DE3826893C2 - - Google Patents
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- DE3826893C2 DE3826893C2 DE3826893A DE3826893A DE3826893C2 DE 3826893 C2 DE3826893 C2 DE 3826893C2 DE 3826893 A DE3826893 A DE 3826893A DE 3826893 A DE3826893 A DE 3826893A DE 3826893 C2 DE3826893 C2 DE 3826893C2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
- H04Q9/14—Calling by using pulses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Fernüberwachungs- und Steuervor
richtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannte Art.
Herkömmlich wird in einem Fernüberwachungssystem mit einer
Hauptstation und Nebenstationen, die Übertragungswege ge
meinsam benutzen, zur Vermeidung von Störungen aufgrund
gleichzeitiger Aufrufauslösungen von einer Anzahl von Neben
stationen in den meisten Fällen ein Aufrufverfahren angewen
det, bei dem die Hauptstation die Nebenstationen nacheinan
der aufruft. Ein Beispiel für die Codes, die in einem sol
chen Fall zwischen der Hauptstation und den Nebenstationen
ausgetauscht werden, ist auf den Seiten 33 bis 35 des "IEEE
TUTORIAL COURSE Fundamentals of Supervisory Control Systems"
beschrieben.
Die Fig. 1 der Zeichnung ist ein Blockschaltbild, das ein
Beispiel für den Aufbau einer herkömmlichen Fernüberwa
chungsvorrichtung zeigt, bei der Codes wie in der erwähnten
Literaturstelle beschrieben ausgetauscht werden. In dieser
Abbildung ist 0 eine Hauptstation, 1, 2, ... bis N sind
Nebenstationen, und 01, 10, 12, 21, 23, 32, ..., MN, NM sind
Übertragungswege zwischen der Hauptstation 0 und den je
weiligen Nebenstationen 1, 2, ... N.
In der Hauptstation 0 bezeichnet 001 eine Zentraleinheit,
002 eine Anzeige-Ausgabeschaltung, 003 eine Eingabeschaltung
zur Eingabe von Signalen in die Zentraleinheit 001, 004 ein
Anzeigefeld zur Anzeige des Inhalts der Ausgänge der Anzei
ge-Ausgabeschaltung 002, 005 ein Bedienungspult, 006 eine
Code-Übertragungsschaltung und 007 einen Modulator zum Modu
lieren der Ausgangssignale der Code-Übertragungsschaltung
006.
Der Aufbau schließt des weiteren eine Code-Empfangsschaltung
008 und einen Demodulator 009 ein, der die von der Nebensta
tion 1 über den Übertragungsweg 10 übertragenen Signale
demoduliert und das sich ergebende Signal zu der Code-Emp
fangsschaltung 008 sendet.
In der Nebenstation 1 ist 100 eine Zentraleinheit, 101 eine
Ausgabeschaltung zur Ausgabe von Signalen an dazugehörige
Geräte, 102 eine Eingabeschaltung zur Eingabe von Signalen
von den zugehörigen Geräten, 103 eine Abzweigstelle, die
eine Verzweigung eines modulierten Signals, das über den
Übertragungsweg 01 geliefert wurde, auf einen Verstärker 104
für ein weitergeleitetes Signal und einen Demodulator 105 be
wirkt.
Das Bezugszeichen 106 steht für eine Code-Empfangsschaltung
und 107 bezeichnet eine Code-Übertragungsschaltung, die auf
der Basis von Anweisungen der Zentraleinheit 100 Signale
codiert, die in die Eingabeschaltung 102 eingegeben wurden.
Das Bezugszeichen 108 bezeichnet einen Modulator, der die
Ausgangssignale der Code-Übertragungsschaltung 107 gemäß den
Anweisungen von der Zentraleinheit 100 moduliert. Das Be
zugszeichen 109 bezeichnet eine Einfügungsschaltung und 110
steht für einen Verstärker für ein in Richtung Hauptstation weitergeleitetes Signal. Die
Einfügungsschaltung 109 fügt ein
Ausgangssignal des Modula
tors 108 in den Übertragungsweg ein und gibt das sich
ergebende Signal an den Verstärker 110 ab.
Die Anordnung der Komponenten in jeder Nebenstation von der
Nebenstation 2 bis zu der Nebenstation N ist vollständig die
gleiche wie in der Nebenstation 1, und die Hunderter der zu
jedem Element zugeordneten Bezugszahl stellen die Nummer der
Nebenstation dar, während die Zehner und die Einer die ent
sprechende Schaltung bezeichnen.
Obwohl der Verstärker N 04 für das weitergeleitete Signal in der
Nebenstation N an der Endstelle überflüssig ist, ist es
üblich, diesen Verstärker N 04
wegen der Standardisierung der Geräte und der Möglichkeit
des Hinzufügens weiterer Nebenstationen
vorzusehen.
Als nächstes wird die Arbeitsweise des Aufbaus der Fig. 1
mit Bezug auf das Zeitdiagramm der Fig. 2 der Zeichnung
beschrieben. In der Hauptstation 0 der Fig. 1 weist die
Zentraleinheit 001 die Code-Übertragungsschaltung 006 an,
ein Aufrufsignal an die
einzelnen Nebenstationen 1 bis N zu übertragen, und die
Code-Übertragungsschaltung 006 gibt auf der Basis dieser
Anweisung ein Aufrufsignal mittels eines seriellen Codes an
den Modulator 007.
Der Modulator 007 empfängt das Signal und bewirkt eine Mo
dulation, beispielsweise eine gleitende Frequenzumtastung
(FSK-Modulation), um das sich ergebende Signal über den
Übertragungsweg 001 zu der Nebenstation 1 zu senden.
In der Nebenstation 1 erhält die Abzweigstelle 103 das Si
gnal und bewirkt eine Verzweigung davon auf den Demodulator
105 und den Verstärker 104.
Der Demodulator 105 demoduliert das erhaltene Signal und
liefert das Ergebnis an die Code-Empfangsschaltung 106.
Andererseits verstärkt der Verstärker 104
das Signal, das im Übertragungsweg 01 und der
Abzweigstelle 103 abgeschwächt wurde, auf einen vorbestimm
ten Pegel und sendet das erhaltene Signal über den Über
tragungsweg 12 zu der Nebenstation 2.
In der Nebenstation 2 werden die gleichen Operationen wie in
der Nebenstation 1 bewirkt; und es wird auf die gleiche Weise
das von der Code-Übertragungsschaltung 006 der Haupt
station 0 ausgegebene Aufrufsignal von den Code-Empfangs
schaltungen 106, 206, ... N 06 der jeweiligen Nebenstationen
1 bis N empfangen.
Das von der Code-Übertragungsschaltung 006 der Hauptstation
0 ausgesendete Aufrufsignal ist in der Fig. 2(00) gezeigt
und enthält als erste Information ein Synchronisationsbit,
dem eine bestimmte Adresse (A1, A2, usw.), ein Funktionscode
(wobei in diesem Fall F ein Aufrufsignal anzeigt), ein Feh
lererkennungscode S und ein Codeendbit als Schlußinformation
folgt.
Wenn die Code-Übertragungsschaltung 006 der Hauptstation 0
der Fig. 1 ein Aufrufsignal der in der oberen linken Ecke
der Fig. 2(00) gezeigten Art aussendet, erreicht dieses
Aufrufsignal die Code-Empfangsschaltungen 106, 206, ..., N 06
der jeweiligen Nebenstationen 1 bis N wie oben beschrieben;
da jedoch der Adressenteil A1 die Nebenstation 1 bestimmt,
führen die Zentraleinheiten 200, ..., N 00 der anderen Neben
stationen 2 bis N, die die Adresse decodieren, keine Übertra
gung aus, das heißt, daß nur die Zentraleinheit 100
der Nebenstation 1 zuerst eine Trägerwelle des Modulators
108 aussendet und daraufhin veranlaßt, daß die Code-Über
tragungsschaltung 107 ein Antwortsignal an die Hauptstation
0 abgibt.
Im vorliegenden Zustand enthält das Antwortsignal nur die
Adresse A1 der eigenen Stelle und einen Funktionscode F (zur
Anzeige, daß in diesem Fall keine Zustandsänderung vor
liegt), wie es in der Fig. 2(01) dargestellt ist, da keine
bestimmte Zustandsänderung festgestellt wird. Diese Code-In
formation erreicht den Demodulator 009 der Hauptstation 0
über die Einfügungsschaltung 109, den Verstärker 110
und den Übertragungsweg 10 und wird
darin demoduliert, um an die Code-Empfangsschaltung 008
geliefert zu werden.
Beim Erhalt des demodulierten Signales sendet die Code-Emp
fangsschaltung 008 ein Interruptsignal an die Zentraleinheit
001, die in Reaktion auf dieses Interruptsignal den erhal
tenen Inhalt aus der Code-Empfangsschaltung 008 ausliest.
Da der so ausgelesene erhaltene Inhalt keine
Zustandsänderung anzeigt, weist
die Zentraleinheit 001 die Code-Übertragungsschaltung 006
an, ein Aufrufsignal auszusenden, das die Nebenstation 2
anspricht.
Die Code-Übertragungsschaltung 006 wandelt das Signal in
einen seriellen Code um (vergleiche Fig. 2(00)) und gibt den
Code über den Modulator 007 auf den Übertragungsweg 01.
Dieses Aufrufsignal erreicht die Code-Empfangsschaltungen
106, 206, ... N 06 der Nebenstationen 1 bis N, wie im oben
beschriebenen Fall des Aufrufens der Nebenstation 1; da
jedoch der Adressenteil A2 in diesem Fall die Nebenstation 2
bestimmt, veranlaßt zuerst die Zentraleinheit 200 der Neben
station 2, daß die Trägerwelle des Modulators 208 übertragen
wird, und sie veranlaßt dann die Code-Übertragungsschaltung
207, ein Antwortsignal an die Hauptstation 0 zu senden.
Da in dieser Situation in der Nebenstation 2 wieder keine
besondere Zustandsänderung festgestellt wird, schließt das
Signal wie im Falle der Nebenstation 1 nur die Adresse A2
der eigenen Stelle, den Funktionscode F und den Fehlererken
nungscode S ein, wie es in Fig. 2(02) gezeigt ist.
Wenn das Antwortsignal über die Code-Empfangsschaltung 008
in der Hauptstation 0 erhalten wurde, weist die Zentralein
heit 001 die Code-Übertragungsschaltung 006 an, ein Auf
rufsignal abzusenden, das die Nebenstation 3 bestimmt.
Der Aufrufvorgang wird auf diese Weise bis hin zu der Neben
station N wiederholt, wie es in der Fig. 2 bei (00), (01),
(02), ... (0N) gezeigt ist, woraufhin der Aufrufvorgang
wieder zu der Nebenstation 1 zurückkehrt. Wenn in den Neben
stationen keinerlei Zustandsänderungen vorliegen, wird der
obige Vorgang auf zyklische Art wiederholt.
