[發(fā)明專利]探測輸入信號變化的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110376720.4
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102478796A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍爾格·羅赫爾;馬蒂亞斯·西蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于探測在自動化系統(tǒng)中運(yùn)行的輸入-/輸出組件的輸入端上的輸入信號變化的方法，在此，通過輸入-/輸出組件掃描信號，其中，在信號變化時產(chǎn)生了變化事件和從屬于該變化事件的時間戳，并且值對變化事件和時間戳存儲在位于輸入-/輸出組件上級的自動化組件中。

背景技術(shù)

在自動化系統(tǒng)中，尤其是在帶有現(xiàn)場總線-/PROFIBUS-DP或PROFINET的分散站點(diǎn)中，優(yōu)選地通過接口模塊連接輸入-/輸出組件。通過該輸入-/輸出組件來對數(shù)字外圍設(shè)備或模擬外圍設(shè)備的信號變化進(jìn)行分析、探測并且設(shè)置時間。該時間被當(dāng)作所謂的時間戳。為了事后能夠?qū)r間順序進(jìn)行分析(SOE＝事件順序)，所以信號變化的時間戳的應(yīng)用尤其重要。這種輸入信號變化的實例是雙輸入信號的變化或狀態(tài)變化或類似的變化。根據(jù)本發(fā)明也可以將輸入信號變化理解成模擬信號超過極限值。

由DE?10?2006?010?748A1已經(jīng)公知了一種用于記錄輸入信號變化的方法。另外還公知：在帶有連接在接口模塊上的、分散的外圍設(shè)備的自動化裝置中實現(xiàn)對例如數(shù)字外圍設(shè)備的信號變化進(jìn)行分析并且相應(yīng)地設(shè)置時間戳的功能。存放在時間戳中的時間點(diǎn)但是由此就是在從外圍組件、優(yōu)選地是輸入-/輸出組件傳輸有效數(shù)據(jù)的那個瞬間中的在接口模塊中的時鐘的時間，并且該時間點(diǎn)由此不同于對外圍組件或輸入-/輸出組件上的信號進(jìn)行實際探測的時間點(diǎn)。DE?10?2006?010?748A1所述的方法的缺陷在于，為了探測輸入-/輸出組件上的輸入信號變化，每個輸入-/輸出組件都需要實施高精度時鐘或用于該高精度時鐘的硬件。另一方面，公知的利用分散的外圍設(shè)備的方法的缺陷在于，所獲得的時間戳不夠準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于探測輸入信號變化的方法，其中一方面可以棄用額外的高成本的硬件，并且另一方面提高了與時間戳相關(guān)的輸入信號變化的準(zhǔn)確性。

該目的可以通過開頭所述的方法由此實現(xiàn)，即，輸入-/輸出組件和上級的自動化組件彼此之間脈沖同步地運(yùn)行，其中，基于脈沖同步的運(yùn)行，可以在上級的自動化組件中對時間戳集中地進(jìn)行計算。在使用脈沖同步的方式對輸入和輸出進(jìn)行處理的情況下，能夠借助該同步化的過程來提高探測外圍設(shè)備信號變化的準(zhǔn)確性。可以為自動化系統(tǒng)選擇脈沖同步的數(shù)據(jù)傳輸來代替每個單個的輸入-/輸出組件上的時間同步。在該方法中，系統(tǒng)中的所有周期都彼此同步地并且等距地進(jìn)行，優(yōu)選地，在此每個數(shù)據(jù)傳輸?shù)某掷m(xù)時間都一樣長。由此能夠確定輸入-/輸出組件的值發(fā)生變化的時間點(diǎn)。由于變化的時間點(diǎn)是可以計算的，所以上級的自動化組件可以自行標(biāo)記出變化的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，在脈沖的時間點(diǎn)時的瞬時時間和輸入-/輸出組件中的多個掃描間隔相加后得出時間戳。

在此，在輸入-/輸出組件中以一定頻率來掃描信號，其中，該頻率由脈沖間隔除以掃描間隔得出。可以將脈沖間隔理解成在兩個同步脈沖之間的時間間隔。

在該方法的第一個設(shè)計方案變體中，將數(shù)量與頻率相應(yīng)的多個掃描值緩存在輸入-/輸出組件中并且傳輸給上級的自動化組件，其中，在上級的自動化組件中根據(jù)值的系列來檢測，在哪一個值的情況下發(fā)生信號變化，其中，在所述系列內(nèi)的值的位置得出用于計算時間戳的倍數(shù)。

在該方法的第二個設(shè)計方案變體中，將數(shù)量與頻率相應(yīng)的多個掃描值緩存在輸入-/輸出組件中，并且在輸入-/輸出組件中根據(jù)值的系列來檢測，在哪一個值的情況下發(fā)生信號變化，其中，在系列內(nèi)的值的位置得出用于計算時間戳的倍數(shù)，并且將該倍數(shù)傳輸給上級的自動化組件。

在第三個設(shè)計方案變體中，在輸入-/輸出組件中運(yùn)行邊緣探測器，該邊緣探測器識別出何時發(fā)生信號變化，并且在輸入-/輸出組件中對于每個掃描值增加了一個計數(shù)器，其中，在通過邊緣探測器識別邊緣的時候，計數(shù)器的計數(shù)器讀數(shù)得出用于計算時間戳的倍數(shù)，并且將倍數(shù)傳輸給上級的自動化組件。

為了進(jìn)一步優(yōu)化準(zhǔn)確性，在輸入-/輸出組件中模擬地進(jìn)行邊緣探測，由此選出了更小的掃描間隔并且改進(jìn)了時間戳計算的準(zhǔn)確性。邊緣探測器在此構(gòu)造成具有分立的構(gòu)件。

對于所有前述的實施方式變體來說，在上級的自動化組件中運(yùn)行時鐘，該時鐘提供了瞬時時間，在此，該時鐘與在自動化系統(tǒng)中的其它自動化組件同步。

有利的是，上級的自動化組件作為接口模塊運(yùn)行，并且輸入-/輸出組件通過外圍總線將所探測到的值發(fā)送給該接口模塊，其中，在另一方面，該接口模塊在連接在自動化裝置上的現(xiàn)場總線上運(yùn)行。

附圖說明

在附圖中進(jìn)一步說明設(shè)計方案的特征和優(yōu)點(diǎn)。圖中示出：