DE4017533A1 - Steuer/ueberwachungssignal-uebertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Über­ tragen von Steuersignalen und Überwachungssignalen. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem bidirektio­ nalen Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem, das eine zentrale Station und wenigstens eine örtliche oder lokale Station enthält, die von der zentralen Station entfernt angeordnet ist und mit ihr über eine gemeinsame Datensignalübertragungsleitung verbunden ist. Die lokale Station enthält wenigstens ein Instrument, ein Gerät oder eine Maschine, die zu steuern und zu überwachen ist und im folgenden lediglich gesteuerte Vorrichtung genannt wird. Steuersignale, die in der zentralen Station in Parallelform erzeugt werden, werden einer Parallel/Serien- Umsetzung unterzogen und dann seriell zur lokalen Station übertragen, dort wieder einer Serien/Parallel-Umsetzung unterzogen und den gesteuerten Vorrichtungen parallel zu­ geführt. Andererseits werden in der lokalen Station Über­ wachungssignale erzeugt, die die verschiedenen Betriebs­ zustände der gesteuerten Vorrichtung anzeigen. Diese Überwachungssignale werden nach einer Parallel/Serien- Umsetzung seriell zur zentralen Station übertragen, und zwar über eine gemeinsame Datensignalübertragungsleitung. In der zentralen Station werden die seriell ankommenden Überwachungssignale zur Auswertung in Parallelsignale überführt. Es folgt jetzt eine Beschreibung des Standes der Technik.

Auf dem Gebiet der automatischen Steuerung wird weitverbreitet ein Signalübertragungssystem verwendet, bei dem Steuersignale von einer Steuerstation einschließlich einer Sequenzsteuerung, einer programmierbaren Steuerung, eines Rechners oder dergleichen zu einer Anzahl gesteuer­ ter Vorrichtungen übertragen werden, beispielsweise elek­ trische Motoren, Tauchspulen, elektromagnetische Ventile, Relais, Thyristoren, Lampen und/oder ähnliches, die an von der Steuerstation entfernten Orten installiert sind. Die Steuersignale dienen zur Steuerung des Betriebs dieser Vorrichtungen. Andererseits werden in den gesteuer­ ten Vorrichtungen mit Hilfe von Sensoreinrichtungen Über­ wachungssginale erfaßt, die die Zustände der gesteuerten Vorrichtungen angeben. Zu diesen Sensoreinrichtungen zählen beispielsweise Reed-Schalter, Mikroschalter, Tast­ schalter oder dergleichen. Zweizustands- oder Ein/Aus- Zustands-Sensorsignale werden zu der Steuerstation über­ tragen und dort zur Auswertung der Betriebszustände der gesteuerten Vorrichtung herangezogen.

Die herkömmlichen Steuer/Überwachungssginale-Über­ tragungssysteme der obigen Art erfordern eine Anzahl von Übertragungsleitungen, wie Energieübertragungsleitungen, Steuer/Überwachungssignal-Übertragungsleitungen, Takt­ signalleitungen, Massepotential(Referenz)leitungen und andere Leitungen, die zwischen die Steuerstation und die gesteuerten Vorrichtungen als auch zwischen die Steuer­ station und die einzelnen Sensoren geschaltet sind. Ein solches System umfaßt notwendigerweise eine sehr große Menge an Hardware zur Verdrahtung der Übertragungslei­ tungen und ist deshalb äußerst kostspielig. Es gibt heute eine Tendenz, die gesteuerten Vorrichtungen immer mehr zu miniaturisieren und in hoher Dichte anzuordnen. Mit dieser Tendenz ist die Schwierigkeit verbunden, wie man den Zugriff zu diesen Vorrichtungen gestalten soll, da der verfügbare Raum begrenzt ist und deshalb die Ver­ drahtung komplizierter und mühsamer wird.

Bei einem typischen bekannten Steuer/Überwachungs­ signal-Übertragungssystem sind die Steuerstationen und die gesteuerten Vorrichtungen über eine Energieübertragungs­ leitung miteinander verbunden, über die elektrische Energie zu den gesteuerten Vorrichtungen übertragen wird, wobei der elektrischen Energie Daten- oder Informations­ signale überlagert sind. Ferner enthält die Verbindung eine Massepotentialleitung. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise auf die japanische Patentveröffentlichung Nr. 4 239/1986 verwiesen werden. Dieses Übertragungssystem weist jedoch die Schwierigkeit auf, daß man für die Übertragung oder den Transfer von Daten- oder Informations­ signalen zwischen der Steuerstation und einer Vielzahl der gesteuerten Vorrichtungen eine lange Zeit benötigt und daß ein Mechanismus zum Erfassen von Adressen erfor­ derlich ist, da in den transferierten Informationssignalen Adresseninformationen enthalten ist, die jeweils aus mehreren Bits besteht.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die bei dem oben beschriebenen bekannten Übertragungssystem auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen.

Verwiesen wird dazu auf die DE 38 30 730 A1 und DE 38 33 004 A1. Bei den dort beschriebenen Systemen wird das Steuersignal oder das Überwachungssignal zusammen mit einem Taktsignal über­ tragen, wobei von einer einzigen Energieübertragungsleitung Gebrauch gemacht wird, die zur Übertragung elektrischer Energie zum Antrieb der gesteuerten Vorrichtungen dient. Auf diese Weise ist es möglich, die Menge an Hardware für die Verdrahtung zwischen einer Steuerstation und den ge­ steuerten Vorrichtungen als auch zwischen der Steuerstation und den einzelnen Sensoren oder Überwachungselementen in einem beträchtlichen Maße herabzusetzen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird das aus der DE 38 30 730 A1 bekannte Fernsteuersystem eines Serien/Parallel-Umsetzers unter Bezugnahme auf Fig. 10 der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die im wesentlichen der Fig. 1 dieser Druckschrift entspricht.