In dem Fall, daß unter den obigen Bedingungen eine Zustand
änderung in der Nebenstation 1 auftritt (beispielsweise die
automatische Auslösung eines Schalters), wie es in den Codes
von der oberen rechten Ecke zu der unteren linken Ecke der
Fig. 2 dargestellt ist, und wenn ein Aufrufsignal von der
Hauptstation 0 die Nebenstation 1 (mittels der Adresse A1)
bezeichnet, weist die Zentraleinheit 100 der Nebenstation 1
die Code-Übertragungsschaltung 107 an, den Funktionscode F
so anzusetzen, daß das Auftreten der Zustandsänderung ange
zeigt wird, und darauffolgend die Daten (die Positionsnummer
des mit der Zustandsänderung verknüpften Gerätes und die
Richtung der Änderung) zu übertragen.
Beim Erhalt der obigen Anweisungssignale sendet die Code-
Übertragungsschaltung 107 die in der Fig. 2 bei (01) bis
(11) gezeigten Codes. Wenn die Code-Empfangsschaltung 008 in
der Hauptstation 0 diese Informationen erhält, liest die
Zentraleinheit 001 diese Informationen und gibt dann über
die Anzeige-Ausgabeschaltung 002 eine Warnung aus, bei
spielsweise durch das Aufleuchten und Blinken einer zuge
hörigen Anzeigelampe im Anzeigefeld 004 und das Auslösen
einer Glocke.
Nach diesem Vorgang weist die Zentraleinheit 001 die Code-
Übertragungsschaltung 006 an, ein Aufrufsignal auszusenden,
das die Nebenstation 2 bestimmt, und bewirkt dann den
weiteren Ablauf der Aufrufe für die anderen Neben
stationen.
In dem Fall, daß eine Bedienungsperson am Bedienungspult 005
einen Vorgang zur Steuerung eines Gerätes der Nebenstation N
bewirkt, liest die Zentraleinheit 001 die entsprechende Ein
gabe über die Eingabeschaltung 003 und weist die Code-Über
tragungsschaltung 006 an, die Steuer-Befehlsdaten (die Posi
tionsnummer und die Richtung der Steuerung des zugehörigen
Gerätes) mit einem auf N eingestellten Nebenstation-Adres
sencode und einem auf die Steuerbefehle eingestellten Funk
tionscode F abzusenden.
Beim Erhalt dieser Anweisungen gibt die Code-Übertragungs
schaltung 006 den in der Fig. 2(10) gezeigten Code aus, das
heißt den in der Mitte des oberen Teiles der unteren Linien
gezeigten Code. Wie im Falle des Aufrufsignales wird dieser
Code auch von den Code-Empfangsschaltungen 106, 206, ...,
N 06 der anderen Nebenstationen empfangen; nur die Zentral
einheit N 00 der Nebenstation N stellt jedoch fest, daß die
Anweisung zu der eigenen Station übertragen wird, und gibt
die Steuerbefehle über die Ausgangsschaltung N 01 auf der
Basis der Daten des erhaltenen Codes an das dazugehörige
Gerät aus.
Wenn das dazugehörige Gerät eine Antwort abgibt, wird diese
sich ergebende Antwort in die Eingabeschaltung N 02 eingege
ben, die Zentraleinheit N 00 liest das Ergebnis und weist die
Code-Übertragungsschaltung N 07 an, einen Code an die Haupt
station 0 zu senden, der die mit der Antwort verbundene Zu
standsänderung bezeichnet. Beim Erhalt der Anweisung sendet
die Code-Übertragungsschaltung N 07 somit den in der Fig. 2
(1N) gezeigten Code aus.
In der Hauptstation 0 nimmt die Code-Empfangsschaltung 008
den Code auf und läßt dann beispielsweise wie im Falle der
oben beschriebenen Zustandsänderung eine zugehörige Anzeige
leuchte im Anzeigefeld 004 mittels der Ausgabeschaltung 003
aufleuchten, um die Reaktion des dazugehörigen Gerätes der
Bedienungsperson anzuzeigen.
Da die Zentraleinheit 001 die Information gespeichert hat,
daß die Steuerbefehle an das dazugehörende Gerät ausgesendet
wurden, wird in diesem Fall die so erhaltene Meldung über
die Zustandsänderung als Anwort betrachtet. Folglich gibt
die Zentraleinheit 001 keine Warnung wie das Blinkenlassen
der Anzeigelampe und das Ertönenlassen einer Glocke ab.
Danach weist die Zentraleinheit 001 die Code-Übertragungs
schaltung 006 an, ein Aufrufsignal für die Nebenstation 1
abzugeben, und kehrt in den normalen Zustand des Bewirkens
von Aufrufen für die einzelnen Nebenstationen zurück.
In dem Fall, daß eine beträchtliche Zeitdauer für die
Reaktion des dazugehörenden Gerätes in der Nebenstation N
erforderlich ist, kann die Zentraleinheit N 00 der Neben
station N zuerst eine Anwort ausgeben, daß die Steuerbefehle
erhalten wurden, und die Anwort des dazugehörenden Gerätes
wird weitergegeben, wenn das nächste Aufrufsignal erhalten
wird.
Auch ist ein sogenanntes Zwei-Aktionen-Steuerverfahren in
Gebrauch, bei dem der Steuervorgang nicht auf einmal aus
geführt wird, sondern zuerst eine Auswahloperation für ein
Gerät erfolgt und dann, nachdem die Auswahloperation be
stätigt ist, die Steuerinformation übertragen wird.
