[发明专利]计数单元以及具有计数单元的控制系统

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

因此本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。