DE2365871C3 - Datenübertragungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenübertragungsanlage mit einer eine Steuerstelle mit mehreren entfernten Stationen zum Übertragen von Datenrahmen verbindenden Übertragungsschleife, die jeweils eine Speisespannungsquelle zur Abgabe von Betriebsspannungen und eine Spannungs-Überwachungseinrichtung aufweisen, die beim Auftreten eines Spannungsfehlers die Absendung eines eine Fehlermeldung *5 enthaltenden Datenrahmens an die Steuerstelle veranlaßt.

Bei einer solchen aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 12, No. 11, April 1970, Seite 1929, bekannten Datenübertragungsanlage ist jede entfernte so Station mit einer eigenen Speisespannungsquelle zur Speisung der jeweiligen Station versehen. Ferner verfügt jede Station über eine Spannungs-Überwachungseinrichtung, die feststellt, wenn der von der jeweils zugeordneten Speisespannungsquelle abgegebene Strom einen bestimmten Wert übersteigt. Dieses ist immer dann der Fall, wenn eine in der Übertragungsschleife stromauf liegende weitere Station einen Fehler in der Speisespannungsquelle aufweist, da dann diese Station von der stromab liegenden nächsten Station mit Speisespannung Versorgt wird. §0 daß also die Speisespannungsquelle dieser letzteren Station einen größeren Versorgungsstrom abgeben muß. Ist ein solcher Zustand durch die Überwachungseinrichtung festgestellt worden, so gibt diese an die zentrale f>s Steuerstelle ein Signal ab, das diesen Zustand und die Adresse der eine gestörte Speisespannungsquelle aufweisenden Station angibt. Die zentrale Steuerstelle kann damit feststellen, daß die entfernte Station unmittelbar stromauf von der das Signal abgebenden Station eine Störung in der Speisespannungsquelle aufweist. Dieser Fehler muß dann beseitigt werden, um eine ordnungsgemäße Datenübertragung innerhalb der gesamten Übertragungsschleife weiterhin sicherstellen zu können. Außerdem müssen bei der bekannten Datenübertragungsanlage gesonderte Leitungsverbindungen zwischen benachbarten Stationen vorgesehen sein, die eine Weitergabe der Speisespannung von der Speisespannungsquelle der einen Station an die nächstliegende Station ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Datenübertragungsanlage der genannten Art so weiterzubilden, daß bei unterschiedlichen Arten von Betriebsspannungen und Spannungsfehlern ohne zusätzlichen Leitungsaufwand eine Datenübertragung innerhalb der Übertragungsschleife weitgehend aufrechterhalten wird.

Bei einer Datenübertragungsanlage der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet

Bei der neuen Datenübertragungsanlage unterscheidet also die Überwachungs-Einrichtung zwischen zwei von einer oder mehreren Speisespannungsquellen innerhalb einer Station erzeugten Speisespannungen, von denen die erste lediglich für den Betrieb von Untersystemen der entfernten Station notwendig ist, während die zweite Spannung auch zur Datenübertragung durch die jeweilige Station benötigt wird. Würde daher ein Fehler bei der zweiten Spannung innerhalb einer Station auftreten, so wäre die Datenübertragung durch diese Station hindurch, also die Datenübertragung über die gesamte Übertragungsschleife nicht mehr gewährleistet Um trotz eines solchen Fehlers in der zweiten Spannung die Datenübertragung über die Übertragungsschleife und auch die anderen, nicht gestörten Stationen aufrechterhalten zu können, wird mit Hilfe einer mit der Überwacinings-Einrichtung verbundenen Einrichtung die gestörte Station überbrückt, d. h. aus der Übertragungsschleife herausgenommen, so daß eine ungestörte weitere Datenübertragung an dieser gestörten Station vorbei über die gesamte Übertragungsschleife weiterhin möglich ist Tritt dagegen nur ein Fehler in der ersten Spannung auf, so wird dieser Fehler mit Hilfe der genannten Einrichtung an die zentrale Steuerstelle signalisiert, so daß von der Steuerstelle aus Ma3nahmen getroffen werden können, um auch diesen Fehler zu beseitigen. In diesem Fall findet aber die eigentliche Datenübertragung über die gesamte Datenübertragungsschleife und auch durch die lediglich hinsichtlich der ersten Spannung gestörte Station hindurch statt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Datenübertragungsanlage, die eine Vielzahl miteinander verbundener, gleichartiger Übertragungsschleifensysteme umfaßt, die mit einem zentralen Computerzentrum verbunden sind,

Fig. 2 schematisch eine entfernte Station der in F i g. 1 gezeigten Art und ihre Grundbauteile sowie

F i g. 3 eine Darstellung des Datenrahmens.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Datenübertragungsanlage ist ein Hauptcomputer/enlrum 1 vorgesehen, das eine Computereinheit 2 aufweist, die wahlweise im Zeitmultiplex mit einer Vielzahl von Übertragungs-

schleifensystemen 3, 4 und 5 wie auch mit anderen Periphertegeräten, z, B, einem Fernschreiber 6 oder dergl. verbunden werden kann. Das Computerzentrum 1 steuert auf diese Weise durch ein geeignetes Folgeoder Abtastsystem eine Vielzahl von unterschiedlichen Geräten und Systemen, Jedes der entfernten Schleifensysteme 3 bis 5 ist für sich als abgeschlossene Übertragungsschleife ausgebildet, wobei die Übertragungsschleife 3 im einzelnen als Blockschaltbild dargestellt ist. Die Übertragungsschleife 3 weist eine Steuerstelle 7 auf, die eine programmierte Arbeitsweise einer Vielzahl von gleichen entfernten Stationen 8 wie auch einer besonders ausgebildeten entfernten Bedienungsgerätestation 9 bewirkt, die alle mit der Steuerstelle 7 in einer Ringschleife mit Hilfe eines gemeinsa- men Übertragungskabels 10 geschaltet sind. Die Steuerstelle 7 weist einen Computer TA mit einem gespeicherten Programm auf, der Folgen von intern gespeicherten Befehlen durchführen kann und insbesondere die Modifizierung dieser gespeicherten Befehle vornehmen kann, wie dieses durch die Befehle und die Schaltungsprogrammierung vorgegeben ist

Die Steuerstelle 7 weist eine Einrichtung zum seriellen Senden von zeitlich beabstandeten Datenrahmen 11 und 12 über das Kabel 10 auf, von denen jeder in eine Folge von binären Signalbits unterteilt ist, die durch die herkömmlichen Symbole als logische 0 oder 1 bezeichnet sind, um damit eine Datenübertragung zwischen der Steuerstelle 7 und den verschiedenen entfernten Stationen 8 und 9 vornehmen zu können. Ein bevorzugter Aufbau eines Datenrahmens U oder 12 ist im einzelnen später in Verbindung mit Fig.3 noch erläutert, wobei jedoch jeder Rahmen eine wahlweise Kopplung zu jeder der entfernten Stationen 8 bis 9 zur Informations- und Datenübertragung zu oder von diesen Stationen und der Steuerstelle 7 vornimmt

(ede Vielzahl von Bits oder Positionen, die einen Datenrahmen 11 angeben, wird als eine Folge von unmittelbar nebeneinanderliegenden, einander gleichen zeitlichen Lücken übertragen, wobei jeder der Rahmen durch ein merkbares Zeitintervall vom anderen getrennt ist, wie dieses schematisch in F i g. 1 durch den gezeigten Abstand zwischen den Rahmen W und 12 dargestellt ist Die Rahmen werden asynchron von der Steuerstelle 7 entsprechend dem gespeicherten Programm erzeugt, jedoch unter allen Umständen mit einer minimalen Geschwindigkeit, so daß der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen ein gewähltes maximales Intervall ist.

Jede der entfernten Stationen ist in der in Fig.2 gezeigten Weise aufgebaut. Die entfernte Station 8 weist eine den Datenrahmen verarbeitende logische Schaltung 13 auf, die einen Eingangsanschluß 14 hat, der mit dem Kabel 10 zum Empfang der Rahmenseite verbunden ist Die logische Schaltung 13 analysiert jedes Bit und sendet es entweder modifiziert oder nicht-modifiziert, je nach dem Zustand des Bits und seiner Beziehung zum Gesamtprogramm aus. In dem Schleifensystem wird jeder Datenrahmen gleichzeitig von jeder der entfernten Stationen verarbeitet, mit einem Bit Verzögerung pro Station, wobei jede Station selbstverständlich ein anders Bit des gesamten Datenrahmens verarbeitet oder analysiert

Auf diese Weise wird das analysierte Bit über einen Ausgang 15 ausgesendet, um an die nächstfolgende *5 entfernte Station übertragen zu werden. Die logische Schaltung 13 stellt bei der Verarbeitung eines Informaticnsrahmens fest, ob dieser für diese Station bestimmt ist oder in anderer Weise für die Station verfügbar ist, und bewirkt, falls erforderlich, die erforderlichen Funktionen innerhalb der Station.

Jede entfernte Station 8 weist außerdem eine Vielzahl von funktionellen Punktmodulen oder Geräten 16 bis 18 auf, die allgemein durch die mit »PM« bezeichneten Blöcke in F i g, 2 gezeigt sind, sowie einen besonderen Modul 16a, der einen Fernschreiber \6b steuert Die drei Punktmodule 16 bis 18 sind, wie schematisch dargestellt, mit einer gemeinsamen Schienenleitung und der logischen Schaltung 13 über eine gemeinsame Eingangsschiene 19 und eine gemeinsame Rückleitungsschiene 20 verbunden. Die entsprechend geeigneten Rahmensignale werden gleichzeitig an jeden der Module gegeben, von denen einer aktiviert wird und die Rückinformation auf der gemeinsamen Rücklaufschiene 20 an die logische Schaltung 13 gibt, damit diese in den Datenrahmen 11 aufgenommen wird.

Die Punktmodule können die Kopplung zwischen funktionell gleichartigen Geräten mit der Ubertragungsschleife übernehmen. So kann .··, ß. der Punktmodul 16 die Verbindung und Anpassung zwischen einem Kontaktfühler 21, der in seinem eingeschalteten Zustand den Schaltzustand von einem oder mehreren Kontaktsätzen überwacht, vornehmen und die jeweilige Information an die Steuerstelle 7 geben. Der Punktmodul 17 ist als Verbindungsglied zu einer geeigneten Steuereinrichtung 22 vorgesehen, die z. B. die automatische Steuerung für ein Stellglied sein kann. Der dritte Modul 18 ist als Ein-Aus- oder Start-Stop-Steuerung mit der Betriebszustandserfassung gezeigt die eine Einrichtung zur Steuerung des Stoppens und Startens eines Motors, wie auch zur Erzeugung eines den Betriebszustand des Motors angebenden Rückkopplungssignals sein kann.

Zusätzlich weist jede entfernte Station 8 eine Speisequelle und eine Überwachungseinrichtung 24 auf, die mit den verschiedenen Punktmodulen 16 bis 18, der logischen Schaltung und den arbeitenden Verbrauchern oder Hardware-Einrichtungen 21 bis 23 gekoppelt ist, um eine kontinuierliche Überwachung der verschiedenen Speisequellen zu bewirken. Einige der Speisequellen, wie z. B. die für die logische Schaltung 13, sind wesentlich für die Schleifenübertragung, während andere im Hinblick auf die Übertragung nicht wesentlich sind, sondern nur zur Arbeitsweise des bestimmten Punktmoduls, Geräts oder dergl. erforderlich sind. Der Ausfall von einer oder mehr der nichtwesentlichen Spannungen wird von der Überwachungseinrichtung festgestellt und über eine Leitung 24/4 an einen Datemahmen 11 gegeben, um damit die Steuerstelle 7 von dem Fehler zu informieren, wie dieses später im einzelnen noch beschrieben wird. Der Ausfall einer wesentlichen Spannung für die Schleifenübertragung betätigt automatisch eine Schaltereinrichtung 25, die die entfernte Station abschaltet und überbrückt Wie schematisch dargestellt ist, ist z. B. die Überwachungseinrichtung 24 mit einem Relais 25 für diesen Schalter verbunden. Das Relais hat ein Paar von Kontakten 25-1, die unmittelbar den Eingang 14 mit dem Ausgang 15 verbinden und damit die entfernte Station 8 unmittelbar überbrücken. Wird ein entsprechender Fehter der Speisespannungen beseitigt, so schaltet aas Relais 25 automatisch die entfernte Station 8 wieder an die Übertragungsschleifp. Ein Schalter 26 in jeder entfernten Station 8 ist für eine von Hand vornehmbare Abschaltung des Schleifenkabels 51 von der logischen Schaltung der Station und zum Wiederanschluß des

Schleifenkabels hinter der Station vorgesehen. Damit kann eine Prüfung und Wartung an der entfernten Station 8 vorgenommen werden, ohne daß dabei die normale Arbeitsweise der übrigen Übertragungsschleife gestört wird.

In F i g. 3 ist ein einzelner Datenrahmen in Form eines Modulblocks dargestellt. Der gesamte Rahmen 11 besteht aus 36 unmittelbar aufeinanderfolgenden Bits, die in vier Grundworte unterteilt sind, von denen jedes 9 Bits aufweist, die mit Ziffern als Bits 0 bis 8 bezeichnet sind. Jede Bit-Stelle in jedem Wort ist ein digitales, binäres, logisches Signal, das entweder durch einen hohen oder niedrigen Spannungspegel entsprechend der üblichen logischen binären Signalgabe angegeben und als logisches 0 oder I bezeichnet ist. Die logischen Signale werden nacheinander in der beschriebenen Weise gesendet, wobei das O-Bit des ersten Worts 30, wie in Fig.3 gezeigt, durch das System gesendet wird, wonach ihm das Bit I unmittelbar folgt.

Das erste Wort 30 gibt den Rahmentyp und die Schlcifcnadrcssencodierung an, was eine Zuordnung und Verfügbarkeit des zugehörigen Rahmens zu den entfernten Stationen 8 bis 9 ermöglicht.

Ist der Datenrahmen 11 der entfernten Station 8 zugeordnet, so erkennt die logische Schaltung 13 die Adresseninformation und aktiviert die entsprechende Station zur Modifizierung der Information oder Datenbits. Ist der Rahmen nicht für die entsprechende Station adressiert, so werden die verschiedenen, nacheinander empfangenen Bits lediglich an die nächste Station erneut ausgesendet, ohne daß sie modifiziert werden.

Jeder der Datenrahmen 11 und 12 kann einer von drei Typen sein, die als O-Rahmen, als zugesprochener Rahmen oder als verfügbarer Rahmen bezeichnet sind. Die Bedingung des Rahmens wird gewöhnlich von den ersten drei Bits 31, 32, 33 des ersten Worts 30 angegeben. Ein O-Rahmen hat in allen drei Bits 31, 32 und 33 des Worts 30 und über den gesamten Rahmen eine 0 und wird gewöhnlich ausgesendet, um einen Informationszufluß von der Schleife zu verhindern. Ein zugesprocnener Kahmen weist eine besondere Aürcisc in einer Vielzahl von Adressenbits 34 mit einem besonderen Steuerbefehl auf. Die logische Schaltung 13 erkennt jede Adresse und aktiviert die Station 8. Ein zugesprochener Rahmen ist daher einer bestimmten entfernten Station 8 und ihrem Punktmodul 16 bis 18 zugeteilt und enthält einen bestimmten Operationsbefehl für diese Module.

Verfügbare Datenrahmen zirkulieren durch die Übertragungsschleife und stehen einer entfernten Station 8 zur Verfügung, die das Aussenden von

Ί Information an die zentrale Station oder an die Steucrstelle 7 wünscht. Solche verfügbaren Rahmen können allgemein verfügbar sein und von einer ersten entfernten Station ausgewählt werden, die sich in einem Anforderungs-Betriebszustand befindet.

Das dritte Wort des Datenrahmens 11 weist in seiner Folge drei Zustandsbils 44, 45 und 4b und ein SchluB-Paritätsbit 47 auf.

Die Zustandsbits 44 bis 46 werden aktiviert oder von einer entfernten Station 8 eingefüllt, um die Scndcstcllc

is 7 von den gewählten Betricbszuständen der Station in Kenntnis zu setzen. Das Bit 44 ist einem erfaßten Paritätsfehler bei der Behandlung eines Datenrahmens zugeordnet. Die Erfassung irgendeines der zuvor erwähnten Paritätsfchler verhindert die Aktivierung eines Punktmoduls zur Durchführung tier befohlenen Betriebsweise, wie diese durch die Bcfchlbits 42 angegeben wurde. In diesem Zustand befindet sich die entfernte Station 8 in einem halbaktivcn Zustand und sie füllt nur die Zustandsbits 44, 45 und 46 in den

2Ί Datenrahmen ein und gibt damit an die Steucrstelle 7 ihren jeweiligen Betriebszustand an.

Das zweite Zustandsbit 45 ist einem Fehler in der Spannungsversorgung der aktivierten entfernten Station 8 zugeordnet. Wie bereits in Verbindung mit F i g. 2

jo erwähnt wurde, werden alle Speisespannungen kontinuierlich von der Überwachungseinrichtung 24 überwacht. Ist eine Speisespannung für die Funktionsweise der entfernten Station auf die Übertragungsschleife nicht wichtig, jedoch wichtig für die Betriebsweise des Punktmoduls, so wird das Bit 45 eine logische 1, um diese Information über einen Fehler an die Steuerstelle 7 zu geben. Ist die Speisespannung wichtig für die Betriebsweise der entfernten Station auf die Übertragungsschleife, so schaltet die in F i g. 2 gezeigte Schalteran- Ordnung 25 die entfernte Station ab, um eine weitere Betriebsweise der Übertragungsschleife zu ermögli-

.1

1.IM-It.

Das letzte Zustands-Bit 46 wird von der entfernten

Station 8 zur Angabe benutzt, daß eine Schleifenunterbrechung aufgetreten ist, und daß ein Datenrahmen erforderlich ist, um Daten an die Steuerstelle 7 zu senden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche; 23 65 87!

1. Datenübertragungsanlage mit einer eine Steuerstelle mit mehreren entfernten Stationen zum Übertragen von Datenrahmen verbindenden Übertragungsschleife, die jeweils eine Speisespannungsquelle zur Abgabe von Betriebsspannungen und eine Spannungs-Überwachungseinrichtung aufweisen, die beim Auftreten eines Spannungsfehlers die Absendung eines eine Fehlermeldung enthaltenden Datenrahmens an die Steuerstelle veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speisespannungsquelle erste, für den Betrieb der zugehörigen entfernten Station (8, 9) wichtige Spannungen und zweite, für die Schleifenübertragung wichtige Spannungen abgibt und daß die Spannungs-Überwachungseinrichtung einer jeden entfernten Station (8,

9) mit einer Einrichtung (25, 13) verbunden ist, mit der bei Auftreten eines Spannungsfehlers bei einer zweiten Spannung die zugehörige entfernte Station (8, 9) überbrückbar und bei Auftreten eines Spannungsfehlers bei einer ersten Spannung ein eine Fehlermeldung enthaltender Datenrahmen an die Steuerstelle (7) sendbar ist

2. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang (14) und ein Ausgang (15) für das die -Übertragungsschleife bildende Kabel (51) zum Empfangen und Aussenden digitaler Information in serieller Form vorgesehen sind, und daß die Einrichtung (25, 13) einen den Eingang unmittelbar mit dem Ausgang verbindenden Schalter (25) aufweist, der bei einem Fehler bei einer zweiten Spannunggesctf-jssen wird.