專利名稱:專用于采礦設(shè)備的可編程模塊化自動控制器的制作方法
本發(fā)明涉及一個由傳感器控制傳動裝置的自動控制器，具有可編程的優(yōu)點，尤其適用于采礦設(shè)備。
一般來說，自動化有許多優(yōu)點，例如，用于采礦方面，在自動化的許多功能中包括-加強(qiáng)用戶安全(監(jiān)測在輸送設(shè)備上工作的人員的安全，-執(zhí)行那些需要動用大量工人但是沒有自動化仍不可能或難于完成的任務(wù)(運輸，并將煤從廢石中選出，或區(qū)分不同等級的煤)，-增加整套裝置及機(jī)械設(shè)備的性能。
對于機(jī)械設(shè)備和整套裝置的控制系統(tǒng)，尤其是自動控制器，在采礦業(yè)中已應(yīng)用多年，但其使用的發(fā)展是緩慢的。其中有各種原因-這些系統(tǒng)一般較復(fù)雜，并需要在很多領(lǐng)域經(jīng)過培訓(xùn)且具很高資歷的人員，-故障通常不易查出。
可由用戶編程序的自動控制器的出現(xiàn)，使得有可能在自動控制領(lǐng)域產(chǎn)生具有深遠(yuǎn)意義的進(jìn)展。
不同于其它計算機(jī)類型的系統(tǒng)，可編程序自動控制器有一個重要的優(yōu)點，即它不需用經(jīng)很長時間才能編寫出的代價昂貴而復(fù)雜的程序。人們經(jīng)幾個星期的培訓(xùn)后即可迅速掌握自動控制器的操作。
此外，用戶的要求時常很快變化，而自動控制器不需要任何人在配線級介入，例如在自動控制系統(tǒng)中增加或拆去傳感器，或?qū)⑾到y(tǒng)擴(kuò)展到其它機(jī)器或裝置上。使用普通的儀器時，為了在車間里進(jìn)行改裝，這些操作可能需要將儀器取到地面來，從而使得在運輸，管理及執(zhí)行的整個期間都有損壞儀器的危險。
可能提出使輸送裝置，抽吸系統(tǒng)控制裝置，托架提升監(jiān)視系統(tǒng)等自動化的各種獨立設(shè)想。
為在工業(yè)環(huán)境中操作而設(shè)計的商品自動控制器的各種應(yīng)用顯示了對模塊化自動控制器的需求，這些控制器應(yīng)當(dāng)是可編程和使用標(biāo)準(zhǔn)部件的，它應(yīng)適于在容易產(chǎn)生甲烷的礦井底部工作的特殊條件，以及可置換常用的各種中繼系統(tǒng)。
所考慮的這些情況導(dǎo)致了下述和一個采礦環(huán)境中的操作條件有關(guān)的限制的確定-儀器安全在不考慮電源和輸出電路的情況下，可編程序自動控制器必須是內(nèi)在安全的(歐州標(biāo)準(zhǔn)的Ib級);
-必須始終監(jiān)視傳感器連接線和傳感器狀態(tài);
-必須提供信息傳輸，以便對許多機(jī)器進(jìn)行集中控制;
-簡便快速的故障查找;
-給定操作條件下的高度可靠性;
-可靠操作(自動控制器自監(jiān)視);
-電安全(檢測正常工作的內(nèi)插裝置)。
為此，本發(fā)明提出一個適用于根據(jù)傳感器的狀態(tài)控制傳動裝置的自動控制器，包括一個中央部件和連接于傳感器和傳動裝置的輸入/輸出板，該控制器的特征在于包括一個連接中央部件的組成部分的第一總線，一個通過接口模件將至少一塊控制板連接到第一總線上的第二總線，以及至少一個將一組輸入/輸出板連接到每一控制板的第二總線。
這種結(jié)構(gòu)賦予根據(jù)本發(fā)明的自動控制器在所用的控制板數(shù)量和由此而控制的輸入/輸出板的數(shù)量以高度靈活的模塊化特性。
在本發(fā)明的一個較佳實施例子中，自動控制器由一個單向?qū)w元件(二極管)電路連接于各傳感器或傳動裝置，該電路反相并聯(lián)于一交流電源，電流是否能夠通過其中一個特定的單向元件取決于一個特定傳感器或一個特定傳動裝置的動態(tài)元件關(guān)閉了包括這些單向元件的并聯(lián)支路中的哪一個元件;用這種方法能夠確定這個動態(tài)元件的位置，及到該傳感器或該傳動裝置的連接線是斷路還是短路。
根據(jù)本發(fā)明的另一個較佳實施例，其中至少要在某些輸入/輸出板的前面板上提供與由這些板子控制的輸入/輸出有關(guān)的顯示元件，這些元件便于對上述四種類型的信息作出不同的反應(yīng)。
本發(fā)明3提供各種類型的輸入板，尤其用于參數(shù)入口的板子和與遠(yuǎn)程輸入模件相聯(lián)的多路輸入板。
根據(jù)本發(fā)明的另一個較佳實施例，其中的自動控制器帶有一對話模件，它能夠把用對話總線連接到這一模件上的遠(yuǎn)程控制臺上開發(fā)的用戶程序傳送到中央部件。
通過下面的說明，可了解到本發(fā)明的目的，特征及優(yōu)越性，說明以非限制性例子并參照附圖的方式給出，其中-圖1是根據(jù)本發(fā)明的自動控制器的配置簡圖，包括許多插有電路板的框架;
-圖2是圖1中的自動控制器的中央部分的框架;
-圖3是框架控制模件的框圖;
-圖4是參數(shù)調(diào)節(jié)模件的框圖;
-圖5是多路數(shù)字輸入模件框圖;
-圖6是圖5中的多路數(shù)字輸入模件通過一個遠(yuǎn)程多路數(shù)字輸入模件作媒介與八個傳感器連接的電路簡圖;
-圖7是遠(yuǎn)程多路數(shù)字輸入模件的框圖;
-圖8是一個高速數(shù)字輸入模件的框圖;
-圖9是一個數(shù)字輸出模件的框圖;
-圖10是一個傳感器與自動控制器的連接電路圖。
圖1所示為本發(fā)明的自動控制器，它由一些基本模件組成，模件數(shù)量要依所要求的應(yīng)用而定。該自動控制器有一38×8輸入/輸出的大型配置;它適于控制采礦設(shè)備。自動控制器包括電源和SI/NSI(內(nèi)在安全)型接口，接口連接于防爆外罩20和21中的輸出端，外罩20和21以IP55級工業(yè)金屬板嚴(yán)密固定于一組框架22至28上(內(nèi)在安全要求至少為IP54級)。這些外罩被裝上防爆引線貫通件(lead-throughs)，從而使內(nèi)在安全電源輸出可以直接接入框架組，在這些框架中，裝有在印刷線路板上實現(xiàn)的電路以及用于連接傳感器和傳動裝置的接線板。各種金屬板框架也是嚴(yán)密固定在一起的，并在它們中間存在著直接的機(jī)械聯(lián)系。
這些金屬板框架可分為兩組?？蚣?2至24在符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)格式時，每個可容納16塊板(或等量的板子)，而框架25至28則容納內(nèi)連接板，例如，4或5塊板子，每塊板帶有16塊分級接線板。這些內(nèi)連接框架與一條對話總線BD連接，總線BC直接連到傳感器C，總線BMD連到遠(yuǎn)程多路輸入模件EDM上。
框架22至24具有一個中央部件UC及一個供用戶使用的模塊部件，該中央部件實際上包括在所有配置中。在所示例子中，中央部件占有框架22中的七塊板，而用戶部分占有框架22的剩余板以及框架23與24的全部板。由于本發(fā)明的優(yōu)良特性，每一框架具有一個框架控制板，該板留有38個插槽，而每個槽在容積上又可容納8個輸入/輸出端。
自動控制器的簡化型可以將框架減至只有20，22和25。
框架和防爆外罩實際上主要用于電源和傳動裝置?？蚣茏詈醚b有-一個防爆輸入端，用于連接礦井中的供電干線(1100伏)，可在該輸入端安裝一個絕緣閘盒，-門上的觀察孔(用于監(jiān)視電源的正常工作)，-防爆引線貫通件(18個，每個裝有三個導(dǎo)體)，直接裝入具有內(nèi)在安全電子儀器的金屬板框架中。
在所舉例子中，外罩20包括-一個1100伏/220伏變壓器，將主電源提供給各種電源模件，-各種電源模件·5V-5ADC電源轉(zhuǎn)換器(AL5CC)，將電源提供給自動控制器的所有電路板;
·12V-1.5ADC轉(zhuǎn)換器(AL12CC)，將電源供給傳動裝置接口(電動機(jī)械的或固態(tài)中繼)，·±12V-420mA電源(AL12CC)，用于模擬輸入和輸出板，·多路輸出16伏交流電源(AL16CA)(10)，向帶有線路監(jiān)視的輸入電路供給電流(可選擇12或24伏)。