Bei dem beschriebenen Aufbau der bekannten Fernüberwachungs
vorrichtung sendet somit die Hauptstation 0 das Aufrufsignal
nacheinander zu den Nebenstationen 1 bis N, die dann eine
Operation bewirken, die auf das Aufrufsignal anspricht;
folglich verstreichen lange Zeiten, bis wieder eine Gelegen
heit zur Kommunikation einer Nebenstation mit der Haupt
station besteht, wenn die Nebenstation gerade mit der Haupt
station in Verbindung stand. Wenn somit eine Zustandsände
rung unmittelbar nach einer solchen Kommunikation auftritt,
muß die entsprechende Nebenstation für eine
recht lange Zeit auf die nächste Gelegenheit zur Kommuni
kation warten, mit der Folge, daß die zu der Zustandsände
rung gehörende Warnung und Anzeige in der Hauptstation ver
zögert ankommt.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist die sogenannte "Token-
Passing-Methode" bekannt, das heißt das Weiterleiten eines
Signals an die nachfolgende Station (Automatisierungstech
nische Praxis, 28. Jahrgang, Heft 9, 1986, Abschnitt 2c
"Token Ring" und 2d "Token Bus"). Wie in dieser Literatur
stelle beschrieben, ist dieses Verfahren jedoch nur für den
Fall geeignet, daß die Übertragungswege in Ringform oder in
Busform ausgebildet sind, und daß die Funktionen aller Sta
tionen vergleichbar sind (mit Ausnahme der Funktion der
Überwachung der Übertragung).
Dieses Verfahren ist folglich zwar für lokale Netzwerke geeig
net, jedoch nicht für Fernüberwachungssysteme, bei denen die
Übertragungswege in einer linearen oder verzweigten Art gewöhn
lich große Leitungswege einschließen und bei denen die Haupt
station und die Nebenstationen verschiedene Funktionen wahr
nehmen.
Aus der DE-AS 11 69 009 ist eine Schaltungsanordnung zum Über
tragen von Signalen über einen gemeinsamen Signalkanal in Fern
bedienungsanlagen bekannt, bei der das Aufrufsignal "wie ein
Ball" von Nebenstation zu Nebenstation weitergegeben wird. Beim
Vorliegen von zu übermittelnden Daten wird die Aufrufreihe
unterbrochen. Nach Übermittlung der Daten wird dann die Auf
rufreihe fortgesetzt.
Auch bei dieser Anordnung werden somit die Nebenstationen nach
einander einzeln abgefragt, so daß sich auch hier der Nachteil
ergibt, daß eine Nebenstation lange warten muß, bis sie wieder
an der Reihe ist und gegebenenfalls eine Meldung absetzen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fernüberwachungs- und Steuer
vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, Zustandsänderungen
in einer Nebenstation ohne große Verzögerung zu der Hauptstation
zu übermitteln, wobei die Funktionen und Eigenschaften des Auf
rufverfahrens erhalten bleiben sollen.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs beschriebenen
Stand der Technik, durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1
genannten Merkmale gelöst.
Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Nebenstationen weisen demnach jeweils eine Token-Code-Erzeu
gungs- und -Weitergabe-Schaltung auf, die einen "belegten" To
ken-Zustand anzeigt, wenn Daten vorhanden sind, die in Antwort
auf ein Aufrufsignal von der Nebenstation zu der Hauptstation zu
übertragen sind, und die einen "freien" Token-Zustand anzeigt,
wenn keine zu der Hauptstation zu übertragenden Daten vorhanden
sind.
Erfindungsgemäß ist die Fernüberwachungsvorrichtung somit derart
aufgebaut, daß trotz der Tatsache, daß der Hauptstation Aufrufe
für die Nebenstationen abgibt, der Tokenzustand sequentiell von
der Nebenstation am Ende des Übertragungsweges in nur einer Auf
rufoperation übertragen wird. Folglich ist die Zeit, die eine
Nebenstation benötigt, um eine Zustandsänderung an die Haupt
station zu melden, erheblich herabgesetzt. Zusätzlich kann wie
bei den herkömmlichen Aufrufverfahren die Übertragung eines ge
wöhnlichen Aufrufverfahren die Übertragung eines ge
wöhnlichen Aufrufsignales, das nur eine Nebenstation anspricht,
sowie die Übertragung von Steueranweisungen ausgeführt werden.
Ausführungsbeispiele der Fernüberwachungsvorrichtung werden mit
Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des Aufbaues einer
bekannten Fernüberwachungsvorrichtung;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm für die Betriebsweise der Vorrich
tung der Fig. 1;
Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild des Aufbaues einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fernüberwa
chungsvorrichtung;
Fig. 4 ein Zeitdiagramm für ein Beispiel des Betriebsab
laufes bei der in der Fig. 3 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm für ein zweites Beispiel des Be
triebsablaufs bei der in der Fig. 3 gezeigten Vor
richtung; und die
Fig. 6 bis 8 schematische Darstellungen für Beispiele der
Verbindung zwischen der Hauptstation und den Neben
stationen bei Anwendung der erfindungsgemäßen Fern
überwachungsvorrichtung.
Anhand der Fig. 3 der Zeichnung wird eine Ausführungsform
der Fernüberwachungsvorrichtung erläutert. Die in der Fig. 3
mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 bezeich
neten Blöcke sind jeweils entsprechende funktionelle Blöcke.
Zur besseren Erläuterung ist in der Fig. 3 anstelle der
Nebenstation 2 eine Nebenstation M gezeigt, die im Verhält
nis zu der Nebenstation N an der der Hauptstation nächstnäheren Stelle ange
ordnet ist (M=N-1).
Die in der Fig. 1 nicht enthaltenen Blöcke 111, ..., M 11 und
N 11 und die Blöcke 112, ..., M 12 und N 12 sind Demodulatoren
und Token-Code-Erzeugungs- und Weitergabe-Schaltungen. Letztere
werden im folgenden abgekürzt als Tokenschaltungen bezeich
net. Die Tokenschaltungen 112, ..., M 12, N 12 sind jeweils so
aufgebaut, daß der Tokenzustand "frei" und "belegt" ent
sprechend den Anweisungen der jeweiligen Zentraleinheit 100,
..., M 00 bzw. N 00 ausgegeben wird.
Die Demodulatoren 111, ..., M 11 und N 11 demodulieren die
Ausgangssignale von den Modulatoren 208, ..., N 08 und
(N + 1) 08 (nicht gezeigt) und senden die sich ergebenden
Signale an die Tokenschaltung 112, ..., M 12 bzw. N 12. NM
stellt einen Übertragungsweg dar.
In der Nebenstation N sind der Verstärker N 04 für das weiter
geleitete Signal und der Demodulator N 11
nicht erforderlich; jedoch trotzdem aus Gründen der
Standardisierung der Geräte und der Möglichkeit des weiteren
Hinzufügens von Nebenstationen zu einem späteren Zeitpunkt
vorhanden.
Die Arbeitsweise des Aufbaus der Fig. 3 wird nun mit Bezug
auf das Zeitdiagramm der Fig. 4 beschrieben. In der Haupt
station 0 der Fig. 3 weist die Zentraleinheit 001 die Code-
Übertragungsschaltung 006 an, ein Aufrufsi
gnal auszusenden, ohne eine besondere Nebenstation zu be
stimmen, und auf der Basis dieser Anweisung gibt die Code-
Übertragungsschaltung 006 ein Aufrufsignal an den Modulator
007.
Ein Beispiel für das Aufrufsignal, das von der Code-Übertra
gungsschaltung 006 ausgesendet wird, ist in der Fig. 4(00)
gezeigt, das heißt in der oberen linken Ecke davon. Das
Übertragungssignal enthält ein Synchronisationsbit, dem ein
Code P (zum Beispiel "01"), der ein Aufrufsignal anzeigt,
das nicht eine bestimmte Nebenstation anspricht, und ein
Schlußbit "1" folgt, das das Ende des Codes anzeigt.
Der Modulator 007 moduliert das von der Code-Übertragungs
schaltung 006 erhaltene Aufrufsignal und sendet das modu
lierte Signal über den Übertragungsweg 01 zu der Nebensta
tion 1. Durch einen Vorgang, der ähnlich wie im Falle der
Fig. 1 abläuft, erreicht das Aufrufsignal in der Folge die
Code-Empfangsschaltungen 106, ..., M 06 und N 06 der einzelnen
Nebenstationen 1 bis N.
Die Zentraleinheiten 100, ..., M 00 und N 00 der einzelnen
Nebenstationen 1, ..., M und N lesen den jeweils durch die
Code-Empfangsschaltungen 106, ..., M 06 und N 06 empfangenen
Code und erkennen, daß das erhaltene Aufrufsignal keine
Information enthält, die eine bestimmte Nebenstation angibt.
Wenn die Zentraleinheit N 00 der Nebenstation N an der End
position feststellt, daß das obige Aufrufsignal erhalten
wird, weist die Zentraleinheit N 00 die Tokenschaltung N 12
an, den Tokenzustand T "frei" (zum Beispiel "10") wie in der
Fig. 4(0N) gezeigt abzusenden, wenn keine zu der Hauptsta
tion 0 zu übertragenden Daten vorhanden sind; oder einen
Tokenzustand "belegt" (zum Beispiel "01") abzusenden, wenn
Daten vorhanden sind, die zu der Hauptstation 0 zu übertra
gen sind, wobei die Zentraleinheit N 00 die Code-Übertra
gungsschaltung N 07 danach anweist, die entsprechenden Daten
zu codieren und abzusenden.
Unter der Annahme, daß keine entsprechenden Daten vorhanden
sind, die in dieser Situation zu der Hauptstation 0 zu über
tragen sind, sendet die Tokenschaltung N 12 nur das Tokensi
gnal "frei" aus; die zu übertragenden Codes enthalten folg
lich, wie in der Fig. 4(0N) gezeigt, ein Synchronisations
bit, das Tokensignal T "frei" und das Endbit. Die Code-In
formation wird im Modulator N 08 moduliert und über den
Übertragungsweg NM zu der Nebenstation M gegeben.
In der Nebenstation M demoduliert der Demodulator M 11 die
Code-Information und gibt das sich ergebende Signal an die
Tokenschaltung M 12 weiter. Beim Erhalt des Signals teilt die
Tokenschaltung M 12 der Zentraleinheit M 00 mit, daß das
Signal den Tokenzustand "frei" enthält. Wenn auch in der
Nebenstation M keine besonderen Daten vorhanden sind, die in
diesem Zustand zu der Hauptstation 0 zu übertragen sind,
weist die Zentraleinheit M 00 die Tokenschaltung M 12 an, den
erhaltenen "freien" Tokenzustand für die Übertragung weiter
zugeben.
Entsprechend dieser Anweisung sendet die Tokenschaltung M 12
den in der Fig. 4(0M) gezeigten Code aus. Das Codesignal
wird durch den Modulator M 08 moduliert und das sich erge
bende Signal erreicht über den Übertragungsweg ML die Neben
station L (L=M-1, nicht gezeigt).
Wenn in den Nebenstationen L bis 2 keine bestimmten Daten
vorhanden sind, die zu der Hauptstation 0 zu übertragen
sind, wird der "freie" Tokenzustand über den Übertragungsweg
21 zu der Nebenstation 1 übertragen und durch den Demodula
tor 111 demoduliert; danach wird das demodulierte Signal zu
der Tokenschaltung 112 gegeben.
Auch in der Nebenstation 1 wird, wenn keine bestimmten Daten
vorhanden sind, die zu der Hauptstation 0 zu senden sind,
der "freie" Tokenzustand für die weitere Übertragung wie in
der Fig. 4(01) gezeigt weitergegeben, und das erhaltene Si
gnal wird durch den Modulator 108 demoduliert, um über den
Übertragungsweg 10 zu der Hauptstation 0 geliefert zu
werden.
In der Hauptstation 0 wird das erhaltene Signal vom Demodu
lator 009 demoduliert und dann an die Code-Empfangsschaltung
008 weitergegeben, die ihrerseits den Inhalt des erhaltenen
Signals an die Zentraleinheit 001 führt. In der Zentralein
heit 001 wird bestätigt, daß in keiner Nebenstation bestimm
te Daten wie Daten über eine Zustandsänderung eines Gerätes
vorhanden sind, die zu der Hauptstation 0 zu übertragen
gewesen wären, woraufhin die Code-Übertragungsschaltung 006
angewiesen wird, das nächste Aufrufsignal
auszusenden.
Der beschriebene Vorgang wird wiederholt, solange in keiner
Nebenstation irgendwelche bestimmten Daten auftreten, die zu
der Hauptstation 0 zu übertragen sind. Es sei nun angenom
men, daß in der Nebenstation M bestimmte Daten wie solche
über eine Zustandsänderung eines Gerätes auftreten, die zu
der Hauptstation 0 zu übertragen sind. In diesem Fall er
folgt, wenn der "freie" Tokenzustand von der Nebenstation N
beim nächsten Aufrufvorgang die Nebenstation M erreicht,
eine Anweisung der Zentraleinheit M 00 an die Tokenschaltung
M 12, den erhaltenen "freien" Tokenzustand T für die weitere
Übertragung in den "belegten" Tokenzustand zu ändern,
woraufhin die Code-Übertragungsschaltung M 07 angewiesen
wird, die Datenübertragung auszuführen.
Die Tokenschaltung M 12 gibt auf der Basis der Anweisung von
der Zentraleinheit M 00 ein Codesignal wie im zweiten Teil
der Fig. 2(0M) gezeigt mit einem Synchronisationsbit, dem
"belegten" Tokenzustand, einer Nebenstationadresse, einem
Funktionscode (der die aufgetretene Zustandsänderung an
zeigt), weitere Daten (die Positionsnummer des Gerätes mit
der Zustandsänderung und die Richtung der Änderung) und
einen Fehlererkennungscode aus.
Das Codesignal wird im Modulator M 08 moduliert und dann über
den Übertragungsweg ML zu der Nebenstation L (nicht gezeigt)
übergeben. Da das Codesignal den "belegten" Tokenzustand
anzeigt, gibt die Nebenstation L das Codesignal ohne beson
dere Bearbeitung weiter, und das Codesignal erreicht in der
Folge auf diese Weise die Nebenstation 1. In der Nebensta
tion 1 wird das Codesignal ebenso weitergegeben, so daß der
im zweiten Teil der Fig. 4(01) gezeigte Code an die Haupt
station 0 geliefert wird, in der der Code durch den Demodu
lator 009 demoduliert und durch die Code-Empfangsschaltung
008 aufgenommen wird.
Die Zentraleinheit 001 liest den von der Code-Empfangsschal
tung 008 erhaltenen Code und gibt dann eine Warnung aus,
beispielsweise durch Aufleuchtenlassen der entsprechenden
Anzeigelampe im Anzeigefeld 004 und durch das Ertönenlassen
einer Glocke.
Nach dem beschriebenen Vorgang weist die Zentraleinheit 001
die Code-Übertragungsschaltung 006 an, das Abrufsignal aus
zusenden, wodurch der gewöhnliche Arbeitsablauf wie in der
Fig. 4(00) gezeigt wiederholt wird.
Wenn die Bedienungsperson am Bedienungspult 005 einen Vor
gang zur Steuerung eines Gerätes der Nebenstation N bewirkt,
liest die Zentraleinheit 001 die entsprechende Eingabe über
die Eingabeschaltung 003 und weist die Code-Übertragungs
schaltung 006 an, ein Aufrufsignal auszusenden, das einen
Code (zum Beispiel "01") zur Anzeige der Festlegung einer
bestimmten Nebenstation, anschließend eine Adresse (AN) der
anzusprechenden Nebenstation N, einen Funktionscode F (zur
Anzeige eines Steuerbefehles in diesem Fall) und Daten für
den Steuerbefehl (die Positionsnummer und Richtung der
Steuerung an dem entsprechenden Gerät) enthält.
Beim Erhalt dieser Anweisung sendet die Code-Übertragungs
schaltung 006 den in der Fig. 4(10) gezeigten Code aus. Der
Code wird von den Code-Empfangsschaltungen 106, ..., M 06 und
N 06 der einzelnen Nebenstationen wie im Falle des Aufrufsi
gnales erhalten; nur die Zentraleinheit N 00 der Nebenstation
N stellt jedoch fest, daß die Anweisung für die eigene Sta
tion gilt, und gibt dann auf der Basis der Daten des erhal
tenen Codes über die Ausgabeschaltung N 01 zu dem entspre
chenden Gerät die Steuerbefehle aus.
Wenn das dazugehörende Gerät eine Antwort ausgibt, wird
diese der Eingabeschaltung N 02 eingegeben. Die Zentralein
heit N 00 liest den Inhalt des sich ergebenden Signales und
weist die Tokenschaltung N 12 an, den "belegten" Tokenzustand
anzugeben, und sie weist weiter die Code-Übertragungsschal
tung N 07 an, einen Code auszusenden, der der Hauptstation 0
die der Antwort entsprechende Zustandsänderung anzeigt.
Auf der Basis dieser Anweisungen bewirken die Tokenschaltung
N 012 und Code-Übertragungsschaltung N 07 eine Übertragung des
in der Fig. 4(1N) gezeigten Codes.
Der Code wird im Modulator N 08 moduliert und das sich erge
bende Signal erreicht die Nebenstation M über den Übertra
gungsweg. Da das Signal den "belegten" Tokenzustand anzeigt,
weist die Zentraleinheit M 00 die Tokenschaltung M 12 an, das
Signal direkt weiterzugeben, und folglich wird der in der
Fig. 4(1M) gezeigte Code von der Nebenstation M abgesendet.
Auf ähnliche Weise erreicht das Signal in der Folge die Ne
benstation 1, die das Signal genauso über den Übertragungs
weg 10 zu der Hauptstation 0 gibt. Das Signal wird dort im
Demodulator 009 demoduliert und von der Code-Empfangsschal
tung 008 aufgenommen. Die Zentraleinheit 001 liest dann den
von der Code-Empfangsschaltung 008 erhaltenen Code und läßt
die zugehörige Anzeigelampe im Anzeigefeld 004 mittels der
Ausgabeschaltung 002 in ähnlicher Weise wie im Falle der
eingangs beschriebenen Zustandsänderung aufleuchten, wodurch
die Reaktion des entsprechenden Gerät der Bedienungsperson
angezeigt wird. Es wird jedoch keine Warnung durch Blinken
lassen der Lampe ausgegeben, aus dem gleichen Grund, wie er
für die Fig. 1 beschrieben ist.
Die auszuführende Operation, wenn eine beträchtliche Zeit
spanne für die Reaktion des entsprechenden Gerät erfor
derlich ist, und die Möglichkeit eines Verfahrens, bei dem
vorher eine Auswahl des Gerätes bewirkt wird und nach dieser
Auswahl der Steuervorgang ausgeführt wird, erfolgt auf die
gleiche Weise wie im Falle der Anordnung der Fig. 1.
Obwohl das bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete
Aufrufsignal ein Format hat, das sich von dem Format eines
gewöhnlichen Aufrufsignales unterscheidet, kann die gleiche
Operation durch Verwendung des gewöhnlichen Aufrufsignales
ausgeführt werden. In diesem Fall ist jedoch die Abtast
periode etwas verlängert.
Die Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm von Codes, die zwischen
der Hauptstation und den einzelnen Nebenstationen ausge
tauscht werden. Verglichen mit der Fig. 4, ist das Format
des Aufrufsignales, das von der Hauptstation 0 ausgesendet
wird, in der Fig. 5 das gleiche wie das gewöhnliche Format,
wie es in der Fig. 2 gezeigt ist; die Adresse zur Bestimmung
einer Nebenstation ist jedoch so eingestellt, daß keine be
stimmte Nebenstation angesprochen wird (zum Beispiel
"00000000").
Beim Erhalt des Aufrufsignales führen die Code-Übertragungs
schaltungen 106, ..., M 06 und N 06 der einzelnen Nebensta
tionen die gleiche Operation aus wie in dem Fall, daß das
Aufrufsignal mit dem speziellen Format der Fig. 4 erhalten
wird.
Wenn ein Steuereingriff auszuführen ist, wird ein Signal
übermittelt, wie es in der Fig. 5(1M) gezeigt ist, das eine
Nebenstationadresse (eine Adresse AM für die Nebenstation M
in diesem Fall), einen Funktionscode (zur Bezeichnung des
Steuerbefehles), Steuerdaten (die Positionsnummer des ent
sprechenden Gerätes und die Steuerrichtung) und den Fehler
erkennungscode enthält.
Für die Anzeige der Anwort von dem entsprechenden Gerät
gibt, da es durch die Zentraleinheiten 100, ..., M 00 und N 00
der einzelnen Nebenstationen bereits erkannt ist, daß die
Nebenstation M durch das Aufrufsignal angesprochen ist, die
Zentraleinheit M 00 der angesprochenen Nebenstation M eine
Anweisung an die Tokenschaltung M 12, den "belegten" Token
zustand auszugeben, und sie weist die Code-Übertragungs
schaltung M 07 an, Daten auszusenden, die die Zustandsände
rung für die Antwort anzeigen.
Auf der Basis dieser Anweisungen geben die Tokenschaltung
M 12 und die Code-Übertragungsschaltung M 07 den in der Fig.
5(1M) gezeigten Code aus, und die Nebenstationen an den
höheren Stellen vermitteln den Code an die Hauptstation 0
weiter.
Statt keine bestimmte
Nebenstation anzugeben, kann
auch eine Nebenstation an einem Ende des Übertragungsweges
angegeben werden, wodurch der gleiche Vorgang erhalten wird.
In den beschriebenen Ausführungsformen sind die Hauptstation
und die einzelnen Nebenstationen miteinander in einer line
aren Form verbunden, wie es schematisch in der Fig. 6 ge
zeigt ist; die Hauptstation und die einzelnen Nebenstationen
können jedoch auch in einer verzweigten Form miteinander
verbunden sein, wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist,
wobei die beschriebenen Verfahren oder etwas erweiterte
Verfahren angewendet werden können.
Bei einem dieser Verfahren wird eine Nebenstation, die an
einem Ende des Übertragungsweges angeordnet ist, durch das
Aufrufsignal angesprochen. Im Falle der Fig. 7, wenn die
Hauptstation 0 die Nebenstation 2 bestimmt, können die Daten
der Nebenstationen 2 und 1 erhalten werden, während bei
einer Bestimmung der Nebenstation 4 die Daten der Nebensta
tionen 4 und 3 erhalten werden; es ist folglich nur erfor
derlich, die Nebenstationen 2 und 4
wiederholt anzusprechen.
Auch im Falle der Fig. 8 können die Daten aller Nebensta
tionen nur durch wiederholtes Ansprechen der Nebenstationen
4 und 6 in aufeinanderfolgender Weise erhalten werden.
Bei dem Aufbau der Fig. 8 läuft der Tokenzustand durch die
Nebenstationen 1 und 2, wenn sowohl die Nebenstation 4 als
auch die Nebenstation 6 angesprochen wird. Die Gelegenheit
für eine Datenübermittlung ist damit für die Nebenstationen
1 und 2 verdoppelt.
Bei einem anderen Verfahren werden die Nebenstationen in
Gruppen in Abhängigkeit von dem Verbindungszweig eingeteilt,
und durch das Aufrufsignal wird eine Gruppennummer bestimmt.
Das heißt, daß im Falle des im Zeitdiagramm der Fig. 4 ge
zeigten Formates des Aufrufsignales das Aufrufsignal P
("10") nicht eine bestimmte Nebenstation anspricht, sondern
nur in ein Aufrufsignal P1 ("10") zur Bestimmung eines
ersten Zweiges (Nebenstationen 1 und 2 in der Fig. 7) und
ein Aufrufsignal P2 ("11") zur Bestimmung eines zweiten
Zweiges (Nebenstationen 3 und 4 in der Fig. 7) aufgeteilt zu
werden braucht.
Wenn viele Verzweigungen vorhanden sind, kann die Anzahl der
Bits zur Erzielung einer höheren Zuverlässigkeit vergrößert
sein.
Im Falle der Fig. 5 kann auch ein Verfahren angewendet wer
den, bei dem eine Adresse 00000000 und eine Adresse 11111111
den ersten bzw. den zweiten Zweig bezeichnen.
Claims (4)
1. Fernüberwachungs- und Steuervorrichtung mit einer Haupt
station (0) und einer Anzahl von Nebenstationen (1, 2, ..., N),
die mit der Hauptstation über einen gemeinsam benutzten linien
förmigen Übertragungsweg (Fig. 6) verbunden sind,
- - wobei das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Daten, die zu der Hauptstation zu senden sind, von der Hauptstation je weils durch ein Aufrufsignal abgefragt wird, durch das eine bestimmte Nebenstation adressierbar ist, und
- - wobei im Aufrufsignal ein Funktionscode (F) zur Abgabe von Steuerbefehlen an die Nebenstation abgebbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - das Aufrufsignal jeweils die Nebenstation (N) am Ende des Übertragungsweges anspricht,
- - die Nebenstationen (1, 2, ..., N) jeweils eine Token-Code-
Erzeugungs- und -Weitergabe-Schaltung (112; ...; M12; N12)
aufweisen,
- - wobei, wenn keine Daten vorhanden sind, die zu der Haupt station zu senden sind, die Nebenstation (N) am Ende des Übertragungsweges einen Code für einen "freien" Tokenzustand zu der Nebenstation (M) an der der Hauptstation nächstnäheren Stelle abgibt,
- - und wobei, wenn an die Hauptstation zu sendende Daten vor handen sind, diese Nebenstation (N) einen Code zu der Neben station (M) an der der Hauptstation nächstnäheren Stelle aussendet, der einen "belegten" Tokenzustand anzeigt und bestimmte Daten enthält, daß
- - die Nebenstationen zwischen der Hauptstation (0) und der Nebenstation (N) am Ende des Übertragungsweges den Code mit dem "freien" Tokenzustand jeweils zu der Nebenstation an der der Hauptstation nächstnäheren Stelle bzw. der Hauptstation selbst weitergeben, wenn jeweils keine zu übermittelnden Daten vorhanden sind, daß
- die Nebenstationen zwischen der Hauptstation (0) und der Nebenstation (N) am Ende des Übertragungsweges dann, wenn ein Code mit einem "belegten" Tokenzustand von einer Nebenstation an einer von der Hauptstation weiter entfernten Stelle erhal ten wird, den gesamten Code, der mit dem "belegten" Tokenzu stand verknüpft ist, zu der Nebenstation an der der Hauptsta tion nächstnäheren Stelle bzw. der Hauptstation weitergeben, daß
- - die Nebenstationen zwischen der Hauptstation (0) und der Nebenstation (N) am Ende des Übertragungsweges beim Erhalt eines Code mit einem "freien" Tokenzustand und wenn in der jeweiligen Nebenstation Daten vorhanden sind, die zu der Hauptstation zu senden sind, den "freien" Tokenzustand durch den "belegten" Tokenzustand ersetzen und dann den zu den Daten gehörenden Code ausgeben, und daß
- - mit dem Empfang des Tokenzustands- und Daten-Codes durch die Hauptstation ein Aufrufvorgang beendet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nebenstation (N) am Ende des Übertragungsweges anspricht, wenn
im Aufrufsignal keine Nebenstation adressiert ist.
3. Abänderung der Vorrichtung nach Anspruch 1 für den Fall, daß
der Übertragungsweg eine verzweigte Form (Fig. 7, 8) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrufsignal jeweils die Neben
station am Ende eines Zweiges adressiert.
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Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 BREMEN |
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