專利名稱：用于操縱接口信號的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于操縱接口信號的裝置。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有用于操縱接口信號的裝置的控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
在自動化技術(shù)中，越來越多地使用提供數(shù)字測量值的測量設(shè)備。在例如用于控制工具機的數(shù)字控制裝置的領(lǐng)域中，這尤其被視為測量線性運動或旋轉(zhuǎn)運動的位置測量設(shè)備。生成數(shù)字(絕對)測量值的位置測量設(shè)備被稱作絕對位置測量設(shè)備。對于絕對位置值的傳輸主要使用串行數(shù)據(jù)接口，因為串行數(shù)據(jù)接口僅僅需要少量的數(shù)據(jù)傳輸功率并且盡管如此仍具有高數(shù)據(jù)傳輸速率。在此，具有單向或雙向的數(shù)據(jù)線路和時鐘線路的所謂同步串行接口是特別有利的。與時鐘線路上的時鐘信號同步地進行經(jīng)由數(shù)據(jù)線路的數(shù)據(jù)分組的傳輸。在自動化技術(shù)中已經(jīng)實現(xiàn)大量的數(shù)字標準接口，同步串行接口的通常代表例如是申請人的EnDat接口，另一代表以名稱SSI公知。除此之外，例如 Hiperface的異步串行接口也普遍使用。在EP0171579A1中描述了 SSI接口。在此涉及具有單向數(shù)據(jù)線路和單向時鐘線路的同步串行數(shù)據(jù)接口。在此，與時鐘線路上的時鐘信號同步地從位置測量設(shè)備讀取位置值。而EP0660209B2描述了申請人的EnDat接口的基礎(chǔ)。該文獻同樣涉及同步串行接口，但是該同步串行接口除單向的時鐘線路外還具有雙向的數(shù)據(jù)線路。由此可以實現(xiàn)兩個方向上的數(shù)據(jù)傳輸——從數(shù)字控制裝置到位置測量設(shè)備和從位置測量設(shè)備到數(shù)字控制裝置。在此，也與時鐘線路上的時鐘信號同步地進行數(shù)據(jù)傳輸。同時，除純粹的有用數(shù)據(jù)(例如在位置測量設(shè)備的情況下為位置值)外，還通過數(shù)字測量設(shè)備接口傳輸附加數(shù)據(jù)，對此的一些示例是
速度 加速度
測量設(shè)備中的溫度 獨立產(chǎn)生的第二位置值 狀態(tài)信息(報警信號、出錯信號…)
特別是在自動化設(shè)備的運行安全性方面，需要測試設(shè)備對出錯狀態(tài)的反應(yīng)，這些出錯狀態(tài)反映在控制裝置與測量設(shè)備之間交換的數(shù)據(jù)中。對此的示例是
控制裝置以定義的時間間隔通過數(shù)字測量設(shè)備接口從位置測量設(shè)備請求位置值。位置值以數(shù)據(jù)分組的形式傳輸給控制裝置。為了檢驗當前的位置值是否也涉及實際上新形成的位置值，數(shù)據(jù)分組還包含第二位置值，該第二位置值在測量設(shè)備中與第一位置值無關(guān)地形成并且與該第一位置值具有所定義的數(shù)學(xué)關(guān)系。例如，兩個位置值相差一個偏移量，該偏移量對于控制裝置而言是已知的。在控制裝置中，現(xiàn)在可以通過兩個位置值的比較來確定實際上是否存在偏移量。在第一種情形中，數(shù)據(jù)正確地形成并且傳輸，在第二種情形中，或者在測量設(shè)備中或者在傳輸路徑上出現(xiàn)錯誤。
但是控制裝置是否實際上識別到這種錯誤并且正確地做出反應(yīng)，在實踐中、也就是在真實已有設(shè)備的情況下很難檢驗出來。理論上當然存在相應(yīng)地操縱測量設(shè)備或者由經(jīng)操縱的測量設(shè)備替換已安裝的測量設(shè)備的可能性。最遲在應(yīng)當測試多個測量設(shè)備或多個失效情況時，這種處理方式便由于高成本而失敗。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，說明一種能夠?qū)崿F(xiàn)簡單診斷的裝置。所述任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置解決。所述裝置的有利細節(jié)由從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求給出。現(xiàn)在提出一種用于操縱接口信號的裝置，具有 從接口，其可與控制設(shè)備的主接口連接，