一般來說，有必要提供幾個16伏電源，這是因為電源必須是內(nèi)在安全的，所以它們只能為32個輸入電路提供電源。對于內(nèi)在安全工作的要求也意味著相對于12伏(在德國使用的)和24伏(一般多用于法國)來說，16伏電壓更好一些。
各種電源的輸出是內(nèi)在安全的。由于內(nèi)在安全的要求不允許輸出端的任何混合，所以在各種電源之間必須實行電絕緣。
金屬板框架22至28分別被橫向絞接在三部分中-一個基本元件，其頂部和底部有開口，可由閉鎖金屬片關(guān)閉，-相對基本元件左側(cè)旋轉(zhuǎn)90°的一個框。適于接納歐州標(biāo)準(zhǔn)的卡片框，-一個上了玻璃的門，相對框的左側(cè)旋轉(zhuǎn)90°。
上了玻璃的門可以觀察到電路板的前面板上的各種標(biāo)記(輸入和輸出狀態(tài))。
這些框架可以連接在一起，以適應(yīng)使用的尺寸(輸入/輸出數(shù)量)。頂部和底部的開口用于框架間相互接線。
框架25至28容納連接傳感器和傳動裝置的接線板，它們只包括基本元件和一個絞接的實心門(不使用旋轉(zhuǎn)框)。
圖2所示為中央部件UC與用戶部分的連接，其中可見三條獨立的總線微處理器總線BM，框架間相互連接總線BIC和輸入/輸出總線BES。
左邊所示的中央部件部分包括一個處理部件，一個顯示元件和一個總線BM和BIC之間的接口模件。
處理部件部分包括一個微處理器MPU，一塊隨機(jī)存取存貯器(RAM)板(該存貯器可被讀寫)，一塊系統(tǒng)EPROM板和一塊用戶EPROM板，一塊與開發(fā)系統(tǒng)對話的板，和一塊可選擇的用于與其它自動控制器對話的板。
構(gòu)成處理部件的板子可以是以商品供應(yīng)的板子，例如，選擇這些板子的限制僅僅是5伏電源，無自感應(yīng)圈和低值電容器(小于100uF)。
實際上，使用當(dāng)前技術(shù)的商品板子將可滿足這些條件。
舉一例子，所考慮的自動控制器裝有歐州插件(Eurocard)規(guī)格(100×160mm)和國家半導(dǎo)體CIMBUS標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級(-40℃到+85℃)板子，使用NSC800微處理器(CMOS技術(shù))-微處理器(MPU)板-CIN804，-系統(tǒng)RAM板-CIM108，-系統(tǒng)EPROM板-CIM100，-用戶EPROM板-CIM100，-開發(fā)系統(tǒng)對話板(RS232C串聯(lián)連接和電流環(huán)路)-CIM201，-(可選擇的)控制器間對話板(與前面所述具有相同的連接)-CIM201。
原則上，系統(tǒng)EPROM包括自動控制器賴以工作的各種程序與開發(fā)系統(tǒng)的連接，自動控制器語言解釋程序，檢測程序等等。
MPU和RAM板實際上組合成一個MPU+RAM盒式容器，EPROM板組合成一個EPROM盒式容器，而對話板合并成一個DIA模件。
在考慮的實施例中，程序可以在地面使用MERLIN GERIN CDF 1000程序設(shè)計控制臺編寫并調(diào)試，自動控制器在連接和對話(BD)級別與該控制臺兼容。所用程序設(shè)計語言與MERLIN GERIN為其PS自動控制器所用的相同，如GRAFCET SCHEMA RELAIS和ASSEMBLEUR PB。源程序(GRAFCET，SCHENA RELAIS或ASSEMBLEUR)是從CDE1000控制臺的鍵盤輸入的。一旦全部源程序輸入后，即可進(jìn)行編譯，以獲得一個可運行程序(可為自動控制器理解的)，該運行程序通過一條連接于控制臺的電纜傳送到“EPROM盒式容器”模件中的EPROM中。然后“EPROM盒式容器”被插入-地面上的自動控制器，它用于初步測試，-(以其最后型式)一旦程序在地面上通過全部測試，自動控制器下至礦井。
如果程序不能排除錯誤，“EPROM盒式容器”可以用UV照射的方法擦涂。
顯示部件(圖中的VISU)控制兩個7段顯示塊，該7段顯示以代碼形式指示由處理部件記錄的系統(tǒng)故障。顯示部件也可由用戶程序使用(例如，以代碼形式顯示當(dāng)前的處理步驟或暫停的原因)，或由系統(tǒng)程序使用，以驗證用戶程序的正確執(zhí)行。
由于本發(fā)明的一個良好特性，直接連于微處理總線的VISU部件甚至在用戶部分發(fā)生故障的情況下仍能繼續(xù)工作。
總線間接口模件MIB在用戶部分和系統(tǒng)部分之間構(gòu)成隔離，這是本發(fā)明的一個基本特征。由此，影響一個框架控制器或輸入/輸出模件的故障將不會中斷微處理器模件的操作。由于顯示部件(以及任何有關(guān)的測試部件)連接到微處理器總線，而不通過總線接口模件，也不連接任何用戶部分，所以無論什么部件發(fā)生故障，系統(tǒng)維護(hù)和故障指示功能依然保留。
MIB模件也控制各種信號和地址譯碼的管理(可包括臨時存貯器)，其中的各種信號是用戶部分所需要的(輸入/輸出總線)，而地址譯碼用于選擇框架控制器模件。
這里提供了自監(jiān)視或“監(jiān)視”功能。其工作原理是至少每200毫秒單穩(wěn)態(tài)必須復(fù)位一次，或釋放繼電線圈，以停止被控制的過程。這里所討論的自動裝置安裝了兩個“監(jiān)視器”-一個由系統(tǒng)軟件驅(qū)動(微處理器的非法執(zhí)行指令將釋放相應(yīng)的繼電線圈);
-另一個由用戶程序驅(qū)動在這種情況下，用戶必須把將單穩(wěn)態(tài)復(fù)位的指令周期地包括在其程序中。因而，用戶程序發(fā)生任何故障都將釋放兩個“監(jiān)視器”繼電線圈。
還有一個同步和時鐘板(圖中未示)，其功能是產(chǎn)生并向處理部件和各個模件傳播它們所需的時鐘信號。尤其是，它產(chǎn)生一個同步與電源結(jié)合的信號送入遠(yuǎn)程輸入模件。它最好是一個交流信號，其中定期使一個周期空位(參看圖7)。
如上所述，用戶部分包括一個框架間連接總線BIC，它在每個框架22，23和24中的框架控制板CC1，CC2和CC3(ID15型)處終結(jié)。
雖然微處理器總線BM較短，從而可使信號快速通過，但框架間連接總線BIC的特征在于減少了導(dǎo)體數(shù)量，而且由其傳送的信號速度降低。上面已提到過，在每個框架中有一輸入/輸出總線BES，在框架輸出端，BC或BND輸出總線(參看圖1)可通過內(nèi)在安全接口模件ISI相連接。
可在總線上輸送的各種信號在下述線路之間分配-數(shù)據(jù)線，以D0至D7表示，-地址線，相應(yīng)于功能選擇以A0至A3表示，或以A4至A7表示，-讀/寫線，以R/W表示，和-數(shù)據(jù)應(yīng)答線和第n列的每個框架中的專用排列線。
各種模件的簡圖是顯然的，并將只能概括性描述。
相互連接是標(biāo)準(zhǔn)化的?？蚣?2，23和24中的全部插槽連線都相同，并且可容納任何類型的輸入/輸出模件。
所有輸入/輸出模件對其特定類型都有一標(biāo)識代碼。該代碼由處理部件讀取。當(dāng)用戶軟件正以自動控制器的語言寫入時，該用戶必須確定輸入和輸出模件的位置，因而須產(chǎn)生一配置表。處理部件把在各個插槽讀到的代碼與表中的記錄進(jìn)行比較。如果任一插槽上的代碼不符(板子遺漏，板子故障或板子類型錯誤)，用戶程序即停止，“監(jiān)視器”中止處理過程，并有一代碼在顯示器上出現(xiàn)。
所獲得的輸入與時鐘信號同步，然后，處理部件利用得到的數(shù)據(jù)的冗余項形成一個由用戶程序使用的工作存貯器圖象。用戶在認(rèn)為適宜的時候，可根據(jù)自動控制器語言中的適當(dāng)指令將該存貯器圖象更新。
