專利名稱：用于檢測輸出單元的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測一個輸出單元的輸出功能的方法，該輸出單元尤其可以是一個面向安全的可存儲編程的控制裝置的一個二進(jìn)制信號輸出單元，該輸出單元用于控制一個外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件。
眾所周知，面向安全的二進(jìn)制信號輸出單元為每個輸出口配備了一個回讀電路。該回讀電路通過檢讀可證明各輸出口具有正確的功能。受過程決定的輸出位模式(Ausgabe-Bitmuster)通過一個額定/實(shí)際比較來檢測。當(dāng)輸出信號的動力性很弱時，人們還要另外進(jìn)行所謂的補(bǔ)充性測試，這樣的測試在安全技術(shù)上規(guī)定的時間間隔內(nèi)進(jìn)行。在傳統(tǒng)的二進(jìn)制輸出單元中為此存在兩個測試策略最高的測試質(zhì)量通過將所有的測試位模式接到輸出單元上并通過測讀這些測試位模式來實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是在完整的測試中，在短的測試脈沖中有電壓施加在這些元件上。尤其當(dāng)這樣的測試脈沖頻繁出現(xiàn)時會減小執(zhí)行元件的壽命。
如果在每個接通信號通過輸出單元的一個輸出口傳遞給過程時，檢測該輸出口傳遞一個斷開信號的能力，就能得到平均的測試質(zhì)量。在檢測時，受控制的執(zhí)行元件會產(chǎn)生暫時的中斷，這同樣會導(dǎo)致執(zhí)行元件的耐用度減小。
上述兩種測試另外具有這樣的缺點(diǎn)，即，受負(fù)載決定的相關(guān)電流會頻繁通斷。這樣的缺點(diǎn)最近尤其在技術(shù)上進(jìn)一步發(fā)展的輸出單元上引起了注意。在以前是簡單結(jié)構(gòu)的輸出單元占主要部分，它們的補(bǔ)充測試用很少數(shù)量的不同測試碼模式(Testmuster)來實(shí)現(xiàn)。到今天，面向安全的輸出單元日益采用ASICs和微處理器或微控制器。對于這樣的結(jié)構(gòu)規(guī)定進(jìn)行對模式敏感的(mustersensitive)測試，由此大大提高測試碼模式的數(shù)量。測試碼模式的頻繁使用另外對周圍的技術(shù)環(huán)境有其它不利影響，例如有EMV干擾，高能耗，噪聲增大且產(chǎn)生機(jī)械振動。
本發(fā)明的目的在于減小位模式的數(shù)量，在補(bǔ)充性測試時，將位模式轉(zhuǎn)接到輸出單元上并對其進(jìn)行檢讀。
本發(fā)明的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的，即，在一個可預(yù)定的時間間隔內(nèi)借助位模式檢測輸出單元的輸出功能，這些位模式在該時間間隔內(nèi)不會由輸出單元傳遞給外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件。
本發(fā)明具有分別對于上述兩種測試策略的變型方案。第一種變型方案用于減小在上述完整補(bǔ)充的測試中的測試位模式的數(shù)量。當(dāng)在一個出于安全技術(shù)考慮所規(guī)定的時間間隔內(nèi)有待輸出的和有待測讀的位模式具有一個預(yù)定的總量時，將由過程決定的輸出位模式總結(jié)(bilanzien)在一個清單中。為此，輸出單元具有一個存儲器，它設(shè)計成能夠接收容納在一個時間間隔內(nèi)輸出的所有位模式。此外，僅僅輸出和測讀那些還未產(chǎn)生的或在清單中以測試位模式形式被激活(aktivierten)的位模式。對位模式的這樣一種總結(jié)和激活在每一個新的時間間隔內(nèi)都要進(jìn)行，在此，在每個時間間隔開始時，使計數(shù)器回零，消除位模式清單。時間間隔的長短由目前有效的安全規(guī)章來決定，它例如可以是一小時。當(dāng)所有有待檢測的位模式受過程決定在一個時間間隔內(nèi)產(chǎn)生時，在該時間間隔內(nèi)無需為測試接入和測讀更多的位模式。如果與之相反，在一個時間間隔內(nèi)預(yù)定用于檢測的位模式受過程決定沒有一個由輸出單元輸出，按照迄今為止的做法，在該時間間隔內(nèi)接入并測讀所有預(yù)定的測試位模式。在大多數(shù)情況下，有待檢測的位模式中的一部分受過程決定出現(xiàn)，使得只有數(shù)量減小的位模式按照測試被接入或被測讀。
本發(fā)明的第二種變型方案用于改善上述具有平均測試質(zhì)量的測試。受過程決定被接入的輸出位模式和斷開測試位模式被標(biāo)記在一個相對于第一測試策略減少了的額定清單上。在其它方面該第二變型方案與第一種變型方案沒有什么不同。
采用本發(fā)明的方法，從而避免了為測試目的重復(fù)輸出測試位模式。通過按照本發(fā)明方法進(jìn)行測試，執(zhí)行元件所承受的負(fù)載相對于按傳統(tǒng)的方法執(zhí)行補(bǔ)充測試時所承受的負(fù)載要小到50％。執(zhí)行元件的壽命因而延長，而且所有迄今為止出現(xiàn)的缺點(diǎn)如EMV干擾、高能耗、噪聲的產(chǎn)生以及機(jī)械振動等都可減小。
下面借助附圖對本發(fā)明方法的實(shí)施例予以詳細(xì)說明。


圖1示出一個面向安全的存儲器可編程控制裝置，它由一個在一個中央框架1中的上級自動化設(shè)備構(gòu)成，該設(shè)備具有一個面向安全的中央單元2和一個電源3。一條數(shù)據(jù)總線4將該中央框架1與至少一個擴(kuò)展框架5聯(lián)接起來。在這個擴(kuò)展框架5內(nèi)有一個總線耦接組件7、未示出的周邊組件、一個數(shù)據(jù)輸入單元8和一個數(shù)據(jù)輸出單元9。該數(shù)據(jù)輸出單元9用于監(jiān)控或控制一個通過至少一個傳感器10和至少一個執(zhí)行元件11與該擴(kuò)展框架5相連的外部技術(shù)過程。所述在擴(kuò)展框架5內(nèi)的組件通過一個未示出的擴(kuò)展框架總線相互聯(lián)接起來。其中同樣未明顯示出的是一個存儲器，在一個時間間隔內(nèi)出現(xiàn)的位模式總結(jié)在該存儲器中。
所述面向安全的存儲器可編程控制裝置按照如下方式工作所述數(shù)據(jù)輸入單元8視所要求的安全級別單通道或雙通道地讀取來自于傳感器10的信號，并將該信息繼續(xù)傳遞給中央單元2。該中央單元2面向安全地將這些信息例如與到目前已求出的中間結(jié)果以及其它讀取信號相結(jié)合，由此構(gòu)成過程指令，并將這些指令傳遞給相關(guān)的數(shù)據(jù)輸出單元9。數(shù)據(jù)輸出單元9控制執(zhí)行元件，對這些指令進(jìn)行額定/實(shí)際比較，并相對于中央單元2自發(fā)地將它的其余安全措施組織起來。中央單元2以及數(shù)據(jù)輸入單元8和數(shù)據(jù)輸出單元9分別測試其自身，以達(dá)到所要求的安全級別。
圖2例如示出一個面向安全的數(shù)據(jù)輸出單元9的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的方法用于該輸出單元9的自檢測。它借助兩個相互聯(lián)接的處理器13，14與擴(kuò)展框架總線12和測試控制系統(tǒng)連接起來。所述輸出單元9具有一些輸出口15，其中的一半輸出口由第一處理器13來處理，另一半輸出口由第二處理器14來處理。屬于各輸出口15的回讀電路16分別由別的處理器14，13來處理。每個輸出口15與各自附屬的回讀電路16一同與一個執(zhí)行元件11相連。
總之可以將輸出的測試位模式限制在必需的最小數(shù)量。
最后可以對本發(fā)明作如下描述本發(fā)明提供了一種用于檢測一個輸出單元的輸出功能的方法，該輸出單元尤其可以是一個面向安全的存儲器可編程控制裝置的一個二進(jìn)制輸出單元，該輸出單元用于控制一個外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件，其中，借助由過程決定的輸出位模式、以及一些在一個預(yù)定時間間隔內(nèi)沒有由輸出單元傳遞給所述外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件的位模式，對輸出單元在所述時間間隔內(nèi)的輸出功能進(jìn)行檢測，使所輸出的測試位模式的數(shù)量限制在必要的最小值上。
權(quán)利要求
1．一種用于檢測一個輸出單元(9)的輸出功能的方法，該輸出單元(9)尤其可以是一個面向安全的存儲器可編程控制裝置的一個二進(jìn)制輸出單元，該輸出單元用于控制一個外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件(11)，其特征在于，借助一些在一個預(yù)定時間間隔內(nèi)沒有由輸出單元(9)傳遞給所述外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件(11)的位模式，對輸出單元(9)在所述時間間隔內(nèi)的輸出功能進(jìn)行檢測。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，總結(jié)由輸出單元(9)傳遞給所述外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件(11)的位模式。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，僅僅對作為輸出單元(9)測試位模式的未總結(jié)的位模式進(jìn)行接入和測讀。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸出單元(9)的輸出功能由該輸出單元(9)本身自主地進(jìn)行測試，而無需中央單元(2)的參與。
5．一種用于對一個外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件(11)進(jìn)行控制的裝置(9)，該裝置尤其可結(jié)合面向安全的存儲器可編程控制裝置來使用，該裝置的輸出功能可以被檢測，其特征在于，借助一些在一個預(yù)定時間間隔內(nèi)沒有由該裝置(9)傳遞給所述外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件(11)的位模式，對該裝置(9)在所述時間間隔內(nèi)的輸出功能進(jìn)行檢測。
6．如權(quán)利要求5所述的裝置(9)，其特征在于，該裝置(9)具有一個存儲器，在該存儲器中可總結(jié)由所述裝置(9)傳遞給外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件(11)的位模式。
7．如權(quán)利要求6所述的裝置(9)，其特征在于，僅僅對作為輸出單元(9)測試位模式的未總結(jié)的位模式進(jìn)行接入和測讀。
8．如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述輸出單元(9)的輸出功能由該輸出單元(9)本身自主地進(jìn)行測試，而無需中央單元(2)的參與。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測一個輸出單元的輸出功能(9)的方法,該輸出單元(9)尤其可以是一個面向安全的存儲器可編程控制裝置的一個二進(jìn)制輸出單元,該輸出單元用于控制一個外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件(11),其中,借助由過程決定的輸出位模式、以及一些在一個預(yù)定時間間隔內(nèi)沒有由輸出單元(9)傳遞給所述外部技術(shù)過程的執(zhí)行元件(11)的位模式,對輸出單元在所述時間間隔內(nèi)的輸出功能進(jìn)行檢測,使所輸出的測試位模式的數(shù)量限制在必要的最小值上。
文檔編號G05B19/042GK1325507SQ99812868
公開日2001年12月5日 申請日期1999年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月9日
發(fā)明者哈特穆特·舒茨, 安德烈亞·林格勒, 曼弗雷德·米勒, 約翰·希內(nèi)爾 申請人:西門子公司