主接口，其可與測量設(shè)備的從接口連接，
電路裝置，每個接口向其輸送至少一個數(shù)據(jù)輸入信號，并且所述電路裝置對于每個數(shù)據(jù)輸入信號分別向另外的接口輸出一個相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出信號，其中
所述電路裝置包括至少一個操縱單元，向所述至少一個操縱單元輸送數(shù)據(jù)輸入信號和替代數(shù)據(jù)信號并且所述至少一個操縱單元輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出信號，以及所述電路裝置包括協(xié)議單元，向所述協(xié)議單元輸送至少一個協(xié)議相關(guān)的接口信號并且所述協(xié)議單元根據(jù)操縱規(guī)則和利用至少一個協(xié)議相關(guān)的接口信號所接收的信息來選擇所述至少一個操縱單元何時作為數(shù)據(jù)輸出信號輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入信號或替代數(shù)據(jù)信號。所述任務(wù)還通過根據(jù)權(quán)利要求7的控制設(shè)備解決。


本發(fā)明的其他優(yōu)點以及細節(jié)由以下根據(jù)附圖的描述得出。在此 圖1示出設(shè)置在控制設(shè)備與位置測量設(shè)備之間的根據(jù)本發(fā)明的裝置， 圖2示出包含在根據(jù)本發(fā)明的裝置中的電路裝置的框圖，
圖3示出用于說明根據(jù)本發(fā)明裝置的工作原理的簡化的數(shù)據(jù)傳輸序列， 圖4示出另一實施例，其中在控制設(shè)備中集成了根據(jù)本發(fā)明的裝置。
具體實施例方式圖1示出用于操縱接口信號的裝置10，該裝置10設(shè)置在控制設(shè)備20與測量設(shè)備 30之間?？刂圃O(shè)備20可以是自動化技術(shù)或傳動技術(shù)的任意設(shè)備，其具有至少一個串行接口，該至少一個串行接口適于與連接到接口上的測量設(shè)備通信。對此的示例是位置顯示裝置、數(shù)字控制裝置(NC)和存儲器可編程的控制裝置(SPS)。在以下實施例中，作為控制設(shè)備 20代表性地使用數(shù)字控制裝置20。測量設(shè)備尤其是涉及位置測量設(shè)備30，例如用于測量轉(zhuǎn)角和/或軸W所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)。為了與數(shù)字控制裝置20進行數(shù)據(jù)交換，裝置10包括從接口 12，該從接口 12借助于第一接口電纜13與數(shù)字控制裝置20的接口控制器24的主接口 22連接。所述裝置還包括主接口 18，該主接口 18借助于第二接口電纜19與位置測量設(shè)備30的從接口 32連接。 裝置10的中央單元是處理接口信號的電路裝置15。以下結(jié)合圖2進一步描述電路裝置15的結(jié)構(gòu)。接口電纜和接口按照通常的方式配備有合適的插接連接器，從而也可以在自動化設(shè)備或工具機安裝完成時將根據(jù)本發(fā)明的裝置簡單地接通在數(shù)字控制裝置20與位置測量設(shè)備30之間，其方式是，例如斷開數(shù)字控制裝置20的主接口 22與位置測量設(shè)備30的從接口 32之間的連接并且分別建立數(shù)字控制裝置20的主接口 22與裝置 10的從接口 12之間的連接以及位置測量設(shè)備30的從接口 32與裝置10的主接口 18之間的連接。完整起見， 也應(yīng)當提到，通常通過接口電纜也進行位置測量設(shè)備30的電流供給并且建立裝置10中的相應(yīng)連接(未示出)。該電流供給也可以用于裝置10的運行。接口還可以按照已知的方式包括驅(qū)動器和接收器模塊，例如以便將作為簡單的、 地相關(guān)的(massebezogen)數(shù)字信號在數(shù)字控制裝置20、裝置10和位置測量設(shè)備30中產(chǎn)生和處理的接口信號轉(zhuǎn)換成適于在較遠距離上干擾可靠地傳輸?shù)男盘?。特別地，驅(qū)動器和接收器模塊是擴展的，其允許根據(jù)已知的RS-485標準的數(shù)字信號差分傳輸。同樣已知和有利的是，數(shù)字接口信號轉(zhuǎn)換成通過光波導(dǎo)傳輸?shù)墓鈱W(xué)信號。