DE10231950A1 - Verfahren und System zur Konfiguration von Ein-Ausgabe-Punkten - Google Patents

Abstract

Es wird eine Steuerschaltung (110) zur Konfiguration zumindest eines E/A-Modul-Steckerpins (112) bereitgestellt. Die Schaltung umfaßt zumindest einen Anschluß, der eine Konfiguration des zumindest einen Pins steuert.

Description

• Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Ein-Ausgabe-Module und insbesondere auf ein Verfahren und System zur Konfiguration von Ein-Ausgabe-Punkten bei einem Ein- Ausgabe-Modul.
• Ein-Ausgabe-Module (E/A-Module) werden zur Verbindung einer Vorrichtung wie beispielsweise einer programmierbaren logischen Steuereinrichtung (PLC) mit einer Geräteschnittstelle derart verwendet, daß die PLC das Gerät steuern kann. Wenn Benutzer E/A-Module installieren, verdrahten sie typischerweise jeden Punkt, der gesteuert wird, einzeln mit dem spezifischen E/A-Punkt. Es sind Kosten mit der Handhabung dieser Verdrahtung verbunden, und die Verdrahtung ruft mannigfaltige Gelegenheiten für Fehler hervor und erhöht die gesamten Installationskosten. Da jeder Punkt bei dem Modul einzeln verdrahtet ist, wird zur Verbindung des E/A-Moduls mit der Geräteschnittstelle ein auf das spezifisch verdrahtete E/A-Modul angepaßtes Kabel verwendet. Daher werden zur Verbindung unterschiedlicher Geräteschnittstellen mit dem gleichen E/A-Modul mehrere angepaßte Steckerkabel verwendet. Diese angepaßten Kabel stellen zusätzliche Unkosten des Betriebs der Geräte dar, und da mehrere Kabel für mehrere Geräte verwendet werden, können die Kabel verlorengehen oder beschädigt werden, wenn sie nicht in Gebrauch sind.
• In einer Ausgestaltung wird eine Steuerschaltung zur Konfiguration zumindest eines E/A-Modul-Steckerpins bereitgestellt. Die Schaltung umfaßt zumindest einen Anschluß, der eine Konfiguration des zumindest einen Pins steuert.
• In einer anderen Ausgestaltung werden ein E/A-Modul mit zumindest einem Steckerpin und eine Steuerschaltung mit einer Vielzahl von Schaltern bereitgestellt. Die Schalter steuern eine Konfiguration des zumindest einen Pins.
• In einer anderen Ausgestaltung wird eine PLC mit einer CPU und einem E/A-Modul bereitgestellt. Das E/A-Modul umfaßt zumindest einen Steckerpin und eine Steuerschaltung. Die Steuerschaltung umfaßt eine Vielzahl von Anschlüssen. Eine Konfiguration des zumindest einen Steckerpins wird durch einen Einschaltzustand der Anschlüsse bestimmt.
• In einer weiteren Ausgestaltung wird ein Verfahren zur Konfiguration zumindest eines Steckerpins unter Verwendung einer Steuerschaltung bereitgestellt. Die Steuerschaltung umfaßt zumindest einen Anschluß. Das Verfahren umfaßt ein Bereitstellen eines Einschaltzustands für den zumindest einen Anschluß und ein Steuern einer Konfiguration des zumindest einen Steckerpins unter Verwendung des Einschaltzustands des zumindest einen Anschlusses.
• Fig. 1 zeigt eine obere Draufsicht auf eine modulare programmierbare logische Steuereinrichtung einschließlich einer Vielzahl von Ein-Ausgabe-Modul-Trägern.
• Fig. 2 zeigt eine Explosionsansicht eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung.
• Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Steckersystem für ein E/A-Modul einschließlich einer Schaltung bereitgestellt, die eine Konfiguration zumindest einen Punkts an einem E/A-Modul auf einen diskreten Eingang oder Ausgang, einen analogen Eingang oder Ausgang, Energie oder Erde durch eine Steuerung einer Position von mehreren Schaltern unterstützt, wie es nachstehend ausführlich beschrieben ist. Das System ermöglicht es einem Kunden, selbst dann ein Standardkabel zur Verbindung des E/A-Moduls mit mehreren Geräteschnittstellen zu verwenden, wenn die Geräteschnittstellen unterschiedliche Pinkonfigurationen aufweisen. Insbesondere ist bei einem Ausführungsbeispiel jeder Pin eines E/A-Steckers eines E/A-Moduls konfigurierbar, um eine Anpassung der E/A-Modul- Anforderungen an die Geräteschnittstellenanforderungen zu ermöglichen. Darüber hinaus ist zumindest ein Pin bei dem E/A-Stecker auf einen diskreten Eingang oder Ausgang, einen analogen Eingang oder Ausgang, Energie und Erde konfigurierbar.
• Fig. 1 zeigt eine obere Draufsicht auf eine modulare programmierbare logische Steuereinrichtung 10 einschließlich einer mit einer Vielzahl von E/A-Modul- Trägern 14 des Steckertyps, einer Vielzahl von Trägern 16 des E/A-Klemmentyps und einem an einem Abschnitt von 7,5 mm × 35 mm einer DIN-Schiene 20, die elektrisch geerdet . ist und eine leitfähige, korrosionsbeständige Oberfläche 22 aufweist, installierten Energieverstärker (power booster) 18 verbundenen CPU 12. Die DIN-Schiene 20 kann für eine Vibrationsbeständigkeit an einer (nicht gezeigten) Konsole angebracht sein, und zudem können die E/A-Modul-Träger 14, 16 für eine maximale Beständigkeit gegen mechanische Vibration und Erschütterung an der Konsole angebracht sein.