圖3是框架控制板CC1，CC2或CC3的方框圖。該板主要裝有一個插在數(shù)據(jù)總線D0-D7上的雙向緩沖存貯器MTB，功能選擇線A0-A3在其終端的第二緩沖存貯器MTF，一個與線B0-B7和線A0-A3，連接的板自檢模件MAC，以及一個連接于線A4-A7和框架控制器選擇線SCC的模件MSC，該模件用于對給定的板子編號進(jìn)行譯碼?？蚣芸刂瓢宓妮敵龆税〝?shù)據(jù)線D0-D7，功能選擇地址線A0-A3，以及用于在相應(yīng)框架(8或15條接線)中選擇板子的線N。
在每一框架中，控制板分離并臨時存貯供15個(或8個)插槽用的信號，插槽是可尋址的(其功能與總線接口模件相似)。
這個板子或模件還有一個關(guān)于分配給15個插槽的輸入/輸出總線的自監(jiān)視任務(wù)。
它用于檢驗輸入/輸出總線以及連接總線到總線接口模件MID的接線是否正確工作。
因此，框架的輸入/輸出總線上的任何故障都將用信號通知處理部件，并且不影響其它框架的工作。
每個模件CC1，CC2，或CC3控制輸入/輸出板的一個分組。有各種類型的輸入/輸出模件參數(shù)調(diào)節(jié)模件PAR，適于連接在遠(yuǎn)程多路數(shù)字輸入模件EDM上的多路數(shù)字輸入模件ENM，高速數(shù)字輸入模件ENR(直接連接)和數(shù)字輸出模件SN。
圖4是一個輸入/輸出PAR模件的方框圖，該模件在一個框架中占有兩個插槽(參看圖1)，用于參數(shù)的現(xiàn)場調(diào)節(jié)，例如時間延遲，觸發(fā)閾值，正向計數(shù)器/反向計數(shù)器置位點，操作模式等等。
一個這種類型的模件包括至少一個與每一欲被調(diào)節(jié)的參數(shù)有關(guān)的指輪RC(在本例中，八對指輪可對八個參數(shù)在00和99之間進(jìn)行調(diào)節(jié))。該模件最好還包括許多TTL輸入端(在這個例子中，EO至EF表示16個輸入端)，它們可從框架25至25中之一的接線板上得到。這些輸入端與自動控制器內(nèi)部的開關(guān)連接，或用母線分路于接線板。這些輸入端主要用于維護(hù)和緊急處理控制。
除了指輪RC之外，圖4中的PAR模件主要包括一個譯碼器DEC，它連接于選擇線A0-A3和一條從邏輯模件ML1引出的尋址線，與ML1相連的是讀取線R和框架編號線NR;譯碼器DEC也連接于指輪，一個緩沖存貯器MTRC由一條指輪讀取總線BRC連接到指輪，并連接于數(shù)據(jù)總線D0-D7，PAR還包括多路部件MP，它們分別與數(shù)據(jù)總線D0-D7、由EO至EF表示的TTL輸入端及板子類型線Tc、線A0-A3，以及從第二邏輯模件ML2引出的輸出線相連接。每一個多路裝置都提供兩個信號，該二個信號選自各有4個信號的信號組。按下按鈕BP，用戶可在任何時候通過雙穩(wěn)態(tài)BL讀到設(shè)置于指輪上的數(shù)值;這些數(shù)值很快被識別，并代替前一次讀到的值。一個這類的PAR模件是一個特殊輸入模件，用戶可利用它自行輸入數(shù)據(jù)，指輪本身則指示出所設(shè)置的輸入狀態(tài)。
如同將要推出的，根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例，其它的輸入/輸出模件安裝了顯示器件-最好是指示器燈-它適于由處理部件本身控制，以便在該模件上顯示由處理器部件觀察到的連接于該模件的輸入/輸出端的狀態(tài)。根據(jù)相關(guān)的傳動裝置或傳感器是否處于其基本條件之一或另一，或根據(jù)到傳動裝置或傳感器的連接線是否短路或斷路(參看圖10中有關(guān)部分)，最好有適于顯示每一輸入/輸出狀態(tài)的顯示器件。
重要的是由于這些燈不通過接線而是由處理部件直接控制的，所以這些燈的狀態(tài)與處理部件“觀察”到的狀態(tài)的一致性是確定無疑的;每次輸入(或輸出)的狀態(tài)被定期(例如，每180毫秒)取樣，取樣的結(jié)果存貯在一個存貯器映象中，并可在任何時候讀取。
