DE10355864A1 - Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen - Google Patents

Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen Download PDF

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Rudolf Temming
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L19/00Arrangements for interlocking between points and signals by means of a single interlocking device, e.g. central control
    • B61L19/06Interlocking devices having electrical operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L21/00Station blocking between signal boxes in one yard
    • B61L21/04Electrical locking and release of the route; Electrical repeat locks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen, insbesondere für die Ansteuerung von Signalen, Weichenantrieben, Achszählern, Freimeldeeinrichtungen, Geschwindigkeitsmesseinrichtungen, Fahrsperren und sichere Kontaktabfragen, die aus Komponenten gebildet sind, welche zumindest zum Steuern und Überwachen mit einem sicheren Rechner (2) verbunden sind. Um bei insgesamt weniger Prozessanschaltungen den Schaltungsaufwand für die Kommunikation zwischen dem sicheren Rechner und den Komponenten zu verringern, wird vorgeschlagen, dass miteinander kombinierbare Funktions-Module (3a, 3b, 3c) vorgesehen sind, deren Funktionalitäten jeweils unterschiedlichen Prozessanschaltungen gemeinsam sind, insbesondere die Funktionalitäten von Prüfschaltungen, Leistungsschaltern, Filtern, digitalen Ein- und Ausgängen, Rechnern (2) und Kommunikationsschnittstellen, dass zumindest ein Funktions-Modul (3a, 3b, 3c) ein sicherer Rechner (2) ist und dass die Kommunikation des sicheren Rechners (2) mit den übrigen Funktions-Modulen über einen seriellen Bus (5) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Prozessanschaltungen sind als Stellteile von elektronischen Stellwerken bekannt, wobei die Stellteile die Komponenten der Innenanlage und der Außenanlage des Stellwerks steuern und überwachen. Dazu sind die Komponenten mit einem sicheren Rechner verbunden, was über separate Verbindungen erfolgt, die an dafür vorgesehenen separaten Eingängen des sicheren Rechners angeschlossen sind. Diese Art der Verbindung wird auch als Punkt-zu-Punkt-Verbindung bezeichnet (jede Verbindungsleitung ist jeweils mit einem Kontakt des zugehörigen Eingangs des sicheren Rechners und der Komponente verbunden). Nachteilig ist dabei der relativ große Schaltungsaufwand.
  • Zur Herstellung der Stellteile ist heute eine große Anzahl spezifischer Stellteilbaugruppen erforderlich. Dabei wächst die Anzahl der Stellteile stetig, da häufig kundenabhängige Speziallösungen erforderlich sind, wobei auch kleinere Änderungen der vorhandenen Stellteile immer noch einen erheblichen Aufwand erfordern, insbesondere da stets eine neue Sicherheitsnachweisführung erfolgen muss.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zahl der Verbindungsleitungen zu verringern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gegeben. Durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche ist die Prozessanschaltung in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltet.
  • Die Lösung sieht vor, dass miteinander kombinierbare Funktions-Module vorgesehen sind, deren Funktionalitäten jeweils unterschiedlichen Prozessanschaltungen gemeinsam sind, insbesondere die Funktionalitäten von Prüfschaltungen, Leistungsschaltern, Filtern, digitalen Ein- und Ausgängen, Rechnern und Kommunikationsschnittstellen, dass zumindest ein Funktions-Modul ein sicherer Rechner ist und dass die Kommunikation des sicheren Rechners mit den übrigen Funktions-Modulen über einen seriellen Bus erfolgt.
  • Technisch einfach ist es, wenn die Kommunikation zwischen dem Rechner und den Funktions-Modulen über den seriellen Bus in Form von Telegrammen erfolgt.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Kommunikation mit den Funktions-Modulen den Datenaustausch und die Ansteuerung sowie die Statusabfrage der Funktions-Module.
  • Zur Erzielung der gewünschten Sicherheit ist der sichere Rechner zweikanalig aufgebaut.
  • Die Zahl der Verbindungsleitungen lässt sich deutlich verringern, trotz kostengünstiger kundenabhängiger Speziallösungen, wenn die Prozessanschaltung als Stellteil ausgebildet ist, auf dem sich der sichere Rechner befindet, während die Funktions-Module an den zu überwachenden und zu steuernden Komponenten, beispielsweise an den Signalen, Weichenantrieben und dergleichen, angeordnet sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein erfindungsgemäßes Stellteil in einer schematischen Darstellung und
  • 2 ein aus dem Stand der Technik bekanntes Stellteil.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Prozessanschaltung in Form eines Stellteils 1 – für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen (nicht gezeigt), insbesondere für die Ansteuerung von Signallampen, Weichenantrieben, Achszählern, Freimeldeeinrichtungen, Geschwindigkeitsmesseinrichtungen, Fahrsperren und für sichere Kontaktabfragen – mit einem sicheren Rechner 2, der mit Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c verbunden ist.
  • Die Funktions-Module 3a, 3b, 3c weisen eine Vielzahl gekapselter Funktionalitäten auf, die jeweils unterschiedlichen Prozessanschaltungen gemeinsam sind. Dazu gehören insbesondere die Funktionalitäten von Prüfschaltungen, Leistungsschaltern, Filtern, digitalen Ein- und Ausgängen, Kommunikationsschnittstellen und auch Rechnern.
  • Die Kapselung führt zu einer deutlich geringeren Anzahl von Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c, welche die Funktionalitäten für ähnliche Zwecke in einem durch Software ansteuerbaren und konfigurierbaren Funktions-Modul-Typ zusammenfassen.
  • Das Stellteil 1 in 1 ist aus verschiedenen Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c zusammengesetzt, wobei der sichere Rechner 2 ebenfalls als Funktions-Modul ausgebildet ist (in 1 nicht gekennzeichnet). Bei den Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c handelt es sich um einen Logikschalter (Modul 3a), eine Schalter-Anordnung (Modul 3b) und einen Weichenantrieb (Modul 3c). Das Stellteil 1 auf Modulbasis zeichnet sich durch verkürzte Fertigungszeiten, vereinfachte Prüfung, verringerte Komplexität, verringerten Pflegeaufwand, reduzierte Materialkosten und verringerten Raumbedarf aus. Insbesondere ist die Sicherheitsnachweisführung einfacher durchführbar.
  • Der sichere Rechner 2 ist zweikanalig mit den unabhängigen Kanälen 4a, 4b aufgebaut.
  • Die Kommunikation zwischen dem Rechner 2 und jedem Funktions-Modul-Typ erfolgt auf die gleiche Art und Weise. Die Funktions-Module 3a, 3b, 3c desselben Typs verfügen über Kommunikationssoftware, die fest in den Modulen 3a, 3b, 3c installiert und stellteilunabhängig ist.
  • Die Software jedes Kanals 4a, 4b ist unterteilt in eine stellteilabhängige Anwendungssoftware und eine stellteilunabhängige Basissoftware. Die Anwendungssoftware ist dabei jeweils auf das Spezifische des zugehörigen Stellteils 1 bzw. die zugehörige Prozessanschaltung zugeschnitten. Demgegenüber erfolgt die Kommunikation mit den Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c allein durch die Basissoftware, und zwar mit allen Funktions-Modul-Typen auf identische Art und Weise. Zur Kommunikation gehört der Datenaustausch und die Ansteuerung sowie die Statusabfrage der Funktions-Module 3a, 3b, 3c. Hierzu ist die Basissoftware softwaremäßig bezüglich der angeschlossenen Funktions-Module 3a, 3b, 3c und deren Teilnehmernummern konfigurierbar. Die Basissoftware ist so ausgelegt, dass sie die Funktions-Module 3a, 3b, 3c zyklisch ansteuert und Statusabfragen zyklisch durchführt.
  • Die Kommunikation des sicheren Rechners 2 mit den übrigen Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c erfolgt über einen seriellen Bus 5, und zwar in Form von Telegrammen. Der serielle Bus 5 besteht aus mehreren physischen Leitungen, meist ein Leitungsbündel, an welche eine Vielzahl von Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c anschließbar sind. Zur Kommunikation über den seriellen Bus 5 werden dann jeweils logische Verbindungen aufgebaut.
  • 2 zeigt eine 1 entsprechende Prozessanschaltung in Form eines Stellteils 1, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Auffallend sind die vielen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen 6, die analog und digital ausgebildet sein können. Die gestichelte Linie 7 umfasst jeweils die Verbindungen 6 zwischen den Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c und den Kanälen 4a, 4b. Das Funktions-Modul 3a weist in 2 je sieben Verbindungen 6 auf.
  • 1
    Stellteil
    2
    Rechner
    3a
    Funktions-Modul
    3b
    Funktions-Modul
    3c
    Funktions-Modul
    4a
    Kanal
    4b
    Kanal
    5
    serieller Bus
    6
    Punkt-zu-Punkt-Verbindung
    7
    Linie

Claims (5)

  1. Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen, insbesondere für die Ansteuerung von Signalen, Weichenantrieben, Achszählern, Freimeldeeinrichtungen, Geschwindigkeitsmesseinrichtungen, Fahrsperren und sichere Kontaktabfragen, die aus Komponenten gebildet sind, welche zumindest zum Steuern und Überwachen mit einem sicheren Rechner (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass miteinander kombinierbare Funktions-Module (3a, 3b, 3c) vorgesehen sind, deren Funktionalitäten jeweils unterschiedlichen Prozessanschaltungen gemeinsam sind, insbesondere die Funktionalitäten von Prüfschaltungen, Leistungsschaltern, Filtern, digitalen Ein- und Ausgängen, Rechnern (2) und Kommunikationsschnittstellen, dass zumindest ein Funktions-Modul (3a, 3b, 3c) ein sicherer Rechner (2) ist und dass die Kommunikation des sicheren Rechners (2) mit den übrigen Funktions-Modulen über einen seriellen Bus (5) erfolgt.
  2. Prozessanschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen dem Rechner und den Funktions-Modulen über den seriellen Bus in Form von Telegrammen erfolgt.
  3. Prozessanschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation mit den Funktions-Modulen den Datenaustausch und die Ansteuerung sowie die Statusabfrage der Funktions-Module umfasst.
  4. Prozessanschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass der sichere Rechner zweikanalig aufgebaut ist.
  5. Prozessanschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessanschaltung als Stellteil ausgebildet ist, auf dem sich der sichere Rechner befindet.
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