gleiche Format und enthalten 20 Bits: ein Konfigurations- B1 (T1) oder Kontrollbit (T2, T3), 16 Datenbits B2-B17, die 16 Kanälen entsprechen, die je nachdem Ausgangskanäle, Ausgangs- und Eingangskanäle oder sogar Eingangskanäle sind, zwei Konfigura tions- (T1) oder Austauschkontrollbits B18, B19 und ein Paritätsbit B20. Das bedeutet, daß man zwischen zwei Signalen ST auf 19 Signale CK trifft.
• Der absteigende Rahmen T1 (siehe Figur 6) enthält zwei Bits B1, B18, die mit dem Wert 0,0 den Eingangsmodus, mit dem Wert 1,1 den Ausgangsmodus, mit dem Wert 0,1 den Eingangs-Ausgangsmodus und mit dem Wert 1,0 den Testmodus konf igurieren. Das Bit B19 ist normalerweise immer komplementär zum Bit B18 und die Logik 17 besitzt Mittel, um diese Komplementarität zu überprüfen. Das Paritätsbit B20 des Rah mens T1 wird mit einem Paritätsbit PAR T1 verglichen, das ausgehend von B1 bis B19 vom Element 26 der Logik 17 nachgerechnet wird. Wenn ein Fehler in der Komplementarität von B18, B19, in der Parität oder der Beständigkeit des Signals CK festgestellt wird, werden die Daten des Rahmens T1 nicht in das Register 19a geladen, der Rück-Ausgang 0' bleibt während des folgenden Rahmens auf 1 gezwungen und ein innerer Fehlerzähler der Schaltung 14 wird inkrementiert.
• Der aufsteigende Eingangsrahmen T2 (siehe Figur 7) enthält ein Spannungskontrollbit B1, 16 Datenbits B2-B17, zwei komplementäre Austauschkontrollbits B18, B19 und ein Paritätsbit B20. Dieses letztere wird mit einem Paritätsbit PAR T2 verglichen, das ausgehend von den Bits B2-B17, die von T2 vom Element 26 empfangen werden, nachgerechnet wird; bei Ungleichheit wird das Bit PAR T2 invertiert und in der Position B20 in T3 eingefügt.
• Der aufsteigende Ausgangsrahmen T3 (siehe Figur 8) enthält ein Spannungskontrollbit B1, 16 Datenbits B2-B17, zwei komplementäre Austauschkontrollbits B18-B19 und ein Paritätsbit B20. Das letztere ist mit B1 bis B19 kohärent oder, falls die oben erwähnten Fehler vorliegen, invertiert. Das Spannungskontrollbit wird im Testmodus auf 1 gezwungen.
• Die Datenbits B2-B17 des Rahmens T3 sind diejenigen des Rahmens T1 - die zur Verwaltungseinheit 13 zurückgekehrt sind - im Ausgangsmodus, die des Rahmens T2 - entsprechend entweder Daten von Eingangskanälen oder Leitungskontrolldaten der Ausgangskanäle - im Eingangsmodus, oder die eines logischen UND des Rahmens T1 und des Rahmens T2 im gemischten Eingangs-Ausgangsmodus.
• Der Ausgangsmodus der Schaltung 14 (siehe Figuren 3 und 6) ist in der logischen Anwendung (oder "alles oder nichts") durch den Pegel B1 = 0, B18 = 0, B19 = 1 der Konfigurationsbits des absteigenden Rahmens T1 konfiguriert. Das Gleiten der Bits vom Rahmen T1 in das Register 19 der Ausgangsschaltung 14 erfolgt unter der Steuerung des Signals CK, und die Übertragung vom Rahmen T1 zum Register 19a wird durch das Signal ST ausgelöst.
• Der aufsteigende Ausgangsrahmen T3 hat ein Spannungskontrollbit innerhalb oder außerhalb des Moduls, das das Konfigurationsbit B1 = 0 des vorhergehenden absteigenden Rahmens T1 ersetzt. Die Bits B2-B17 von T3 sind identisch denen des vorhergehenden Rahmens T1 und können von der Verwaltungseinheit 13 verwendet werden, zum Beispiel um ein Anzeigeorgan zu verwalten. Die Bits B18 und B19 sind auf und 1 oder auf 0 und 0 positioniert, wenn der empfangene Rahmen T1 sich als fehlerhaft herausgestellt hat, und das Paritätsbit wird bei einem Paritätsfehler invertiert. Es ist anzumerken, daß bei der analogen Anwendung der Ausgangsmodus vom Signal E/S konfiguriert wird.
• Der Betriebsmodus als "Eingang" der Schaltung 14 (siehe Figuren 4 und 7) wird in logischer Anwendung durch den Pegel B1 = 1, B18 = 1, B19 = 0 der Konfigurationsbits des Rahmens T1 konfiguriert, dessen Daten wie vorher zu den parallelen Ausgangskanälen 11 übertragen werden. Der Eingang 12 der Schaltung 14 empfängt den weiter oben beschriebenen Rahmen T2. Bei der analogen Anwendung wird der Eingangsmodus durch das Signal E/S konfiguriert.
• Es ist anzumerken, daß die Eingangsdaten 14)-lis, die auf den parallelen Kanälen 22 verfügbar sind, logische Signale sind, die entweder für den Zustand mindestens eines analogen Eingangskanals oder mehrerer logischer Eingangskanäle oder für den Zustand der Leitung - offen oder kurzgeschlossen - jedes der Ausgangskanäle repräsentativ sind, deren Zustand vom vorhergehenden absteigenden Rahmen T1 bestimmt wurde.
• Der Betriebsmodus "Eingang-Ausgang" der Schaltung 14 (siehe Figuren 5 und 8) wird nur in der logischen Anwendung durch den Pegel B1 = 0, B18 = 1, B19 = 0 der Konfigurationsbits des Rahmens T1 konfiguriert, dessen Datenbits B2-B17 auch hier zu den Ausgangskanälen 11 übertragen werden. In der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform sind vier Ausgangskanäle 00-03 und vier als Ausgänge oder Eingänge konfigurierbare Kanäle 04-07 vorgesehen. Es wird angenommen, daß dieser vier letzteren Kanäle als Eingänge konfiguriert werden und daß die Ausgangsverbindungen somit über Leiter 30 und Filter- und Schwellenorgane 31 mit Eingängen I4-I7 einer Eingangs-Parallel/Serienschaltung 32 verbunden sind.
• Diese Parallel/Serienschaltung ist vorteilhafterweise von der im Patent FR-2 607 274 beschriebenen Art, bei der die Eingänge Iφ-I3 auf das Nullpotential gebracht werden. So kann der von der Eingangsschaltung 32 kommende Rahmen T2 als Bit B1 ein Spannungskontrollbit CU enthalten, das insbesondere für die Spannung der mit den Eingangskanälen verbundenen Meßsonden repräsentativ ist. Die Bits B1, B18, B19 von T2 werden ohne Veränderung in den Rahmen T3 transponiert, während die Bits B2 bis B17 von T2 in einem Organ 33 der Logik 17 in einem logischen ODER Bit für Bit mit denen des vorhergehenden Rahmens T1 kombiniert werden.
• Es ist anzumerken, daß die Verbindungen ST2, CK2 der Schaltung 14 mit Verbindungen ST2, CK2 der Schaltung 32 ver bunden sind, um ihr die Signale ST, CK zu übertragen.
• Außerdem ist in Figur 9 ein Komplement der Tabelle der Figur 6 dargestellt, das die Bedeutung der Bits B18, B19 in einer analogen Anwendung und im Ausgangsmodus der Schaltung 14 zeigt: Diese kodieren vier verschiedene Adressen, die einen Ausgang auf vier analogen Kanälen erlauben.
• Es ist besonders interessant, daß die Schaltung 14 in Form eines integrierten Schaltkreises hergestellt ist.
• Figur 10 zeigt ein Beispiel für die Topologie der Ausgangsklemmen eines integrierten Schaltkreises 14 mit sechzehn logischen Ausgängen 00-0159 Figur 11 zeigt die gleiche Schaltung, bei der acht Ausgänge 00-07 mit den Dateneingängen eines Digital-Analog-Wandlers 34 verbunden sind, dessen analoger Ausgang an ein Demultiplexerorgan 35 angelegt ist, das mittels zweiter Adressenbits A0, A1 die analoge Größe auf vier analoge Kanäle 36 übertragen kann. An den Digital-Analog-Wandler 34 sind Signale VAL-L, VAL-H angelegt, die es ermöglichen, Ausgänge mit bis zu 16 Auflösungsbits zu erhalten, und an das Demultiplexerorgan 35 wird ein Signal VAL-MUX angelegt. Die Adressensignale A0, A1 und die Dienstsignale VAL-L, VAL-H und VAL-MUX werden von der Schaltung 14 an Ausgangsklemmen 08-012 geliefert, die im logischen Modus dem Datenausgang zugehörig waren.
• Figur 12 zeigt die Verwaltung der Austauschfehler, die von der Logik 17 durchgeführt wird. Wie bereits in Bezug auf Figur 2 erklärt, enthält die Logik 17 ein Paritätskontrollelement 26 und ein Wachorgan 27, das die Aktivierung des Signals CK überwacht. Sie enthält außerdem einen Zähler 40, der bestimmt, ob zwei aufeinanderfolgende Signale ST durch neunzehn Signale CK getrennt sind, und ein Organ 41, das die Komplementarität von B18 und B19 überprüft. Hier wird nur der Teil 26 T1 des Elements 26 betrachtet, der die Parität des absteigenden Rahmens T1 überprüft.
• Jedes Organ 26, 27, 40, 41 ist so ausgebildet, daß es ein Signal D1 bzw. D2 bzw. D3 bzw. D4 aussendet, wenn es einen absteigenden Austauschfehler feststellt. Die Logik 17 bildet das logische ODER dieser Signale, um ein Fehlersignal D zu erzeugen, das zum Organ 25, welches den Rahmen T3 erarbeitet, und an eines der Parallelregister der Ausgangsschaltung 14 übertragen wird, zum Beispiel an einen Validie rungseingang des Registers 19a. Das Signal D wird außerdem an einen Fehlerzähler 42 übertragen. Wenn Das Signal D aktiviert ist, verändert das Organ 25 den Rahmen T3, indem es ihn zum Beispiel auf Null setzt, um die Einheit 13 zu benachrichtigen, während die Übertragung des Inhalts des Registers 19 zum Register 19a verhindert wird. Der Zustand der Ausgänge 11 wird also nicht verändert. Der Zähler 42 wird inkrementiert und, wenn das Signal D während des Empfangs mehrerer, zum Beispiel vier, aufeinanderfolgender Rahmen T1 aktiviert bleibt, wird sein Ausgang aktiviert und setzt die Kanäle 11 über das Register 19a oder ein anderes Organ der Ausgangsschaltung 14 auf Null.
• Selbstverständlich können Änderungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So können bestimmte Klemmen des integrierten Schaltkreises dupliziert werden. Zum Beispiel kann die gleiche Klemme am Eingang des Signals CU und des Signals E/S verwendet werden. Andererseits verwendet man in einer Einkanal-Analog-Anwendung nur zwei Bits jedes Rahmens T2 und T3, um die Information "offene Schaltung" und "Kurzschluß" zurückzusenden.