圖5是一個多路數(shù)字輸入板或模件ENM的框圖。每個這種類型的模件可以管理8個遠(yuǎn)程輸入端，并被一條四線遠(yuǎn)程輸入總線BED(例如，包括兩對電話線)連接到一遠(yuǎn)程模件EDM上(簡略示于圖7)，如圖6所示，EDM對八個傳感器C進(jìn)行連續(xù)掃描。
與遠(yuǎn)程模塊EDM和傳感器C的連接是內(nèi)在安全級Ia，其長度可達(dá)4公里。
ENM板主要包括兩個移位寄存器RD1和RD2以及隨后連接于線A0的兩個多路調(diào)制器MP1和MP2，還包括兩個寄存器L1和L2，在L1和L2之間反向并聯(lián)著發(fā)光二極管DEL，組成不同顏色的指示器燈，例如綠的和紅的。
寄存器RD1通過一個二極管連接器LD從有關(guān)的遠(yuǎn)程模件接收信號，并接收一個時鐘信號CLK;其輸出之一被送到另一寄存器RD2，RD2也接收信號CLK。根據(jù)開關(guān)的置位，多路調(diào)制器MR2的部分輸入端可以接地或連接于5伏電源，這些開關(guān)用于指示出微處理器板的類型。讀線R，板編號線N和寫線W被邏輯設(shè)備結(jié)合在一起，這些邏輯設(shè)備的輸出被送到多路調(diào)制器或鎖存器。二極管對DEL根據(jù)施加在其上的直流或經(jīng)過整流的交流是正這是負(fù)而顯示四種不同的標(biāo)記。
遠(yuǎn)程輸入緩沖器BED的四條線傳送來自遠(yuǎn)程模件EDM的數(shù)據(jù)信號和電源，以及從自動控制器發(fā)出的同步信號(上面已提到過)。每個傳感器C以兩條線連接到相關(guān)的EDM模件。
如同簡略示于圖7中的，模件EDM主要包括一個器件RAS，用于將輸入電源整流并檢波同步信號，其后有一個光耦合器連接裝置DPZ，用于檢測過零通道，DPZ的輸出送到單穩(wěn)態(tài)MS，并作為時鐘信號CLK，被送到反應(yīng)16個脈沖周期的計數(shù)器CP16和反應(yīng)10個脈沖周期的譯碼器DEC10。單穩(wěn)態(tài)的釋放將計數(shù)器和譯碼器置零。按線號1至8，譯碼器依次激勵傳感器C1至C8，從這些傳感器輸出的響應(yīng)出現(xiàn)于構(gòu)成部分BED總線的輸出線之間。
一對模件ENM和EDM每180毫秒將輸入取樣，但如同已經(jīng)指出的那樣，每一輸入端的狀態(tài)可以在任何時候從存貯器映象中讀取。
對于更頻繁的取樣，例如每20毫秒一次，可使用圖8中所示的高速數(shù)字輸入模件ENR，它的連線分別與每一相關(guān)的傳感器C相連。
如前所述，到傳感器的連接為內(nèi)在安全級Ia，并可有4公里長。各種輸入端的狀態(tài)是可以同時讀取的。
模件ENR主要包括一個緩沖存貯器MTLS，一個多路調(diào)制器MPLS和一顯示器件ALS，它們?nèi)齻€都裝有選擇邏輯，并連接于數(shù)據(jù)線D0-D7、功能選擇線A0-A3和板選擇線N。與顯示器件ALS相關(guān)的是一組前面板燈VFA，例如相似于圖5中的二極管DEL，同時，與多路調(diào)制器(MPLS)相關(guān)的是一個板類型開關(guān)ITC。緩沖存貯器MTLS由一個電絕緣光耦合器OC連接到每個傳感器C。
數(shù)字輸出模件SN簡略示于圖9。它通過電絕緣光電耦合器COE(由于由不同的電源對傳動裝置提供動力，因而在這一級可存在混合或干擾)控制八個傳動裝置ACT。傳動裝置可以是電動機(jī)械或固體繼電器類型的;其控制連接是內(nèi)在安全的。
模件SN主要包括一個裝有選擇邏輯的多路調(diào)制器MLS，它連接于線D0-D7，A0-A3和N，板類型開關(guān)ITC和上述耦合器COE;一個選擇邏輯模件LS，連接于線N和A0-A3;一個寄存器MRT，連接于線D0-D7和從模件LS引出的選擇線S1;以及一個顯示模件MAF，連接于線D0-D7和從模件LS引出的選擇線S2，并控制相似于圖8中的那些前面板燈VFA。
借助于一條母線(沒有圖示)，可以對傳動裝置逐一進(jìn)行強(qiáng)制激勵。任何這類行為都可被處理部件觀察到，并且，用戶程序可在工作存貯器映象中得知它們。所以，用戶在編寫程序時，可以將處理過程置于撤退位置，以撤消任何不愿接受的強(qiáng)制操作。
