DE2714268A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung von werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Anmelderin:

Amtliches Aktenzeichen: Aktenzeichen der Anmelderin: Vertreter:

Bezeichnung:

Böblingen, den 30. März 1977 ru-br/fr

International Business Machines Corporation, Armonk, N.Y. 1Ο5Ο4

Neuanmeldung FI 976 010

Patentassessor W. Rudolph

7030 Böblingen

Schaltungsanordnung zur Steuerung von Werkzeugmaschinen

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Die Erfindung betrifft durch Digitaldaten ein gesteuertes Schaltungssystem zum Steuern und überwachen einer großen Anzahl vielfältiger Werkzeugmaschinen.

Bei der heute auf allen Gebieten zunehmenden Automation besteht ein steigender Bedarf an Einrichtungen zur Erhöhung des Verteilungspotentials der Eingabe/Ausgabe der zentralen Recheneinheit, um die Kapazität solcher Zentralrechner zu vergrößern und effektiv einer großen Anzahl sehr vielfältiger Werkzeugmaschinen anschließen zu können, die zur Ausführung automatischer Arbeitsgänge in der Lage sind. Eine traditionelle Lösung dieses Problems besteht in der Verwendung von zentralisierten Standardmultiplextechniken entweder direkt innerhalb des Zentralprozessors oder in einem angeschlossenen zentralisierten Datenverarbeitungsuntersystem, das ein extensives Multiplexpotential hat und auf Befehle von dem Hauptzentralprozessor anspricht, die über eine oder mehrere E/A-Sammelleitungen angelegt werden, in dem es diese Befehle interpretiert und dann digitale Datenübertragungen zu den gewählten entfernt stehenden Werkzeugmaschinen über eine bis zu 1000 E/A-Sammelleitungen vornimmt, die für das Multiplexuntersystem erforderlich sind, um einzeln mit allen entfernt stehenden angeschalteten Werkzeugmaschinen kommunizieren zu können.

Während solche Multiplexsysterne effektiv dort benutzt wurden, wo eine begrenzte Anzahl von Werkzeugmaschinen vom Zentralprozessor zu überwachen und zu steuern ist oder wo die Werkzeugmaschinen einigermaßen dicht am Zentralprozessor stehen können, waren solche Multiplexsysteme doch nicht zufriedenstellend, wenn eine größere Anzahl von Werkzeugmaschinen oder Unterfunktionen dieser Maschinen vom Zentralprozessor gesteuert werden sollten oder wo die zu steuernden Werkzeugmaschinen weit vom Prozessor weg stehen, d.h. in Entfernungen von einigen hundert oder gar tausend Metern. Einige Nachteile der St andardmul tiplexsy steine und der Untersysteme in einem solchen

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Fall bestehen darin, daß die Daten vom Multiplex-Untersystem über bis zu 1OOO oder mehr einzelne Datensammelleitungen über lange Strecken übertragen werden müssen. Die Signalaufbereitung an einer zentralen Stelle ist in einem solchen Fall neben der Multiplexfunktion unpraktisch, da das aufbereitete Signal dann beträchtliche Strecken auf seiner entsprechenden Sammelleitung durch eine Umgebung laufen muß, wo es durch Störungen beeinträchtigt werden kann. Das würde einzelne Signalaufbereitungseinheiten entweder an der Werkzeugmaschine oder in ihr bedingen und dadurch die Kosten der Signalaufbereitung wesentlich erhöhen.

Auch wenn die Signalaufbereitung auf individueller Basis an der Werkzeugmaschine durchgeführt wird, wird das Problem der Verlegung von bis zu 1000 oder mehr einzelnen Datensammelleitungen über lange Strecken sehr kostspielig. Die feindliche Umgebung, durch die solche Datensammelleitungen laufen müssen, beeinträchtigt auch zweistufige digitale Daten auf der Leitung und große Längen kostspieligen Koaxkabels müssen für die zahlreichen Datensammelleitungen verwendet werden.

Der Betrieb solcher Systeme bezüglich der Verteilung von Datenübertragungen zwischen dem Zentralprozessor und der digitalen Eingabe/Ausgabe zur Werkzeugmaschine wurde jedoch aus der Sicht der digitalen Datenverarbeitung langsamer und weniger wirksam als bei den obenerwähnten kostspieliger Multiplexsystemen.

Außerdem möchte man ein System von Maschinensteuerungen in der Nähe der Werkzeugmaschine haben, die vom Zentralprozessor weit entfernt sind, wobei die Maschinensteuerung nur ein Minimum an Datenübertragungen mit dem Zentralprozessor braucht.

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■'χ

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Systemes zur Verteilung und Aufbereitung der digitalen Eingabe/Ausgabe eines Zentralprozessors und zu deren Anlegen an eine entfernt stehende Werkzeugmaschine, wodurch mehrere Samraelleitungsverbindungen über lange Entfernungen zur Werkzeugmaschine eliminiert und die Zeit des Zentralprozessors nur minimal beansprucht wird, ohne daß das auf Kosten der Kommunikationszeit zwischen dem Zentralprozessor und dem Eingang/Ausgang der Werkzeugmaschine geht.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht insbesondere im Kennzeichen des Anspruchs 1.

Die Datenverteilungseinrichtungen im System koppeln die EInheitendatensamraelleitungen mit der Hauptdatensammelleitung. Diese Verteilungseinrichtung besteht aus einer Einrichtung, die auf einen Satz von Verteilungssignalen vom Zentralprozessor anspricht, um einer der Werkzeugsteuereinheiten und nur diejenige Datenbahn von der Hauptdatensammelleitung über die Einheitendatensammelleitung wahlweise zu aktivieren, die mit der gewählten Steuereinheit verbunden ist. Die Verteilungseinrichtung enthält weiterhin Einrichtungen, um nur diese aktivierte Datenbahn über die Hauptdatensammelleitung zum Zentralprozessor aufrechtzuerhalten und alle anderen Datenbahnen über die Einheitendatensammelleitungen zu den nicht gewählten Werkzeugsteuereinheiten geschlossen zu halten, bis der Zentralprozessor den nächsten Satz von Verteilungssignalen zum wahlweisen Aktivieren einer anderen Werkzeugeinheit abgibt.

Jedes Steuergerät für die digitale Ausgabe an die angeschlossene Werkzeugmaschine und zum Empfang einer digitalen Eingabe von dieser Maschine enthält weiterhin eine Einrichtung zum Abschluß einer Werkzeugfunktion, die durch eine Datentransaktion vom Zentralprozessor eingeleitet wurde, nachdem diese beendet ist und der Prozessor nicht mehr mit der Werkzeugsteuerung in Kommunikation steht.

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Ein universeller Einsatz zur Werkzeugsteuerung verschiedener Art 1st erstmals möglich.

Die Werkzeugsteuerungen enthalten weiterhin Einrichtungen zum Stoppen der gesteuerten Werkzeugfunktion bei Empfang eines digitalen Einganges vom Werkzeug, das eine vorgewählte Werkzeugbedingung anzeigt. Sowohl die Einrichtungen zum Abschluß der Werkzeugfunktion als auch zum Stoppen derselben, laufen voll innerhalb der Steuerung ohne weitere Kommunikation von oder zum Zentralprozessor ab.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anschließend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein verallgemeinertes Blockdiagramm des

Systems,

Fig. 2 ein verallgemeinertes Blockdiagramm einer

Werkzeugsteuereinheit oder einer Makrofunktionskarte ,

Fig. 3 ein verallgemeinertes Blockdiagramm eines Werkzeugsteuerblocks,

pig. 4 in einer Zeittabelle die Impulse auf den ver

schiedenen Sammelleitungen und Leitungen im

! Verteilungssystem bei Schreib- und Leseopera

tionen,

pig. 5 in einem Blockdiagramm im einzelnen die Anordnung der Werkzeugmaschinen, Steuerblöcken und des verteilten Schnittstellensammelleitungssystems bezogen auf den Zentralprozes-

i sor oder Rechner,

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Fig. 6 Zeittabellen mit den Datenimpulsen auf den verschiedenen Leitungen im System während verschiedener Systemverteilungskommandofolgen,

Fig. 6A Zeittabellen mit Datenimpulsen auf verschiedenen Leitungen im System während weiterer SystemsVerteilungskommandofolgen,

Fig. 7 das Anordnungskonzept des Verteilungssystems,

Fig. 8 einige Untereinheiten oder -Sektoren der Fig.7

in einer Ebene,

Fig. 9 die Anordnungsgruppen der Untereinheiten der

Fig. 7 in einer anderen Ebene,

Fig. 10 in einer Tabelle einige in Fig. 7 gezeigte

Adreßanordnungen,

Fig. 11 in einem logischen Diagramm die Beziehungen

der verallgemeinerten Makrofunktionskarte (Werkzeugsteuereinheit) zur Blockschnittstellenkarte an einem bestimmten Block,

Fig. 11A in einer Zeittabelle die Pulse auf den verschiedenen Sammelleitungen und Leitungen in Fig. 11 während der Schreib- und Lesezyklen,

Fig. 11B in einem logischen Diagramm eine weitere Schaltung, wie sie sich auf einer Standardblockschnitts teilenkarte findet, zur Ausführung von S tandardparita tsprüfungen,

Fig. 11C in einem logischen Diagramm im einzelnen die

Schaltung der Decodierlogik 96 in Fig. 11,

Fig. 11D in einer Zeittabelle, ähnlich wie Fig. 11A,

einzelne Pulsfolgen auf den verschiedenen Leitungen der Logikschaltung in Fig. 11 während einer Reihe von Datentransaktionen

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zwischen der Makrofunktionskarte und dem Zentralprozessor ,

Fig. 12 in einem logischen Diagramm eine weitere verallgemeinerte Makrofunktionskarte,

Fig. 12A in einer Zeittabelle die Impulse auf verschiedenen Sammelleitungen und Leitungen in Fig. während der Lese- und Schreibzyklen,

Fig. 13 in einem weiteren logischen Diagramm eine andere verallgemeinerte Makrofunktionskarte,

Fig. 13A in einem Zeitdiagramm die Impulse auf den verschiedenen Leitungen und Sammelleitungen in Fig. 13 während der Lese- und Schreibzyklen,

Fig. 14 in einem logischen Diagramm die auf jeder Makrofunktionskarte und der Blockschnittstellenkarte zur Ausführung der Unterbrechungsfunktion im System erforderliche Logik,

Fig. 15 in einem logischen Diagramm das Zusammenwirken

der verallgemeinerten Abfühl- und Antriebsmechanismen auf mehreren zusammenarbeitenden Makrofunktionskarten in einer Werkzeugsteuerung zum Steuern des Betriebes einer Werkzeugmaschine,

Fig. 16 in einem ganz allgemeinen Blockdlagramm mögliche topologische Abweichungen in der Auslegung des vorliegenden Systems,

Fig. 17 in einem logischen Diagramm eine Schalterintegrator-Makrofunktionskarte ,

Fig. 18 ein logisches Diagramm einer Magnettreiber-Makrofunktionskarte ,

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Flg. 18Α In einem logischen Diagramm das Zusammenwirken

von zwei Makrofunktionskarten beim Abschluß einer Operation unabhängig vom Prozessor«

Fig. 19 in einem logischen Diagramm eine Zeitgeber-Makro funk tionskar te ,

Fig. 20 in einem logischen Diagramm eine Analog/ Digital-Konverter-Makrofunktionskarte und Fig. 21 in einem logischen Diagramm den Photokoppler

für die elektrische Isolierung der Werkzeugsteuereinheiten voneinander und vom Zentralprozessor.

Fig. 1 zeigt ein ganz allgemeines Diagramm des vorliegenden Systems, das mehrere Werkzeugmaschinen 13 steuert, deren Betriebsbedingungen von einem Rechner 1 oder einem zentralen Datenprozessor überwacht werden. Diese Werkzeugmaschinen reichen von einer einfachen Maschine wie einem Ofen, dessen Temperaturdaten vom Zentralprozessor überwacht werden und dessen Heizelemente wiederum von ihm geschaltet werden aufgrund dieser Überwachungsdaten bis zu so komplexen Werkzeugen, wie sie für die Bearbeitung von Werkstücken mit Elektronenstrahl oder Ionenstrahl verwendet werden.

Zu jeder in Fig. 1 gezeigten Werkzeugmaschine 13 gehört operativ wenigstens ein Werkzeugsteuerblock 14. Die komplexeren Werkzeugmaschinen können mehr als einen derartigen Steuerblock benötigen. Jeder Steuerblock enthält mehrere Werkzeugsteuereinheiten 16, die eine digitale Ausgabe an die angeschlossene Werkzeugmaschine 13 liefern, um eine bestimmte mit 13A oder 13B bezeichnete Werkzeugfunktion in der Werkzeugmaschine zu steuern und/oder um von der Werkzeugmaschine eine digitale Eingabe auf den E/A-Leitungen 15 zu empfangen, die eine bestimmte abgefühlte Bedingung im Werkzeug anzeigt. Die über die Leitungen 15 von den Werkzeugsteuereinheiten 16 gelieferten

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digitalen Ausgaben sind mit Einheiten In der Werkzeugmaschine oder Funktionen wie Solenoiden, Ventilen oder Schaltern verbunden, um diese Einheiten zu betätigen und/oder mit verschiedenen Abfühlelementen in der Werkzeugmaschine verbunden, um von dem Werkzeug eine digitale Eingabe zu empfangen, die einen bestimmten Werkzeugzustand wie Temperatur, Druck oder Volumen anzeigt. Der Zentralprozessor oder Rechner 1 ist mit den entsprechenden Werkzeugsteuereinheiten oder Makrofunktionskarten 16 über eine mehrkanalige Datenhauptsaramelleitung 31 verbunden, auf der der Zentralprozessor Datentransaktionen durch übertragung paralleler Datenbits von und zu sich vornehmen kann. Zu jeder Werkzeugsteuereinheit oder Makrofunktion gehört eine Einheitsdatensammelleitung, die ebenfalls eine Mehr-Kanal-Sammelleitung ist.

Zu den Werkzeugsteuerblöcken für jede Werkzeugmaschinen gehören weiterhin Datenverteilungseinrichtungen, die aus einer Blockschnittstellenkarte 28 bestehen, die auf einen Satz von Verteilungs- oder Adreßsignalen vom Zentralprozessor ansprechen und wahlweise eine der Werkzeugsteuereinheiten 16 und nur diejenige Datenbahn von dieser gewählten Werkzeugsteuereinheit zurück zum Zentralprozessor wählen und alle anderen Bahnen von anderen Werkzeugsteuereinheiten zum gesamten System ausschließen. Wenn z.B. die Werkzeugsteuereinheit 16' aktiviert ist, dann wird nur die Datenbahn zurück zum Zentralprozessor im ganzen System aktiviert, die in Fig. 1 in dicken schwarzen Linien ausgezogen ist und von der Werkzeugsteuereinheit 16' kommt.

Wenn diese Bahn einmal wahlweise und exklusiv aktiviert ist, sorgt das System für eine Bahnverriegelung, worin nur diese Bahn der zentralen Verarbeitungseinheit geöffnet bleibt und alle anderen Bahnen von den Werkzeugsteuerungen geschlossen sind, bis der Zentralprozessor den nächsten Satz von Verteilungs- oder Adreßsignalen abgibt zur wahlweisen Aktivierung

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einer anderen Werkzeugsteuereinheit.

Außerdem haben eine oder mehrere einmal von dem Zentralprozessor adressierte Steuerblöcke Einrichtungen zur Beendigung einer oder mehrerer Werkzeugfunktionen, die durch eine Datentransaktion vom Zentralprozessor eingeleitet wurde, auch nach Abschluß der Datentransaktion und nach dem der Zentralprozessor nicht mehr in Kommunikation mit der Werkzeugsteuereinheit 14 steht.

Werk zeugs teuerelnhei t

Die Werkzeugmaschine 13 ist mit dem System über den Werkzeugsteuerblock verbunden, der verschiedene Schnittstellenkarten enthält, die Schaltungs-Makrofunktionen sind. Eine typische Schnittstellenkarte oder Makrofunktion (Werkzeugsteuereinheit) 16 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Schlüsselsteuerelemente einer typischen Makrofunktion sind die Ausgaberegister 17, die Steuerfunktionen und die Eingaberegister 18. Diese Register sind vom und zum Maschinenwerkzeug über eine Ausgangssignal-Bedingungslogik 19 und eine Eingangssignal-Bedingungslogik verbunden. Eine Ausgabelogik 17A und eine Eingabelogik 18A liegen zwischen den entsprechenden Registern und der Signalbedingungslogik. Verschiedene Ausgaberegister, Steuerfunktionen und Eingaberegister können auf der Makrofunktionsschaltkarte liegen. Die Ausgabe- und Eingaberegister sind mit einer Datensammelleitung an den Punkten 21 und 22 nach Darstellung in Fig. 2 verbunden. Die Eingaberegister wiederum sind über eine verdrahtete ODER-Funktion mit der Datensammelleitung 23 verbunden. Da im allgemeinen Eingaberegister von mehreren Makrofunktionskarten mit der Datensammelleitung 23 für einen bestimmten Block verbunden sind, kann die eigentliche Verbindung durch ODER-Verdrahtungsfunktionen erfolgen, die mehreren Schnittstellenkarten auf dem Block gemeinsam sind. Wo sich mehr als ein Eingaberegister auf einer Karte befindet, können die Verbin-

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düngen zur Datensammelleitung durch einen Multiplexer 24 multiplex geschaltet werden.

Das Ausgaberegister 17 kann ein konventionelles Polaritätshalteregister sein. Abfrageimpulse sind erforderlich, um Daten in das Ausgaberegister 17 von der Datensammelleitung 23 und auf diese vom Eingaberegister 18 zu leiten. Das erfolgt durch die Registerwahllogik 98, die aus einem Decodierer bestehen kann. Diese Logikschaltung empfängt Signale von der Kommandosammelleltung 25, der Synchronisationsleitung 26 und der Kartenwahlleitung 27, deren Arbeitsweise später genauer beschrieben wird. Eine aktivierte Wahlleitung gibt an, welche Karte 16 Daten empfangen soll.

Die Aktivierung einer bestimmten Kartenwahlleitung 27 bestimmt die Karte, die zum Senden oder Empfangen von Daten gebraucht wird und durch eine Blockschnittstellenkarte gewählt wird, die Teil des Werkzeugsteuerblocks 14 ist. Fig. 3 zeigt die Beziehung einer Blockschnittstellenkarte 2 8 zu einer Reihe einzelner Makrofunktionskarten 16 in einem Gesamtwerkzeugsteuerblock Die gemeinsame Sammelleitungs- oder Makrofunktions-Schnittstellensammelleitung 29 von der Blockschnittstellenkarte zu den verschiedenen Schnittstellen- oder Makrofunktionskarten 16 enthält die Datensammelleitung 23, die Kommandosammelleitung 25 und die Synchronisationsleitung 26, die Rückleitung 30 und die Kartenwahlleitung 27, alle dargestellt in Fig. 2. Die Signale auf der Kommandosammelleitung 25 in Fig. 2 werden zu Unterstufenkomraandos decodiert, mit denen das zu aktivierende Register oder die Funktion bezeichnet werden. Die Registerwahllogik 24 in Fig. 2 hat eine andere Funktion. Sobald die Synchronisationsleitung 26 aktiv ist, ist die Karte gewählt und eine gültige Kommandokombination liegt auf der Kommandosammelleitung, definiert für die spezielle Schnittstellenkarte, und dann wird die Antwortrückleitung 30 in Fig. 2 durch die Registerwahllogik aktiviert und eine erfolgreiche Transaktion angezeigt.

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Schnittstellensammelleitungen von und zu Makrofunktionskarten

Fig. 2 zeigt die physikalische Grenze der Makrofunktionskarten 16 in gestrichelten Linien an. Von und zur Karte 16 laufen verschiedene Standardleitungen, und zwar die Datensammelleitung 23, die SynchronisatIonsleitung 26, die Rückleitung 27 und die Kommandosammelleitungen 25 sowie die Kartenwahlleitung 27, alle Bestandteil der Makrofunktionsschnittstellensammelleitung 29. Alle Schnittstellenkarten sind mit derselben Art der Makrofunktionsschnitts tellensammelleitung 29 verbunden.

Das Verteilungsnetzwerk 31 oder das verteilte Schnittstellensammelleitungssystem (Fign. 1 und 3) vom Zentralprozessor zum Block 14 hat zwei unidirektionale Datensammelleitungen, die Ausgangssammelleitung und die Eingangssammelleitung. Die Makrofunktionsschnittstelle 29 hat eine bidirektionale Datensammelleitung 23.

Im verteilten Schnittstellensammelleitungssystem 31 gibt es außer den jeweils neun Datensammelleitungen für Ausgabe und Eingabe vier Kommandokennzeichen. Diese vier Leitungen werden in allen binären Kombinationen benutzt und ergeben 16 mögliche Kombinationen. Eine Grundleitung liefert einen Synchronisationsimpuls für die Taktierung der Daten. In gleicher Weise finden sich im Makrofunktions-SchnittstellensammelleitungssysteiB 29 eine neunadrige Datensammelleitung 23, vier Kommandokennzeichenleitungen und eine Synchronisationsimpulsleitung.

Die Fig. 4 zeigt die Reihenfolge der Impulse der entsprechenden Eingangs- oder Ausgangsleitung der verteilten Schnittstellen-Sammelleitung 31 sowie auf der Makrofunktions-Schnittstellensammelleitung 29 während einer typischen Schreib- oder Leeeoperation.

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Wenn Daten auf das Schnittstellensystem aus der Makrofunktionssamme1leitung 29 und der Schnittstellensammelleitung 31 geschrieben werden, identifizieren die Kommandokennzeichen über ihre binäre Decodierung die Art der Information auf der Sammelleitung. Wenn z.B. die logische Raumadresse auf der Ausgangssammelleitung codiert ist, dann findet sich die Kennzeichenkombination CXXX)(O) auf den vier Steuerkennzeichenleitungen 25. (Die logische Raumadresse und die Adreßfunktion werden nachfolgend im einzelnen im Zusammenhang mit den Fign. 7 bis 10 beschrieben) . Mit dem Synchronisationsimpuls wird angezeigt, wenn sich gültige Daten auf der Sammelleitung befinden. Mit der Rückkehrleitung 30 wird die oben beschrieben Information an den Prozessor zurückgeleitet. Der Rückkehrimpuls wird an der gewählten Makrofunktionskarte oder Schnittstellenkarte 16 (Fig. 2) durch den Decodierer 98 erzeugt und durch den Synchronisationsimpuls eingeschaltet, sobald die durch die Kommandokennzeichen bezeichnete Aktion erfolgreich war. Wenn der Prozessor z. B. einen logischen Raum adressiert und eine Makrofunktionsschaltung oder Schnittstellenkartenfunktion 16 an der Adresse liegt, kehrt der Rückimpuls zurück und zeigt dem Zentralprozessor 1 an, daß die Operation erfolgreich war. Wenn keine Kartenfunktionen 16 an der gewählten Adresse liegen, ergibt sich kein Rückimpuls und daher erkennt der Prozessor 1 einen E/A-Fehler. In Fig. 4 sind außerdem die Zeiten definiert. Tw ist die Periode vom Beginn der Daten auf der Sammelleitung bis zum Einschaltzeitpunkt des Synchronisationsimpulses; Ts ist die Dauer des Synchronisationsimpulses und Tr die Gültigkeitsdauer der Daten auf der Sammelleitung nach Abschalten des Synchronisationsimpulses. Der Rückimpuls kommt zum Prozessor nach einer Verzögerung Td zurück. Td ändert sich abhängig vom Abstand des Zentralprozessors 1 zum Werkzeugsteuerblock 14 und vom Ausmaß der logischen Verzögerungen in der Kette. Der Zentralprozessor 1 vermeidet mit Hilfe des Rückimpulses auf der Leitung 30 ein Überlaufen der Daten, bestätigt eine erfolgreiche Datenübertragung und zeigt dem Prozessor 1 an, daß das Synchronisationssignal zu beenden ist.

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Die Daten sollten auf der Datensammelleitung 30 bis nach dem Abschalten des Synchronisationsimpulses gültig bleiben.

Eine Obergrenze für die Dauer der Perioden gibt es nicht, da in der Makrofunktionsschaltung oder den Schnittstellenkarten keine zeitabhängigen Punktionen vorhanden sind. Das verteilte Schnittstellensammelleitungssystem 31 kann somit manuell phasenweise für Wartungszwecke zyklisch durchlaufen. Diese Einrichtung gestattet die Verwendung von Anzeigern auf der Blockschnittstellenkarte 14 und der Makrofunktionskarte 16 während der Systemwartung zur Lokalisierung von fehlerhaften Karten 16 im System ohne Verwendung von Spezialgeräten wie Oszilloskopen und Prüfspitzen.

Der Lesebetrieb der Schnittstelle läuft ähnlich ab wie der Schreibbetrieb, jedoch werden Daten durch die Makrofunktionskarte 16 auf die EingangsSammelleitung gegeben. Der Inhalt der Sammelleitung wird bestimmt durch die ODER-Kombination der Information auf der Ausgangssammelleitung und der auf die Eingangssammelleitung durch die Makrofunktionskarte geleiteten Information, da die Makrofunktionsschnittstelle unterstützt wird durch eine gemeinsame E/A-Datensammelleitung 23 (Fig. 2). Beim Lesen muß somit die Ausgangssammelleitung und Wert 00000000 (0) enthalten.

Die Rückleitung 3O hat eine weitere Funktion beim Lesen von Daten. In diesem Fall wird der Rückimpuls an der Makrofunktionskarte gleichzeitig mit dem Leiten der Daten auf die Eingangssammelleitung erzeugt. Der Rückimpuls dient daher dem Prozessor als Signal auf der Synchronisationsleitung 26 zur Anzeige dafür, daß gültige Daten auf der Eingangssammelleitung liegen. Eine kurze Verzögerung wird am Prozessoradapter eingeführt, um einen Datenschräglauf durch die Weiterleitungsdifferenzen zwischen den Bits zu berücksichtigen.

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Direkter Zugriff von und zu Makrofunktionskarten von der Werkzeugumgebung

Die Eingabe- und Ausgabelogik in Fig. 2 kann bei vielen Schnittstellenkarten lokale Intelligenz oder Steuerung verfügbar zwischen dem Ausgabedatenregister 17 und der Signalvorbereitungsschaltung 19 verlangen. Diese Verbindungspunkte stehen dem Benutzer über Schnittstellenstifte 10 (siehe auch Fig. 3) zur Verfügung. Beispiele für solche Benutzersteuerungs-Rückkopplungspunkte werden nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 15 beschrieben. In diesen Beispielen sind die Steuerpunkte Abfrage- und Sperrpunkte.

Die Definition der Eingangsregister 17 und Ausgangsregister 18 spielt eine Schlüsselrolle beim Betrieb der Schnittstellenoder Makrofunktionskarte 16. Alle Datenflußwege zum Prozessor werden durch das Eingangsregister oder das Ausgangsregister 18 festgelegt und daher werden nachfolgend alle Operationen anhand dieser Register definiert und beschrieben.

Alle Signale und die gesamte Kommunikation vom Sentralprozessor 1 zu den Werkzeugsteuerblöcken 14 über die verteilten Schnittstellensammelleitungen 31 und die Makrofunktions-Schnittstellensammelleitungen 29 werden vom Zentralprozessor 1 mit noch zu beschreibenden Programmen gesteuert.

Werkzeugsteuerblock 14 (Fig. 3)

Mehrere Makrofunktionsschaltkarten 16, die in Fig. 3 gezeigt sind, werden zu einem Block 14 kombiniert. Eine Blockschnittstellenkarte 28 steuert die Signalverteilung an die Makrofunktionskarten 16 im Block. Die Verbindungspunkte für die Werkzeugmaschine sind ebenfalls in Fig. 3 gezeigt. Die Blockschnittstellenkarte 28 hat verschiedene Funktionen. Sie verbindet die verteilte Schnittstellensammelleitung 31, die den Zentralprozessor speist und andere Blocks können ebenfalls an

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diesen Kanal angeschlossen werden. Die Blockschnittstellenkarte 28 liefert die Adreßwahlfunktion und speist bei Funktion die Makrofunktions-Schnittstellensammelleitung 29 für die gewählten Schnittstellenkarten. Die Adressierfunktion wird nachfolgend beschrieben.

Zusammensetzen von Makrofunktionskarten 16 zu Blöcken 14 (Flg.3)

Bei der Benutzung der verteilten Schnittstellensammelleitung 31 und der zugehörigen Makrofunktionskarten 16 bestimmt der Benutzer zunächst seine Steuerforderungen, dann wählt er die entsprechenden Makrofunktionskarten 16, die in integrierten Schaltungen implementiert werden können, um seinen Bedarf auf konventionell gepackten Karten zu decken. Dann werden die Makrofunktionskarten den konventionellen unterstützenden "Mutterkarten" zum Packen zugeordnet. Die Struktur der Makrofunktionskarte gestattet dem Benutzer beispielsweise eine Blockschnittstellenkarte 28 und bis zu 15 Makrofunktionskarten 16 auf eine "Mutterkarte" zu packen. Diese Gruppe von bis zu 15 Makrofunktionen ist ein Werkzeugsteuerblock 14.

Die Mutterkarte 80 enthält entsprechend vorverdrahtete Sockel zur Aufnahme der Blockschnittstellenkarte 28 und von bis zu 15 Makrofunktionskarten 14. Daten zur Ausführung der Funktion erforderliche Schaltung auf jeder Karte eine andere Komplexität haben kann, ist die vorverdrahtete Mutterkarte 80 zur Aufnahme von Karten mit bis zu vier Einheiten Breite vorgesehen. Wegen der Komplexität ihrer Schaltung ist die Blockschnittstellenkarte 28 ebenso wie ein großer Teil der Makrofunktionskarten vier Einheiten breit. Andere Makrofunktionskarten wie beispielsweise die Karte 14' sind im gezeigten Ausführungsbeispiel nur zwei Einheiten breit. Die Ausgangssammelleitung 93 vom Zentralprozessor und die Eingangssammelleitung 94 zum Zentralprozessor sind darstellungsgemäß in der Mutterkarte 80 verbunden, die sie wiederum direkt mit der Blockschnittstellenkarte 28 ■ verbindet.

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Drähte und Kabel 81 von der Karte oder dem Block sind zur Übermittlung der verschiedenen Eingänge und Ausgänge mit der Werkzeugmaschine verbunden. Zugangspunkte für den Benutzer und die Umgebung zum Werkzeugsteuerblock werden ebenfalls über die Leitungen 81 geführt.

Blockschnittstellenkarte

Jeder Block 14 braucht eine Blockschnittstellenkarte (BIC) 28 (Flg. 3). Hierbei handelt es sich um eine vorkonstruierte Karte, die mit dem Block funktioniert. Ihre verschiedenen Funktionen werden anschließend beschrieben.

Die Blockschnittstellenkarte liefert die richtige Ladekapazität, damit jede Mischung von Makrofunktionen durch Makrofunktionskarten 16 einem einzelnen Block 14 zugeordnet werden kann. Sie übernimmt außerdem einen Teil der Multiplexfunktion, um die auf der Makrofunktionskarte 16 für Multiplexzwecke erforderliche Logik möglichst klein zu halten.

Außerdem hat die Blockschnittstellenkarte mehrere Steuerfunktionen. Sie ist durch den Zentralprozessor 1 adressierbar und hat Ausgangspunkte für Leitfunktionen. Der Prozessor 1 kann unter Verwendung der auf der Blockschnittstellenkarte 28 verfügbaren digitalen Ausgänge alle dem jeweiligen Block 14 zugeordneten Makrofunktionskarten 16 anschließen oder trennen. Beim Aufrufen zur Lokalisierung von Unterbrechungsquellen wird die Blockschnittstellenkarte 28 auch verwendet. Dadurch wird eine zweistufige Unterbrechungsaufruffolge ermöglicht, die die zum Lokalisieren einer unterbrechenden Makrofunktion erforderliche Zeit reduziert. Diese Unterbrechungsfolge wird später noch genauer beschrieben.

pie Blockschnittstellenkarte liefert auch die Stromeinschaltfsinrichtung für das System. Bei der Stromeinschaltfolge präsentiert der Zentralprozessor 1 durch Kombination der verteilten

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Schnittstellensammelleitung 31 und der Makrofunktionssaramelleitung 29, der Karte 28 und der Makrofunktionskarten 16 alle Bedingungen für die betreffende auszuführende Operation, bevor die zu steuernde Werkzeugmaschine 13 unter Strom gesetzt wird. Vor der Stromeinschaltung an der Werkzeugmaschine sind also alle Steuerbedingungen eingestellt.

Die Parität für alle hereinkommenden Daten wird an der Blockschnittstellenkarte erzeugt. Dadurch ist die Ubertragungsgenauigkeit der Daten zurück an den Prozessor über die verteilte Schnittstelle sichergestellt. Die Paritätsprüfung auf der BIC 28 kann eine konventionelle Paritätsprüfroutine sein, die das Paritätsbit benutzt. In ähnlicher Weise erzeugt der Zentralprozessor die Parität für Daten der Ausgangssammelleitung und Befehle an die Karte 28, die von dieser geprüft werden. Die Paritätsprüfung ist dargestellt im Zusammenhang mit Fig. 11B.

Die Blockschnittstellenkarte hat auch vier Stifte (nicht dargestellt) , die entweder mit einem logischen Spannungspegel oder mit Erde verbunden sind, um eine von 16 Blockadressen der Karte zuzuordnen. Durch Ausnutzung dieser Möglichkeit werden zweideutige Adressen ausgeschaltet, wenn verschiedene Werkzeugsteuerblöcke 14 in einem Verteilungsnetzwerk 31 (Fig. 1) konfiguriert sind.

Auf dem Block oder der Karte 80 befinden sich zwei Kabelaufnahmestecker, um den Block in die verteilte Schnittstelle zu schalten. Alle von diesen Kabeln kommenden oder auf diese Kabel gehenden Signale liegen auf dem Signalpegel der übertragungsleitung. Die richtigen konventionellen Stufenübertragungsschaltungen liegen auf der Blockschnittstellenkarte.

Sektorverteilung

Fig. 5 zeigt die Zusammensetzung mehrerer Werkzeugsteuerblöcke 14 in Sektoren, von denen jeder eine bestimmte Werkzeugmaschine

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steuert, und in mehrere Untersektoren (Unterverteilung) unter der Steuerung eines Zentralprozessors 1. Daten werden an die Blöcke 14 vom Prozessor 1 verteilt.

In der vorliegenden Darstellung ist das verteilte Schnittstellensammelleitungssystem mit dem Zentralprozessor 1 ein 26-adriges verteiltes Schnittstellensammelleitungssystem 31. Die Ausgänge 71 werden als Untersektor-Verteilerkarten bezeichnet.

Reihenfolge von Daten

Die Reihenfolge, in der Daten unter der Steuerung des Zentralprozessors 1 durch das System geschaltet werden, sind in Fig.6 gezeigt und am besten zu verstehen anhand der Fign. 2, 3 und 4.

Daten werden über die EingangsSammelleitung und die Ausgangssammelleitung durch eine Reihe von Kommandodatenfolgen übertragen. Die Fign. 6 und 6A zeigen verschiedene derartige Folgen für unterschiedliche Betriebsarten der Werkzeugsteuerblockschnittstelle. Zu jeder Befehlsfolge gehört eine Veränderliche X, die eine von 16 Kombinationen der Kommandokennzeichenleitungen darstellt. Vier Kommandokennzeichenkombinationen, von denen eine absichtlich als Reserve nicht benutzt wird, sind für eine feste Benutzung im System reserviert. Diese Kombinationen sind: 0 als logische Raumadresse, 1 zum Rückstellen der auf der Makrofunktionskarte 16 liegenden Unterbrechungsanforderungsverriegelung, 14 (unbenutzt) und 15 zum Lesen der Makrofunktionsbezeichnungsnummer. Die anderen Zuordnungen der übrigen 12 Kommandokennzeichenkombinationen hängen von den Forderungen der Makrofunktionskarte oder Schnittstellenkarte 16 ab. Die Verwendung wird anhand mehrerer Grundkommandofolgen beschrieben .

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Die Kommandofolge 0 wird für zwei Funktionen benutzt: Eine Funktion ist die Lieferung von reiner Adreßinformation auf die Schnittstellensammelleitung. Jede Makrofunktion muß eine logische Raurawahlleitung haben. Die Funktion dieser Leitung gehört eingeschaltet/ wenn der logische Raum gewählt wird. Eingeschaltet: öffnet diese Leitung den logischen Raum. Die Leitung wird zurückgestellt, sobald ein anderer logischer Raum gewählt wird. Die reine Adreßfolge gestattet die Rückstellung und Einschaltung der logischen Raumwahlleitungen ohne Übertragung von Daten.

Unterbrechungsaufruf

Die zweite Funktion der Koramandofolge 0 ist der Aufruf für Unterbrechungen. Eine Unterbrechung ist eine konventionelle vorgegebene Bedingung, in der die Makrofunktion die Steuerung des Zentralprozessors 1 übernimmt. Somit wird der gerade für den Prozessor 1 ablaufende Prozeß unterbrochen, um eine Funktion mit höherer Priorität auszuführen. Jede Makrofunktionskarte mit Unterbrechungsmöglichkeit hat eine Unterbrechungsanforderungsverriegelung 65, Fig. 14. Wenn eine Unterbrechungsanforderungsleitung ein Signal führt, wird sie auf der Schnittstelle durch die Blockschnittstellenkarte 28 (BIC) eingeschaltet. Der Prozessor 1 reagiert auf diese Unterbrechungsanforderung. Die Lage der unterbrechenden BIC's wird durch eine Aufruffolge bestimmt. Die Kommandofolge 0 wird für diese Funktion benutzt. Dieser Vorgang wird anschließend im Zusammenhang mit ' der Schaltung in Fig. 14 beschrieben. Wenn der logische Raum adressiert ist und der adressierte Block eine Unterbrechung ausstehen hat, schaltet er die Unterbrechungsbestätigungsleitung ein. Diese Leitung signalisiert dem Prozessor 1, daß eine Unterbrechung lokalisiert wurde. !

^{P1 976} οίο 7 0 9 8 A 3 / Ö ß β 0

X.

27H268

Um die zum Aufruf nach Unterbrechungen erforderliche Zelt möglichst klein zu halten, werden die Unterbrechungen zuerst aufgerufen durch den Block 14 und dann durch die Makrofunktion 16 über die Unterbrechungsanforderungsleitung, wie es nachfolgend noch Im Zusammenhang mit Fig. 14 zu beschreiben ist. Die Aufruffolge im ungünstigsten Fall würde also 16 Aufrufaktionen erfordern.

Die Unterbrechungsanforderungsverriegelung würde zurückgestellt an der Makrofunktionskarte, nachdem die Unterbrechung bedient wurde, unter Verwendung einer Kommandofolge 1 mit einem Kommando.

Mit der Kommandofolge 1 wird ein Informationsbyte über die Schnittstelle übertragen. Dieselbe Folge wird zum Lesen und Schreiben benutzt. Der einzige Unterschied besteht darin, daß in der Leseoperation die Ausgabesammelleitung enthalten muß 00000000. Durch Vereinbarung wird das Byte D1 bei der Einzelbyteoperation übertragen. Das Byte DO einer 16 Bit großen jHalbworttransaktion wird ignoriert und in dieser Folge nicht benutzt. Um ein Byte zu übertragen kann X am besten einen ungeraden Wert haben (nach Darstellung in Fig. 6).

Mit der Kommandofolge 2 werden zwei Bytes oder ein Informajtionshalbwort über die Schnittstelle übertragen. Nach Vereinbarung wird zuerst das Byte DO und dann das Byte D1 gesendet. Der Wert von X wird durch die Softwaresteuerunterroutine geliefert, die die Makrofunktion unterstützt. Die speziell für eine bestimmte Makrofunktion erforderlichen Werte werden festgelegt zu dem Zeitpunkt, an dem die Makrofunktion entwickelt wird.

976 οίο 70980/0800

"X-

27H268

a?

Für spezielle Makrofunktionen können andere Kommandofolgen definiert werden. Einige andere mögliche Kommandofolgen sind beispielsweise in Fig. 6A definiert. Diese Kommandos gestatten die Übertragung von ein oder zwei Informationsbytes. Außerdem werden für die Taktierung und die Steuerimpulse an der Makrofunktion zusätzliche Kommandokennzeichenkoinbinationen verwendet. Verallgemeinerte digitale Eingabe- und Ausgabe-Makrofunktionen brauchen diese Folgentypen für die Leitung und Vorbereitung von Daten.

Logische Organisation der Schnittstelle für die Adressierung

Die in Fig. 5 gezeigte Schnittsfcellensammellelfcung 31 vom Zentralprozessor 1 kann für die Adressierung so betrachtet werden, als ob sie einen E/A-Raum bedient, wie es in dem Konzept in Fig. 7 gezeigt ist. Im vorhergehenden Abschnitt über Datenfolgen wurde die logische Raumadresse (LSA) besprochen. Anschließend wird beschrieben, wie sie bestimmt wird.

Die Adressierung des Schnittstellensystems läßt sich am besten unter Bezug auf einen Würfel von Bits beschreiben, wie er in Fig. 7 gezeigt ist. Jeder kleine Würfel stellt ein einzelnes Bit in einem Register auf einer Schnittstellenkarte 16 (Fig.3) dar. Die vertikale Achse stellt die Breite der Datensammelleitung 23 dar und die Einheit auf dieser vertikalen Achse bezeichnet ein bestimmtes Datenbit. Die Tiefe des Würfels stellt eine Reihe von Daten dar, die auf die Datensammelleitung gegeben werden kann. Zu jedem Datenbyte auf der Datensammelleitung 23 gehört ein Befehlskennzeichen, und somit gehört zur Tiefe des Würfels eine Reihe von Befehlskennzeichen. Der zentrale Prozessor 1 könnte eine Datenreihe an jedem Würfel mit einem anderen Kommandokennzeichen schreiben und so jedes mögliche Register auf der Makrofunktionskarte adressieren. In diesem Fall könnten von 16 binären Kombinationen der Kommandokennzeichen C_ bis C- 16 Register adressiert werden.

^{FI 976O1}° 709843/0680

Anstatt nun Daten an verschiedene Register zu übertragen, könnte der Zentralprozessor 1 auch Daten so übertragen, daß jedes Byte zu denselben Kommandokennzeichen gehört. Dadurch würde eine Datenreihe an nur ein Register auf der Hakrofunktionskarte übertragen. Somit ist jede Kombination von Folgen von Kommandokennzeichen zulässig, die sich mit jeder Datensammelleitungsübertragung ändert oder konstant bleibt. Ein Register könnte somit entweder einer Reihe oder ein einzelnes Datenbyte freigeben. Dieses Register kann einen Drucker oder ein anderes serielles Datengerät darstellen. Wichtig ist die Feststellung, daß das Programm des Zentralprozessors die richtigen Kommandokennzeichen kennt, die an jede Makrofunktionskarte gesendet werden müssen, um die gewünschte Datenübertragung und die Funktion zu erreichen. Die Breite des Adreßwürfels stellt die Adresse einer jeweiligen Makrofunktion dar. Sie werden logische Räume genannt und als logische Raumadresse (LSA) adressiert. Die drei Dimensionen des E/A-Raumwürfels sind definiert.

Da der E/A-Raum von einer acht Bit großen Datensammelleitung arbeitet, müssen für das Schreiben von 16 Bit großen Wörtern besondere Überlegungen angestellt werden. In diesem Fall wird das 16 Bit große Halbwort als eine Reihe geschrieben, in der zwei Bytes ein Wort darstellen.

Die 256 logischen Raumadressen des E/A-Raumes sind in 16 Blöcke unterteilt, von denen jeder als ein Block 14 der Makrofunktionskarten 16 dargestellt ist. Die Schnittstelle kann somit 16 Blöcke adressieren. Innerhalb des Blocks können 15 Makrofunktionen zugeordnet werden. Die O-Adresse im Block ist für Benutzung durch die Blockschnittstellenkarte 28 reserviert.

^PI976O1° 709843/0660

27H268

Die Blockschnittstellenkarte 28 (Fign. 3 und 11) hat die Möglichkeit, die zuzuordnende Blocknummer oder Blockadresse auf Systembasis durch Wahl von vier Drähten zu gestatten, die personalisiert werden. Dieser Vorgang ist nachfolgend genauer im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben (Stifte 11 bis 4). Fig. 8 zeigt diese Möglichkeit. Drei Untersektoren A, B und C sind unter der Steuerung des Prozessors zu einer Werkzeug-Mehrfachsteuerung zu kombinieren. Diese werden durch einen E/A-Raum adressiert. Diese Blöcke sind wie in der Fig. dargestellt zugeordnet, wobei der Untersektor A die Blockadressen 5 und 6, der Untersektor B die Blockadresse 4 und der Untersektor C die Blockadresse 3 benutzt. Blöcke in einem Untersektor brauchen nicht zu kontinuierlichen Blockadressen zugeordnet zu werden. Nachdem den Blöcken Blocknummern im E/A-Raum zugeordnet sind, muß das Steuerprogramm im Prozessor, das diese Blöcke adressiert, fortgeschrieben werden, um die logische Raumadresse für jeden Block und seine Makrofunktion wiederzugeben.

Für jede Makrofunktion müssen mehrere Datenbytes gemäß Dar- I stellung in Fig. 9 im E/A-Raum benutzt werden. Hier sind drei Makrofunktionskarten 16 gezeigt. Eine braucht 16 Datenbits und i einen Strang zwei, um die Daten aufzunehmen. Eine andere Makro-! funktion braucht nur 8 Bits und einen Strang eins zur Adressierung. Die dritte Makrofunktion braucht 8 Bytes und daher einen Strang acht/ um die Daten für die Makrofunktion zu liefern. !

3Fig. 10 zeigt die Bitkonventionen für die verteilte Schnitt- j stelle. Normalerweise sind Datensammelleitungen 8 Bits breit j und dienen verschiedenen Funktionen. Fig. 10 gibt die Leitungs-j namen und ihre Zuordnungen für die Eingabe- und Ausgabedatensammelleitungen an sowie die Aufteilung der Adreßinformation nach Bits auf die Blocknummern und die logische Blockraumadresse einer 8 Bit breiten Datensammelleitung.

^PI976O1° 709843/OeVo

27H268

Fig. 1O zeigt auch die 16 Bit- oder Halbwortkonventionen. Das Hauptmerkmal des Halbwortsystems besteht darin, daß die Daten als zwei jeweils 3 Bit große Bytes, und zwar das hohe oder O-Byte und das niedrige oder 1-Byte, betrachtet v/erden. Durch Vereinbarung wird das hohe Byte immer zuerst über die Sammelleitung übertragen und dann das niedrige Byte.

Grund-Makrofunktionen 16 und die Adressierung einer solchen Funktion durch den Zentralprozessor über Blockschnittstellenkarten

Die Makrofunktions-Schnittstellensammelleitungen 31 und 29 und ihre Wechselwirkung mit den Makrofunktionen 16 lassen sich am besten an verschiedenen Beispielen illustrieren. Das vereinfachte Diagramm in Fig. 11 zeigt eine Makrofunktionskarte 16 mit einem 8 Bit großen Ausgaberegister 91 und einer C Bit großen digitalen Leitfunktionsschaltung 92. Diese beiden Funktionen liegen an derselben logischen Raumadresse, es kann jedoch zu einem Zeitpunkt nur jeweils eine Betriebsart benutzt werden. In der Fig, ist außerdem ein Teil der Blockschnittstellenkarte 28 dargestellt, der die Makrofunktion unterstützt.

In Flg. 11 sind zwei Schnittstellensaiumelleitungen dargestellt (Fig. 11 sollte zusammen mit Fig. 11A betrachtet werden, die die Zeittabelle für die betroffenen Signale enthält). Die ver-Iteilte Schnittstellensammelleitung 31 hat zwei Datensammelleijtungen, nämlich die Ausgangsleitung 93A und die Eingangsleitung 94. Diese Sammelleitungen kommen auf die Makrofunktions>* karte 16, wo sie zu einer Makrofunktionsdatensammelleitung kombiniert werden. Diese Makrofunktionsdatensammelleitung 23 ist bidirektional: die Makrofunktion 16 kann Daten von der Datensammelleitung 23 empfangen und hat außerdem die Möglichkeit, Daten auf diese Sammelleitung zu leiten.

Die oben beschriebene logische Raumadreßfunktion ist in zwei Teile unterteilt und wird in der Blockschnittstellenkarte 28

^{FI 976 01}° 709843/ΟβίΟ

ausgeführt. Die Ausgangsleitung 93 verzweigt an der Verzweigung 93Λ zur BIC 28. Die die Blockadresse oder Blockzahl beschreibenden werthohen Bits werden in einer vier Bit großen Vergleicherfunktion 95 decodiert. Da vier Bits die Blockadresse bezeichnen, können sie bis zu 16 verschiedene Kombination für 16 Blöcke bezeichnen. Die Kombination derjenigen vier Bits, die die Gleichheitsbedingung auftreten läßt und anzeigt, daß der durch die gewählte Blockschnittstellenkarte gesteuerte Block gewählt ist, wird durch Fixierung der anderen vier Eingänge I- bis I. an der Vergleicherfunktion 95 erzeugt. Diese Bits können dadurch programmiert werden, daß man die vier Stifte I₁ bis I- in die Aufnahmebuchse der Blockschnittstellenkarte bringt und die Softbuchsenstifte entweder mit Erde oder einer logischen Einerspannung verbindet.

Wenn die Gleichheitsbedingung von der Vergleicherfunktion 95 auftritt, wird der Block gewählt durch Aktivierung der Blockwahlleitung 1O3. Durch diese Bedingung können die wertniederen Bits X. bis X- der Ausgangssammelleitung 93A an dan Decodierer 96 geleitet werden, bei dem es sich um einen konventionellen 4/16-Bitdecodierer auf der Blockschnittstellenkarte 28 handelt, der wiederum dem Pegel einer der 15 Adreßleitungen (LS 1-15) anhebt, mit denen eine der 15 möglichen Makrofunktionen gewählt werden kann, wovon eine Makrofunktion 16 in der Zeichnung dargestellt ist. Durch Benutzung der Blockadreßvergleichsfunktion 95 wird der Decodierer 96 für die Adreßleitungen LS 1 bis IjS 15 betätigt und ein logischer Raum innerhalb des Blockes wird aktiviert. Die Leitungen LS 1 bis 15, die die ; Kartenwahlleitungen für die 15 Makrofunktionskarten sind, sind

an die Kommandosammelleitung 25 und 26 in derselben Reihenfolge! wie die illustrative Makrofunktionskarte angeschlossen. Die ! Leitungen LS 1 bis 15 laufen darstellungsgemäß gemeinsam zur Sammelleitung 25 und 26. Jede der Leitungen LS 1 bis 15 ist dann entsprechend mit einer anderen Makrofunktionskarte 16 verbunden ebenso wie die Wahlleitung 27 für die betrefende Karte.

^PI976O1° 70980/0690

27K268

Die Koniraandokennzeichen C bis C. 25 und die Synchronisationsleitungen 26 sind in einer Sairanelleitung dargestellt und werden durch die Blockschnittstellenkarte 28 an jedem dem Block zugeordnete Makrofunktionskarte geführt. Wenn die Ausgangssamme1leitung 9 3 eine logische Raumadreßinformation enthält, haben die Kommandokennzeichen die Kombination OOOO (0). Diese reservierte Kombination leitet dann die Ergebnisse der vier Eingänge und des gewählten Blocks, wodurch die gewählte logische Raumwahlleitung LS 1 bis 15 eingeschaltet wird, wenn die Makrofunktion gewählt wird. Diese logische Raumwahlleitung wird zurückgestellt, wenn eine andere logische Raumleitung adressiert wird.

Der Decodierer 96 ist nur während des Adressierbetriebes des Systems aktiv. Um diesen Betrieb sicherzustellen, hat jede Blockschnittstellenkarte 28 (Fig. 11) einen Adreßoperations- oder Kommandokennzeichendecodierer 55, an den die Kommandokennzeichen C_n bis C, von der Sammelleitung 25 angelegt werden. Wenn also der Eingang C_ bis C₃ zum Decodierer 55 lautet

0000, wird die Leitung 56 aktiviert und dadurch die Decodierfunktion 96 auf allen Blockschnittstellenkarten 28 eingeschaltet, so daß bei gleichzeitiger Aktivierung der Blockwahlleitung 103 durch die Vergleicherfunktion 95 der gewählte Block angezeigt wird, und dann wird der Decodierer 96 aktiviert.

Wenn die Makrofunktionskarte 16 an einer bestimmten logischen Raumadresse gewählt ist, läuft der einzige Eingangs- oder Ausgangskanal des Zentralprozessors zu der gewählten Makrofunktionskarte. Der Kommunikationskanal zwischen der gewählten !Karte zuerst über die Datensammelleitung 23 und dann entweder durch die Ausgangssammelleitung oder die Eingangssammelleitung j94_f in einer Bahn aus dem Werkzeugsteuerblock über die verteilte Schnittstellensammelleitung 31 und zum Zentralprozessor

1, bleibt verriegelt bis der Zentralprozessor eine andere Mak- ,

rofunktionskarte adressiert. Alle in den Zentralprozessor und I

709843/064

aus ihm fließenden Daten können daher nur die gewählte Makrofunktionskarte beeinflussen oder von ihr beeinflußt werden.

Die Fig. 11C zeigt im einzelnen die Beziehung zwischen der Vergleicherlogikfunktion 95 und der Decodiererlogik 96 auf jeder Blockschnittstellenkarte. Die den Decodierer 96 bildende logische Schaltung ist in Fig. 11C im einzelnen innerhalb der Grenzen der gestrichelten Linien 96 gezeigt:. Wenn die Vergleicherlogikfunktion wie oben beschrieben feststellt, daß der betreffende Werkzeugsteuerblock gewählt wurde, gibt sie ein Ausgangssignal über die Blockwahlleitung 103, um diese Wahl anzuzeigen. Die Blockwahlleitung 103 legt ein Signal an das UND-Glied 40 an, das bei Kopplung mit dem konventionellen Synchronisationsimpuls auf der Leitung 26 für die Adressierfunktion das UND-Glied 40 einschaltet und die Verriegelung 41 betätigt, um die Verriegelungsschaltung 42 zu aktivieren. (Die Leitung 56 hat bereits bei vorhergehender Betätigung des Kommandos 0 auf dem Adreßfunktionsdecodierer 55 die beiden UND-Glieder 40 und 44 eingeschaltet). Um sicherzustellen, daß die Verriegelung 41 nicht zurückgestellt und so die Verriegelungsleitung 42 abgeschaltet wird, solange die Blockwahlleitung 103 aktiv ist, wird die Blockwahlleitung 103 auch an den Inverter 43 geführt, der das UND-Glied 44 inaktiv hält und dadurch leine Rückstellung der Verriegelung 41 verhindert. Wenn also die Verriegelungsleitung 42 aktiv ist, liefert das UND-Glied ein Ausgangssignal auf die Leitung 46 beim Anlegen des vorher !erwähnten Adreßsynchronisationsimpulses. Dadurch wiederum wird Idas vier Bit große Polaritätshalteregister 47 aktiviert zum Empfang und Festhalten der oben erwähnten vier wertniederen Bytes X₄ bis X₇, die eine gewählte Makrofunktionskarte auf diesem gewählten Block bezeichnen. Gleichzeitig wird ein Ausgangssignal auf der Verriegelungsleitung 42 an den 4/16-Konverter 48 angelegt, der wiederum für die oben beschriebene Mctivierung einer der Adreßleitungen LS 1 bis LS 15

Fi 976 010 709843/0680

27H268

sorgt, wodurch eine der 15 möglichen Makrofunktionskarten gewählt wird.

Bis also eine neue Adresse an die Adreßdecodierschaltung auf jeder Blockschnittstellenkarte eines jeden Werkzeugsteuerblocks im System angelegt wird, hat nur der gewählte Block ein Signal auf der Blockwahlleitung 103 und nur auf diesem gewählten Block wird der Eingang X- bis X_ decodiert und eine Karte über eine der Adreßwahlleitungen LS 1 bis LS 15 gewählt, wie es in Fig. 11C gezeigt ist. Auf diese Weise bleibt die Bahn von der gewählten Makrofunktionskarte zum Zentralprozessor 1 verriegelt. Eine Kommunikation mit einer anderen Makrofunktionskarte irgendwo im System kann erst erfolgen, wenn eine neue Adreßfolge durch den Zentralprozessor 1 eingeleitet wird. Wenn das geschieht und der Block und die Karte, die in den Fign. 11 und 11C gezeigt sind, nicht mehr länger gewählt sind, dann wird die Blockwahlleitung 103 abgeschaltet und das Schaltglied 40 schaltet ab, während das UND-Glied 44 einschaltet, wenn der Synchronisationsimpuls während dieses Adressierverfahrens auf die Leitung 26 gegeben wird. Dadurch wiederum wird die Verriegelung 41 entriegelt, so daß der Ausgang 42 im abgeschalteten Zustand ist. Jetzt empfängt weder das Polaritätshalteregister 47 über die Leitung 46 einen Eingang noch der 4/16-Konverter 48 über die Leitung 49 und der Kanal von der Karte, der nicht mehr für den Zentralprozessor 1 gewählt ist, Wird geschlossen.

pie verriegelte Bahn von der adressierten Makrofunktionskarte

|zurück zum Zentralprozessor 1 bleibt ohne Rücksicht darauf verriegelt, ob der Zentralprozessor 1 Datenkommunikation von und zu der gewählten Makrofunktionskarte betreibt. Solange keine andere Makrofunktionskarte nachträglich adressiert wurde, bleibt die Bahn zwischen dem Zentralprozessor 1 und der letzten· adressierten Makrofunktionskarte für die Kommunikation ungeach-! tet dessen offen, ob der Zentralprozessor 1 gegenwärtig Daten-

Lx- 97B-BW _{7 0 9 8} 4 3/0 ₆ j ο

transaktionen vornimmt. Fig. 11 D zeigt die Zeiteinteilung für das System für eine Datenfolge, worin eine erste Makrofunktion X adressiert, dann Daten zum Schreiben über die Ausgangssammelleitung 93 an die Ilakrofunktion X gesendet werden und danach Daten von der Makrofunktion X gelesen werden. Die Makrofunktion Y wird danach adressiert. In diesem Beispiel sei angenommen, daß in der Zeit, in der die Zeitdiagramme in Fig. 11D unterbrochen gezeichnet sind, der Zentralprozessor 1 nach der Adressierung und Schreiben in die Makrofunktion X laut Programm eine Reihe von Datentransaktionen ausführt, die die Makrofunktion X oder eine andere Makrofunktion im Steuersystem nicht betreffen. Unter dieser Annahme müssen einige nicht bezogene persönliche Daten während dieser Periode analysiert werden. Während der Zentralprozessor 1 von sich aus abgeschaltet ist, bleibt die Bahn zwischen dem Zentralprozessor 1 und der letzten adressierten Makrofunktion X offen, wie es durch den kontinuierlich hohen Pegel 57 auf der Zeitkurve dargestellt ist, der besagt, daß die Makrofunktion X eingeschaltet ist.

Wenn der Zentralprozessor 1 seine nicht bezogenen Funktionen koppelt und an das gegenwärtige Steuersystem zurückgibt, ist die Bahn noch offen, wie durch den hohen Pegel 57 dargsteilt wird, und die Makrofunktion X braucht nicht wieder adressiert zu werden. Wie in der Kurve gezeigt ist, gibt der Zentralprozessor 1 Lesekommandos über die Kommandosammelleitung 25 zu diesem Zeitpunkt ab, die zur Rückgabe von zwei entsprechenden Datenbits an den Zentralprozessor 1 über die Eingangssammelleitung 94 führen.

Nur wenn die Makrofunktion Y adressiert wird, wird die Bahn voni Zentralprozessor 1 zur Makrofunktion X schließlich unterbro- \ chen, wie durch Abfall des hohen Pegels 57 gezeigt wird, und die ausschließliche Bahn vom Zentralprozessor 1 zur Makrofunktion Y wird geöffnet, wie durch den hohen Pegel 58 gezeigt ist.

^FI976O1° 709843/0680

Der Prozessor 1 kann dann mit den Schreib- und Lesetransaktionen mit der Makrofunktion Y über diese ausschließliche Bahn fortfahren, wie es durch die Zeitkurve in Fig. 11D gezeigt ist.

Die Kommandokennzeichenkombination C bis C₃ v/ird immer durch den 4/16-Konverter 98 in der gewählten Ilakrofunktionskarte 16 geleitet durch Aktivierung der logischen Raumadreßleitung 2 7 und der Synchronisationsleitung 26 vom Decodierer 96 her. Im vorliegenden Beispiel greift die Aktivierung von LS 4 die gezeigte Makrofunktion auf. Wenn dann hinterher ein anderer logischer Raum gewählt wird, wird die logische Raumwahlleitung auf anderen Makrofunktionskarten zurückgestellt.

Im Schreibbetrieb besteht das nächste Informationsbyte auf der Ausgangssammelleitung 93 aus den Daten ü_ bis D_, die in das D/O-Register 91 durch die Datensammelleitung 2 3 zu leiten sind. Wenn diese Daten auf die Ausgangssammelleitung 93 gegeben werden, hat die Makrofunktion der Fig. 11 das Ausgangsglied 3 des 4/16-Konverters 9 8 aktiviert, um die Daten in das D/O-Register 91 zu leiten.

Wenn es sich um eine Leseoperation handelt, würde die Makrofunktion die im D/I-Register 92 enthaltenen Daten auf die Datensamme1leitung leiten. Die Makrofunktion der Fig. 11 hat vorgegebene Kommandokennzeichenkombinationen, die auf die Kommandokennzeichenleitungen 25 und 26 in der zweiten Phase der Kommandofolge gegeben werden müssen. Fig. 11A zeigt die phasenlage dieser Daten und die Informationswerte auf der Ausgangs- und der Eingangssammelleitung zum Betrieb der Makrofunktion 16.

JDie für den Zentralprozessor 1 zur Unterstützung der Makrofunktion geschriebenen Steuerunterroutinen enthalten diejenigen konstanten, die die Kommandokennzeichenkombinationen zum Bebrieb dieser Makrofunktionskarte in Lese- und Schreibbetriebsart definieren.

- 709843/OeeO

27H268

Die Rückleitung 30 wird aktiv, sobald der Synchronisationsimpuls aktiv, die Makrofunktion 16 gewählt und die Operation gemäß der Definition auf den Kommandokennzeichenleitungen erfolgreich ist. Wenn eine Undefinierte Kommandokennzeichenkombination decodiert wurde, wird der Rückimpuls nicht erzeugt. Dadurch wird dem Prozessor 1 ein E/A-Fehler signalisiert.

Paritätsprüffunktion auf einer Blockschnittstellenkarte

Im Zusammenhang mit Fig. 11 B wird anschließend erklärt, wie eine konventionelle einfache Paritätsprüffunktion durch den Zentralprozessor 1 ausgeführt werden kann. Eine solche Paritätsprüfung wird auf der Blockschnittstellenkarte 28 dadurch vorgenommen, daß man eine Schaltung einbaut, wie sie typischerweise in Fig. 11B gezeigt ist, die zusätzlich zu der bereits auf der Karte 28 in Fig. 11 dargestellten Schaltung vorhanden ist. Eine Paritätsprüfung auf der Ausgangssammelleitung kann typischerweise durchgeführt werden durch Verbindung der Leitungen X_Q bis X₇ und Xp von der AusgangsSammelleitung 93A mit der Ausgangssaramelleitungs-Paritätsprüflogikschaltung 107 unter Steuerung des Zentralprozessors 1. Kommandokennzeichen für die Paritätsprüfungen C_Q bis C₃ von der Sammelleitung 25 und 26 werden ebenfalls an die Ausgangssammelleitungs-Paritätsprüflogikschaltung 107 geleitet, die eine konventionelle ungerade Paritätsprüfroutine ablaufen läßt. Wenn die resultierende Parität ungerade ist, wird ein Leitsignal an das UND-Glied 104 gegeben, das dann den Synchronisationspuls von der Sammelleitung 25 und 26 an den 4/16-Konverter 98 in der Adreßwahllogik auf der gewählten Makrofunktionskarte 16 laufen läßt.

Auf ähnliche Weise kann die Parität auf der EingangsSammelleitung geprüft werden. Die Paritätsübertragungsleitung von der Makrofunktionskarte 16 in Fig. 11B wird wieder über das UND-Glied 105 geführt durch den Synchronisationsimpuls, der für die jeweilige Makrofunktionskarte 16 gültig ist. Bei der Lei-

^{P1 976ΟΊό} 709843/0600

27U268

tung durch das UND-Glied 105 aktiviert die Paritätsübertragung die Eingangssammelleitungs-Paritätsprüflogikschaltung 108, zu der die Leitungen Y_ bis Y_, Y_p geführt werden, und unter Steuerung des Zentralprozessors 1 wenn diese ungerade Paritätsprüfung gültig ist schaltet das Signal auf der Leitung 109 die Eingangssammelleitung 94 durch das UND-Glied 106 durch. Für diejenigen Makrofunktionen, die keine Parität an die Karte 28 von ihrer Konstruktion hergeben, erzeugt sie selbst die richtige Parität.

Die Unterbrechungsfunktion

Das System muß in der Lage sein, den Betrieb des Zentralprozessores 1 unter vorgegebenen Bedingungen zu unterbrechen. Fig. 14 zeigt die Steuerlogik auf der Blockschnittstellenkarte 28 und die Anforderungslogik auf jeder Makrofunktionskarte 16, die für die Unterstützung der Unterbrechungsverarbeitung erforderlich sind. Nicht alle Funktionskarten brauchen jedoch eine Unterstützung für die Unterbrechungsverarbeitung. Außerdem können Unterbrechungen von der Werkzeugmaschine 13 direkt an die Blockschnittstellenkarte 28 gegeben werden.

Die Blockschnittstellenkarte 28 hat acht Prozeßunterbrechungspunkte. Der Eingang zu jedem dieser Punkte ist ein bipolarer logischer Pegel (TTL). Jeder Eingang wird nach Darstellung in Fig. 14 mit der entsprechenden Position eines Referenzregisters 164 auf der BIC verglichen. Wenn die beiden sich unterscheiden, Wird der Unterbrechungsanforderungsausgang 165 auf der BIC auf der verteilten Schnittstellensammelleitung 31 aktiviert. Wenn der Zentralprozessor 1 den unterbrechenden Block lokalisiert hat (siehe Kommandoreihenfolge), kann er den Inhalt des Refejrenzregisters 164 und des Unterbrechungsregisters 166 lesen, |um festzustellen, welche Unterbrechungspunkte geschaltet wurden.

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27H268

Für Diagnosezwecke kann der Prozessor 1 außerdem in die Unterbrechungseingänge 167 schreiben, um eine Unterbrechung unter Programmsteuerung zu erzeugen (wobei die eigentlichen Unterbrechungseingänge abgeleitet wurden, die die Karten 28 speisen). Dieser Betrieb wird durch einen logischen Multiplexer unterstützt, der zwischen den Unterbrechungseingängen 167 und dem Unterbrechungsregister 166 liegt, jedoch in Fig. 14 nicht dargestellt ist.

Im Zusammenhang mit den Fign. 11, 11B und 14 wurde insbesondere gezeigt, daß die Blockschnittstellenkarte 28 von den Funktionen Adressierung, Unterbrechungsfolgen und Paritätsprüfungen betroffen ist. Das Aktivieren geschieht durch entsprechende Kommandos von einem 4/16-Konverter oder Decodierer 98A auf der Karte 28, der das Gegenstück zu dem 4/16-Konverter 98 auf allen anderen Makrofunktionskarten ist. Dieser 4/16-Konverter auf der Karte 28 ist in Fig. 14 gezeigt. Wie die 4/16-Decodierer auf jeder Makrofunktionskarte 16 empfängt auch der Decodierer die Signale auf den Kommandoleitungen C_Q bis C₃ von der Sammelleitung 25, sowie die Synchronisationsimpulse auf der Leitung 26 und die Signale auf einer Kartenwahlleitung 27, die durch einen LS O-Ausgang von einem Adreßdecodierer aktiviert wird, wie beispielsweise dem Decodierer 96 in Fig.11. Wenn der Decodierer 98 so aktiviert ist, kann er durch die Eingänge C_ bis C₃ so gesteuert werden, daß er die betreffenden Kommandos auf die Kommandoleitungen CTCO bis CTC zur Aktivierung der entsprechenden Schaltungen für die jeweils auszuführende Funktion gibt, z.B. für die Unterbrechungsfunktion der Fig. 14.

^{PI 976 01}° 7 09843/0680

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Einige Beispiele der allgemeinen Makrofunktionskarten

Die Makrofunktionskarte der Fig. 11 ist die Basis. Alle anderen Makrofunktionen können als Änderungen dieses Ausführungsbeispieles betrachtet werden. Mehrere Register mit Kombinationen von Lese- und Schreibvorgängen können installiert werden.

Eine Erweiterung der einfachen Makrofunktion der Fig. 11 ist in Fig. 12 gezeigt. (Die Zeittabelle für die hier auftretenden Signale ist in Flg. 12A gezeigt). Hier hat diese Makrofunktion ein 16 Bit großes D/O-Register 100, das eigentlich aus acht Bit großen Registern besteht und einem acht Bit großen D/O-Register 101. In dieser Makrofunktion wird mit den Kommandokennzeichenkombinationen 2 und 3 vom 4/16-Konverter 102 ein Halbwort in das 16 Bit große Register 100 geschrieben. Mit der Kommandokennzeichenkombination 5 werden Daten in das acht Bit große Register 101 geschrieben.

Der Prozessor 1 kann entweder in das 16 Bit große Register 100 oder in das acht Bit große Register 101 schreiben. Das jeweilige Register wird durch Kommandocodekombinationen gewählt, die an die Makrofunktion gesendet werden. Das Steuerprogramm im Prozessor 1 zeigt die richtigen Register an durch Weiterleiten der Kommandocodes 2 oder 5. Beim Schreiben in das 16 Bit große Register 100 ist der Kommandocode 3 für das niedere Byte betroffen aufgrund der Definition der Kommandofolge 2. Höchstens 12 jeweils acht Bit große Register können mit den nicht reservierten Kommandocodekombinationen adressiert werden.

In Fig. 13 ist eine Makrofunktion gezeigt, mit der man mehr als 12 Datenbytes einschreiben kann. (Die Zeittabelle für die betroffenen Signale ist in Fig. 13A gezeigt). Hier wird mit einer Kommandokennzeichenkombination ein acht Bit großes Register als ,Reihenadreßregister 110 definiert. Für diese Makrofunktion wird angenommen, daß acht Bit große Halbwörter geschrieben werden.

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27H768

Das hohe Byte enthält die Reihenadresse und das niedrige Byte die Daten. Diese Makrofunktion benutzt das Kommandokennzelchen 2, um Daten In das Reihenadreßregister 110 zu leiten. Die Ausgabe von diesem Register leitet dann die die Kommandokennzeichenkombination 3 begleitenden Daten in das richtig gewählte Register. Wenn das Steuerprogramm im Zentralprozessor 1 versucht, Daten für eine Reihenadresse zu schreiben, der kein Register zugeordnet ist, wird kein Rückimpuls erzeugt. Die letzte Im Diagramm der Fig. 9 gezeigte Transaktion zeigt diese Bedingung.

Andere Anwendungen der Makrofunktionskarte

Makrofunktionen benutzen im allgemeinen die oben beschriebenen Grundmöglichkeiten der digitalen Eingabe, Ausgabe und der Unterbrechung. Außerdem kann die Makrofunktion Photozellenverstärker oder andere logische Funktionen enthalten, die für die detaillierten Makrofunktionen gebraucht werden. Jede dieser spezialisierten Makrofunktionen verlangt unterschiedliche Kombinationen der Grundmöglichkeiten Lesen, Schreiben und Unterbrechen. Die Detailforderungen für jede Makrofunktion unterscheiden sich je nach Bedarf und einige typische Makrofunktionen für bestimmte Anwendungen werden nachfolgend genauer beschrieben.

Beendigung der Funktionen der gesteuerten Werkzeugmaschine durch Werkzeugsteuerungsmakrofunktionen ohne Eingreifen des Zentralprozessors 1

Fig. 15 zeigt ein einfaches Beispiel für die Benutzung von Makrofunktionen durch den normalen Benutzer. In dem Beispiel der Fig. 15 wird angenommen, daß sich eine Laufkatze 170 vom Punkt A nach B und umgekehrt von B nach A bewegt. Mit einer solchen Laufkatze kann man ein Werkstück 171 von einer Station zur anderen transportieren, wo es dann abgenommen wird. Die

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Verriegelung muß so vorgesehen werden, daß bei Erreichen des Punktes A durch die Laufkatze der Rückwärtsantrieb angeschaltet wird und bei Erreichen des Punktes B durch die Laufkatze der Vorwärtsantrieb.

Zur praktischen Ausführung dieser Funktion würde der Benutzer zwei Makrofunktionen wählen. Eine wäre die Makrofunktion 172 für den D/O-Magnettreiber und die andere die Makrofunktion für den D/I-Photozellenverstärker. Die beiden Makrofunktionskarten würden in den Standardblock eingesteckt, der eine Blockschnittstellenkarte hat. Der Benutzer verbindet zwei Drähte mit den Antriebsmagnetspulen für Vorwärtsbewegung 174 und für Rückwärtsbewegung 175, die in dem vom Block gesteuerten Untersektor liegen. Photozellen bei X sind entsprechend mit den Photozellenverstärker-Makrofunktionen 173 und 176 über je zwei Drähte verbunden. Damit sind diese UnterSektorsteuerpunkte über die Makrofunktionen mit dem Prozessor 1 verbunden. Eine Analyse der Verriegelungsbedingungen zeigt, daß bestimmte Sperren vorgesehen werden müssen. Die Abfragepunkte von den entsprechenden Photozellen-Makrofunktionen 173 und 176 werden invertiert und mit den Sperreingangstoren 177 und 178 auf den entsprechenden Magnettreibermakrofunktionskarten verbunden. Somit hat der Benutzer Steuerung und Verriegelungsforderungen für diese beispielhafte Laufkatze mit Hilfe von zwei Makrofunktionen praktisch ausgeführt. Dieser Aspekt kann auch praktisch durchgeführt werden unter Verwendung der Magnettreibermakrofunktion, die nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 18 in Verbindung mit einer Schalterintegrator-Makrofunktion (Fig. 17) beschrieben Vird. Das Zusammenwirken dieser beiden Makrofunktionen wird !nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 18A beschrieben.

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Verteilungsnetzwerk

Fig. 5 zeigt eine Anordnung für das vorliegende Verteilungsnetzwerk, worin die Blöcke 14 an einem Kanal oder einer verteilten Schnittstellensammelleitung 31 angeordnet sind, die zum Zentralprozessor 1 führt.

Fig. 16 zeigt Varianten in der Anordnung, die das Verteilungsnetzwerk haben kann. Dazu gehört ein Kanal mit mehreren Anzapfungen und ein Punkt zu Punkt-Mehrfachkanalnetzwerk. Aufgrund der Symmetrie der Eingangssammelleitung 94 und der Ausgangssammelleitung 93 wird vereinbart, daß bei Erzeugung eines Einganges zum Prozessor 1 an einem Block 14 der symmetrische Kanal 31 immer die logische Nullbedingung in das existierende Datenfeld schreibt. Der Block hat die Funktion der ODER-Verknüpfung der Daten, die er an den Zentralprozessor 1 über die Eingangssammelleitung 94 im Kanal 31 zurückgeben will, mit dem Datenfeld.

Die Anordnung des einen Kanales mit mehreren Abzweigungen nutzt effektiv die Funktion der Blockschnittstellenadresse und der Sammelschienenleitlogik auf den Karten 28 in jedem Block, um die Ausgangssammelleitung 93 auf dem gewählten Block bei dessen Wahl mit der Eingangssammelleitung 94 zu verbinden. Die Weiterleitungsstrecke auf der Ausgangssammelleitung 93 zur Eingangssammelleitung 9 4 hängt somit davon ab, welcher Block 14 gewählt ist.

Eine andere Variante ist die Anordnung eines Punkt zu Punkt-Mehrkanalnetzwerkes. Hier kann jeder Block 14 als eine Einheit auf jedem Kanal behandelt werden.

Spezifische Makrofunktionseinheiten

Im Zusammenhang mit den Fign. 1 bis 3 wurde bereits allgemein beschrieben/ wie die Werkzeugsteuerung oder die Blöcke 14 Fi 976 οίο 70 984 3/068 0

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Werkzeugmaschinen 13 steuern, nämlich dadurch, daß eine oder mehrere Makrofunktionsschaltkarten eine von vielen Grundsteuerfunktionen für die angetriebene Werkzeugmaschine übernehmen. Das allgemeine Funktionieren solcher Makrofunktionskarten 16 wurde schon im Zusammenhang mit den Fign. 2 und 11 bis 13 betrachtet. Diese Makrofunktionskarten liefern entweder zusätzliche Ausgabewerte für die Werkzeugmaschine zum Steuern einer bestimmten Funktion derselben oder empfangen von der Werkzeugmaschine einen digitalen Eingang bei der Überwachung einer bestimmten Werkzeugmaschinenfunktion. Anschließend werden einige Beispiele spezieller Makrofunktionsoperationen betrachtet, die typisch für eine Vielzahl derartiger Operationen sind, die die Makrofunktionskarte 16 bei bestimmten Werkzeugmaschinen ausführen kann. Zu den typischen Werkzeugmaschinenoperationen, die die Makrofunktionskarte 16 steuern kann, gehört die Steuerung von Magnetantrieben, Schaltintegratoren, Zeitgebern, A/D-Konvertern, D/A-Konvertern, Photozellen-Verstärkersteuerung, Zeitgebersteuerung, Doppelarmsteuerung, Schrittmotorstauoranj, Bildschirmanzeigesteuerung und die Steuerung von Festwertspeicherpuffern.

Bei der übernahiae dieser verschiedenen Funktionen führt jede der Makrofunktionssteuerkarten gemeinsame Funktionen aus. Die Schnittstelle von und zur Karte 16 für den Zentralprozessor 1 liegt immer in Eingabe- bzw. Ausgaberegistern, die in Fig. 2 als Register 18 und 17 dargestellt sind. Diese Register wiederum liefern digitale Daten an die Logikschaltung, die für die jeweilige Karte einmalig ist und die Funktion bestimmt, die die Karte auszuführen hat. Diese Ausgabelogik 17A und die Eingabelogik 18A sind allgemein in Fig. 2 dargestellt. Die Logikschaltung kann ganz einfach sein wie ein UND-Glied oder so kompliziert wie mehrere Zähler, Digital/Analog-Wandler oder andere einmalige Formen logischer Schaltungen, die zur Ausführung der spezifischen Funktionen in den vielen Makrofunktionskarten erforderlich sind.

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Die Benutzeranschlußstifte können direkt in den Makrofunktionseingang oder die Ausgangslogik geführt werden, um entweder den Zustand der Logikschaltung abzufragen oder weitere Eingänge oder Sperrungen zu liefern. Diese Eingänge bzw. Ausgänge sind in Fig. 2 als Eingänge 10 und Ausgänge 1OA dargestellt. Jede Makrofunktion hat natürlich eine Signalvorbereitungslogik für den Ausgang 19 und für den Eingang 20, um den normalen logischen Pegel der eindeutigen Logikfunktionen auf den richtigen Pegel umzusetzen, der von den jeweiligen Anwendungen gebraucht wird.

Im allgemeinen ist die einmalige Eingangs- oder Ausgangslogik auf der spezifischen Makrofunktionskarte so konstruiert, daß sie nicht zeitabhängig sind, d.h., die Karte funktioniert ungeachtet des Ankunftszeitpunktes der Daten am Eingangs- oder Ausgangsregister. In beide Register werden Signale unter Bezug auf den Synchronisationsimpuls geliefert, um der einmaligen Eingangs- oder Ausgangslogik auf der jeweiligen Makrofunktionskarte anzuzeigen, daß Daten in das Ausgaberegister geleitet wurden oder durch ein Eingaberegister an den Prozessor zurückgegeben wurden. Wie oben schon gesagt, ist der Synchronisationsimpuls in seiner größten Länge zeitlich nicht begrenzt. Als solche ist die spezielle einmalige Logik in der Makrofunktionskarte empfindlich für den Abfall des Synchronisationsimpulses, der anzeigt, daß die Daten entweder in die Ausgaberegister oder aus den Eingangsregistern geleitet wurden. Nach dieser Hintergrundsinformation wird anschließend der Betrieb einiger bestimmter Makrofunktionskarten beschrieben.

Die nachfolgend beschriebene Makrofunktionskarte ist typisch für die Vielzahl von Eingangs-Makrofunktionskarten, d.h. Karten, die primär an den Zentralprozessor 1 weiterzuleitende ! Daten von der Werkzeugmaschine empfangen. Fig. 17 zeigt die Logikschaltung auf dieser Schaltintegrator-Makrofunktionskarte, bei der Beschreibung bestimmter Makrofunktionskarten wird ihre j

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Korrelation, zur allgemeinen Struktur der Makrofunktionskarten hergestellt, wie sie primär in den Fign. 2 und 11 gezeigt ist. Wo Drähte, Sammelleitungen, logische Blöcke oder andere Strukturen im wesentlichen dieselbe allgemeine Funktion haben, wie sie schon in den Fign. 2 und 11 beschrieben wurde, erhalten sie dieselben Bezugszahlen wie die Strukturen in den früheren Fign. Die Makrofunktionskarte 16, deren Grenze durch gestrichelte Linien gezeichnet ist, wird über die Sammelleitungen 25 und 26 gesteuert, die aus den vier Kommandoleitungen und der Synchronisationsleitung bestehen. Auf der Makrofunktionskarte ein- und ausgehende Daten bewegen sich auf der gemeinsamen Datensammelleitung 23, die acht Datenleitungen für ein Datenbyte und eine Paritätsprüfleitung enthält. Die Kommandosammelleitung 25 verbindet die vier Kommandoleitungen zu einem 4/16-Decodierer 98, der Signale auf bis zu 16 Steuerleitungen liefert, die die verschiedenen logischen Funktionen innerhalb der Makrofunktionskarte 16 steuern.

Die vorliegende Schalterintegrator-Makrofunktionskarte hat eine spezifische Logik, die zum Empfang von digitalen Kontaktschließdaten von mehreren Ausgangspunkten 0. bis O₇ von der Werkzeugmaschine 2OO ausgelegt ist, die als Eingänge an die Signalvorbereitungslogik 20* in der Makrofunktionskarte angelegt werden. Die Kontaktschließdaten am Ausgangspunkt 0_Q bis 0-der Werkzeugmaschine 200 müssen erzeugt werden, um das Schliessen von Schaltern, Reedrelais, Mikroschaltern oder anderen Kontakten anzuzeigen. Die Signalvorbereitungsfunktion 20' liefert die Prellschutzintegration und erzeugt einen Kontaktreinigungsstrom für die Kontakte.

Die Signalvorbereitungseinheit empfängt von jedem der Schalter S_Q bis S₇ in der Werkzeugmaschine ein Ausgangssignal mit der !Bezeichnung 0_Q bis O₇. Die Signalvorbereitungseinheit 20' enthält mehrere Schalterintegratoren SI-. bis SI₇, einen für jeden Schalter. Die Ausgänge 0 bis O₇ sind entsprechend mit diesen

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Schalterintegratoren verbunden. Das andere Ende eines jeden Schalters S-. bis S_ ist mit einem Erdeingangspunkt verbunden. Für jedes Schalterpaar gibt es einen gemeinsamen Erdeingang. In den entsprechenden Schaltintegratoren innerhalb der Signalvorbereitungslogik 20' wird das Kontaktprellen beim öffnen bzw. Schließen der Schalter integriert und ein Kontaktreinigungsstrom für jeden Schalter geliefert. Diese Funktionen lassen sich leicht in jedem entsprechenden Schaltintegrator durch einen Schmitt-Trigger ausführen. Die acht Ausgänge von der Vorbereitungseinheit 20' werden als Satz 201 zum Datenmultiplexer 203 bezeichnet. Der Ausgang von der Signalvorbereitungseinheit 20' wird ebenfalls über die Sammelleitung 201* an acht Abfrageausgangspunkte geführt« wo der Zustand der Schalter innerhalb der Anwendungsumgebung abgefragt werden kann. Ein zweiter Satz von acht Eingängen wird ebenfalls zum Datenmultiplexer 203 über die Sammelleitung 204 geführt, die mit einer gemeinsamen Datensammelleitung 2 3 verbunden ist. Dieser zweite Eingangssatz steht für Diagnosezwecke unter Steuerung der Diagnoselogikschaltung 208 zur Verfügung. Die Diagnosen werden getriggert nach einem entsprechenden Kommando an den Decodierer 98, woraufhin ein Signal auf der Leitung 209 für die Diagnoseroutine in der Logikschaltung 208 gegeben wird, die wiederum einen Diagnoseeingang 120 liefert zum Einschalten des Datenmultiplexers 203, der gekoppelt mit einem Wahlkomroando auf der Leitung 121 vom Decodierer den Dateneingang auf der Sammelleitung 204 vom Multiplexer für die Diagnoseroutine zur Verfügung stellt.

Wenn im Normalbetrieb des Systems ein Kommando vom Decodierer 98 auf der Leitung 121 fehlt, gibt der Datenmultiplexer einen ersten Eingang zum Multiplexer über die Sammelleitung 201, verfügbar vom Multiplexer. Bei einem entsprechenden Signal an das Eingangspufferregister 202 auf der Leitung 121 vom Decodierer 98 fragt das Register 202 dann den Zustand der ihm zugeführten Eingangsleitungen vom Multiplexer 203 ab. Die das Eingangs-

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register 202 aktivierende Leitung 121 kann aktiviert werden, sobald die Makrofunktionskarte während des Adreßverfahrens durch den Wahleingang zum Decodierer 9 8 auf der Wahlleitung 27 gewählt ist. Der Adreßeingang C_n bis C-. zum Decodierer 98, der vorher mit OOOO angegeben wurde, kann somit decodiert werden, um die Leitung 122 zum Register 202 zu aktivieren. Die Daten werden dann in dieses Eingabepufferregister 202 gespeichert. Die den Zustand der Schalter anzeigenden Daten werden somit von der Makrofunktionskarte empfangen und im Pufferregister erwartet. Diese wartet auf ein entsprechendes Signal über die Kommandoleitungen 25 und 26, das dann durch die BIC 28 und den Decodierer 98 weitergeleitet wird, der wiederum einen entsprechenden Impuls auf der Leitung 123 zur Aktivierung des Schaltgliedes 93 erzeugt, um die im Pufferregister 202 gespeicherten Daten zu leiten. Zu dieser Zeit werden die Daten aus 2O3 ausgeleitet und über die gemeinsame Datensammelleitung 23 an den Prozessor 1 zurückgegeben.

Die Abfrageleitungen auf der Sammelleitung 201' zu den betreffenden Ausgangspunkten zur Anwendungsumgebung sind im wesentlichen äquivalent den Abfrageausgängen 1OA in Fig. 2. Diese Ausgänge zeigen die Stellung der zu überwachenden Schalter an. Sie müssen dem Benutzer lokale Intelligenz von der Makrofunktionskarte liefern. Wenn für eine bestimmte Funktion Bedarf besteht, können diese Abfrageausgangspunkte auch mit Unterbrechungspunkten auf einer Blockschnittstellenkarte verbunden werden. Die Abfrageausgänge können beispielsweise mit dem Eingangspunkt 167 des Unterbrechungsregisters 166 in Fig. 14 verbunden werden, um eine Unterbrechung auszulösen, sobald ein bestimmter Schalter geschlossen wird. Als weiteres Beispiel sei die in Fig. 15 dargestellte Laufkatze erwähnt, die beim überfahren eines bestimmten in Fig. 15 mit X markierten Sperrpunktes anstelle eines Photosensors auch mechanisch einen Schalter schließen kann. Wenn anstelle der Photosensor-Makrofunktionskarten 172 und 173 Schalterintegrator-Makrofunktions-

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karten verwendet werden, können diese Abfragepunkte äquivalent den beiden Abfragepunkten in Fig. 15 sein. Somit kann man mit dem Zustand dieser Abfragepunkte die in Fig. 15 zum Stoppen der Laufkatze notwendigen Sperreingänge triggern. Dieser Vorgang wird nachfolgend noch im Zusammenhang mit Fig. 18A beschrieben.

Magnetantrieb-Makrofunktionskarte

Diese Makrofunktionskarte ist typisch für eine Vielzahl von Ausgangs-Makrofunktionskarten, d.h. von Karten, die Daten vom Zentralprozessor 1 über das Verteilungsnetzwerk empfangen, mit denen für die Werkzeugmaschinen eine digitale Ausgabe erzeugt wird, die bestimmte Funktionen an der Werkzeugmaschine speist. Im vorliegenden Fall wird die Ausgabe von dieser Makrofunktionskarte dazu verwendet, einen Magneten oder eine Magnetspule zu treiben.

Im Zusammenhang mit Fig. 15 wurde bereits an einer Illustration die koordinierte Wirkung von Makrofunktionen im allgemeinen beschrieben und zwar eine Makrofunktion, die auf einem gewählten Eingang eine Magnetspule treiben würde, und diese wiederum würde eine Laufkatze für Werkstücke treiben. Anschließend wird im Zusammenhang mit Fig. 18 eine bestimmte Magnetspulen- oder Magnettreiber-Makrofunktionskarte beschrieben. Dabei soll versucht werden, soviele Elemente wie möglich auf der Makrofunktionskarte zur allgemeinen Struktur der Makrofunktionskarten in Beziehung zu setzen, wie sie oben bereits in den Fign. 2 und 11 gezeigt wurde. Soweit Drähte, Sammelleitungen, logische Blöcke oder andere Strukturen im wesentlichen dieselbe allgemeine Funktion haben, wie sie bereits in den Fign. 2 und 11 beschrieben wurden, werden sie mit denselben Bezugszahlen bezeichnet wie in den genannten Fign.

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In Fig. 18 ist gezeigt/ wie die Makrofunktionskarte 16, deren Grenze durch gestrichelte Linien bezeichnet ist, wie oben bereits beschrieben durch die Sammelleitungen 25 und 26 gesteuert wird, die die Kommandoleitungen C_Q bis C. sowie die Synchronisationsleitung und die Rückleitung 27 enthalten. Daten von und zur Makrofunktion bewegen sich über die Datensammelleitung 23, die acht Datenleitungen für ein Datenbyte und eine Paritätsprüfleitung enthält. Die Kommandosamme1leitung 25 verbindet die vier Kommandoleitungen mit dem 4/16-Decodierer 98, der bis zu 16 Steuersignale auf Leitungen liefert, die die verschiedenen logischen Funktionen der Makrofunktionskarte 16 gemäß obiger und nachfolgender Beschreibung steuern.

Das Ausgaberegister 17, bei dem es sich um ein Polaritätshalteregister handelt, enthält acht Bitpositionen, die Daten auf den Leitungen D bis D- von der gemeinsamen Datensammelleitung 23 empfangen, die über die Ausgangssammelleitung 93 (dargestellt in Fig. 11) mit dem Zentralprozessor 1 verbunden ist. Die in das Register 17 geladenen Daten reichen aus, um acht Antriebseinheiten für Magnete oder Magnetspulen zu speisen. Der Einbau eines weiteren acht Bit großen Ausgaberegisters auf der Makrofunktionskarte 16, hier nicht dargestellt, erwies sich bei geeigneter Multiplexschaltung mit dem dargestellten Register zu den Datenleitungen der gemeinsamen Datensammelleitung 23 als praktisch zum Speisen von acht weiteren Magnetspulen, insgesamt also von 16 Spulen. Bei der Initialisierung der Makrofunktion wird die Logik vorbereitet durch Abschalten aller digitalen Ausgangspunkte M_ bis M₇. Dazu wird die Verriegelung 210 ausgeschaltet. Somit wird der Transistor T1 nicht mit Strom Versorgt und der Ausgang M₀ befindet sich auf dem inaktiven pegel. Die in Fig. 18 nur für das Bit 0 gezeigte Logikschaltung Wird für jedes der Bits 0 bis 7 wiederholt und so sind auf die Punkte M_Q bis M₇ inaktiv oder ausgeschaltet. Der Pegel einer jeden Bitposition im Ausgangsregister 17 legt somit fest, lob die Ausgangspunkte M_Q bis M₇ ein- oder ausgeschaltet sind.

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Das hängt natürlich vom Zustand sowohl der Stopeingänge als auch der Sperreingänge ab/ die nachfolgend im einzelnen beschrieben werden.

Für bestimmte Zwecke kann der Zentralprozessor 1 den Zustand des Registers 17 brauchen. Dazu gibt er ein Lesekommandokennzeichen an den Decodierer 98, der wiederum einen Eingang 60 zum Schaltglied 61 aktiviert, mit dem die Ausgänge des Registers 17 verbunden sind. Das Schaltglied 61 leitet die Ausgabe des Registers 17 über die gemeinsame Datensammelleitung 23 an den Prozessor 1 zurück.

Anschließend wird die Arbeitsweise der Ausgangslogik 17A betrachtet, die zur O-Bitposition gehört. Zu jeder der anderen Bitpositionen 1 bis 7 im Ausgaberegister 17 gehört ja bekanntlich eine äquivalente Ausgabelogik.

Gleichzeitig mit dem Laden der Daten ins Ausgaberegister 17 wird das Kommando auf der Kommandosammelleitung 25 vom Decodierer 98 decodiert zu einem Leitimpuls auf der Leitung 211 an das Register 17, um die in das Register 17 geladenen Bits zu leiten. Ähnlich dem Bit in der O-Position wird jedes Bit in einem Inverter 212 invertiert und an einen ODER-Block geleitet, der einen hohen Impuls für die Rückstellung R der Verriegelung 210 erzeugt. Wenn dann das Bit an der ersten Bitposition im Register 17 gesetzt und der Sperreingang 214 nicht vorhanden ist, erzeugt das UND-Glied 215 einen positiven Eingang zur Einschaltseite S der Verriegelung 210. Dadurch wird die Verriegelung eingeschaltet und liefert einen Ausgang, der einen Ausgangstreibertransistor T1 einschaltet und dieser wiederum erzeugt einen aktiven Ausgang am Ausgangspunkt M_Q/ um dessen zugehörige Magnetspuleneinheit zu treiben.

Wenn ein Ausgang wie der Ausgang M. aktiv ist und ein Stopeingang an die Leitung 216 angelegt wird, wird das ODER-

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Glied 213 eingeschaltet, um einen Rückstellimpuls an die Verriegelung 210 anzulegen. Diese wird abgeschaltet und dadurch die Speisespannung im Transistor T1 abgenommen und der Ausgang M inaktiv geschaltet.

Im Gegensatz zum Sperreingang 214, der nachfolgend beschrieben wird, kann ein Stopeingang auf der Leitung 216 wie folgt durch eine Übersteuerungsschaltung übersteuert werden. Durch Abschalten und anschließendes Wiedereinschalten der Bitausgabe vom Register 17 wird die Verriegelung 210 zurückgestellt und dann wird der Speiseimpuls an den Transistor T1 zurückgegeben, wenn die Bitposition eingeschaltet ist, wie es beim vorliegenden Bit der Fall ist.

Wenn auf der anderen Seite ein hoher Impuls auf der Sperrleitung 214 durch das ODER-Glied 213 verknüpft wird und die Verriegelung 210 in die AUS-Position zurückstellt, kann kein Ausgang vom Register 17 diese Sperre übersteuern, da der Sperrimpuls ebenfalls durch den Inverter 217 invertiert und einem UND-Glied 215 als niedriger oder Abschalteingang zugeführt wird. Solange der Eingang 218 zum UND-Glied 215 niedrig bleibt, kann also kein Ausgang auf der Leitung 219 vom Register 17 einen hohen Ausgang vom UND-Glied 215 erzeugen und demzufolge bleibt die Verriegelung 210 ausgeschaltet. Somit kann also bei dem in Fig. 15 gezeigten Beispiel ein Sperrimpuls entweder durch das Vorwärtstreibermakro 172 oder das Ruckwärtstreibermakro unter keinen Umständen übersteuert werden und somit wird die Laufkatze gesperrt.

Wenn einmal die Verriegelung 210 für jedes der acht Datenbits gesetzt ist, kann der Prozessor 1 sich natürlich von dieser Makrofunktion trennen und zu einer anderen Aufgabe übergehen, und die entsprechenden Magnetspulen bleiben in dem selben Zustand, bis die Makrofunktion wieder adressiert wird.

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In der Illustration der Makrofunktionskarte wurde ein acht Bit großer Treiber beschrieben. Für die meisten Λην/endungen paßt jedoch ein 16 Bit großer Treiber besser, der sich leicht durch Verwendung eines zweiten Polaritätshalteregisters wie das Register 17 für die zweiten acht Bits verwirklichen läßt. In das zweite Polaritätshalteregister kann der Reihe nach unter Steuerkommandos zum Decodierer 98 geschrieben werden. Das zweite Register hat dieselbe zugehörige Schaltung zur Erzeugung seiner acht Bit Treiberausgänge. Mit solch einem 16 Bit großen Treiber können die beiden Polaritätshalteregister in ähnlicher Reihenfolge unter Steuerung des Decodierers 98 an den Prozessor 1 zurückgelesen werden, und dann ist das Schaltglied 61 ein Multiplexer, an den die beiden acht Bit großen Register angeschlossen sind. Der Decodierer 9 8 steuert dann die Multiplexschaltung.

Anschließend wird eine Variante der Laufkatzenstopfolge, die im Zusammenhang mit Fig. 15 beschrieben wurde, beschrieben, wobei anstelle des Photosensors ein mechanischer Schalter und die Magnettreiberfunktion der Fig. 18 verwendet werden in Kombination mit der Schalterintegratormakrofunktion der Fig. 17.

Dargestellt ist ein Antrieb 170 mit einem Werkstück 171 ähnlich wie in Fig. 15. Außerdem sind ein Bit eines Magnetantriebes 172 ähnlich wie in Fig. 18 und ein Bit eines Schalterintegrators ähnlich wie in Fig. 17 dargestellt. Die Teile sind miteinander durch einen Draht 502 verbunden, der eine Rückleitung zur Erde über den Transistor T1 zum Antrieb 17O liefert:. Das Ende des Transportmechanismus ist bezeichnet durch einen Schalter 503, der sich schließt, wenn der Transport 170 den Punkt B erreicht. Der Schalter 5Ο3 ist mit dem Schalterintegrator über die Drähte 504 verbunden. Der Abfragepunkt 201 des Schalterintegrators ist; über den Draht 501 mit dem Sperreingang 214 auf dem Magnettreiber 172 verbunden.

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Der Zentralprozessor 1 schaltet das digitale Ausgangsregister 17 über die Datensammelleitung 23 und den Decodierer 98 ab. Dadurch wird die Verriegelung 210 über das ODER-Glied 213 zurückgestellt. Der Sperreingang 214 ist auf dem O-Pegel und wird über 217 invertiert und bereitet so eine Seite des UND-Gliedes 215 vor.

Der Schalter 503 ist offen, so daß der Abfragepunkt 201 gleich 0 gemacht wird. Wenn der Computer den digitalen Ausgang 17 einschaltet, verriegelt das UND-Glied 215 die Verriegelung 210 und liefert so einen Antriebsimpuls an den Transport 170. Der Transport 170 läuft dann weiter zum Punkt A.

Bei Erreichen des Punktes A wird der Schalter 503 geschlossen und dadurch der Schalterintegratormechanismus 20 eingeschaltet. Hierdurch wird der Abfragepunkt 201 eingeschaltet, der mit dem Sperreingang 214 des Magnettreibers 172 verbunden ist. Dieser schaltet die Verriegelung 210 über das ODER-Glied 213 aus und nimmt dadurch den Speisestrom vom Transistor T1 und der Mechanismus stoppt.

Die Reihenfolge ist von selbst zum Ende gekommen, ohne daß der Zentralprozessor 1 eingreifen mußte. Der Zentralprozessor 1 kann jetzt den Zustand des Schalters 503 abfragen, da der Schalterintegratormechanismus 20 Information über den Datenmultiplexer 203, den Eingangspuffer 202 und die Datentore 83 auf die Datensammelleitung 23 gibt.

Der einfachste Betrieb des Systems wäre gegeben, wenn der Computer den Schalterintegrator periodisch abfragt um festzustellen, wann der Transport den Punkt A erreicht hat. Zwischen !diesen Abfrageperioden kann der Zentralprozessor 1 für andere Verarbeitungsaufgaben zur Verfügung stehen. Der Zentralprozessor 1 braucht den Schalterintegrator nicht abzufragen, um den !digitalen Ausgang 17 abzuschalten und somit den Transport 170

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zu stoppen. Somit wird die für die Anfrage durch den Zentralprozessor 1 kritische Zeit sehr klein gehalten.

Zeltgeber-Makrofunktionskarte

Die in Fig. 19 gezeigte Zeitgebermakrofunktionskarte erzeugt einzelne Impulse unter Steuerung eines Programmes im Zentralprozessor 1. Die Makrofunktionskarte verfügt über die Standardsamme1leitungen für Daten-, Kommando- und Steuersignale, wie sie anderweitig schon für die Makrofunktionskarten beschrieben wurden. Wenn Einheiten oder Elemente dieser Makrofunktionskarte bereits beschriebene Funktionen ausführen, werden die selben Nummernbezeichnungen wie bisher verwendet.

Die Funktion dieser Makrofunktionskarte besteht in der Lieferung eines programmierbaren Zeitintervalles, basierend auf dem Vergleich des Inhaltes des 16 Bit großen Zählers 220, mit dem Inhalt des 16 Bit großen Ausgaberegisters 221. Ein Zeitintervall wird wie folgt erreicht: die Makrofunktionskarte wird unter der Steuerung eines 4/16-Decodierers 98 mit vier Bit großen Kommandokennzeichen auf der Kommandoleitung 25 auf konventionelle Weise gespeist. Bei entsprechenden Kommandos vom Decodierer 98 auf den Leitungen 222 und 223 werden zwei Datenbytes von der Datensammelleitung 23 über jedes der acht Bit großen Register auf den Zählerregister 221 geleitet, um dieses mit einer 16 Bit großen Zahl zu versehen. Die 16 Bit große Zahl im Register 221 wird an den Datenmultiplexer 224 angelegt, der diese 16 Bits mit anderen 16 Bits, die über die Sammelleitung 225 vom Benutzer angelegt werden können, multiplex schaltet. Der Zähler kann somit entweder vom Zentralprozessor 1 über den Zähler 221 oder vom Benutzer über die Anwendungseingänge 225 gespeist werden.

Diejenige der beiden 16 Bit großen Zahlen, die als Steuerzahl verwendet wird, d.h. die Zahl vom Register 221 oder die Zahl von

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den Eingängen 225, wird über den Datenmultiplexer 224 an den 16 Bit großen Vergleicher 226 geleitet, der die Zahl mit einem Eingang vom Binärzähler 220 vergleicht, der die seit dem Beginn der die Operation steuernden Zahl abgelaufene Zeit zählt. Die Zeitintervalle werden erzeugt durch den Zeitbasisgenerator 227, der ein konventioneller Generator für digitale Zeiteinheiten ist.

Der Zeitbasisgenerator 227 läuft unter der Funktionssteuerung des digitalen Ausgabesteuerregisters 228. Die zur Steuerung des Basiszeitgebers 227 erforderlichen Daten werden über einen acht Bit großen digitalen Eingang von der gemeinsamen Datensammelleitung 23 darstellungsgemäß an das Steuerregister 228 gegeben.

Wenn die betreffende Zeitfunktion einen entsprechenden Befehl 1 beginnen soll, wird sie dem Decodierer 98 über die Kommandosteuerleitungen 25 vom Prozessor 1 zugeführt. Der Decodierer gibt ein Signal auf die Leitung 229, um das Steuerregister zu aktivieren, zur Lieferung der digitalen Funktionssteuerdaten über die Sammelleitung 230 an den Zeitbasisgenerator 227. Somit erzeugt der Generator 227 diejenigen Zeiteinheiten, die durch den Binärzähler 220 gezählt werden. Wenn der Ausgang vom Binärzähler 220 mit demjenigen vom Datenmultiplexer 224 übereinstimmt, gibt der Vergleicher 226 das Ende des Zählsignales über die Ausgangsleitung 231, die dann sowohl dem digitalen Eingangsstatusregister 2 32 als auch der Anwendungsumgebung über den Vorbereitungslogikblock 233 zugeführt werden. Abhängig von der Anwendungsumgebung enthält der Vorbereitungslogikblock die betreffende Logikschaltung zur Lieferung eines von vier möglichen Ausgängen an die AnwendungsUmgebung: einer programmierbaren Zeitverzögerungsfunktion, Ausgang 2 33A; eine Intervallzeitgeberfunktion 233B, mit der ein Unterbrechungssignal erzeugt werden kann; eine programmierbare Pulserzeugungsfunktion (mit veränderlicher Frequenz und Breite), Ausgang 233C;

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und eine PulsZählfunktion am Ausgang 233D. Um diese vielen Anwendungsausgabefunktionen liefern zu können/ spricht die Logik 233 auf Funktionssteuerungen vom Steuerregister 228 an, die über die Sammelleitungsverzweigung 230' angelegt werden.

Der Ausgang 239 vom Statusregister 232, der den Status der binären Zahl über den Vergleicher 226 anzeigt, wird dem Datenmultiplexer 234 zugeführt.

Der üatenmultiplexer 234 hat mehrere andere Haupteingänge, die er mit dem Eingang 233 multiplex schalten kann. Der Eingang vom Binärzähler 220 führt ebenso zum Datenmultiplexer 234 wie der Eingang 236 vom Zählerregister 221. Der einfacheren Darstellung halber sind die Eingänge 235 und 236 als einzelne Sammelleitungen dargestellt, in Wirklichkeit kommen sie jedoch von 16 Bit-Zählern und sind ein Paar von jeweils acht Bit: großen Sammelleitungen.

Der Multiplexer 234 hat einen weiteren Satz von Eingängen von Makrofunktionsdiagnosen, die nicht dargestellt sind.

Bei entsprechender Eingabe zum Decodierer 98, die in Kommandos vom Decodierer an den Eingängen 238 zum Datenmultiplexer 234 resultieren, gibt der Datenmultiplexer auf herkömmliche Art einen von vier Datensätzen an den Zentralprozessor 1 multiplex über die Kommandosammelleitung 23 zurück. Auf diese Weise kann der Status der Zahl durch den Zentralprozessor 1 und über den Ausgang 233 auch vom Benutzer abgefragt werden.

Makrofunktionskarte Analog/Digitalkonverter '

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Diese in Fig. 20 gezeigte Karte wandelt Analogsignale, wie sie ;

normalerweise von der zu überwachenden Werkzeugoperation empfangen werden, in Digitalsignale um. Wie bei der Beschreibung der anderen spezifischen Makrofunktionskarten werden auch hier

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dieselben Bezugszahlen für Baueinheiten verwendet, die im wesentlichen dieselbe Funktion ausüben.

Die Signalvorbereitung auf dieser Makrofunktionskarte erfolgt durch die Operationen eines analogen Kanalmultiplexers 240 in Kombination mit der Differentialverstärkerschaltung 241, die einen verstärkten Ausgang liefert. Diese Einheiten arbeiten unter der Steuerung sowohl des Steuerregisters 242 als auch des Decodierers 98. Das mit einem vorbestimmten Datenbyte vom Zentralprozessor 1 über die gemeinsame Datensammelleitung 23 geladene Steuerregister 242 sorgt für eine Steuerung der Makrofunktionsoperationen auf der Makrofunktionskarte, ohne Einschreiten des Prozessors, wenn die Daten einmal in das Steuerregister geladen sind. Der Decodierer 98 erhält vom Zentralprozessor 1 über die Kommandodatensammelleitung 25 Kommandos, die er decodiert zum Steuern der verschiedenen Makrofunktionsoperationen. Der analoge Kanalmultiplexer 240 ist ein konventioneller Kana!multiplexer, der durch vier Eingangsbits 243 vom Steuerregister 242 gesteuert wird, die innerhalb des Multiplexers durch einen herkömmlichen 4/16-Bltdecodierer (nicht dargestellt) decodiert werden zur Wahl eines von 16 Kanälen. Bei der Wahl eines betreffenden Kanales schließt der Kanalmultiplexer 240 die Bahn für den Kanal von einem Maschinenausgangspunkt zum Eingangspunkt im Signalkanalmultiplexer 244 und den entsprechenden Rückweg zur Erde über den Erdkanalmultiplexer 245. Ein Anzeigesignal für den Kanalzustand wird an die Abfrage- und Haltelogik 246 geliefert, die das Signal dem Analog/Digitalkonverter 247 mit einem Eingang zuführt, pie Abfrage- und Haltefunktionslogik 246 und der Analog/Digitalkonverter 247 werden von der Takt- und Steuerschaltung 248 gesteuert, die wiederum gesteuert wird durch Koordination des Einganges 249 vom Steuerregister 242 und des Einganges 50 vom decodierer 98. Die Takt- und Steuerlogik 248 sorgt für die Coordination des Digital/Analogkonverters 247 mit Synchronisations- und Rückimpulsen, die an die Takt- und Steuerlogik

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geliefert werden durch den Decodierer 98, der über die Datensamme1leitung 25, die Synchronisationsleitung 26 und die Kartenwahl leitung 27 an eine Synchronisations- und Rückleitungsbahn zum Zentralprozessor 1 angeschlossen ist.

Unter der Steuerung der Takt- und Steuerlogik 248 wandelt der konventionelle Analog/Digitalkonverter analoge Signale, die durch Schließen einer Reihe von bis zu 16 Kanälen durch den Kanalmultiplexer 240 geliefert werden, in einen digitalen Ausgang um. Der Konverter 247 liefert ein bitparalleles Ausgangssignal von mehreren Bits. In der speziellen in Fig. 20 gezeigten Makrofunktionskarte liefert der Analog/Digitalkonverter einen Ausgang von 12 Bits. Wenn jede Umwandlung eines analogen Eingangskanales fertig ist, liefert der Analog/Digitalkonverter 247 12 digitale Ausgangsbits, die den Zustand des analogen Eingangskanales bezeichnen. Diese 12 Bits stellen 11 Datenbits und ein Vorzeichen der 11 parallelen Datenbits dar. Die Ausgabe des Analog/Digitalkonverters 247 wird in dem zum Konverter gehörenden als Puffer dienenden digitalen Eingaberegister gespeichert, das eine Eingabe für den Prozessor liefert. Da es 12 Datenbits speichert, kann es gut aus zwei herkömmlichen jeweils acht Bit großen Registern bestehen.

Wenn also beim Betrieb der Makrofunktionskarte der Zentralprozessor 1 einen Befehl abgibt, um den Status eines gewählten Analogkanales zu ermitteln, wird dem Steuerregister 242 über die Sammelleitung 23 eine Schreibinstruktion zugeführt, die dieses Register mit den Steuerdaten unter Steuerung eines Schreibbefehles an den Decodierer 9 8 lädt, der einen Schreibbefehl über die Leitung 53 an das Steuerregister 242 gibt. Der Decodierer 98 und das Steuerregister 247 geben dann entsprechende Kommandos an die Takt- und Steuerlogik 248, die die Umwandlung des gewählten Kanales durch den Konverter 247 einleitet. Die Ausgabe des Analog/Digitalkonverters 247 wird in das Eingaberegister 51 geladen. Dann wird über die Sammel-

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leitung 25 ein Lesebefehl an den Decodierer 98 gegeben, der diesen über die Leitung 54 an das Eingaberegister 51 weitergibt, Daraufhin wird vom Register 51 über die Sammelleitung 52 und durch den Datenmultiplexer 55 die Ausgabe auf die gemeinsame Datensammelleitung 23 übertragen und dadurch die Ergebnisse der Analog/Digitalumwandlung an den Zentralprozessor 1 zurückgegeben. Alle Rückeingaben an den Zentralprozessor 1 von dieser Makrofunktionskarte werden durch den Datenmultiplexer 55 geleitet. Der Multiplexer 55 schaltet die Daten vom Eingangsregister 51 multiplex mit Daten von anderen Quellen. Er hat einen Eingang vom Steuerregister 242, der für den Zentralprozessor 1 zur Verfügung gestellt wird, wenn der Status des Steuerregisters 242 gelesen werden soll. Der Multiplexer 55 empfängt auch einen Eingang von Diagnoseroutinen, die hier jedoch nicht näher beschrieben werden.

Der Status des Registers 51 kann abgefragt oder durch die Umgebund des Anwenders direkt benutzt werden über die Ausgangspunkte 56.

Illustrationsbeispiel für die Arbeitsweise des Systems

Um die allgmeine Schrittfolge im Betrieb des Systems zu zeigen sei angenommen, daß das System zum Lesen des Zustandes einer Reihe von Schaltern benutzt werden soll (Feststellung, ob die Schalter geöffnet oder geschlossen sind), und daß diese Feststellungen mit Hilfe einer Makrofunktionskarte wie der Schalterintegratorkarte getroffen werden sollen, die im Zusammenhang mit Fig. 17 beschrieben wurde. Die den Schalterzustand anzeigenden Daten von dieser Karte sind an den Zentralprozessor 1 zurückzugeben, der dann aufgrund der Schalterstellung eine oder mehrere Magnetspulen in einer bestimmten Werkzeugmaschine mit Hilfe einer Makrofunktionskarte, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 13 beschrieben wurde, betätigt. Bei der

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Verfolgung der einzelnen Operationen zur Ausführung dieser beiden Hauptfunktionen wird auf die entsprechenden Abschnitte in der Beschreibung und die Zeichnungen verwiesen.

Fig. 5 zeigt die Beziehung einer Gruppe von Steuerblöcken 14 zu einem Zentralprozessor 1/ Fig. 3 zeigt die Beziehung mehrerer Makrofunktionskarten innerhalb des Blockes 14 zur Blockschnittstellenkarte 28 im Block und Fig. 11 zeigt die spezifische Beziehung von Makrofunktionskarten zur Blockschnittstellenkarte für die Adressierung, deren ersten Hauptschritt darin besteht, unter der Steuerung des Prozessors 1 die spezielle Makrofunktionskarte zu adressieren, die die Schalterintegration und die Überwachung übernimmt, die in Fig. 17 gezeigt sind. Für diese allgemeine Beschreibung wird angenommen, daß alle herkömmlichen Schritte zur Initialisierung des Systems und dessen Versetzung in den Betriebszustand ausgeführt wurden. Die zur Abgabe der entsprechenden Kommandos an die verschiedenen Hardwarefunktionen im Gerät auszuführende Programmierung ist eine Standardprogrammierung. Die logische Raumadresse (LSA) der Schalterintegrator-Makrofunktionskarte (dargestellt in Fig. 17) ist im Zentralprozessor 1 gespeichert. Beim Ansteuern dieser LSA sendet der Zentralprozessor über den Ausgang 93 der verteilten Schnittstellensammelleitung 31 ein Datenbyte X₀ bis X- zur Bezeichnung dieser LSA. Dieses Datenbyte wird jedem der bis zu 16 Anfangswerkzeugsteuerblöcken A₁ bis P₁ zugeführt, dargestellt in Fig. 5, die an das Verteilungsglied 70 an entsprechenden Sektorverteilungspunkten 71 angeschlossen sind. i

Jeder dieser Werkzeugsteuerblöcke 14 hat im wesentlichen die in Fig. 11 gezeigte Konfiguration mit einer Blockschnittstellenkarte 28 und bis zu 15 Makrofunktionskarten 16. Jede dieser Blockschnittstellenkarten in jedem der Blöcke A₁ bis P₁ stellt fest, ob das Byte X₀ bis X- für den Block zutrifft, und wenn Idas der Fall ist, wird die Makrofunktionskarte 16 auf dem Block !adressiert, wie es im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wurde

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Die Vergleicherfunktion 9 5 eines jeden der Blöcke A₁ bis P₁ vergleicht die vier werthohen Bits X_Q bis X₃ mit den vier Bits in den Eingängen I₁ bis I. um festzustellen, welcher Block gewählt ist. Jetzt sei angenommen, daß der die gewünschte Schalterintegrator-Makrofunktionskarte enthaltende Block gewählt ist. Die Vergleicherfunktion 9 5 aktiviert dann über die Blockwahlleitung 103 den Decodierer 96 auf der Blockschnittstellenkarte nur für den speziellen gewählten Block. Wie vorher schon im Zusammenhang mit Fig. 11 erwähnt wurde, haben die Decodierer 96 auf allen BIC's 28 bereits durch einen Eingang auf den Leitungen 56 vom Kommandodecodierer 55 eingeschaltet aufgrund eines O-Kommandokennzeichens, das an die Decodierer von den Sammelleitungen 25 und 26 angelegt wurde. Jetzt kann die Decodierlogik 96 auf dem gewählten Block arbeiten, wenn ein Eingang auf der Blockwahlleitung 103 liegt. Obwohl die wertniederen Bits X₄ bis X₇ an die Decodierer 96 auf allen Blockschnittstellenkarten in den Blöcken A₁ bis P₁ angelegt werden, decodiert nur ein Decodierer 96 auf dem durch das Signal auf der Blockwahlleitung 103 gewählten Block diese vier wertniederen Bits. Da der Decodierer 96 ein 4/16-Decodierer ist, kann er bis zu 16 Kombinationen decodieren. In der Illustration sind jedoch nur 15 Kombinationen auf den Ausgängen LS 1 bis LS 15 gezeigt, je eine für die Wahl einer anderen Makrofunktionskarte 16. Der sechzehnte Zustand LSO kann jedoch als Darstellung der BIC 28 selbst angesehen werden, die natürlich aktiviert werden muß, damit sie die Adressierfunktion ausführen kann. Der Decodierer 96 kann natürlich nicht LSO in der Adressierfunktion aktivieren, da er selbst erst aktiv wird, wenn die Adreßfunktion aktiviert ist. Daher wird der obenerwähnte O-Kommandodecodierer 55 gebraucht, der nur die Adreßfunktion decodiert. Die durch den Decodierer 55 aktivierte Leitung 56 kann man somit auch als LSO-Leitung bezeichnen. In idem in Fig. 11 gezeigten Beispiel wird LS 4 gewählt und dadurch die KartenwahlIeitung 27 zu einer der 15 Makrofunktionen aktiviert. Es sei weiter angenommen, daß die Kartenwahlleitung

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derjenige Eingang ist, der die in Fig. 17 gezeigte Schalter-

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integrator-Makrofunktionskarte aktiviert.

Das gerade beschriebene Adressierverfahren läßt sich besser verstehen anhand der Beschreibung in dem mit "logische Organisation der Schnittstelle für die Adressierung" überschriebenen Abschnitt im Zusammenhang mit den Fign. 7 bis 10 und mit dem Abschnitt "Reihenfolge von Daten" und im Zusammenhang mit Fig. 6A, insbesondere mit Bezug auf die Kommandofolge 0.

Die in Fig. 17 gezeigte Schalterintegratorkarte wurde jedenfalls durch einen Eingang auf der Kartenwahlleitung 2 7 gewählt, der den Decodierer 98 auf dieser Karte in Betrieb setzt. Während der Adressieroperation zeigt das von der Sammelleitung 29 an den Decodierer 9 8 auf der Makrofunktionskarte angelegte Kommandokennzeichen eine Adressieroperation an, d.h. es zeigte vorher 0000 auf den Eingängen C bis C- an. Wenn diese Adressierfunktion der Schalterintegratorkarte beendet ist, wird der Synchronisationsimpuls auf der Leitung 26 an den Decodierer 9 8 angelegt (siehe Fig. 6A und die in diesem Zusammenhang beschriebene Adreßfolge). Dadurch wird ein Rücksignal an den Prozessor 1 aktiviert, das diesem anzeigt, daß eine Makrofunktionskarte an der gewählten Adresse vorhanden ist und das Adressierverfahren beendet ist. Obwohl in der Schalterintegratorkarte der Fig. 17 keine Rückleitung gezeigt ist, ist die allgemeine Rückleitfunktion auf jeder Makrofunktionskarte in Fig. 11 gezeigt und die Rückleitung zum Zentralprozessor 1erfolgt über die Leitung 30.

Wenn eine bestimmte Makrofunktionskarte einmal gewählt ist, wie im vorliegenden Fall die Schalterintegratorkarte der Fig. 17, bleibt der Kanal vom Zentralprozessor 1 über die verteilte Schnittstellensammelleitung 31 zum gewählten Steuerblock 14 und dann durch die gewählte Makrofunktionskarte innerhalb des Blocks über die Makrofunktionsschnittstellensammelleitung 29 verriegelt, d.h. keine andere Makrofunktionskarte

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im System kann mit dem Zentralprozessor 1 kommunizieren, bis dieser die Ausführung eines neuen Adressierschrittes beginnt. Die Fign. 11 und 11C zeigen zusammen die Art, wie dieser Kanal verriegelt wird.

Unter der Steuerung entsprechender Kommandokennzeichen auf der Sammelleitung 25 vom Zentralprozessor 1, die im Decodierer 98 decodiert werden, liefert die Schalterintegrator-Makrofunktionskarte der Fig. 17 dem Prozessor den Zustand der Schalter S_Q bis S_, d.h., sie zeigt an, ob diese Schalter geöffnet oder geschlossen sind. Die Arbeitsweise der Schalterintegrator-Makrofunktionskarte ist im Zusammenhang mit Fig. 17 beschrieben worden. Die verschiedenen erforderlichen Funktionen werden dann unter der Steuerung der Konunandofolgen an den Decodierer 9 8 ausgeführt, wie sie im Abschnitt mit der Überschrift "Reihenfolge von Daten' und im Zusammenhang mit den Fign. 6A und 6B beschrieben sind. Wenn die Karte am Anfang adressiert ist, hat die Signalvorbereitungseinheit 20' über mehrere Schalterintegratoren SI bis SI- entsprechend einem jeden Schalter bereits den Zustand der Schalter festgestellt und eine Reihe von Ausgängen O₀ bis 0_ gehalten, die diesen Zustand anzeigen. Wie schon gesagt wurde, warten die Daten an den acht Eingängen zum Pufferregister 202, wenn kein Signal anliegt, das den Multiplexer 203 in den Diagnosebetrieb versetzt. Wenn die Schalterintegrator-Makrofunktion also adressiert wird und der Decodierer 98 ein Signal an das Register 202 über die Leitung 122 liefert (was sofort nach Adressierung der Makrofunktion geschehen kann), leitet das puffernde Eingaberegister 202 dieses die Schalterzustände bezeichnende Datenbyte über die Datentore 203, die wiederum über die Leitung 123 bei einem entsprechenden Kommando an den Decodierer 9 8 aktiviert werden, so daß dieses Datenbyte über die gemeinsame Datensammelleitung 2 3 und dann an die Eingangssammelleitung 94 des verteilten Schnittstellensammelleitungssystems 31 an den Prozessor 1 zurückgeleitet wird.

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Da in der beschriebenen Operation der Inhalt eines Eingaberegisters auf der Makrofunktionskarte an den Zentralprozessor zurückgeleitet wird, ist diese Funktion im wesentlichen eine Operation im Lesebetrieb/ wie er im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wurde, und ihm folgt die Kommandofolge 1 im Lesebetrieb, die im Zusammenhang mit Fig. 6Ά beschrieben wurde.

Da die Schalterintegrator-Makrofunktionskarte ihre Aufgabe jetzt beendet hat, braucht sie den verriegelten Kanal zurück zum Prozessor nicht mehr. Abhängig von der Art und Anzahl der vom Prozessor gesteuerten Operationen kann dieser jetzt entweder eine andere Makrofunktionskarte adressieren oder andere nicht ihr zugehörige Aufgaben ausführen, während er die von der Schalterintegratormakrofunktionskarte empfangenen Daten interpretiert, oder er kann auch direkt mit der Adressierung einer entsprechenden magnetischen Antriebs-Makrofunktionskarte fortfahren, auf der eine oder mehrere Magnetspulen-Antriebsausgänge aufgrund der vom Zentralprozessor 1 vorgenommenen Interpretation der Schalterintegratordaten zu aktivieren sind. Ob der Zentralprozessor 1 nun eine nicht zugehörige dazwischenliegende Makrofunktion oder die magnetische Antriebsmakrofunktion direkt adressiert, die Adressierung durch den Zentralprozessor 1 entriegelt den Kanal von der Schalterintegrator-Makrofunktionskarte und setzt dafür einen ähnlichen verriegelten Kanal zu der nächsten adressierten Makrofunktionskarte ein.

Jetzt wird weiterhin angenommen, daß der Zentralprozessor 1 inzwischen Gelegenheit hatte, die Daten von der SchalterintegratovMakrofunktionskarte zu interpretieren, die den Schalterzustand anzeigten, und daß er jetzt bereit ist zur Betätigung einer oder mehrerer Magnetspulen aufgrund dieser interpretierten Daten.

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Der Zentralprozessor 1 adressiert die magnetische Treibermakrofunktionskarte, die ausgewählte Magnetspuleneinheiten aufgrund des Befehles vom Zentralprozessor 1 betätigen soll, im wesentlichen genauso, wie es oben beschrieben wurde, und zwar insbesondere bezüglich der Adressierung der Schalterintegratorkarte. Daher wird das Adressierverfahren hier nicht nocheinmal beschrieben. Jetzt sei angenommen, daß die Magnettreiberkarte der Fig. 18 richtig adressiert und der Kanal zwischen dieser Magnettreiberkarte und dem Zentralprozessor über die Makrofunktionsschnittstellensammelleitung 29 und die verteilte Schnittstellen-Sammelleitung 31 aufgebaut und verriegelt wurden. Die Magnettreibermakrofunktionskarte in Fig. 18 kann 16 Magnetspuleneinheiten speisen und hat zwei Ausgangsregister, von denen das eine Register 17 dargestellt ist. Der Zustand einer jeden der acht Bit-Positionen in den beiden Ausgaberegistern bestimmt die treibenden Ausgänge von der Makrofunktionskarte entsprechend den 16 Magnetspuleneinheiten. Über einen entsprechenden Kommandoeingang zum Decodierer 98 wird somit eines der beiden acht Bit großen Ausgangsregister aktiviert. In der Darstellung aktiviert die Kommandofolge zuerst das Ausgangsregister 17 über die Leitung 211 und dann bei einem entsprechenden Kommando an den nicht dargestellten Datenmultiplexer, der die Datenfolgen D_Q bis D- multiplex schaltet, die vom Zentralprozessor 1 über die Datensammelleitung 23 an die Makrofunktionskarte kommen, Wird das Datenbyte D_ bis D- in das Ausgaberegister 17 geladen.

Wie bereits im Zusammenhang mit der Magnettreiber-Makrofunktionskarte beschrieben wurde, bestimmt die Stellung der Bitposition im Ausgaberegister 17 das Einschalten bzw. Ausschalten der Ausgangspunkte M bis M-. Das dem Register 17 zugeführte £)atenbyte bestimmt, welche der acht von diesem Register gesteuerten Magnetspuleneinheiten gespeist wird.

Als nächstes wird ein entsprechendes Kommando an den Decodierer I98 gegeben, der wiederum ein Leitsignal an das Ausgaberegister

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sendet. Zu diesem Zeitpunkt bestimmt die hohe oder niedrige Stellung einer bestimmten Bitposition im Register gemäß obiger Beschreibung/ ob eine bestimmte Magnetspuleneinheit gespeist wird oder nicht, was natürlich davon abhängt, ob Eingänge von dem Gerät oder der Betriebsumgebung an den Sperrpunkt 214 oder den Stoppunkt 216 vorliegen. Wenn die Operation beendet ist, die wahlweise Treiberausgänge an eine oder mehrere Magnetspuleneinheiten liefert, gibt der Decodierer einen Rückimpuls auf die für Rückmeldungen von Makrofunktionen herkömmliche Art über eine Rückleitung an den Prozessor 1. Der hier nicht gesondert dargestellte Rückimpuls ist derselbe, der allgemein im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wurde. Bei Empfang dieses Rückmeldeimpulses ist der Prozessor 1 frei für die Weiterarbeit mit der nächsten programmierten Operation durch Adressieren einer anderen Makrofunktion.

Auch wenn der Prozessor 1 mit einer anderen Makrofunktionskarte kommuniziert und diese Magnettreiber-Makrofunktionskarte nicht mehr adressiert wird, werden die gewählten Magnetspulen weiter gespeist, bis der Prozessor 1 entweder diese Makrofunktion wiederadressiert oder von der Geräteumgebung ein Sperrsignal oder Stopsignal angelegt wird.

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Leerseite

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE

1. > Schaltungsanordnung zur Steuerung von Werkzeugmaschinen

oder dergleichen mit Hilfe eines zentral angeordneten
Rechners, der über Verbindungsleitungen und Steuereinheiten, die den einzelnen Werkzeugmaschinen oder Teilaggregaten zugeordnet sind, steuert, und zwar aufgrund von Rückmeldungen aus den Werkzeugmaschinen oder Teilaggregaten und in ihm gespeicherten Programmen,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zentralen
Rechner (1) und den den Werkzeugmaschinen bzw. Teilaggregaten zugeordneten Signale abgebenden und/oder Signale annehmenden Schaltungen (14) ein mehrfacher Unterverteilungskanal (70) angeordnet ist, der aus mehreren standardisierten Unterverteilungsschaltkarten (71) besteht, die in sich nach Anstoß von einem Befehl durch
den zentralen Rechner (1) selbsttätig Steuerfunktionen ausführen können, daß diesen Blockschnittstellenschaltungen (28) nachgeschaltet sind, die über ein bidirektionales Leitungssystem (29) mit Schaltungen für
standardisierte Makrofunktionen (16) verbunden sind,
die zur gegenseitigen Steuerung über ein Leitungssystem und Verbindungspunkte (10) miteinander und über Ausgänge mit Signalanpassungsschaltungen für eine Werkzeugmaschine oder Teilaggregate verbunden sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Durchführung von
standardisierten Makrofunktionen für die Werkzeugmaschinen oder Teilaggregate aus einem Eingangsdecodie-

rer (98) zur Registerwahllogik besteht, der zur Auswahl und Steuerung sowohl mit Eingangsregistern (18), einer Eingangslogik (18A) als auch einer Ausgabelogik (17A)
und Ausgangsregistern (17) verbunden ist, daß zwischen den Eingangsregistern (18) und den Ausgangsregistern (17)

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ein Multiplexer (24) mit einer Sammelleitung (23) angeordnet ist, die außerdem mit weiteren Registern in weiteren Schaltungsanordnungen für andere Makrofunktionen verbunden ist, und daß sowohl mit der Ausgangslogik (17A) als auch mit der Eingangs logik (18A) je eine Signalbewertungsschaltung (19) bzw. (2O) verbunden ist, die Ausgangssignale an die Werkzeugmaschine abgeben bzw. von ihr empfängt.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockschnittstellenschaltung (28) Verarbeitungs- oder Prozeßunterbrechungsvorrangebenen aufweist, daß jeder Eingang mit einer entsprechenden Position eines Referenzregisters (164) verglichen wird, daß bei Unterschied ein Lnterbrechungsanforderungsausgany (165) auf einer Schnittstellensammelleitung (31) aktiviert wird und daß bei Lokalisierung des unterbrechenden Blocks vom Zentralprozessor (1) der Inhalt des Referenzrejisters (164) und eines Unterbrechungsregisters (16G) gelesen wird, um festzustellen, welche Unterbrechungsebene geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltung zur Durchführung von Makrofunktionen (16) ur^d in der Blockschnittstellenschaltung (28) Register und logische Torglieder zur Sperrung bzw. Freigabe nur eines jeweils aktivierten Datenweges vom zentralen Prozessor (1) zu einer Maschine bzw. einem Teilaggregat miteinander verbunden sind.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaltungsanordnungen zur Durchführung von Makrofunktionen (16) Schaltungsanordnungen zur Signalumwandlung zwecks Anpassung an die Gegebenheiten einer spezifischen angeschlossenen Maschine zugeordnet sind.

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6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen zur Durchführung von Makrofunktionen (16) als universell einsetzbare Schaltkarten ausgebildet sind, die über spezielle Verbindungen mit Modifikationsschaltkreisen zur Durchführung spezieller Makrofunktionen verbunden sind.

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