Claims (15)

1. Örtliche oder entfernte Ausgangs-Verwaltungsschaltung für ein programmierbares Steuersystem, insbesondere für einen programmierbaren Automaten, das aufweist:

- eine Ausgangs- und ggf. Eingangs-Verwaltungseinheit (13), die mit einer Verarbeitungseinheit verbunden ist, welche den Zustand von Ausgangskanälen (11) ausgehend vom Zustand von Eingangskanälen in Abhängigkeit von einem vorher erstellten Programm bestimmen kann, und

- eine Ausgangsschaltung (14), die einen Serien/Parallelwandler (16) aufweist, der einerseits einen Serieneingang, der mit einem Serienausgang der Verwaltungseinheit verbünden ist, und andererseits parallele Ausgänge aufweist, die über Leistungsstufen (18) mit den Ausgangskanälen verbunden sind, wobei die Ausgangsschaltung (14) außerdem eine Steuer- und Kontroll-Logik (17) enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (14):

- von der Ausgangs-Verwaltungseinheit (13) an einem ersten Serieneingang (11) einen absteigenden Rahmen (T1) bestehend aus Datenbits und mindestens einem Kontrollbit empfängt und die Datenbits an die parallelen Ausgänge überträgt,

- an einem zweiten Serieneingang (12) einen aufsteigenden Eingangsrahmen (T2) empfängt, der aus einer Folge von Bits, die mindestens ein Kontrollbit enthalten, und aus Datenbits besteht, die für Stromfehler signifikant sind, welche die Gesamtheit der Eingänge und/oder Ausgänge betreffen, wobei dieser aufsteigende Rahmen (T2) in einer anderen Schaltung (21, 32) als der Ausgangsschaltung (14) erstellt wird, und

- mindestens einen Rück-Serienausgang (0') aufweist, der über eine Serienverbindung mit der Ausgangs-Verwaltungseinheit (13) verbunden ist, wobei die Logik (17) so ausgebildet ist, daß sie ausgehend vom aufsteigenden Rahmen (T2) einen aufsteigenden Ausgangsrahmen (T3) erarbeitet, der mindestens ein Stromfehlerbit enthält, und diesen Rahmen zum Rück-Serienausgang (0') leitet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aufsteigende Ausgangsrahmen (T3) das gleiche Format wie der absteigende Rahmen (T1) besitzt.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aufsteigende Eingangsrahmen (T2) das gleiche Format wie der absteigende Rahmen (T1) besitzt.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsschaltung (14) Konfigurationsmittel (B1, B18, B19; E/S) für die Betriebsart der Schaltung zugeordnet sind und daß diese Mittel mit der Logik (17) zusammenwirken, um die selektive Übertragung eines aufsteigenden Ausgangsrahmens (T3), der entweder ausgehend vom aufsteigenden Eingangsrahmen (T2) oder vom aufsteigenden Eingangsrahmen (T2) und dem absteigenden Rahmen (T1) erarbeitet wird, zum Rückausgang (0') zu gewährleisten.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsschaltung (14) Konfigurationsmittel (B1, B18, B19; E/S) für die Betriebsart der Schaltung zugeordnet sind und daß diese Mittel mit der Logik (17) zusammenwirken, um die selektive Übertragung eines aufsteigenden gemischten Ausgangsrahmens (T3), der ausgehend vom absteigenden Rahmen (T1) und dem aufsteigenden Eingangsrahmen (T2) erarbeitet wird, zum Rückausgang (0') zu gewährleisten.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsschaltung (14) Konfigurationsmittel (B1, B18, B19; E/S) für die Betriebsart der Schaltung zugeordnet sind und daß diese Mittel mit der Logik (17) zusammenwirken, um die selektive Übertragung eines aufsteigenden Ausgangsrahmens (T3), der entweder die Bits nur des aufsteigenden Eingangsrahmens (T2) oder die Bits des aufsteigenden Eingangsrahmens (T2) und des absteigenden Rahmens (T1) in Abhängigkeit von der der Ausgangsschaltung (14) bei Empfang des vorhergehenden absteigenden Rahmens mitgeteilten Konfiguration wieder aufnimmt, zum Rückausgang (0') zu gewährleisten.

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aufsteigende Ausgangsrahmen (T3) ein Spannungskontrollbit (CU) enthält.

8. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konf igurationsmittel eines oder mehrere Konfigurationsbits (B1, B18, B19) enthalten, die im absteigenden Rahmen (T1) enthalten sind.

9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ausgangsschaltung (14) logisch-analoge Konfigurationsmittel (D/A) zugeordnet sind und daß diese Mittel mit der Logik (17) zusammenwirken, um selektiv Klemmen (08-015) der Ausgangsschaltung zu konfigurieren, entweder als Datenausgangskanäle (11) oder als Steuerverbindun gen, die zu einer analogen Anwendung gehören.

10. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Serieneingang (12) der Ausgangsschaltung (14) mit einem Serienausgang (24) einer Ein gangsschaltung mit Parallel/Serienwandler (23) verbunden ist, deren parallele Eingänge mit Eingangskanälen (22) verbunden sind und die die aufsteigenden Eingangsrahmen (T2) generiert.

11. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs-Ausgangs-Verwaltungseinheit (13) Taktsignale (ST, CK) erarbeitet, die je die absteigenden (T1) bzw. die aufsteigenden Rahmen (T2, T3) und die Bits (B1-B20) taktet, die diese Rahmen bilden.

12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangs-Verwaltungseinheit (13) mit der Ausgangsschaltung (14) über eine absteigende und eine aufsteigende Serienleitung und zwei Taktsignalleitungen verbunden ist, die mit Isoliermitteln (15) versehen sind.

13. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (14) mehrere Organe (26, 27, 40, 41) zur Kontrolle der absteigenden Austauschvorgänge aufweist, die so zugeordnet sind, daß sie ein Fehlersignal (D) erzeugen, das einerseits die Übertragung von Daten vom fehlerhaften Rahmen zu den Ausgangskanälen verhindert und andererseits zu einem Zähler (42) übertragen wird, der die Ausgangskanäle auf Null setzt, wenn das Fehlersignal während mehrerer aufeinanderfolgender absteigender Rahmen bestehen bleibt.

14. Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal (D) zu einem Organ (25) übertragen wird, das den aufsteigende Ausgangsrahmen (T3) erarbeitet, um diesen zu ändern.

15. Örtliche oder entfernte Ausgangs-Verwaltungsschaltung für ein programmierbares Steuersystem, insbesondere für einen programmierbaren Automaten, das aufweist:

- eine Ausgangs- und ggf. Eingangs-Verwaltungseinheit (13), die mit einer Verarbeitungseinheit verbunden ist, die den Zustand von Ausgangskanälen (11) ausgehend vom Zustand von Eingangskanälen in Abhängigkeit von einem vorher erstellten Programm bestimmen kann, und

- eine Ausgangsschaltung (14), die einen Serien/Parallelwandler (16) aufweist, der einerseits einen Serieneingang, der mit einem Serienausgang der Verwaltungseinheit verbunden ist, und andererseits parallele Ausgänge aufweist, die über Leistungsstufen (18) mit den Ausgangskanälen verbunden sind, wobei die Ausgangsschaltung (14) außerdem eine Steuer- und Kontroll-Logik (17) enthält,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsschaltung (14):

- von der Ausgangs-Verwaltungseinheit (13) an einem ersten Serieneingang (I1) einen absteigenden Rahmen (T1) bestehend aus Datenbits und mindestens einem Kontrollbit empfängt und die Datenbits an die parallelen Ausgänge überträgt,

- an einem zweiten Eingang ein Signal (CU) empfängt, das für die Speisespannung der Vorschalter repräsentativ ist, die mit den Ausgangskanälen verbunden sind, und

- mindestens einen Rück-Serienausgang (0') aufweist, der über eine Serienverbindung mit der Ausgangs-Verwaltungseinheit (13) verbunden ist, wobei die Logik (17) so ausgebildet ist, daß sie ausgehend vom absteigenden Rahmen (T1) und dem Signal (CU) einen aufsteigenden Ausgangsrahmen (T3) erarbeitet, der mindestens ein Stromfehlerbit enthält, und diesen Rahmen zum Rück-Serienausgang (0') leitet.