如同對于輸入板，每一輸出狀態(tài)可用兩燈之一連續(xù)或間斷發(fā)光的形式在自動控制器的SN板上顯示。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)良特征，傳感器和傳動裝置與自動控制器的其余部分的連線由圖10中的電路控制。
傳感器C主要包括一個可在兩個固定位置1和2之間移動的元件EC，以及兩個反向連接于兩條并聯(lián)支路的二極管D1和D2，并聯(lián)支路被連接線接于配置在相關(guān)輸入模件中的內(nèi)在安全交流電源U。這些連接線之一包括一個光電檢測器，該檢測器由兩個反向并聯(lián)的發(fā)光二極管組成。
在所述相關(guān)模件的一條線上有一電阻R，一交流電壓通過該電阻，當(dāng)1處接通時，對電壓正向檢波，而2處接通時則為負(fù)向檢波，連接線之一斷開時，電壓值為零，連接線短路時，電壓值等于U的送出電壓。對于這些電壓的形式每一種，都可在輸出板的每個輸入端的前面板上以燈光的特定模式顯示(參看圖5)。
換言之，根據(jù)本發(fā)明，以與電源同步的每半個周期對電阻R中的電流取樣，便可獲得上述四種情況。
根據(jù)本發(fā)明，用戶程序不必知道實際的輸入輸出地址(輸入和輸出模件中寄存器的內(nèi)部實地址)。程序?qū)Ｗ⒂谖挥赗AM中的工作存貯器映象。系統(tǒng)軟件-同步于時鐘信號得到全部輸入狀態(tài)，然后，如果它識別到一個對應(yīng)于故障的狀態(tài)(線路斷開或短路)，則在確認(rèn)該信息之前，等待下一個獲取周期(這將避免正在被解釋為出現(xiàn)故障的傳感器的狀態(tài)發(fā)生變化)。
-讀取輸出以檢測任何強(qiáng)制激勵，-處理全部信息，并適當(dāng)?shù)乜刂浦甘酒鳠簟?br>這一處理的結(jié)果只有在用戶程序中讀到更新指令RAFR時，才由系統(tǒng)軟件傳送到工作存貯器映象中。
以上說明只是以非限制性圖示舉例的方式進(jìn)行的，凡那些在本領(lǐng)域中有經(jīng)驗的技術(shù)人員都可提出不超出本發(fā)明范圍的各種變化，尤其是關(guān)系到由每個板子控制的輸入/輸出端的數(shù)量，或置于每個框架控制板控制之下的板子的數(shù)量(依所用技術(shù)而定)，以及連接總線的結(jié)構(gòu)和各種板子的具體結(jié)構(gòu)導(dǎo)問題。根據(jù)本發(fā)明的自動控制器實際上適于利用各種各樣的輸入/輸出板。
權(quán)利要求
1.一個根據(jù)傳感器的狀態(tài)控制傳動裝置的自動控制器，包括一個中央部件和連接于傳感器和傳動裝置的輸入/輸出板。該自動控制器的特征在于，包括一條連接中央部件(UC)的構(gòu)成部件的第一總線(BM)，一條通過接口模件(MIB)將至少一塊控制板(CC1，CC2，CC3)連至第一總線的第二總線，以及至少一條將一組輸入/輸出板(PAR，ENM，EDM，ENR，SN)連至每塊控制板的第三總線(BES)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的自動控制器，其特征在于，它包括一個顯示部件(VISU)，用于控制顯示，并連接于第一總線BM。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或權(quán)利要求
2的自動控制器，其特征在于，包括一些模塊化框架(22，23，24)，每個框架具有一塊控制板(CC1，CC2，CC3)和一條將控制板連接于該框架中每塊輸入/輸出板的第三總線(BES)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中任何一項的自動控制器，其特征在于，包括至少一塊與顯示器件(DEL，VFA)一起提供的輸入/輸出板，這些顯示器件由中央部件(UC)根據(jù)該板控制的輸入/輸出的狀態(tài)進(jìn)行控制，所述狀態(tài)可被處理部件觀察到。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4的自動控制器，其特征在于，所述板子包括與該板控制的每一輸入/輸出相關(guān)的顯示器件，根據(jù)相關(guān)的輸入/輸出是否處于兩種基本配置之一，或連接該板到這個輸入/輸出端的連線是否斷開或短路而以四種不同方式作出反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4或權(quán)利要求
5的自動控制器，其特征在于，顯示器件是反向并聯(lián)且適于發(fā)出不同色彩光亮的發(fā)光二極管對(DEL)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1至6中任何一項的自動控制器，其特征在于，包括至少一塊連接于一個多路數(shù)字輸入遠(yuǎn)程模件(EDM)的多路數(shù)字輸入板(ENM)，根據(jù)多路數(shù)字輸入板(ENM)提供的同步信號連續(xù)測定每個相關(guān)傳感器的瞬時狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1至7中任何一項的自動控制器，其特征在于，包括一個輸入模件(PAR)，該模件包括用于調(diào)節(jié)預(yù)定參數(shù)值的指輪(RC)和一個使中央部件識別這些數(shù)值的部件(BP)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1至8中任何一項的自動控制器，其特征在于，包括一塊輸入板(ENR)，由光耦合器(OC)連到相關(guān)傳感器上。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1至9中任何一項的自動控制器，其特征在于，包括一塊輸出板(SN)，由光電耦合器(COE)連接于相關(guān)的傳動裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1至10中任何一項的自動控制器，其特征在于，包括至少一塊由兩條線連于一外部部件(C)上的輸入/輸出板(ENM，ENR，SN，)，部件C包括兩條分別帶有反向并聯(lián)二極管(D1，D2)的并聯(lián)支路和一可移動元件(EC)，在兩個固定位置之一上，EC可關(guān)閉這兩條支路之一，一交流電壓(U)被施加于所述線上，在這些線中之一上裝有一電阻元件(R)，該電阻元件兩端的電位被傳輸?shù)剿鲚斎?輸出板，作為一個表示可移動元件的位置和所述線的狀態(tài)的信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1至11中任何一項的自動控制器，其特征在于，包括一個連接于第四連接總線(BD)的對話模件(DIA)，該模件與一預(yù)定的程序設(shè)計控制臺兼容，通過它能將在該控制臺上調(diào)試的程序輸送到中央部件的存貯器(EPROM)中。
專利摘要
一個自動控制器，適于根據(jù)傳感器C的狀態(tài)控制傳動裝置，它包括一個中央部件(MPU+RAM-EPROM-DIA)和輸入/輸出板，包括一條與中央部件相關(guān)的第一連接總線BM，一條通過一個總線接口模件MIB與第一總線連接的第二連接總線BIC，至少一塊控制板CC1，CC2或CC3，和至少一條將一組輸入/輸出板連接于該控制板的第三連接總線BES。它特別應(yīng)用于使采礦設(shè)備自動化。
文檔編號B25J9/18GK86105656SQ86105656
公開日1987年3月18日 申請日期1986年8月1日
發(fā)明者簡·克萊門特·勞普里, 丹尼爾·布巴爾 申請人:法國煤礦研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan