[发明专利]用于数字控制系统信号输入和/或输出的系统

说明书

本发明涉及一个用于数字控制系统信号从或向一些外围设备输入和/或输出的系统，在系统中，一个输入电路用输出侧和一个输出电路用输入侧与一个控制单元相连接，并且实现对输入和/或输出电路的监视。

借助于数字控制功能来控制机器和设备，经常还包括一些功能，在这方面有故障时，可能会造成明显的物质损坏，或者甚至导致危及人身。特别是在结构复杂的情况下，就对个别系统部件在可靠性方面提出很高的要求。所以要求在设备接通电源、或当设备工作时、能够实现故障诊断，以便快速识别故障并做到技术上的可靠。特别是要求在一些外围设备和接口的范围内设有监视。

对印刷机械的控制系统，特别需要提出这种要求，因为这里，一方面发送器和执行机构的数目相当大，并要求其功能必须适应特定情况的要求;另一方面，在使用印刷机械的企业中，通常缺少电子专业人员。

本发明的任务在于，可靠地实现这样一种监视，并且同时尽可能地减少花费。对此，按照发明的系统应当具有高度的灵活性。

按照发明的系统其特征在于，输出寄存器的内容和末级的输出信号是可以分别询问的。

通过按照发明的措施，不仅可使监视输出电路区域成为可能，而且还对在外围设备范围内，例如对指示灯、电机执行机构、继电器或开关的故障识别成为可能。此外在电缆连接区域发生故障时，还可以输出故障信号。因此，本发明有助于大大提高整个系统内，例如在一台印刷机械和其数字控制系统内，使用相应监视程序或故障诊断程序识别故障的比例。

同时可以设置成末级输出信号，经过另一个地址作为输出寄存器的内容是可以询问的;或者，末级输出信号经过另一个数据导线作为输出寄存器的内容是可以询问的。

可以进一步发展形成按照发明所述的系统，有利的做法总是使一部分相当于总线系统字宽的输出寄存器组成一个输出电路。

本发明的另一个进一步发展在于，末级输出端总是用一个晶体管做成，晶体管的集电极，除了外围设备之外，没有其他工作电阻。

对大型设备，例如将多台机器与数字控制系统互连，则数字控制系统的输出端应分别与发送器和负载相适合，发送器和负载与数字控制系统输出端分出的接口或是接地、或是接工作电压。由此一个对发明进一步发展有利的做法是，每个末级输出端是由两个晶体管构成的上述晶体管是串联的，并可控制成使这一个或那一个、或是两个晶体管各处于截止状态。

为了确定短路，按照发明的系统可以进一步发展成使末级具有用于检测输出电流的装置。

在本发明范围内特别有利的做法是，还可以把输出端当作输入端来使用，而并不需要对电路做相应的变动。对此，一个输入电路设置成用于多个并联信号，这些信号的输入端则与末级的输出端相连接。因为负载和发送器通常以高于数字组件的电压工作是适合的，所以按照另一个进一步发展形成的设置是对输入电路先接入一个转接线路。

为了阻止由于接触振动或是可能发生的干扰脉冲造成的故障输入，在发明范围内可以设置的是在转接线路和输入电路之间配置一个数字滤波器。

本发明的另一个进一步发展是使末级输出端作为输入/输出端来设计，同时，通过输出电路的选择和通过连接外围设备的方式，每个输入/输出端可以单独地定为输入端或是输出端。因此，可以尽可能自由选择负载或发送器来占用系统的输入/输出端，其中匹配只通过相应的编程序来实现。

按照另一个进一步发展形成的设置是使外围设备总是有两个接口，一个接口总是与系统的一个输入/输出端相连接，而另一个接口则总是与一个标准电位（工作电压或是接地）相连接，并且，标准电位是输入到用于控制的转接线路的另一个输入端。因此，转接线路能够接收来自发送器的信号，发送器由转接线路分出的接口连于接地电位，或是接于工作电压。

在负载情况下，要达到类似的灵活性，可在应用由两个晶体管串联而成的末级时（各个末级按照标准电位来控制），只控制那一个晶体管，该晶体管由输出端分出的接口则与不同于标准电位的电压相接。

输入电路和数字滤波器的复查，可以按照发明的另一个发展来实现：即测试信号可以由控制单元经过一个测试图寄存器接到输入电路的输入端，并且在控制单元中，使输入电路的输出信号与测试信号相比较。应用这些措施在使用输入/输出端时是有利的，不仅可将其当成输入端，而且也当成输出端。