• Die CPU 12 umfaßt serielle Anschlüsse 24 zur Verbindung und Vernetzung mit (nicht gezeigten) externen Computern und Steuerungen und eine Vielzahl von LED 26 zur Anzeige von Betriebsangaben der CPU 12. Energie für den Modulbetrieb wird durch eine (nicht gezeigte) direkt an der CPU 12angebrachte Energieversorgung zugeführt. Der Energieverstärker 18 kann bereitgestellt werden, falls er für eine ausgewählte Anwendung nötig ist, ist jedoch in vielen Fällen nicht erforderlich. Während wie gezeigt sechs E/A-Modul-Träger 14, 16 und E/A-Module 28 mit der CPU 12 verbunden sind, wird es erwähnt, daß die CPU 12 als eine Systemsteuereinrichtung für mehr oder weniger E/A-Modul- Träger 14, 16 und unterschiedliche Kombinationen von E/A- Modulen 28 arbeiten kann, die für eine bestimmte Anwendung 1 verlangt werden. Ferner können andere Zubehörteile und Komponenten über die gezeigten und beschriebenen hinaus bei einer bestimmten Anwendung in dem Bereich der Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann eine CPU des VERSAMAX-Systems als eine Systemsteuereinrichtung für bis zu acht E/A-Modul-Träger und E/A-Module, die bis zu 256 lokale E/A-Punkte bereitstellen, arbeiten und unterstützt eine Reihe von Komponenten und Zubehörteilen, die von der GE Fanuc Automation Corporation aus Charlottesville, Virginia angeboten werden.
• Jeder der Modul-Träger 14, 16 wird mit einem für einen speziellen Zweck angepaßten, austauschbaren E/A-Modul 28 verbunden, und jeder E/A-Modul-Träger 14, 16 umfaßt eine Vielzahl von an jeweilige E/A-Module 28 angrenzenden Klemmenverbindungen 30. Die Modul-Träger 16 des Klemmentyps umfassen Schraubklemmen 32 (screw terminals) zur Verbindung mit (nicht gezeigten) E/A-Vorrichtungen, und die Modul- Träger 14 des Steckertyps umfassen Pinstecker 34 zur Befestigung eines (nicht gezeigten) E/A-Kabels, das zudem an (nicht gezeigten) zwischengeschalteten Klemmen mit Klemmenverbindungen zur Verbindung mit E/A-Vorrichtungen befestigt ist. Zusätzliche Klemmenverbindungen können für zusätzliche Leitungsverbindungen für E/A-Vorrichtungen bereitgestellt werden, z. B. mit einer Hilfsklemmenleiste 36, die mit einem der Träger 16 des Klemmentyps verbunden ist.
• Fig. 2 zeigt eine Explosionsansicht eines E/A-Modul-Aufbaus 80 des Steckertyps einschließlich eines E/A-Modul-Trägers 14 des Steckertyps, eines E/A-Moduls 28, eines E/A-Kabels 82 und eines zwischengeschalteten Klemmenblocks 84. Der E/A-Modul-Träger 14 des Steckertyps umfaßt einen primären Verbindungssockel 86 und einen sekundären Verbindungssockel 88, die zur Aufnahme von (nicht gezeigten) Pinverbindungen des E/A-Moduls 28 eingerichtet sind.
• Verschlüsselungswählscheiben 90 an dem E/A-Modul-Träger 14 werden dazu verwendet, es sicherzustellen, daß ein richtiger Modultyp auf dem E/A-Modul-Träger 14 installiert wird, indem jede Wählscheibe 90 derart manipuliert wird, daß sie zu einer auf einer Unterseite des E/A-Moduls gefundenen, firmenmäßig verschlüsselten Einstellung (nicht gezeigt) paßt, z. B. einer Zahl und einem Buchstaben entsprechend jeder Wählscheibe. T-förmige Schüsselschlitze 92 befinden sich angrenzend an den sekundären Verbindungssockel 88, um (nicht gezeigte) komplementäre Vorsprünge auf der Unterseite des E/A-Moduls 28 aufzunehmen und es sicherzustellen, daß die E/A-Modul-Pinverbindungen in einer geraden oder ebenen Art und Weise in den primären Verbindungssockel 86 bzw. sekundären Verbindungssockel 88 eingeführt werden. Eine Sperre 94 ist angrenzend an den primären Verbindungssockel 86 positioniert, um die Verbindung des E/A-Modul-Trägers 14 und des E/A-Moduls 28 zu sichern.
• Der primäre Verbindungssockel 86 bzw. sekundäre Verbindungssockel 88 umfassen jeweils für 16 E/A-Punkte entworfene Verbindungen, für eine Gesamtheit von 32 E/A- Punkten. Ein erster Pinsockelstecker 96 für ein Schnittstellen-E/A-Kabel 82, das mit einem zweiten Pinsockelstecker 98 an dem zwischengeschalteten Klemmenblock 84 verbunden wird, befindet sich angrenzend an den primären Verbindungssockel 86 und sekundären Verbindungssockel 88. Eine primäre Klemmenleiste 100 und sekundäre Klemmenleiste 102 sind unter dem zweiten Pinsockelstecker 98 an dem zwischengeschalteten Klemmenblock 84 positioniert, um E/A-Punkt-Verbindungen mit (nicht gezeigten) E/A-Vorrichtungen anzubringen (landing). Die primäre Klemmenleiste 100 ist mit dem primären Verbindungssockel 86 elektrisch verbunden, und die sekundäre Klemmenleiste 102 ist mit dem sekundären Verbindungssockel 88 elektrisch verbunden. Jede Klemmenleiste 100, 102 umfaßt achtzehn Schraubklemmen 104, sechzehn Schraubklemmen zur Verbindung mit sechzehn E/A- Punkten und zwei gemeinsame Schraubklemmen/ Energieschraubklemmen.
• Das E/A-Modul 28 ist dazu entworfen, 16 E/A-Punkte statt der typischen 32 E/A-Punkte aufzunehmen, um die Schaltungsdichte zu verringern, die Verlustleistung zu verringern und die Kosten zu senken. Somit wird lediglich ein Teil der E/A-Punkte des E/A-Modul-Trägers tatsächlich durch das E/A-Modul 28 verwendet. Folglich sind nicht verwendete E/A-Punkte bei dem E/A-Modul-Träger 14 und die zugeordneten Klemmenverbindungen an dem ersten Pinsockelstecker 96 und zweiten Pinsockelstecker 98, die dann wieder über das E/A-Kabel 82 mit den Klemmenleisten 100, 102 des zwischengeschalteten Klemmenblocks verbunden sind, offen geschaltet. Daher können lediglich die E/A- Punkten bei dem E/A-Modul-Träger 14, die tatsächlich durch das E/A-Modul 28 verwendet und über das E/A-Kabel 82 mit den Klemmenleisten 100, 102 verbunden werden, zugeordneten Klemmen für Leitungsverbindungen verwendet werden. Folglich sind normalerweise eine Hilfsklemmenleiste oder mehrere Hilfsklemmenleisten 36 (in Fig. 1 gezeigt) zur Befestigung an dem zwischengeschalteten Klemmenblock 84 zum Anbringen von Erdungsleitungen von E/A-Vorrichtungen erforderlich.
• Während Fig. 2 ein spezifisches Ausführungsbeispiel von E/A-Modul-Träger-Aufbauten veranschaulicht, ist es beabsichtigt, daß andere Typen von E/A-Modul-Trägern und E/A-Modulen wie beispielsweise die von der GE Fanuc Automation Corporation aus Charlottesville, Virginia angebotenen in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden können.
• Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schaltung 110 umfaßt einen Pin 112, und die Schaltung 110 ist derart konfigurierbar, daß der Pin 112 eine Reihe von Funktionen durchführen kann, wie es nachstehend erläutert ist. Eine (nicht gezeigte) PLC weist typischerweise vier Pins auf, die mit einer Vorrichtung eines Benutzers verbindbar sind. Eine Verwendung der Schaltung 110 für jeden der vier Pins ermöglicht es, daß jeder Pin eine Reihe von Funktionen derart durchführt, daß ein Standardkabel die PLC mit der Vorrichtung des Benutzers verbinden kann.
• Die Schaltung 110 umfaßt einen Mikrocontroller 114 mit einem einen Pull-down-Schaltaufbau 118 der Schaltung 110 steuernden Pull-down-Anschluß (PD) 116 und einem einen Pull-up-Schaltaufbau 122 der Schaltung 110 steuernden Pullup-Anschluß (PU) 120. Ein Diskret-hoch-Anschluß (DH) 124 steuert einen Diskret-hoch-Schaltaufbau 126, und ein Diskret-niedrig-Anschluß (DL) 128 steuert einen Diskretniedrig-Schaltaufbau 130 der Schaltung 110. Ein Positive- 15-Volt-Anschluß (P15V) 132 steuert einen Positive-15-Volt- Schaltaufbau 134, und ein Negative-15-Volt-Anschluß (N15V) 136 steuert einen Negative-15-Volt-Schaltaufbau 138 der Schaltung 110. Ein Bereichsanschluß (BEREICH) 140 steuert einen Bereichsschaltaufbau 142, und ein Spannungsausgangsanschluß (VAUS) 144 steuert einen Spannungsausgangsschaltaufbau 146 der Schaltung 110. Genauer umfaßt jeder Schaltaufbau 118, 122, 126, 130, 134, 138, 142 und 146 einen Schalter 148, und jeder Anschluß 116, 120, 124, 128, 132, 136, 140 und 144 steuert einen jeweiligen Schalter 148. Die Schaltung 110 umfaßt auch einen Vier-Kanal-Acht-Bit-Digital-Analog-Wandler (DAU) 150 und einen Komparator 152. Ein Ausgang 154 des Komparators 152 ist mit einem Komparatoranschluß (CP) 156 des Mikrocontrollers 114 verbunden. Der Mikrocontroller 114 umfaßt auch eine serielle Peripherieschnittstelle (SPI) 158 mit Pins für Dateneingang (DEIN) 159, seriellen Takt (STAKT) 161 und zwei Chipauswahlen (CS) 162. So, wie er dabei verwendet wird, ist der Ausdruck Mikrocontroller nicht nür auf die integrierten Schaltungen beschränkt, auf die in dem Fachgebiet als Mikrocontroller Bezug genommen wird, sondern bezieht sich allgemein auf Mikrocontroller, Prozessoren, Computer, Mikrocomputer, anwendungsspezifische Schaltkreise und andere programmierbare Schaltungen.
• In Gebrauch ist die Schaltung 110 derart konfigurierbar, daß der Pin 112 in verschiedenen Betriebsarten wie beispielsweise einer Hochimpedanzbetriebsart, einer 24- Volt-positiver-logischer-diskreter-Eingang-Betriebsart, einer 24-Volt-negativer-logischer-diskreter-Eingang- Betriebsart, einer 24-Volt-hohe-Seite-diskreter-Ausgang- Betriebsart ohne Erfassung einer offenen Leitung, einer 24- Volt-hohe-Seite-diskreter-Ausgang-Betriebsart mit Erfassung einer offenen Leitung, einer 24-Volt-Versorgung- Betriebsart, einer Null-Volt-niedrige-Seite-diskreter- Ausgang-Betriebsart ohne Erfassung einer offenen Leitung, einer Null-Volt-niedrige-Seite-diskreter-Ausgang- Betriebsart mit Erfassung einer offenen Leitung, einer Erdungsbetriebsart, einer Null-bis-zehn-Volt-analoger- Eingang-Betriebsart, einer Null-bis-zehn-Volt-analoger- Ausgang-Betriebsart, einer +15-Volt-Versorgung-Betriebsart und einer -15-Volt-Versorgung-Betriebsart, jedoch nicht darauf beschränkt, verwendet werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die nachstehende Funktionalität durchführende Software zur Konfiguration der E/A- Steckerpins verwendet. Darüber hinaus steuert ein Schaltzustand der Schaltungsschalter den Pin derart, daß er einen diskreten Eingang oder Ausgang, einen analogen 1 Eingang oder Ausgang, Energie und Erde darstellt.
• Zur Freigabe der Hochimpedanzbetriebsart werden PD 116, PU 120, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf null eingestellt, d. h. die jeweiligen Schalter 148 sind offen. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs (mid-scale output) zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 ein Vorhandensein oder Fehlen von in Sperrichtung vorspannender Energie (back biased power) an dem Pin 112. Wenn CP 156 eins ist, dann ist ein Fehlen von in Sperrichtung vorspannender Energie an dem Pin 112 gegeben. Wenn CP 156 null ist, dann ist ein Vorhandensein von in Sperrichtung vorspannender Energie an dem Pin 112 gegeben, und der Mikrocontroller 114 überträgt eine In-Sperrichtungvorspannende-Energie-vorhanden-Fehlermeldung zu einem Ein- Ausgabe-Bus (E/A-Bus) 160.
• Zur Freigabe der 24-Volt-positiver-logischer-diskreter- Eingang-Betriebsart werden PU 120, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf null eingestellt. PD 116 wird auf eins eingestellt, d. h. der Schalter 148 des PD-Schaltaufbaus 118 ist geschlossen. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 Eingangsdaten. CP 156 wird unter Verwendung einer Eingangsfilterung gelesen, und wenn CP 156 eins ist, dann sind die diskreten Eingangsdaten null. Wenn CP 156 null ist, dann sind die diskreten Eingangsdaten eins. Nachfolgende Lesevorgänge bei CP 156 erzeugen einen Strom von diskreten Eingangsdaten, den der Mikrocontroller 114 zu dem E/A-Bus 160 überträgt.
• Zur Freigabe der 24-Volt-negativer-logischer-diskreter- Eingang-Betriebsart werden PD 116, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf null eingestellt. PU 120 wird auf eins eingestellt, d. h. der Schalter 148 des PU-Schaltaufbaus 122 ist geschlossen. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 Eingangsdaten. CP 156 wird unter Verwendung einer Eingangsfilterung gelesen, und wenn CP 156 eins ist, dann sind die diskreten Eingangsdaten eins. Wenn CP 156 null ist, dann sind die diskreten Eingangsdaten null. Nachfolgende Lesevorgänge bei CP 156 erzeugen einen Strom von diskreten Eingangsdaten, den der Mikrocontroller 114 zu dem E/A-Bus 160 überträgt.
• Zur Freigabe der 24-Volt-hohe-Seite-diskreter-Ausgang- Betriebsart ohne Erfassung einer offenen Leitung werden PD 116, PU 120, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und DL 128 auf null eingestellt. DH 124 wird auf X eingestellt, was nicht gesteuert bedeutet. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 empfängt einen Ausgangsdatenwert (entweder null oder eins) von dem E/A-Bus 160. Der Mikrocontroller 114 stellt DH 124 gleich dem empfangenen Datenwert ein und liest CP 156. Wenn DH 124 eins ist und CP 156 eins ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer und liest CP 156 ein zweites Mal. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Wartezeit annähernd 100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang eins ist, dann stellt der Mikrocontroller 114 DH 124 auf null ein und überträgt eine Kurzschluß- oder Fehlgeschlagenes-Schalten-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160. Bei einem Ausführungsbeispiel läuft der Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen Benutzereingriff. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang null ist, dann empfängt der Mikrocontroller 114 einen zweiten Ausgangsdatenwert und stellt DH 124 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen Prozesses auf den zweiten Wert ein.
• Zur Freigabe der 24-Volt-hohe-Seite-diskreter-Ausgang- Betriebsart mit Erfassung einer offenen Leitung werden PD 116, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und DL 128 auf null eingestellt. PU 120 wird auf eins eingestellt, und DH 124 wird auf X eingestellt. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 empfängt einen Ausgangsdatenwert (entweder null oder eins) von dem E/A-Bus 160. Der Mikrocontroller 114 stellt DH 124 gleich dem empfangenen Datenwert ein und liest CP 156. Wenn DH 124 eins ist und CP 156 eins ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer und liest CP 156 ein zweites Mal. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Wartezeit annähernd 100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang eins ist, dann stellt der Mikrocontroller 114 DH 124 auf null ein und überträgt eine Kurzschluß- oder Fehlgeschlagenes-Schalten-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160. Bei einem Ausführungsbeispiel läuft der Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen Benutzereingriff. Wenn bei dem ersten Lesevorgang CP 156 null ist und DH 124 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer, und CP 156 wird ein zweites Mal gelesen. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die vorbestimmte Zeitdauer annähernd 100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang (der dem ersten Lesevorgang folgt, bei dem DH 124 null ist und CP 156 null ist) null ist, dann überträgt der Mikrocontroller 114 eine Offene-Leitung-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160 und empfängt einen zweiten Ausgangsdatenwert und stellt DH 124 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen Prozesses auf den zweiten Wert ein. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang (der dem ersten Lesevorgang folgt, bei dem DH 124 null ist und CP 156 null ist) eins ist, dann empfängt der Mikrocontroller 114 einen zweiten Ausgangsdatenwert und stellt DH 124 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen Prozesses auf den zweiten Wert ein.
• Zur Freigabe der 24-Volt-Versorgung-Betriebsart werden PD 116, PU 120, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und DL 128 auf null eingestellt, d. h. die jeweiligen Schalter 148 sind offen. DH 124 wird auf eins eingestellt. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 einen elektrischen Kurzschluß. Wenn CP 156 eins ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor er CP 156 ein zweites Mal liest. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang eins ist, dann ist ein elektrischer Kurzschluß vorhanden, und der Mikrocontroller 114 überträgt eine Kurzschlußfehlermeldung zu dem E/A-Bus 160, und bei einem Ausführungsbeispiel stellt der Mikrocontroller DH 124 auf null ein. Wenn CP 156 null ist, dann ist kein elektrischer Kurzschluß vorhanden.
• Zur Freigabe der Null-Volt-niedrige-Seite-diskreter- Ausgang-Betriebsart ohne Erfassung einer offenen Leitung werden PD 116, PU 120, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und DH 124 auf null eingestellt. DL 128 wird auf X eingestellt, was nicht gesteuert bedeutet. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 empfängt einen Ausgangsdatenwert (entweder null oder eins) von dem E/A-Bus 160. Der Mikrocontroller 114 stellt DL 128 gleich dem empfangenen Datenwert ein und liest CP 156. Wenn DL 128 eins ist und CP 156 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer und liest CP 156 ein zweites Mal. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Wartezeit annähernd 100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang null ist, dann stellt der Mikrocontroller 114 DL 128 auf null ein und überträgt eine Kurzschluß- oder Fehlgeschlagenes-Schalten-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160. Bei einem Ausführungsbeispiel läuft der Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen Benutzereingriff. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang eins ist, dann empfängt der Mikrocontroller 114 einen zweiten Ausgangsdatenwert und stellt DL 128 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen Prozesses auf den zweiten Wert ein.
• Zur Freigabe der Null-Volt-niedrige-Seite-diskreter- Ausgang-Betriebsart mit Erfassung einer offenen Leitung werden PU 120, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und DH 124 auf null eingestellt. PD 116 wird auf eins eingestellt, und DL 128 wird auf X eingestellt. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 empfängt einen Ausgangsdatenwert (entweder null oder eins) von dem E/A-Bus 160. Der Mikrocontroller 114 stellt DL 128 gleich dem empfangenen Datenwert ein und liest CP 156. Wenn DL 128 eins ist und CP 156 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer und liest CP 156 ein zweites Mal. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Wartezeit annähernd 100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang null ist, dann stellt der Mikrocontroller 114 DL 128 auf null ein und überträgt eine Kurzschluß- oder Fehlgeschlagenes-Schalten-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160. Bei einem Ausführungsbeispiel läuft der Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen Benutzereingriff. Wenn bei dem ersten Lesevorgang CP 156 eins ist und DL 128 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer, und CP 156 wird ein zweites Mal gelesen. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die vorbestimmte Zeitdauer annähernd 100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang (der dem ersten Lesevorgang folgt, bei dem DL 128 null ist und CP 156 eins ist) eins ist, dann überträgt der Mikrocontroller 114 eine Offene-Leitung-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160 und empfängt einen zweiten Ausgangsdatenwert und stellt DL 128 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen Prozesses auf den zweiten Wert ein. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang (der dem ersten Lesevorgang folgt, bei dem DL 128 null ist und CP 156 eins ist) null ist, dann empfängt der Mikrocontroller 114 einen zweiten Ausgangsdatenwert und stellt DL 128 unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen Prozesses auf den zweiten Wert ein.
• Zur Freigabe der Erdungsbetriebsart werden PD 116, PU 120, P15V 132, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144 und DH 124 auf null eingestellt, d. h. die jeweiligen Schalter 148 sind offen. DL 128 wird auf eins eingestellt, d. h. der jeweilige Schalter 148 ist geschlossen. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe mittleren Maßstabs zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 ein Vorhandensein eines Kurzschlusses. Wenn CP 156 null ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer und liest CP 156 ein zweites Mal. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang null ist, dann überträgt der Mikrocontroller 114 eine Kurzschlußfehlermeldung zu dem E/A-Bus 160.