在數(shù)字控制裝置20中，通過應(yīng)用接口 27、28與接口控制器24連接的控制單元26 確定請求位置測量設(shè)備30的哪些數(shù)據(jù)或者向位置測量設(shè)備30發(fā)送哪些數(shù)據(jù)。在此，接口控制器24在一定程度上用作將一般應(yīng)用接口 27、28的通信命令轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制裝置20的特定主接口 22的接口信號的變換單元。在位置測量設(shè)備30中，在測量單元34中進行所請求的數(shù)據(jù)的準備或者所接收的數(shù)據(jù)的處理?？刂茊卧?6涉及程序控制的單元，尤其是基于微控制器或微處理器?？刂茊卧?6 的功能的示例是位置值的讀取和顯示，以及復(fù)雜調(diào)節(jié)回路的控制，其方式是，控制單元26 從測量設(shè)備、例如位置測量設(shè)備30請求實際值并且由這些實際值確定出用于控制傳動裝置的額定值。裝置10基本上有利地透明接通，也就是說，到達裝置10的接口 12、18之一處的輸入信號作為相應(yīng)的輸出信號分別在另一接口 12、18處輸出。由此，即使存在裝置10，也確保了由數(shù)字控制裝置20所控制的設(shè)備的無干擾運行。在裝置10上還設(shè)有操作接口 16，在該操作接口上可借助于另一接口電纜45連接操作單元40。操作接口 16既可以用于編程，也可以用于控制電路裝置15的功能。該操作接口雖然可以與從接口 12或主接口 18的類型相同，但不固定于此。操作接口 16的實施形式的一些示例是12C接口、SPI接口或JTAG接口。在實踐中，特別有利的是，使用商業(yè)上普遍的個人計算機、尤其是膝上型計算機或筆記本計算機作為操作單元40。根據(jù)標準，這種設(shè)備具有同樣適合作為操作接口 16的USB接口或以太網(wǎng)接口。此外還可使用無線接口，例如在光學(xué)上根據(jù)IrDA標準或者經(jīng)由根據(jù)Bluetooth或ZigBee標準的無線路徑。取代單獨的操作單元40，還存在通過控制設(shè)備20的附加接口(未示出)來操作裝置10的可能性。由此實現(xiàn)與以下根據(jù)圖4描述的實施例類似的優(yōu)點?？蛇x地，在裝置10中，操作元件50例如還可以實施為鍵盤區(qū)，并且設(shè)置有多行顯示器形式的顯示單元60，通過該顯示單元可對電路裝置15進行編程和/或操作。以此方式， 可以直接在裝置10上執(zhí)行復(fù)雜的操作功能，例如激活測試功能、選擇測量設(shè)備模式和接口版本等，從而該裝置可作為自給自足的設(shè)備運行，可以將該設(shè)備提供給例如服務(wù)人員，以便在客戶處檢驗所安裝的設(shè)備。
在當前示例中，數(shù)字控制裝置20的主接口 22涉及EnDat接口。因此，如在開始部分所提到的EP0660209B2中所描述的那樣根據(jù)RS-485標準以兩個線路對上的差分信號的形式進行物理數(shù)據(jù)傳輸，其中第一線路對用于數(shù)據(jù)的雙向傳輸而第二線路對用于時鐘信號的單向傳輸。與時鐘信號同步地進行數(shù)據(jù)的傳輸。對于這些接口，必須在內(nèi)部管理三個接口信號時鐘信號TCLK、數(shù)據(jù)輸入信號DIN、和數(shù)據(jù)輸出信號D0UT。通過根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行切換的使能信號OEN進行數(shù)據(jù)方向的調(diào)節(jié)，即是否主動地輸出數(shù)據(jù)輸出信號。以下，用于裝置10的從接口 12與數(shù)字控制裝置20的主接口 22的通信的從接口信號稱作從數(shù)據(jù)輸入信號DIN_S、從數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_S、從時鐘信號TCLK_S和從 使能信號0EN_S。與此類似地，裝置10的主接口 18與位置測量設(shè)備30的從接口 32的通信通過主接口信號進行，尤其是通過主數(shù)據(jù)輸入信號DIN_M、主數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_M、主時鐘信號 TCLK_M和主使能信號0ΕΝ_Μ進行。相應(yīng)的接口信號分別是從數(shù)據(jù)輸入信號DIN_S和主數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_M、從時鐘信號TCLK_S和主時鐘信號TCLK_M、以及主數(shù)據(jù)輸入信號
從數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_S。圖2示出電路裝置15的框圖。向中央?yún)f(xié)議單元100輸送協(xié)議相關(guān)的接口信號，即適于識別和處理數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的信號。在此在當前示例中，涉及從數(shù)據(jù)輸入信號DIN_S、從時鐘信號TCLK_S，并且在也應(yīng)當處理位置測量設(shè)備30的應(yīng)答數(shù)據(jù)時涉及主數(shù)據(jù)輸入信號 DIN_M。根據(jù)由從協(xié)議流程得出的當前數(shù)據(jù)方向，協(xié)議單元100也產(chǎn)生從使能信號0EN_S和主使能信號0ΕΝ_Μ。此外，協(xié)議單元100還通過主接口 18向位置測量設(shè)備30輸出主時鐘信號 TCLK_M。除協(xié)議單元100外，還向第一操縱單元110輸送從數(shù)據(jù)輸入信號DIN_S，該第一操縱單元輸出主數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_M。通過由協(xié)議單元100控制的轉(zhuǎn)換開關(guān)112可選擇第一操縱單元110作為主數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_M是輸出從數(shù)據(jù)輸入信號DIN_S還是輸出由協(xié)議單元100生成的從替代數(shù)據(jù)信號DE_S。換言之，第一操縱單元110中的轉(zhuǎn)換開關(guān)120的位置確定了，是原本由數(shù)字控制裝置20發(fā)送的數(shù)據(jù)或命令到達位置測量設(shè)備30還是由協(xié)議單元100生成的替代數(shù)據(jù)到達位置測量設(shè)備30。以此方式，可以操縱或交換各個數(shù)據(jù)位或整個位序列。在相反的數(shù)據(jù)方向上，向第二操縱單元120輸送主數(shù)據(jù)輸入信號DIN_M，該第二操縱單元輸出從數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_S。在第二操縱單元120中，另一轉(zhuǎn)換開關(guān)122確定，是恰好該主數(shù)據(jù)輸入信號DIN_M還是替換的、在協(xié)議單元100中產(chǎn)生的主替代數(shù)據(jù)信號
為從數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_S輸出。在此，現(xiàn)在也可以實現(xiàn)由位置測量設(shè)備30向數(shù)字控制裝置20發(fā)送的數(shù)據(jù)的按位操縱。協(xié)議單元100有利地被實現(xiàn)為控制狀態(tài)的自動機，該自動機識別信息、尤其是隨著數(shù)字控制裝置20的協(xié)議相關(guān)的接口信號到達的命令，并且根據(jù)該信息和根據(jù)預(yù)給定的操縱規(guī)則進行數(shù)據(jù)的操縱。協(xié)議單元100與工作時鐘信號CLK同步地工作，該工作時鐘信號或者在電路裝置15中產(chǎn)生或者由外部輸送給電路裝置15。因為從數(shù)字控制裝置20的方向到達電路裝置15的接口信號——在此示例中具體是從時鐘信號TCLK_S*從數(shù)據(jù)輸入信號DIN_S——與工作時鐘信號CLK同步，所以有利的是，已經(jīng)在電路裝置15的輸入端處借助于同步單元102、104使這些接口信號與工作時鐘信號CLK同步。在此，僅僅使這些信號在時間上延遲，但在其他方面基本上保持不變。因為由此位置測量設(shè)備30的應(yīng)答數(shù)據(jù)也延遲地到達數(shù)字控制裝置20，所以這種延遲對數(shù)字控制裝置20的影響如同使用較長的接口電纜13、19那樣。為了可以處理接口信號，工作時鐘信號CLK必須具有與從時鐘信號TCLK_S 的最大預(yù)期頻率相同的頻率或比其更高的頻率?；旧?，工作時鐘信號CLK的頻率越高，接口信號的時間延遲就越小。在從時鐘信號TCLK_S的最大頻率是10 MHz時，在實踐中已經(jīng)證實，工作時鐘信號CLK的頻率位于40至100 MHz范圍內(nèi)是有利的。操縱規(guī)則例如可以固定地存放在控制狀態(tài)的自動機中。但特別有利的是，設(shè)有操縱存儲器130，該操縱存儲器的內(nèi)容可通過通信單元140進行編程，該通信單元與操作單元 40通過操作接口 16通過η個控制信號進行通信。在操縱存儲器130中既可以存儲操縱規(guī)則也可以存儲用于產(chǎn)生替代數(shù)據(jù)信號DE_S、DE_M的替代數(shù)據(jù)。以此方式，可以使裝置10靈活地匹配于改變的請求。 此外，操作接口 16可以用于在數(shù)字控制裝置20與位置測量設(shè)備30之間的數(shù)據(jù)交換時才允許修改或者確定操縱的方式和規(guī)模。這例如可以通過能夠在操作單元40中運行并且提供不同選項的菜單選擇的計算機程序進行。作為電路裝置15有利地使用可編程的模塊，例如FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)。這種模塊可以隨時被重新編程并且因此最佳地適于對根據(jù)本發(fā)明的裝置10的操縱可能性的改變和/或擴展做出反應(yīng)。同樣特別良好地適于作為電路裝置15的是微控制器，因為其也可簡單地重新編程并且匹配于改變的條件。例如同樣可以通過操作接口 16進行電路裝置15的編程。圖3示出用于說明根據(jù)本發(fā)明裝置10的工作原理的簡化的數(shù)據(jù)傳輸序列。尤其是省略了由電路裝置100中的接口信號的處理或同步引起的少量的時間延遲。示出了從數(shù)字控制裝置20至位置測量設(shè)備30的位置請求命令的傳輸，隨后位置測量設(shè)備30發(fā)送當前的位置數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)控制裝置20。為了提高傳輸安全性，一方面冗余地設(shè)計位置請求命令， 尤其是所述位置請求命令由第一命令塊Cl和第二命令塊C2組成，該第一命令塊Cl和第二命令塊C2例如分別由3位組成，其中第二命令塊C2僅僅相同地或相反地重復(fù)第一命令塊 Cl。另一方面，位置測量設(shè)備30作為對位置請求命令的響應(yīng)(如上面已經(jīng)提到的)發(fā)送兩個位置值POSl和P0S2，這兩個位置值彼此具有數(shù)據(jù)關(guān)系P0S2 = POSl +偏移量。在位置測量設(shè)備30中彼此獨立地生成位置值POSl和P0S2，由此數(shù)字控制裝置20可以通過比較位置值 P0S1、P0S2與已知的數(shù)學(xué)關(guān)系來確定位置值P0S1、P0S2的生成和傳輸是否是無誤的。如果確定出錯誤，則數(shù)字控制裝置20必須以定義的方式進行響應(yīng)，例如通過輸出報警通知或通過停止位置測量設(shè)備30在其中運行的設(shè)備(“安全停止”)。作為用于提高傳輸安全性的附加措施，可以分別通過CRC碼結(jié)束位置值P0S1、 P0S2。作為以上所述的位置請求命令的操縱規(guī)則，在裝置10中存放在實際上由位置測量設(shè)備30發(fā)送的第二位置值P0S2的位置上應(yīng)當向數(shù)字控制裝置20轉(zhuǎn)發(fā)替換的、改變的第二位置值P0S2。因此，操縱規(guī)則確定必須在哪個時刻轉(zhuǎn)換操縱單元120，以便取代主數(shù)據(jù)輸入信號DIN_M輸出主替代數(shù)據(jù)信號DE_M作為從數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_S。同樣可以在操縱規(guī)則中確定應(yīng)當以哪種方式來改變第二位置值P0S2。協(xié)議單元根據(jù)所述規(guī)定提供主替代數(shù)據(jù)信號DE_M。操縱規(guī)則還可以包含任意其他指令，例如，是在命令第一次出現(xiàn)時還是多次地還是甚至在每次識別到該命令時執(zhí)行操縱。還可以確定，根據(jù)替代數(shù)據(jù)信號DE_M、DE_S的形成規(guī)定是總是相同地還是每次不同地進行操縱在此應(yīng)明確指出，操縱規(guī)則不必一定對應(yīng)于在數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議范疇內(nèi)由數(shù)字控制裝置20發(fā)送給位置測量設(shè)備30的命令。更確切地說，從數(shù)字控制裝置20或者也從位置測量設(shè)備30達到裝置10或電路裝置100的每個任意信息可以對應(yīng)于一個操縱規(guī)則。在最簡單的情形中，已經(jīng)可以將時鐘信號的使用——即數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始——評價為對應(yīng)于一個操縱規(guī)則的信息。在圖3中示出的數(shù)據(jù)傳輸序列的第一行示出從數(shù)字控制裝置30到達電路裝置15 的從時鐘信號TCLK_S或者(在忽略延遲的情況下)從電路裝置15向位置測量設(shè)備30轉(zhuǎn)發(fā)的主時鐘信號TCLK_M。第二行示出從數(shù)據(jù)輸入信號DIN_S，該從數(shù)據(jù)輸入信號DIN_S包括命令塊Cl和C2 并且在此示例中不變地通過第一操縱單元110作為主數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_M在位置測量設(shè)備30的方向上進行轉(zhuǎn)發(fā)。在第三行中示出主數(shù)據(jù)輸入信號DIN_M，該主數(shù)據(jù)輸入信號DIN_M包含位置測量設(shè)備30的應(yīng)答數(shù)據(jù)，尤其是位置值POSl和P0S2，在必要時以CRC碼結(jié)束(未示出)。最后，第四行示出主替代數(shù)據(jù)信號DE_M，該主替代數(shù)據(jù)信號DE_M由協(xié)議單元100 產(chǎn)生并且在此示例中用于替代由位置測量設(shè)備30發(fā)送的第二位置值P0S2。在產(chǎn)生主替代數(shù)據(jù)信號DE_M時當然考慮是否需要CRC碼。將分別由第二操縱單元120選擇的數(shù)據(jù)信號(或者是主數(shù)據(jù)輸入信號DIN_M或者是主替代數(shù)據(jù)信號DE_M)作為從數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_S轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)字控制裝置20。時間流程如下進行
在激活從時鐘信號TCLK_S以后，首先轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)方向。如果假設(shè)在靜止狀態(tài)中從使能信號0EN_S是主動接通的而主使能信號0ΕΝ_Μ是被動接通的，則協(xié)議單元100在時刻tl和t2 之間的第一轉(zhuǎn)換時間段Ul中首先被動地接通從使能信號0EN_S并且然后主動地接通主使能信號0ΕΝ_Μ。該轉(zhuǎn)換在時間上分階段地進行，以便避免數(shù)據(jù)沖突。從時刻t2起，進行第一命令塊Cl的傳輸，從時刻t3起，進行第二命令塊C2的傳輸。第二命令塊C2的傳輸在時刻t4結(jié)束，協(xié)議單元100現(xiàn)在可以通過比較命令塊Cl、 C2來確定命令的傳輸是否是無誤的。最晚在時刻t4，協(xié)議單元100具有足夠的信息以能夠確定是否應(yīng)當進行接口信號的操縱，也就是說，對于所述命令是否如在此示例中那樣存在操縱規(guī)則。操縱規(guī)則或者定義在協(xié)議單元100中或者存儲在操縱存儲器130中。同樣可行的是，協(xié)議單元100的該信息由操作單元40通過操作接口 16和通信單元140通知。在命令傳輸以后，從時刻t4起至?xí)r刻t5是第二轉(zhuǎn)換時間段U2，在該第二轉(zhuǎn)換時間段中轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)方向，尤其是協(xié)議單元被動地接通主使能信號0ΕΝ_Μ并且主動地接通從使能信號0EN_S。從時刻t5起，開始從位置測量設(shè)備30向數(shù)字控制裝置20傳輸應(yīng)答數(shù)據(jù)，其中首先發(fā)送起始序列START，該起始序列例如由起始位、隨后的若干狀態(tài)位組成，這些狀態(tài)位其允許推斷出位置測量設(shè)備30的運行狀態(tài)。
在起始序列SRART后面，從時刻t6起，傳輸?shù)谝晃恢迷~POSl。根據(jù)用于當前命令的操縱規(guī)則，協(xié)議單元100在時刻t7轉(zhuǎn)換第二操縱單元120中的開關(guān)元件122，從而從此時刻起取代主數(shù)據(jù)輸入信號DIN_M作為從數(shù)據(jù)輸出信號D0UT_S 向數(shù)字控制裝置20輸出由協(xié)議單元100根據(jù)操縱規(guī)則 提供的主替代數(shù)據(jù)信號DE_M。在時刻t8，數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，并且協(xié)議單元100回到初始狀態(tài)。如結(jié)合圖3描述的對于在數(shù)字控制裝置20的主接口 22與位置測量設(shè)備30的從接口之間操縱數(shù)據(jù)流量(Datenverkehr)的示例那樣，根據(jù)本發(fā)明的裝置10或電路裝置15 提供用于檢驗數(shù)字控制裝置20對由位置測量設(shè)備30發(fā)送的假定有誤的數(shù)據(jù)的反應(yīng)的多種可能性。特別有利的是，為此既不必改變數(shù)字控制裝置20也不必改變位置測量設(shè)備30。對于數(shù)據(jù)流量的操縱的一些其他示例是
如果取代第二位置值P0S2而作為附加信息傳輸說明位置測量設(shè)備中的溫度的溫度值，則例如可以通過實際所測量的溫度值與替代的溫度值的交換來預(yù)給定位置測量設(shè)備 30的過熱并且檢驗數(shù)字控制裝置20對此的反應(yīng)?！と绻郊有畔⑹桥c位置變化相關(guān)的值，例如速度值，則可以通過該速度值的操縱來檢驗數(shù)字控制裝置20是否識別到借助于兩個前后相繼的位置值和兩次位置詢問之間的已知時間在數(shù)字控制裝置20中計算出的速度值與在位置測量設(shè)備30中確定的速度值之間的偏差并且相應(yīng)地對此做出反應(yīng)?！ねㄟ^改變各個位，例如第二命令塊C2中的各個位，可以模擬數(shù)字控制裝置20 與位置測量設(shè)備30之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_?！と绻麖臄?shù)字控制裝置20向位置測量設(shè)備30發(fā)送配置數(shù)據(jù)，則可以通過該配置數(shù)據(jù)的操縱生成位置測量設(shè)備30的錯誤配置?！ね瑯樱娣旁谖恢脺y量設(shè)備中的存儲器單元中的數(shù)據(jù)可以在其由數(shù)字控制裝置20請求時由替換的數(shù)據(jù)替代并且因此可以例如偽裝另一測量設(shè)備類型或另一測量設(shè)備版本。圖4示出另一實施例，其中根據(jù)本發(fā)明的裝置10集成到控制設(shè)備、例如數(shù)字控制裝置200中。保留已經(jīng)結(jié)合圖1中的實施例所描述的組件的附圖標記。提供數(shù)字控制裝置22的接口控制器24的主接口 22現(xiàn)在已經(jīng)在數(shù)字控制裝置200 的殼體中與裝置10的從接口 12連接，在最簡單的情形中直接進行相應(yīng)的接口信號的連接， 也就是無需插接連接器和/或驅(qū)動器模塊。裝置10的主接口 18現(xiàn)在成為數(shù)字控制裝置 200的主接口，測量設(shè)備30、尤其是位置測量設(shè)備30連接到該主接口上。為了裝置10的控制和在必要時的編程，操作接口 16現(xiàn)在與控制單元26的第二應(yīng)用接口 210連接。作為第二應(yīng)用接口 210和操作接口 16優(yōu)選使用有線連接的接口。特別有利的是，第二應(yīng)用接口 210與操作接口 16之間的接口連接同控制單元26與接口控制器 24之間的應(yīng)用接口 27、28的接口連接相同，因為控制單元26通常已經(jīng)提供多個應(yīng)用接口并且因此對于裝置10可以使用標準接口。與第一實施例相比的主要不同是，裝置10現(xiàn)在始終可用。因此，對于工具機的操作者而言在任何時間都可以運行自測試程序，該自測試程序檢驗安全相關(guān)的功能，以便確定設(shè)備是否還滿足所要求的安全等級。也可以自動地啟動這種自測試程序，例如以定義的時間間隔或者在新的處理程序開始時啟動這種自測試程序。相應(yīng)的自測試程序可以由生產(chǎn)商提供給由數(shù)字控制裝置20所控制的設(shè)備的操作者。有利的是，裝置10被實施為擴展模塊，利用該擴展模塊也可以事后裝配數(shù)字控制裝置200。

還存在的可能性是，將接口控制器24和電路裝置15實現(xiàn)在一個唯一的模塊、例如 FPGA、ASIC或微控制器中。
權(quán)利要求
1.一種用于操縱接口信號的裝置，具有 從接口( 12 )，其能連接到控制設(shè)備(20 )的主接口( 22 )上， 主接口(18)，其能連接到測量設(shè)備(30)的從接口(32)上， 電路裝置(15)，每個接口(12，18)向其輸送至少一個數(shù)據(jù)輸入信號(DIN_S，DIN_ M)，并且所述電路裝置對于每個數(shù)據(jù)輸入信號(DIN_S，0訊_10分別向另外的接口(12，18) 輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出信號(DOUT_M，DOUT_S)，其中，所述電路裝置(15)包括至少一個操縱單元(110，120)，向所述至少一個操縱單元輸送數(shù)據(jù)輸入信號(DIN_S，DIN_M)和替代數(shù)據(jù)信號(DE_S，DE_M)并且所述至少一個操縱單元輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出信號(DOUT_M，DOUT_S),以及所述電路裝置(15)包括協(xié)議單元(100)，向所述協(xié)議單元輸送至少一個協(xié)議相關(guān)的接口信號(DIN_S，DIN_M, TCLK_S)并且所述協(xié)議單元根據(jù)操縱規(guī)則和利用至少一個協(xié)議相關(guān)的接口信號(DIN_S，DIN_M, TCLK_S)所接收的信息來選擇所述至少一個操縱單元(110，120)何時作為數(shù)據(jù)輸出信號(DOUT_M，DOUT_S)輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入信號(DIN_S，DIN_M)或替代數(shù)據(jù)信號(DE_S，DE_M)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置(10)還包括操作接口(16)，在所述操作接口上能連接有操作單元(40)，并且能通過所述操作接口對所述電路裝置(15)進行編程和/或操作。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的裝置，其中在所述電路裝置(15)中還設(shè)有操縱存儲器(130)，在所述操縱存儲器(130)中能存儲操縱規(guī)則。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述操縱存儲器(130)能通過所述操作接口(16) 來描述。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的裝置，其中在所述裝置(10)上設(shè)有能用于操作所述裝置的操作元件(50)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的裝置，其中在所述裝置上還設(shè)有顯示單元(60)。
7.—種控制設(shè)備，具有至少一個接口控制器(24)和根據(jù)權(quán)利1至4之一所述的裝置 (10)，其中所述接口控制器(24)的主接口(22)與所述裝置(10)的從接口(12)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操縱接口信號的裝置，具有從接口，其能連接到控制設(shè)備的主接口上，主接口，其能連接到測量設(shè)備的從接口上，電路裝置，每個接口向其輸送至少一個數(shù)據(jù)輸入信號，并且電路裝置對于每個數(shù)據(jù)輸入信號分別向另外的接口輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出信號，其中電路裝置包括至少一個操縱單元，向至少一個操縱單元輸送數(shù)據(jù)輸入信號和替代數(shù)據(jù)信號并且至少一個操縱單元輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出信號，以及電路裝置包括協(xié)議單元，向協(xié)議單元輸送至少一個協(xié)議相關(guān)的接口信號并且協(xié)議單元根據(jù)操縱規(guī)則和利用至少一個協(xié)議相關(guān)的接口信號所接收的信息來選擇至少一個操縱單元何時作為數(shù)據(jù)輸出信號輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入信號或替代數(shù)據(jù)信號。
文檔編號G06F13/38GK102346718SQ201110213249
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者邁耶 E., 克魯策 S., 奧勒特 U. 申請人:約翰尼斯海登海恩博士股份有限公司