计数单元以及具有计数单元的控制系统技术方案

为了以少量的安装和维护费用实现快速和精确的计数功能，设置一个具有至少一个计数模块(3.1)和总线接口模块(31)的计数单元(30)，其中计数单元成型为硬件并且计数单元(30)可以通过总线接口模块(31)连接到总线系统(6，7)，这样可以从总线系统(6，7)中接收用于计数模块(3.1)的输入数据并且计数模块(3.1)的结果数据可以输出到总线系统(6，7)。此外设置一个具有这种计数单元(30)的控制系统(11)，该控制系统还包括控制装置(1)和总线系统(6，7)，其中计数单元(30)和控制装置(1)与总线系统(6，7)连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种计数单元和具有这种用于计算数量(例如对象或者事件的数目)或者用于算出频率的计数单元的控制系统。
技术介绍
自动化控制过程的领域中，计数器已知用于计算数量或者事件及用于算出频率。附图1示出了例如现有技术中已知的控制系统，其中计数模块作为软件或硬件形式的功能模块集成在为了过程控制而设置的控制装置(例如可编程控制器(SPS))的处理器系统中，或者直接与该处理器系统相连。处理器系统运行固件形式的软件和包括至少一个控制程序的应用软件。通过成型为过程数据总线的内部总线和控制装置的总线接口单元，处理器系统连接到外部总线，例如远程总线或本地总线形式的现场总线，其他总线用户单元(例如输入组件或输出组件)连接到该外部总线上。该方案的缺点在于，带有用于计数模块的信息的、由总线用户单元产生的输入数据的通路以及反之带有总线用户单元的信息的、计数模块的结果数据的通路都总是通过处理器系统来引导，并且计数模块依赖于处理器系统。由此一方面使处理器系统负载，因为在运行的软件和特别是应用软件中包括相应的查询、处理和转发输入数据和结果数据的程序步骤，这些步骤总是由处理器系统执行。另一方面，总是参与的处理器系统和其运行的软件对计数功能的等数时间和抖动性能产生消极影响，这样特别是当数据具有高的数据传输率和/或数据量时，不能有效快速和准确的计算数量和事件或者算出频率。此外，DE4210015C2中已知一种高速计数装置，其中实施为硬件的计数模块远离可编程控制器而设置并且通过串行远程I/o连接与其连接。通过单独的线路，计数模块可以从旋转编码器或传感器接收信号。计数单元由此受微处理器的控制运行。然而缺点在于，计数单元设置为远离控制装置并且在各个旋转编码器或传感器附近，通过单独的电路从旋转编码器或传感器获得其输入信号。这在需要多个计数模块的大型工业设备中会导致计数模块的空间分散并且需要许多单独的连接线路，从而导致安装和维护费用增加。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的在于提供一种具有少量的安装和维护费用的快速和精确的计数功能。根据本专利技术的目的通过具有权利要求1的特征的计数单元以及具有权利要求6的特征的控制系统来实现。根据本专利技术的计数单元具有至少一个计数模块和一个总线接口模块，其特征在于，计数单元成型为硬件并且计数单元通过总线接口模块连接到总线系统上，这样可以从总线系统接收用于计数单元的输入数据并且计数模块的结果数据可以输出到总线系统。根据本专利技术的计数单元产生许多优点。计数单元自身可以连接到总线系统并且可以提供计数功能而又使其独立于控制装置的处理器系统。输入数据不用绕路通过处理器系统而直接可用于计数模块并且计数模块的结果数据可以不用绕路通过处理器系统而直接输出到总线系统。控制装置的处理器系统可以免除计数功能，因为该功能可以转移到计数单元中。当以下情况时这是特别有利的，即，由于用于具有高数据传输率和/或高数据量的数据的计数功能，待由处理器系统处理的数据通过量本应非常高。通过将计数功能转移到计数单元，处理器系统的容量可用于对于其他功能或者能使用具有更小的工作效率的更廉价的处理器系统，用于只提供其余的控制功能。由于计数单元设置为硬件，其实施计数功能比通过软件实现计数功能的处理器系统更快。软件引起的延迟从此得以消除，也即由计数单元提供的计数功能的等数时间和抖动性能满足了更高的要求并且即使数据具有高的数据传输率和/或数据量时也实现快速和准确地计算数量或者事件，或者算出频率。根据优选的实施方式，计数单元包括与总线接口模块和计数模块连接的分析和分配模块，其中分析和分配模块设计为，从总线系统中传输的数据流中分离出(maskieren)计数模块的输入数据并对其分析，并且将其分配和转发到所述计数模块。从数据流取出的输入数据例如包括控制位和/或状态位。包含或者代表待计数的信息的相关的输入数据可以以有利的方式由计数单元从数据流中提取。根据另一优选的实施方式，计数单元包括至少一个其他的计数模块和开关模块，其中分析和分配模块通过开关模块与计数模块相连。由此开关模块特别成型为用于计数模块的输入数据的多路分配器(Demultiplexer)和用于计数模块的结果数据的多路选择器(Multiplexer)。开关模块例如在一侧具有用于分析和分配模块的连接通道而在另一侧具有多个连接通道，其中在各个连接通道上接通一个计数模块。因此可以在计数单元内有利地通过功能性接线设有多个计数模块，这些计数模块能够互相独立地提供多个计数功能。根据另一优选的实施方式，计数单元包括至少一个与分析和分配模块并特别还与开关模块连接的控制模块，其中控制模块成型用于控制计数单元的运行模式并特别用于控制分析和分配模块和/或开关模块。根据另一优选的实施方式，计数单元包括成型为用于储存至少一个参数的寄存器模块，其中参数特别包括分配信息，临界值，或者阈值。寄存器模块与控制模块连接，其中控制模块成型为参考储存在寄存器模块中的参数而控制计数单元的运行模式。这样的优点在于，计数单元及其运行模式可以参数化从而容易适配。除了根据本专利技术的计数单元，根据本专利技术的控制系统还包括控制装置和总线系统，其中计数单元和控制装置与总线系统连接。由此控制系统也产生了已经提到的优点。根据优选的实施方式，控制系统的控制装置包括处理器系统和总线接口单元，其中总线系统包括内部总线，通过内部总线处理器系统与总线接口单元互相连接。内部总线特别成型为过程数据总线。根据另一优选的实施方式，控制系统包括至少一个总线用户单元，其中总线系统包括外部总线，控制装置的总线接口单元通过外部总线与总线用户单元互相连接。外部总线特别成型为现场总线，例如本地或者远程总线。根据控制系统的另一优选的实施方式，计数单元连接到内部总线或外部总线上。总线接口模块成型为适用于各个总线的通信机制和通信协议。由于能够连接到不同总线上，计数单元的灵活性是又一优点。根据控制系统的另一优选的实施方式，计数单元从总线系统中接收处理器系统和/或总线用户单元的用于计数模块的输入数据。此外，计数单元输出计数模块的结果数据到总线系统上的处理器系统和/或总线用户单元。从处理器系统中产生的用于计数模块的输入数据可以是处理器系统的输出的过程数据。从总线用户单元中产生的用于计数模块的输入数据可以是总线用户单元的输入的过程数据。相关的输入数据是包括或者代表待计数的信息的过程数据，相关的输入数据可以以有利的方式从处理器系统或者总线用户单元中产生。根据另一优选的实施方式，控制系统包括至少一个另外的总线用户单元，该总线用户单元同样与外部总线连接。计数单元从来自总线系统中的一个总线用户单元接收输入数据并将结果数据输出到总线系统中的另一总线用户单元上。例如一个总线用户单元可以包括具有至少一个传感器的输入组件。此外另一总线用户单元可以包括一个具有至少一个执行器的输出组件。【附图说明】在结合附图对实施例的下列阐述中给出这些和其他特征和优点。附图中示出了:附图1以示意图示出了根据现有技术中的控制系统；附图2以示意图示出了具有根据本专利技术的实施方式的计数单元的控制系统；附图3示出了根据附图2的控制系统的替代性视图；附图4以示意图示出了具有根据本专利技术的另一实施方式的计数单元的控制系统；附图5以示意图示出了具有根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有至少一个计数模块(3.1)和总线接口模块(31)的计数单元(30)，其特征在于，所述计数单元成型为硬件，并且通过所述总线接口模块(31)‑所述计数单元(30)能够连接到总线系统(6，7)上，从而‑能够从所述总线系统(6，7)接收用于所述计数模块(3.1)的输入数据并且‑能够将所述计数模块(3.1)的结果数据输出到所述总线系统(6，7)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·维蒂希，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE