DE3924384C2 - Mehrere Gestelle aufweisende speicherprogrammierbare Steuerung mit relativer Gestelleinschubadressierung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf speicherprogrammier­ bare Steuerungen mit einer Vielzahl von Modulen zum Aus­ führen verschiedener Funktionen zum Zwecke des Betreibens oder Betätigen einer Maschine in Abhängigkeit von der Ausführung eines Steuerprogramms. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Mechanismus zum Identifizieren jedes Modultyps innerhalb der speicherprogrammierbaren Steuerung.

Speicherprogrammierbare Steuerungen sind typischer­ weise mit industriellen Anlagen verbunden, beispielsweise Fertigungsbändern und Werkzeugmaschinen, um die Anlage in Abhängigkeit von einem gespeicherten Steuerprogramm sequentiell zu betätigen. Ein Typ einer solchen speicher­ programmierbaren Steuerung ist in der US-PS 42 93 924 offenbart. Diese programmierbare Steuerung besteht aus einem Rahmen oder Gestell, welches einige Funktionsmodule enthält. In einer hinteren oder Rückebene des Gestells sind Signalbusse und Verbinder zum elektrischen Anschlie­ ßen der Funktionsmodule vorgesehen. Einer dieser Module enthält einen Prozessor, der das Steuerprogramm sequentiell ausführt. Das Steuerprogramm ist in einem Speicher innerhalb des Prozessormoduls gespeichert und wird mit dem Ziel aus­ geführt, den Zustand von ausgewählten Meß- oder Fühlvorrich­ tungen an der gesteuerten Anlage zu überprüfen und in Ab­ hängigkeit vom Zustand eines oder mehrerer der überprüften Fühlvorrichtungen ausgewählte Stell- oder Betätigungsvor­ richtungen an der gesteuerten Maschine einzuschalten oder auszuschalten bzw. mit Energie zu versorgen oder von der Energiezufuhr zu trennen. Das Gestell enthält auch eine Anzahl von Eingabe/Ausgabe-Modulen, die ein Interface oder eine Schnittstelle zwischen dem Prozessor einerseits und den Fühl- und Betätigungsvorrichtungen andererseits vorgesehen. Eine gegebene speicherprogrammierbare Steuerung kann eine Vielzahl von verschiedenen Typen von Eingabe/ Ausgabe-Modulen haben, beispielsweise Module mit Wechsel­ stromeingängen oder Wechselstromausgängen, Module mit Gleichstromeingängen oder Gleichstromausgängen, Module mit analogen Eingängen oder analogen Ausgängen und Posi­ tioniermodule mit offener oder geschlossener Schleife.

Eine der Vorzüge dieser Art von speicherprogrammier­ barer Steuerung besteht darin, daß sie im Bedarfsfalle er­ weitert werden kann, und zwar dadurch, daß weitere Gestelle hinzugefügt werden und ihre Rückebenenbusse kettenmäßig miteinander verbunden werden, und zwar nach Art einer "daisy-chain" (Kette). Bei einer in dieser Weise erweiterten Steuerung muß ein System vorgesehen wer­ den, mit Hilfe dessen man jeden Modul in den kettenmäßig miteinander verbundenen Gestellen adressieren kann. Eines dieser Systeme ordnet jeder Modulposition in den Gestellen eine eindeutige Adresse zu und sieht in jeder Gestellrück­ ebene einen Adreßdecoder vor. Der Adreßdecoder spricht auf den Bereich der Modulpositionsadressen für das Gestell da­ durch an, daß er an den Modul in der adressierten Position ein Freigabesignal aussendet.

Ein Problem, das bei diesem Adressiersystem auftritt, besteht darin, daß der Decoder in jedem Gestell von Hand so konfiguriert oder ausgelegt sein muß, daß er den Bereich an Modulpositionsadressen, auf die er ansprechen soll, iden­ tifizieren kann. Der Bereich an Adressen für ein gegebenes Gestell hängt von der Anzahl der Modulpositionen in den Ge­ stellen ab, die dem betreffenden gegebenen Gestell in der Kette vorausgehen. Da die Konfiguration oder Auslegung von Hand die Möglichkeit von menschlichen Fehlern eröffnet, wäre es von Vorteil, ein automatisch konfigurierbares oder ausgestaltbares Adreßsystem zu haben.

Aus der US-PS 45 04 927 ist eine speicherprogrammierbare Steuerung mit einem Prozessormodul bekannt, das mehrere separate Anschlußmöglichkeiten für Eingabe/Ausgabe-Module hat, die separat werden können. Zur Erweiterung der Eingabe/Ausgabe-Kapazität ist einer der Eingabe/Ausgabe-An­ schlüsse des Prozessors mit einem Adreßmodul verbunden. Das Adreßmodul ist mit einem Adreßbus verbunden, an den mehrere Eingabe/Ausgabe-Gestelle mit jeweils mehreren Eingabe/Ausgabe- Modulen parallel angeschlossen sind. Das vom Prozessor­ modul angesteuerte Adreßmodul erzeugt an dem gemeinsamen Adreßbus jeweils eine Gestelladresse, die jedes an den Adreßbus angeschlossene Gestell empfängt und mit seiner eigenen Gestelladresse vergleicht. Im Falle von Identität -wird das betreffende Gestell zum Datenaustausch mit dem Prozessormodul freigegeben. Abgesehen von anderen Unzulänglichkeiten dieser bekannten speicherprogrammierbaren Steuerung tritt auch hier der Nachteil auf, daß die Adresse eines jeweils hinzugefügten Gestells in Abhängigkeit von der Anzahl der bereits angeschlossenen Gestelle von Hand individuell eingegeben werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein automatisch konfigurierbares Adreßsystem bei einer im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten speicherprogrammierbaren Steuerung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei der nach der Erfindung geschaffenen speicherprogrammierbaren Steuerung sind die in den Einschubplätzen eines Gestells vorgesehenen Module vorzugsweise über Signalbusse und Verbinder miteinander elektrisch verbunden, die auf einer Rückebene in jedem Gestell vorge­ sehen sind. Weiterhin sind die Rückebenen der Gestelle nach Art einer Daisy-Chain oder Kette elektrisch miteinander verbunden. Einer der Rückebenensignalbusse übermittelt die Adresse des Einschubplatzes, zu dem das Prozessormodul Zugriff sucht. Die im Rahmen der Erfindung erzeugte und zum nachfolgenden Gestell weitergeleitete resultierende Adresse ist relativ in bezug auf den ersten Einschubplatz des nachfolgenden Gestells in der Daisy-Chain. Wird beispielsweise der erste Einschubplatz im nachfolgenden Gestell vom Prozessormodul adressiert, ist die erzeugte resultierende Adresse beispielsweise gleich Null, wobei es sich um die relative Adresse in bezug auf diesen Einschubplatz handelt. Es erfolgt somit eine Art Adressenumwandlung, und wegen dieser Adressenumwandlung spricht jede Gestelldecodier­ einrichtung auf denselben Satz relativer Adressen an, und zwar unabhängig von der tatsächlichen Position des Gestells in der Daisy-Chain.

Nach der Erfindung wird somit eine programmierbare Steuerung geschaffen, die problemlos dadurch erweitert werden kann, daß weitere Gestelle, in denen sich zusätzli­ che Funktionsmodule befinden, an die Kette angefügt oder in die Kette eingefügt werden können.

Insbesondere wird nach der Erfindung ein einfaches Adressiersystem für die Funktionsmodule in jedem Gestell in der Kette geschaffen.

Gemäß dem nach der Erfindung geschaffenen Adressier­ system hat jedes Gestell eine Schaltung zum Decodieren der Adresse für seine Module, wobei es nicht erforderlich ist, diese Schaltung von Hand zu konfigurieren, damit sie einen gegebenen Bereich von Adressen erkennen kann.

Von besonderem Vorteil ist, daß die Schaltung zum Decodieren der Adressen unabhängig von der Position des Gestells in der Kette ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Zeich­ nungen beispielshalber erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine bildhafte Darstellung einer nach der Erfindung ausgebildeten speicherprogrammierbaren Steue­ rung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der elek­ trischen Zwischenverbindungen der Rahmen oder Gestelle sowie der Module der speicherprogrammierbaren Steuerung,

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Prozessormoduls der speicherprogrammierbaren Steuerung und

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Einschubplatzadressenverarbeitungsschaltung, die in jedem Gestell vorgesehen ist, wobei in den Figuren für Einschubplatz die Bezeichnung Schlitz verwendet wird.

Zunächst wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Eine dort dargestellte speicherprogrammierbare Steuerung 10 enthält zwei Rahmen oder Gestelle 12 und 13 mit separaten Energieversorgungen 14 bzw. 15. Jedes der Gestelle 12 und 13 hat eine Anzahl von Einschubplätzen, die verschiedene Funk­ tionsmodule 16 und 17 aufnehmen können. Eine eindeutige Adresse ist jedem Gestelleinschubplatz zugeordnet, so daß ein darin aufgenommener Modul durch Eingriff zugänglich ist. Die beiden Gestelle 12 und 13 enthalten auch eine Rück­ ebene 18 bzw. 18′ mit elektrischen Verbindern und Leiter­ bussen, die die Funktionsmodule 16 und 17 miteinander verbinden und über die den Modulen Energie von den Energie­ versorgungen 14 und 15 zugeführt wird. Die Rückebenen 18 und 18′ beinhalten insbesondere einen Paralleladreßbus 32 bzw. 32′, einen Paralleldatenbus 33 bzw. 33′, einen Satz Steuerleitungen 34 bzw. 34′ und einen Fünf-Bit-Parallel- Einschubplatz-Adreßbus 35 bzw. 35′. Obgleich separate Adreß- und Datenbusse 32 und 33 dargestellt sind, kann es sich hierbei auch um einen gemeinsamen Bus handeln, auf dem Adreß- und Datensignale im Zeitmultiplexbetrieb übertragen werden. Für jeden Einschubplatz in dem Gestell ist ein separater Verbinder an der Rückebene vorgesehen, der dazu dient, diese Busse und Steuerleitungen mit einem vom Einschubplatz aufgenommenen Modul zu verbinden bzw. zu kuppeln. Ein Mehrleiterkabel 20 dient dazu, die Rückenebenen 18 und 18′ der beiden Gestelle 12 und 13 miteinander zu verbinden, um eine gemeinsame System­ rückebene zu bilden, die mit 19 bezeichnet ist. Ein weite­ res Mehrleiterkabel 20′ dehnt die Systemrückebene des zweiten Gestells 13 auf weitere Gestelle der speicherpro­ grammierbaren Steuerung aus, die jedoch nicht dargestellt sind. Die Gestelle sind mit Hilfe der Kabel 20 und 20′ miteinander verkettet und sind somit in einer Kette mit­ einander verbunden nach Art einer sogenannten "Daisy-Chain" (Kette).

Das erste Gestell 12 enthält einen Prozessormodul 16, der ein vom Anwender oder Benutzer definiertes Steuer­ programm ausführt, das in einem Speicher des Moduls ge­ speichert ist, und zwar zum Zwecke des Betriebs oder der Betätigung einer Maschine, die mit der speicherprogrammier­ baren Steuerung 10 verbunden ist. Ein Programmieranschluß­ gerät 21 ist über ein Kabel 22 mit dem Prozessormodul 16 verbunden und dient zum Überwachen der Arbeitsweise der speicherprogrammierbaren Steuerung sowie zum Programmieren des Prozessormoduls 16. Der Prozessormodul 16 ist mit den Rückebenenbussen 32, 33 und 35 sowie den Steuerleitungen 34 verbunden.

Das erste Gestell enthält auch eine Anzahl von Ein­ gabe/Ausgabe-Modulen 17, die eine elektrische Schnittstelle (Interface) zwischen dem Prozessormodul 16 einerseits und Meß- oder Fühlvorrichtungen und Stell- oder Betätigungsvor­ richtungen an der Maschine andererseits bilden, welche von der speicherprogrammierbaren Steuerung 10 gesteuert wird. Die Bezeichnung Eingabe/Ausgabe-Modul betrifft somit hier einen Modul, der durch entsprechende Anpassung den Anschluß von externen Vorrichtungen oder Geräten an der gesteuerten Maschine gestattet. Diese Eingabe/Ausgabe-Module können allerdings lediglich eine Eingabefunktion, lediglich eine Ausgabefunktion aber auch sowohl eine Eingabe- als auch eine Ausgabefunktion haben. Eingabe/Ausgabe-Module, die eine Eingabefunktion vorsehen, verbinden den Prozessor­ modul 16 mit den Fühleinrichtungen an der gesteuerten Maschine, wohingegen Eingabe/Ausgabe-Module, die eine Ausgabefunktion vorsehen, den Schnittstellenanschluß zu den Betätigungsvorrichtungen an der gesteuerten Maschine bereitstellen. Jeder der Eingabe/Ausgabe-Module kann ein Wechselstromeingangs- oder Wechselstromausgangsgerät, ein Gleichstromeingangs- oder Gleichstromausgangsgerät sein oder eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle zu analogen Vorrichtungen oder Geräten vorsehen, beispielsweise zu Resolvern und Positionsmeldegeräten. Die typische speicher­ programmierbare Steuerung 10 enthält ein Gemisch an verschiedenen Arten oder Typen von Eingabe/Ausgabe- Modulen.

Die verschiedenen Bauglieder oder Komponenten des Prozessormoduls 16, der schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, sind miteinander über einen Satz von drei internen Bussen verbunden: ein Steuerbus 24, der aus einer Anzahl von einzelnen Steuerleitungen besteht, die zwischen ver­ schiedenen Komponenten verlaufen, ein Paralleldatenbus 25 und ein Paralleladreßbus 26. Ein Mikroprozessor 28 ist mit diesen drei internen Bussen 24 bis 26 verbunden. Ab­ hängig vom Typ des Mikroprozessors 28 können die Adreß- und Datensignale zeitmultiplext an einem gemeinsamen in­ ternen Bus anliegen, wobei eine Steuerleitung anzeigt, um welchen Signaltyp es sich handelt, der gerade an dem gemeinsamen Bus anliegt. Der Mikroprozessor 28 führt ein Betriebssystemprogramm aus, das in einem Festwertspeicher (ROM) 29 gespeichert ist. Dieses Betriebssystemprogramm steuert den Gesamtbetrieb der speicherprogrammierbaren Steuerung 10 und dient zur Ausführung eines vom Anwender oder Benutzer definierten Maschinensteuerprogramms, das in einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 30 gespeichert ist. Im RAM 30 ist auch eine Standard-Eingabe/Ausgabe-Daten­ tabelle gespeichert, die den Status oder Zustand der Fühl- und Betätigungsvorrichtungen aufbewahrt. Der RAM 30 stellt auch Speicherplätze zur Verfügung für Zähler, Zeit­ geber und Zwischenberechnungswerte, die vom Mikroprozes­ sor 18 beim Ausführen der Betriebs- und Anwendersteuer­ programme benutzt werden. Ein Adreßdecoder 31 spricht auf spezifische Adressen an, die über den Moduladreßbus 26 gesendet werden, und zwar durch Erzeugen von Steuersigna­ len am Bus 24, die es dem Mikroprozessor ermöglichen, Zugriff zu den Speichern 29 und 30 zu erlangen, als auch zu der Systemrückebene 19.

Der Zugriff zu den Systemrückebenenbussen 32 bis 35 entweder durch den Prozessormodul 16 oder durch einen ande­ ren Modul wird von einer Zwischenbussteuerschaltung 36 ge­ regelt, die irgendwelche von einigen an sich bekannten Schaltungen zum Ausführen einer Buszugriffsarbitration enthält. Als Antwort auf ein geeignetes Anforderungssignal gibt die Zwischenbussteuerschaltung 36 einen Satz bidi­ rektionaler Datenpuffer 37 frei, um den internen Datenbus 25 des Prozessormoduls 16 mit dem Rückebenendatenbus 33 zu verbinden. Gleichermaßen gibt die Zwischenbussteuer­ schaltung 36 einen Satz Adreßpuffer 38 frei, um den Pro­ zessormoduladreßbus 26 mit dem Rückebenenadreßbus 32 zu verbinden. Ein Einschubplatzadreßlatch (Einschubplatzadreßverriegelung) 39 kann von der Zwischenbussteuerschaltung 36 freigegeben werden, um ein Fünf-Bit-Datenwort in Parallelform vom Prozessormoduldatenbus 25 an den Rückebenenschlitzadreßbus 35 zu legen.

Die Zwischenverbindung der internen Busse des Prozes­ sormoduls 16 mit denen der Rückebene 19 gestattet es dem Mikroprozessor 28 wahlweise Zugriff zu irgendeinem der Eingabe/Ausgabe-Module 17 in den Gestellen 12 und 13 zu erlangen. Soweit es die Arbeitsweise des Prozessormoduls 16 betrifft, werden die miteinander verbundenen Gestelle als ein einziges großes Gestell mit vielen Einschubplätzen und Modu­ len angesehen. In einem derartigen System ist der Einschubplatz der dem Prozessormodul 16 am nächsten ist, mit der Einschubplatz­ adresse 1 bezeichnet, und die Adresse jedes vom Prozessor­ modul weiter entfernt liegenden Einschubplatzes nimmt längs der Kette zu. Das erste Gestell 12 hat sieben Einschubadressen 0 bis 6, einschließlich der Adresse für den Einschub, in welchem der Prozessormodul angeordnet ist. Die vier Einschubplätze im zweiten Gestell 13 haben die Adressen 7 bis 10. Um einen bestimmten Modul zu adressieren, speichert der Mikroprozessor die Adresse des Einschubplatzes des Moduls in dem Einschubplatzadreßlatch 39. Die Zwischenbussteuerschaltung 36 gibt dann das Einschubplatzadreßlatch 39 frei, um seinen Inhalt an den Einschubplatzadreßbus 35 zu legen, der über die System­ rückebene 19 läuft. Diese Einschubplatzadresse aktiviert den Modul in dem bezeichneten Einschubplatz dahingehend, daß er auf Signale an den anderen Rückebenenbussen reagieren soll. Sobald die Einschubplatzadresse ausgesendet worden ist, sendet der Mikroprozessor 28 die Adresse einer Komponente inner­ halb des ausgewählten Moduls über den Rückebenenadreßbus 32 aus, und zwar dadurch, daß die Zwischenbussteuerschal­ tung 36 den Satz von Adreßpuffern 38 freigibt. Im wesent­ lichen zur selben Zeit gibt die Zwischenbussteuerschal­ tung 36 den Satz von Datenpuffern 37 frei, so daß Daten ausgetauscht werden können zwischen dem adressierten Eingabe/Ausgabe-Modul 17 und dem Prozessormodul 16.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, enthält die Rück­ ebene jedes Gestells eine Einschubplatzadreßverarbeitungsschal­ tung 40, die die Signale am Einschubplatzadreßbus 35 in indivi­ duelle Auswahlsignale für jeden der Einschubplätze innerhalb des betreffenden Gestells überführt. Einzelheiten dieser Verarbeitungsschaltung 40 sind für das erste Gestell 12 in Fig. 4 dargestellt.

Wenn der Prozessormodul 16 versucht, den Zugriff zu einem der sechs Eingabe/Ausgabe-Module in den Einschubplätzen des ersten Gestells 12 zu erlangen, wird von den Einschubplatz­ adressen 1 bis 6 die entsprechende Einschubplatzadresse an den Einschubplatzadreßbus 35 gelegt. Die mit SA0 bis SA4 bezeichne­ ten fünf Bitleitungen des Einschubplatzadreßbusses 35 vom Pro­ zessormodul 16 sind über fünf Datenpuffer 41 bis 45 zu einem mit A bezeichneten Eingang eines Fünf-Bit-Verglei­ chers 47 verbunden. Die Bitleitungen des anderen Eingangs B des Vergleichers 47 sind fest verdrahtet gemäß der An­ zahl der Einschubplätze in dem ersten Gestell 12, d. h. gemäß der Binärzahl 00111. Der Vergleicher erzeugt ein aktives Signal an einer von drei Ausgangsleitungen 48, 49 oder 50 in Abhängigkeit davon, ob die Einschubplatzadresse an seinem Ein­ gang A größer als die Anzahl der Einschubplätze in dem Gestell, gleich der Anzahl der Einschubplätze in dem Gestell oder kleiner als die Anzahl der Einschubplätze in dem Gestell ist.

Wenn die Adresse für einen der Einschubplätze in dem ersten Gestell gedacht ist, hat sie einen Wert von den Werten 0 bis 6, welcher Wert somit in jedem Falle kleiner als die Anzahl der Einschubplätze in dem Gestell ist, nämlich sieben. In diesem Falle wird ein aktives Signal vom Vergleicher 47 über eine Leitung 50 zum Freigabeeingang EN (EN = enable) eines 3-auf-8-Decoders 46 gesendet. Die drei niedrigst­ wertigen Bitleitungen SA0, SA1 und SA2 des Einschubplatzadreß­ busses 35 sind mit dem Auswahleingang des Decoders 46 ver­ bunden. Jede der sieben Ausgangsleitungen des Decoders ist verbunden mit einem Einschubplatzauswahlanschluß an dem Rückebenenverbinder für jeweils einen separaten der sieben Gestelleinschubplätze. Der achte Ausgang des Decoders 46 wird bei dem Gestell 12 mit sieben Einschubplätzen nicht benutzt. Wenn der Decoder 46 freigegeben (enabled) ist, veranlaßt die binäre Zahl, die durch die drei Bits dargestellt ist, welche den Auswahleingängen des Decoders zugeführt werden, daß die entsprechende eine der sieben Ausgangsleitungen aktiv wird.

Gleichzeitig wird das aktive Hochpegelsignal an der Vergleicherausgangsleitung 50 über ein ODER-Glied zu einem jeweils ersten Eingang von fünf ausgangsseitigen ODER-Gliedern 55 zugeführt. Die Ausgänge dieser fünf ODER- Glieder 55 sind mit SA0′ bis SA4′ bezeichnet und sind über das Kabel 20 mit dem Eingang des Einschubplatzadreßbusses der Rückebene 18′ des nächsten Gestells verbunden. Da ein Eingang von allen ausgangsseitigen ODER-Gliedern 55 einen hohen Pegel empfängt, sind die Bits der Einschubplatzadresse, die das nächste Gestell empfängt, alle Eins. Dadurch werden alle Module stromabwärts der Daisy-Chain oder Kette von der Auswahl ausgenommen.

Wenn eine Einschubplatzadresse, die nur Einsen enthält, der Schlitzadreßverarbeitungsschaltung 40 des nächsten Gestells zugeführt wird, welche der in Fig. 4 gezeigten Schaltung ähnlich ist, erzeugt ein in der Verarbeitungs­ schaltung vorgesehenes UND-Glied 52 einen Hochpegelausgang. Dieser hohe Pegel vom Ausgang des UND-Glieds 52 wird über das ODER-Glied 53 an jeweils den ersten Eingang von allen ausgangsseitigen ODER-Gliedern 55 weitergeleitet, um für das nächste Gestell in der Daisy-Chain eine relative Einschubplatzadresse zu erzeugen, bei der alle Bits Eins sind. Dies bedeutet, daß unabhängig vom Ausgang des Addierers 54, dessen Mehrbitausgang ebenfalls den ausgangsseitigen ODER-Gliedern 55 zugeführt wird, in der jeweils weiterge­ leiteten relativen Adresse nur Einsen stehen.

Wünscht der Prozessormodul 16 einen Zugriff zu einem Modul in dem zweiten Gestell 13 (oder in einem nachfolgen­ den Gestell), legt er die virtuelle Einschubplatzadresse an den Bus 35. Bei herkömmlichen Steuergeräten oder Steuerungen mußte ein Adreßdecoder im zweiten Gestell so konfiguriert werden, daß er auf einen gegebenen Bereich von virtuellen Einschubplatzadressen anspricht (beispielsweise auf Adressen 7 bis 10 für das Gestell 13 in Fig. 1). Die Rückebenen­ einschubplatzadreßverarbeitungsschaltungen 40 in der hier be­ schriebenen programmierbaren Steuerung setzen jedoch die jeweils eingehende Einschubplatzadresse in eine relative Einschubplatz­ adresse um, bevor die Adresse zu dem nächsten Gestell in der Chain oder Kette weitergeleitet wird. Diese Justierung der Einschubplatzadresse auf eine relative Adresse eliminiert für jedes Gestell die Notwendigkeit, seine relative Posi­ tion in der Daisy-Chain oder Kette und den Bereich seiner Einschubplatzadressen zu "kennen".

Wenn, mit weiterer Bezugnahme auf Fig. 4, ein Einschubplatz in einem anderen Gestell gerade adressiert wird, ist die Adreßzahl oder Adreßnummer am Eingang der Einschubplatzadreß­ verarbeitungsschaltung 40 des ersten Gestells 12 gleich sieben oder größer als sieben, wobei sieben die Anzahl der Einschubplätze in diesem Gestell 12 ist. Der Vergleicher 47 gibt daher ein aktives Signal entweder an seiner Ausgangs­ leitung 48 oder an seiner Ausgangsleitung 49 ab. Diese beiden Leitungen sind über ein ODER-Glied 51 mit dem Freigabeeingang EN (EN = enable) des Addierers 54 ver­ bunden, bei dem es sich um einen 5-Bit-Addierer handelt. Ist dieser Addierer freigegeben (enabled) überführt er die virtuelle Einschubplatzadresse in eine Einschubplatzadresse, die bezogen ist auf den ersten Einschubplatz des zweiten Gestells 13. Um dies zu tun, sind die Ausgänge der fünf Datenpuffer 41 bis 44 mit dem Satz von Eingängen A des 5-Bit-Addierers 54 verbunden. Der Satz von Eingängen B des Addierers 54 ist auf der Rückebene gemäß dem Zweierkomplement der Anzahl der Module in diesem Gestell festverdrahtet. So ist in Fig. 4 beispielsweise die Rückebenenschaltung für das erste Gestell 12, das sieben Einschubplätze hat, so dargestellt, daß der Satz von Eingängen B zum Addierer 54 gemäß dem Zweierkomplement von sieben fest verdrahtet ist, d. h. gemäß der binären Zahl 11001. Der Addierer 54 summiert die Einschubplatzadresse von den fünf Datenpuffern 41 bis 45 zu dem Zweierkomplement der Anzahl der Einschubplätze. Diese Addition ist mathematisch der Subtraktion der Anzahl der Gestelleinschubplätze von der zugeführten Einschubplatzadresse äquiva­ lent. Das 5-Datenbit-Ergebnis dieser "Subtraktion" er­ scheint am Ausgang des Addierers 54 und gelangt, wie be­ reits erwähnt, zu den Eingängen des Satzes aus den fünf ausgangsseitigen ODER-Gliedern 55. Die fünf ODER-Glieder 55 leiten die resultierende relative Adresse an das nächste Gestell 13 über das Kabel 20 weiter.

Durch Subtraktion der Anzahl der Einschubplätze im Gestell von der Einschubplatzadresse vor dem Weiterleiten der Adresse an das nächste Gestell in der Chain oder Kette wird die Einschubplatz­ adresse so justiert, daß sie auf den ersten Schlitz in dem nächsten Gestell bezogen ist. Jeder Gestelladressendecoder 46 kann daher so voreingestellt werden, daß er auf Einschubplatz­ adressen zwischen null und X-1 anspricht, wobei X die Anzahl der Einschubplätze in diesem Gestell ist. Alternativ kann die Einschubplatzadreßverarbeitungsschaltung 40 so konfiguriert werden, daß sie auf den Umstand anspricht, bei dem den Einschubplätzen Adressen von eins bis X zugeordnet sind. Diese voreingestellte Decodierung ist unabhängig von der Ge­ stellposition innerhalb der Daisy-Chain oder Kette, da die dem jeweiligen Gestell zugeführte Einschubplatzadresse bezüglich des ersten Einschubplatzes relativ bzw. auf diesen ersten Einschubplatz bezogen ist. Das Ergebnis davon ist, daß, wenn die Gestelle erstmalig miteinander verbunden werden, die Rück­ ebenenschaltungen nicht konfiguriert werden müssen auf eine virtuelle Adresse für den ersten Einschubplatz jedes Ge­ stells und daß die Gestelle in beliebiger Reihenfolge miteinander verbunden werden können.

Zur Erläuterung, wie ein Modul in dem zweiten Gestell 13 adressiert werden kann, sei ein spezifisches Beispiel betrachtet, bei dem unterstellt wird, daß der Prozessor­ modul 16 den Versuch unternimmt, Zugriff zu einem Eingabe/ Ausgabe-Modul im zweiten Einschubplatz von links im zweiten Ge­ stell zu erlangen. Dieser Einschubplatz hat eine virtuelle Systemadresse von acht, da es sich um den neunten Einschubplatz der nach einer Daisy-Chain miteinander verketteten Gestelle handelt. Zum Zugriff des Moduls in diesem Einschubplatz wird der Prozessormodul 16 einen Satz von parallelen Logikpegelbits an dem Einschubplatzadreßbus 35 erzeugen, die die Zahl Acht repräsentieren. Wenn diese Bits an die Einschubplatzadreßverar­ beitungsschaltung 40 in dem ersten Gestell 12 angelegt werden, aktiviert der Vergleicher 47 seine Ausgangslei­ tung 48. Da die Ausgangsleitung 50 des Vergleichers inaktiv ist, d. h. einen niedrigen Pegel aufweist, bleibt der Deco­ der 46 des ersten Gestells gesperrt und aktiviert daher keine der Einschubplatzauswahlleitungen für seine Module.

Die Einschubplatzadreßzahl "Acht" wird auch dem Satz von Eingangsanschlüssen A des Addierers 54 des ersten Gestells zugeführt, der als Antwort darauf die Zahl Sieben von der Eingabezahl an dem Satz von Eingängen A subtrahiert. Das Ergebnis dieser Subtraktion ist die Binärzahl "Eins", die am Ausgang des Addierers erscheint und von den ODER- Gliedern 55 weitergeleitet wird zu den Schlitzadreßlei­ tungen SA0′ bis SA4′ des Kabels 40, das sich zum zweiten Gestell 13 erstreckt.

Die Rückebene 18′ des zweiten Gestells 13 enthält eine Einschubplatzadreßverarbeitungsschaltung 40, die der in Fig. 4 gezeigten Schaltung ähnlich ist, allerdings mit der Ausnahme, daß sie für ein Gestell mit vier Einschubplätzen ausgelegt oder konfiguriert ist. Dies bedeutet, daß der Decoder 46 in dem zweiten Gestell auf Binärzahlen Null bis Drei anspricht, wenn diese an den Einschubplatzadreßlei­ tungen SA0′ bis SA4′ erscheinen. Gleichermaßen ist der Satz der Eingänge B des Addierers 54 auf der Rückebene des zweiten Gestells 13 in einer solchen Weise festver­ drahtet, daß diese Verdrahtung dem Zweierkomplement der Zahl 4 entspricht, und der Satz von Eingängen B des Ver­ gleichers 47 ist gemäß der Zahl 4 verdrahtet.

Wenn bei diesem besonderen Beispiel der Prozessor­ modul 16 Zugriff zum zweiten Modul im zweiten Gestell 13 sucht, handelt es sich bei der relativen Einschubplatzadresse, die über das Kabel 20 dem Eingang der Rückebene 19 zu­ geführt wird, um die Zahl Eins. Diese relative Adresse wird über die Datenpuffer 41 bis 45 in der Verarbei­ tungsschaltung 40 des zweiten Gestells zu dessen Decoder 46 weitergeleitet, der jetzt durch ein Hochpegelsignal an der Ausgangsleitung 50 des Vergleichers 47 freigegeben ist. Aufgrund dieser Eingangssignale liefert der Decoder 46 ein aktives Signal an die Einschubplatzauswahlleitung für den zweiten Einschubplatz (Einschubplatz "eins" im zweiten Gestell 13).

Unabhängig von der Reihenfolge eines gegebenen Gestells innerhalb der Daisy-Chain oder Kette des programmierbaren Steuerungssystems spricht daher die Adreßdecodierschaltung auf der Rückebene des Gestells auf Einschubplatzadressen zwischen null und X-1 an, wobei X die Anzahl der Einschubplätze in diesem betreffenden Gestell ist. Das beschriebene System justiert automatisch die Einschubplatzadresse dadurch, daß X von der zu­ geführten Adresse subtrahiert wird, bevor sie zum nächsten Gestell weitergeleitet wird. Als Ergebnis, unabhängig da­ von, wieviele Moduleinschubplätze auch immer einen gegebenen Ge­ stell in der Daisy-Chain oder Kette vorausgehen mögen, haben die Adreßsignale, die dem Gestell zum Zugriff seiner Module zugeführt werden, denselben voreingestellten Bereich, beispielsweise von null bis X-1. Daher kann als Ergebnis die Adreßdecodierschaltung in allen Gestellen permanent so konfiguriert oder ausgelegt werden, daß sie als Antwort auf Einschubplatzadressen in diesem einen und selben Bereich Einschubplatzauswahlsignale erzeugt.

Claims (6)

1. Speicherprogrammierbare Steuerung enthaltend eine Folge seriell miteinander verbundener Gestelle (12, 13) mit Ein­ schubplätzen (Schlitzen) zur Aufnahme einer Vielzahl Funk­ tionsmodule (17, 17′) und eines Prozessormoduls (16) und mit Mitteln (20, 20′) zum elektrischen Verbinden der Module (16, 17, 17′) miteinander, wobei jedes der Gestelle einen Einshcubplatz-Adreßbus (35, 35′) aufweist, der eine numerische Adresse desjenigen Funktionsmoduleinschubplatzes führt, zu dem der Prozessormodul Zugriff sucht,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Gestelleinschubplatz eine Einschubplatzadresse hat, die durch das serielle Verbinden der Gestelle (12, 13) mit­ einander definiert ist, und daß jedes Gestell (12, 13) ferner enthält:
eine Einrichtung (47) zum Vergleichen der am Einschub­ platz-Adreßbus des Gestells anliegenden numerischen Adresse mit der im Gestell vorgegebenen Anzahl von Einschubplätzen und zum Erzeugen eines ersten Freigabesignals, wenn in Ab­ hängigkeit vom Vergleichsergebnis die anliegende numerische Adresse für einen Einschubplatz des Gestells bestimmt ist, und zum Erzeugen eines zweiten Freigabesignals, wenn in Ab­ hängigkeit vom Vergleichsergebnis die anliegende numerische Adresse für einen Einschubplatz in einem nachfolgenden Ge­ stell bestimmt ist,
eine Einrichtung (46) zum Decodieren der anliegenden numerischen Adresse zwecks Auswahl eines Einschubplatzes des Gestells, wenn das erste Freigabesignal erzeugt wird, und
eine Einrichtung (54, 55) zum Subtrahieren der Anzahl der Einschubplätze in dem Gestell von der anliegenden numerischen Adresse zwecks Erzeugung einer resultierenden numerischen Adresse und zum Weiterleiten der erzeugten resultierenden Adresse an den Einschubplatz-Adreßbus des nachfolgenden Gestells, wenn das zweite Freigabesignal erzeugt wird.

2. Speicherprogrammierbare Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Subtrahieren dienende Einrichtung (54) ein Addierglied enthält, das einen ersten Eingang (A) aufweist, der mit dem Einschubplatz-Adreßbus verbunden ist, und das einen zweiten Eingang (B) aufweist, an dem eine Zahl anliegt, die das Zweierkomplement der Anzahl der Einschubplätze in dem Gestell darstellt.

3. Speicherprogrammierbare Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Decodiereinrichtung (46) auf numerische Adressen an­ spricht, die von null bis X-1 reichen, wobei X die Anzahl der Einschubplätze in dem Gestell ist.

4. Speicherprogrammierbare Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Codiereinrichtung (46) auf Adressen anspricht, die von Y bis Y+X-1 reichen, wobei Y eine ganzzahlige Konstante und X die Anzahl der Einschubplätze in dem Gestell ist.

5. Speicherprogrammierbare Steuerung nach einem der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestell ferner enthält eine Einrichtung (53, 55) zum Setzen der resultierenden numerischen Adresse auf eine vordefinierte Zahl und zum Weiterleiten der auf die vordefinierte Zahl gesetzten resultierenden Adresse an den Einschubplatz- Adreßbus des nachfolgenden Gestells, wenn das erste Freigabesignal erzeugt wird.

6. Speicherprogrammierbare Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gestell ferner enthält eine Einrichtung (52, 53, 55) zum Weiterleiten der an ihrem Einschubplatz-Adreßbus empfangenen numerischen Adresse an den Einschubplatz-Adreßbus des nachfolgenden Gestells, wenn die empfangene numerische Adresse der vordefinierten Zahl entspricht.