• Zur Freigabe der Null-bis-zehn-Volt-analoger-Eingang- Betriebsart werden PD 116, PU 120, P15V 132, N15V 136, VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf null eingestellt. BEREICH 140 wird auf eins eingestellt, was bedeutet, daß der jeweilige Schalter 148 geschlossen ist. Die SPI 158 steuert den DAU 150 über einen Algorithmus einer schrittweisen Näherung. Der Mikrocontroller 114 verwendet den Algorithmus einer schrittweisen Näherung zur Bestimmung einer analogen Eingangsspannung. Der Mikrocontroller 114 setzt einen DAU- Befehlsdatenwert und einen N-Schleifen-Zählerwert zurück. Nach einer Einstellung eines DAU-Befehlsbits (11-N) auf eins überträgt der Mikrocontroller 114 ein DAU-Befehlswort zu dem DAU 150. Der Mikrocontroller wartet eine vorbestimmte Zeitdauer, die bei einem Ausführungsbeispiel zehn Mikrosekunden beträgt, und liest CP 156. Wenn CP 156 eins ist, dann wird das DAU-Befehlsbit (11-N Schleifen) auf null eingestellt. Der Mikrocontroller 114 erhöht daraufhin N. Wenn N 12 ist, dann wird ein analoger Eingangswert gleich dem DAU-Befehlswert eingestellt, und der Mikrocontroller 114 überträgt den analogen Eingangswert zu dem E/A-Bus 160. Der DAU-Befehlsdatenwert und der N- Schleifen-Zählerwert werden zurückgesetzt, und ein zweiter DAU-Befehl kann zu dem DAU 150 übertragen werden, wie es vorstehend beschrieben ist.
• Zur Freigabe der Null-bis-zehn-Volt-analoger-Ausgang- Betriebsart werden PD 116, PU 120, P15V 132, N15V 136, DH 124 und DL 128 auf null eingestellt. BEREICH 140 und VAUS 144 werden auf eins eingestellt, was bedeutet, daß die jeweiligen Schalter 148 geschlossen sind. Die SPI 158 steuert den DAU 150 zur Ausgabe auf Wunsch, und CP 156 wird zur Erfassung eines Vorhandenseins oder Fehlens eines elektrischen Kurzschlusses verwendet. Der Mikrocontroller 114 empfängt analoge Ausgangsdaten von dem E/A-Bus 160 und befiehlt es dem DAU 150, die empfangenen analogen Ausgangsdaten auszugeben. Der Mikrocontroller 114 wartet eine vorbestimmte Zeit und liest daraufhin CP 156. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die vorbestimmte Zeit annähernd 100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 eins ist und die DAU-Ausgabe größer als ein vorbestimmter Wert ist, dann wartet der Mikrocontroller eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor er CP 156 ein zweites Mal liest. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die vorbestimmte Zeitdauer annähernd 100 Mikrosekunden. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang eins ist, dann steuert der Mikrocontroller 114 den DAU 150 auf null und überträgt eine Analoge-Ausgabeübersteuert- oder Fehlgeschlagene-Ausgabe-Fehlermeldung zu dem E/A-Bus 160. Bei einem Ausführungsbeispiel läuft der Mikrocontroller 114 daraufhin leer und wartet auf einen Benutzereingriff. Wenn CP 156 null ist, empfängt der Mikrocontroller 114 zweite analoge Ausgangsdaten und gibt sie aus, wie es vorstehend beschrieben ist.
• Zur Freigabe der +15-Volt-Versorgung-Betriebsart werden PD 116, PU 120, N15V 136, BEREICH 140, VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf null eingestellt, d. h. die jeweiligen Schalter 148 sind offen. P15V 132 wird auf eins eingestellt. Die SPI 158 befiehlt es dem DAU 150, mit einer Ausgabe eines Viertelmaßstabs (quarter-scale output) zu arbeiten, und der Mikrocontroller 114 erfaßt über CP 156 einen elektrischen Kurzschluß. Wenn CP 156 eins ist, dann wartet der Mikrocontroller 114 eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor er CP 156 ein zweites Mal liest. Wenn CP 156 bei dem zweiten Lesevorgang eins ist, dann ist ein elektrischer Kurzschluß vorhanden, und der Mikrocontroller 114 überträgt eine Kurzschlußfehlermeldung zu dem E/A-Bus 160. Wenn CP 156 null ist, dann ist kein elektrischer Kurzschluß vorhanden.
• Zur Freigabe der -15-Volt-Versorgung-Betriebsart werden PD 116, PU 120, P15V 132, BEREICH 140, VAUS 144, DH 124 und DL 128 auf null eingestellt, d. h. die jeweiligen Schalter 148 sind offen. N15V 136 wird auf eins eingestellt. Die SPI 158 wird inaktiv eingestellt. CP 156 wird nicht verwendet.
• Während die Erfindung in Form von verschiedenen spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben ist, erkennt es der Fachmann, daß die Erfindung mit einer Modifikation im Rahmen des Inhalts und Schutzbereichs der Patentansprüche in die Praxis umgesetzt werden kann.
• Es wird eine Steuerschaltung 110 zur Konfiguration zumindest eines E/A-Modul-Steckerpins 112 bereitgestellt. Die Schaltung umfaßt zumindest einen Anschluß, der eine Konfiguration des zumindest einen Pins steuert.

Claims (23)

1. Steuerschaltung (110) zur Konfiguration zumindest eines E/A-Modul-Steckerpins (112), wobei die Schaltung zumindest einen Anschluß umfaßt, der eine Konfiguration des zumindest einen Pins steuert.

2. Steuerschaltung (110) nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Anschluß einen Pull-down-Anschluß (PD) (116) und/oder einen Pull-up-Anschluß (PU) (120) und/oder einen Diskret-hoch-Anschluß (DH) (124) und/oder einen Diskretniedrig-Anschluß (DL) (128) und/oder einen Positive-15- Volt-Anschluß (P15V) (132) und/oder einen Negative-15-Volt- Anschluß (N15V) (136) und/oder einen Bereichsanschluß (BEREICH) (140) und/oder einen Spannungsausgangsanschluß (VAUS) (144) umfaßt.

3. Steuerschaltung (110) nach Anspruch 1, ferner mit zumindest einem Schaltaufbau mit einem Schalter (148), wobei es der zumindest eine Anschluß steuert, ob sich ein jeweiliger zumindest einer Schalter in einem offenen Zustand oder einem geschlossenen Zustand befindet.

4. Steuerschaltung (110) nach Anspruch 3, wobei der zumindest eine Schaltaufbau einen Pull-down-Schalter (118) und/oder einen Pull-up-Schalter (122) und/oder einen Diskret-hoch-Schalter (126) und/oder einen Diskret-niedrig- Schalter (130) und/oder einen Positive-15-Volt-Schalter (134) und/oder einen Negative-15-Volt-Schalter (138) und/oder einen Bereichsschalter (142) und/oder einen Spannungsausgangsschalter (146) umfaßt.

5. Steuerschaltung (110) nach Anspruch 3, wobei die Konfiguration des zumindest einen Schaltaufbaus die Konfiguration des zumindest einen Pins (112) bestimmt.

6. Steuerschaltung (110) nach Anspruch 3, wobei ein Schaltzustand der Schaltungsschalter (148) den zumindest einen Pin (112) derart steuert, daß er einen diskreten Eingang oder Ausgang, einen analogen Eingang oder Ausgang, Energie und Erde darstellt.

7. E/A-Modul (28) mit:
zumindest einem Steckerpin (112); und
einer Steuerschaltung (110) mit einer Vielzahl von Schaltern (148), wobei die Schalter eine Konfiguration des zumindest einen Pins steuern.

8. E/A-Modul (28) nach Anspruch 7, wobei die Schaltung (110) ferner zumindest einen Anschluß umfaßt, der eine Konfiguration eines jeweiligen zumindest einen Schalters (148) steuert.

9. E/A-Modul (28) nach Anspruch 7, wobei ein Einschaltzustand jedes zumindest einen Anschlusses einen Zustand eines jeweiligen zumindest einen Schalters (148) steuert.

10. E/A-Modul (28) nach Anspruch 8, wobei der zumindest eine Anschluß einen Pull-down-Anschluß (PD) (116) und/oder einen Pull-up-Anschluß (PU) (120) und/oder einen Diskrethoch-Anschluß (DH) (124) und/oder einen Diskret-niedrig- Anschluß (DL) (128) und/oder einen Positive-15-Volt- Anschluß (P15V) (132) und/oder einen Negative-15-Volt- Anschluß (N15V) (136) und/oder einen Bereichsanschluß (BEREICH) (140) und/oder einen Spannungsausgangsanschluß (VAUS) (144) umfaßt.

11. E/A-Modul (28) nach Anspruch 7, wobei die Schalter (148) einen Pull-down-Schalter (118) und/oder einen Pullup-Schalter (122) und/oder einen Diskret-hoch-Schalter (126) und/oder einen Diskret-niedrig-Schalter (130) und/oder einen Positive-15-Volt-Schalter (134) und/oder einen Negative-15-Volt-Schalter (138) und/oder einen Bereichsschalter (142) und/oder einen Spannungsausgangsschalter (146) umfassen.

12. E/A-Modul (28) nach Anspruch 7, wobei ein Schaltzustand der Schaltungsschalter (148) den zumindest einen Steckerpin (112) derart steuert, daß er einen diskreten Eingang oder Ausgang, einen analogen Eingang oder Ausgang, Energie und Erde darstellt.

13. PLC (10) mit:
einer CPU (12); und
einem E/A-Modul (80) mit zumindest einem Steckerpin (112) und einer Steuerschaltung (110) mit einer Vielzahl von Anschlüssen, wobei eine Konfiguration des zumindest einen Steckerpins durch einen Einschaltzustand der Anschlüsse bestimmt wird.

14. PLC (10) nach Anspruch 13, wobei der zumindest eine Anschluß einen Pull-down-Anschluß (PD) (116) und/oder einen Pull-up-Anschluß (PU) (120) und/oder einen Diskret-hoch- Anschluß (DH) (124) und/oder einen Diskret-niedrig-Anschluß (DL) (128) und/oder einen Positive-15-Volt-Anschluß (P15V) (132) und/oder einen Negative-15-Volt-Anschluß (N15V) (136) und/oder einen Bereichsanschluß (BEREICH) (140) und/oder einen Spannungsausgangsanschluß (VAUS) (144) umfaßt.

15. PLC (10) nach Anspruch 13, ferner mit zumindest einem Schaltaufbau mit einem Schalter (148), wobei es der zumindest eine Anschluß steuert, ob sich ein jeweiliger zumindest einer Schalter in einem offenen Zustand oder einem geschlossenen Zustand befindet.

16. PLC (10) nach Anspruch 15, wobei der zumindest eine Schaltaufbau einen Pull-down-Schalter (118) und/oder einen Pull-up-Schalter (122) und/oder einen Diskret-hoch-Schalter (126) und/oder einen Diskret-niedrig-Schalter (130) und/oder einen Positive-15-Volt-Schalter (134) und/oder einen Negative-15-Volt-Schalter (138) und/oder einen Bereichsschalter (142) und/oder einen Spannungsausgangsschalter (146) umfaßt.

17. PLC (10) nach Anspruch 15, wobei die Konfiguration des zumindest einen Schaltaufbaus die Konfiguration des zumindest einen Pins (112) bestimmt.

18. PLC (10) nach Anspruch 15, wobei ein Schaltzustand der Schaltungsschalter (148) den zumindest einen Pin (112) derart steuert, daß er einen diskreten Eingang oder Ausgang, einen analogen Eingang oder Ausgang, Energie und Erde darstellt.

19. Verfahren zur Konfiguration zumindest eines Steckerpins (112) unter Verwendung einer Steuerschaltung (110) mit zumindest einem Anschluß, mit den Schritten:
Bereitstellen eines Einschaltzustands für den zumindest einen Anschluß; und
Steuern einer Konfiguration des zumindest einen Steckerpins unter Verwendung des Einschaltzustands des zumindest einen Anschlusses.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der zumindest eine Anschluß einen Pull-down-Anschluß (PD) (116) und/oder einen Pull-up-Anschluß (PU) (120) und/oder einen Diskret-hoch- Anschluß (DH) (124) und/oder einen Diskret-niedrig-Anschluß (DL) (128) und/oder einen Positive-15-Volt-Anschluß (P15V) (132) und/oder einen Negative-15-Volt-Anschluß (N15V) (136) und/oder einen Bereichsanschluß (BEREICH) (140) und/oder einen Spannungsausgangsanschluß (VAUS) (144) umfaßt.

21. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Steuerschaltung (110) zumindest einen Schaltaufbau mit einem Schalter (148) umfaßt, ferner mit den Schritten:
Verwenden des Einschaltzustands des zumindest einen Anschlusses zur Steuerung, ob ein jeweiliger zumindest einer Schalter sich in einem offenen Zustand oder einem geschlossenen Zustand befindet; und
Steuern einer Konfiguration des zumindest einen Steckerpins (112) unter Verwendung des Zustands des zumindest einen Schalters.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der zumindest eine Schaltaufbau einen Pull-down-Schalter (118) und/oder einen Pull-up-Schalter (122) und/oder einen Diskret-hoch-Schalter (126) und/oder einen Diskret-niedrig-Schalter (130) und/oder einen Positive-15-Volt-Schalter (134) und/oder einen Negative-15-Volt-Schalter (138) und/oder einen Bereichsschalter (142) und/oder einen Spannungsausgangsschalter (146) umfaßt.

23. Verfahren nach Anspruch 21, ferner mit einem Verwenden eines Schaltzustands der Schalter (148) zur Steuerung des zumindest einen Steckerpins (112) derart, daß er einen diskreten Eingang oder Ausgang, einen analogen Eingang oder Ausgang, Energie und Erde darstellt.