Das in Fig. 10 dargestellte System enthält eine zentrale Station 95 und eine örtliche oder lokale Station 96, die eine Startbit-Einheit 97 und eine Umsetzeinheit 98 aufweist. In die zentrale Station 95 werden von einer Steuerung her, beispielsweise von einer Sequenzsteuerung (nicht gezeigt), Daten extern eingegeben, die einen Steuerbefehl betreffen. Die über eine geeignete Eingabeeinheit (nicht gezeigt) in Parallelform eingegebenen Daten gelangen zu einer Parallel/Serien-Umsetzschaltung 951. Die Parallel/Serien-Umsetzschaltung 951 setzt die Eingabedatenbits in serielle Signalimpulse um, und zwar unter der Zeitgabe eines Taktsignals, das von einem Taktsignalgenerator (OSC) 952 erzeugt wird. Die erzeugten seriellen Signalimpulse gelangen zusammen mit den Takt­ impulsen zu einer Signalumsetzschaltung 953. Die Signal­ umsetzschaltung 953 hat die Funktion, die seriellen Signalimpulse und die Taktimpulse einer Gleichspannungs­ versorgungsenergie zu überlagern. Die Gleichspannungs­ energie, der die seriellen Signalimpulse und die Takt­ impulse überlagert sind und die von der Signalumsetz­ schaltung 953 ausgegeben wird, gelangt dann auf eine Leitung 954 als serielles Ausgangssignal "OUT", das eine Schwingungsform hat, wie es in Fig. 10 bei (A) dar­ gestellt ist.

Ferner ist die Signalumsetzschaltung 953 so ausge­ legt, daß sie ein Startsignal "START" synchron mit dem Start der Impulsfolge erzeugt, der der Energie in der oben beschriebenen Weise überlagert ist. Bezüglich des Startsignals wird auf die Darstellung nach Fig. 10 bei (B) Bezug genommen. Das Startsignal wird auf eine Leitung 955 gegeben. Vorhanden ist noch eine Massepotentialleitung 956.

Die von der Signalumsetzschaltung 963 ausgegebene Gleichspannungsenergie hat somit eine Schwingungsform, wie es in Fig. 1 bei (A) dargestellt ist. Im einzelnen stellt ein Pegel oder Wert V _x den Spannungswert der Gleichspannungsenergie (in Volt) dar, V _x/2 stellt den Spannungswert dar, der dem Befehl- oder Steuersignalimpuls mit dem logischen Wert "0" entspricht, und 0 (Null) stellt den Spannungswert (0 Volt) dar, der dem Befehls- oder Steuersignalimpuls mit dem logischen Wert von "1" entspricht. Die Signale mit den logischen Werten "1" und "0" treten jeweils einzeln synchron mit den Takt­ impulsen auf.

Bei Empfang der impulsüberlagerten Energie "OUT" durch die lokale Station 96 über die Leitung 994 erzeugt eine Lasttreibenenergiewiederherstellungsschaltung 972 eine Energie mit einem Spannungswert, der im wesent­ lichen gleich dem Pegel oder Wert V _x ist. Dieser Energie­ spannungswert, der durch Eliminieren der Impulskomponenten aus dem zugeführten impulsüberlagerten Energiesignal gewonnen wird, dient zur Energieversorgung bzw. zum Treiben von Vorrichtungen oder Lasten, die mit Ausgangs­ schaltungen 998 und 989 verbunden sind. Die zugeführte impulsüberlagerte Energie wird auch stabilisierten Konstantspannungsenergieerzeugungsschaltungen oder Spannungsumformungen (KS) 971 und 981 zugeführt, die eine konstante Spannung (mit einem Pegel oder Wert von weniger als V _x) erzeugt. Diese konstante Spannung dient als Versorgungsspannung für verschiedene Bestandteilschal­ tungen der lokalen Station, die alle elektronische Schal­ tungen von niedrigem Energieverbrauch sind. Der Ausgang der Lasttreibenergiewiederherstellungsschaltung 972 ist mit einer Leitung V _d verbunden, die wiederum mit Energieeingangsanschlüssen der Ausgangsschaltung 988 und 989 verbunden ist, an die die Vorrichtung oder Lasten (nicht gezeigt) angeschlossen sind, die gesteuert werden sollen. Die Energieleitung V _d kann zusätzlich mit einem Anschluß 974 einer Gleichspannungsenergieversor­ gungsquelle für den Notfall verbunden sein, so daß die Lasten betrieben werden können, selbst wenn die Energie­ versorgung von der zentralen Steuerstation 95 aus irgend­ einem Grunde unterbrochen sein sollte. Eine Startsignal­ erfassungsschaltung 973, die einen Bestandteil der Startbit-Einheit 97 bildet und mit Energie von der Konstantspannungsenergieversorgungsschaltung 971 ver­ sorgt wird, erfaßt das Startsignal st, das über die Leitung 955 synchron mit einem ersten Impuls t₁ mit dem logischen Wert "1" geliefert wird( vgl. Fig. 10 bei (A)). Der erfaßte Startimpuls wird einer Signalvertei­ lungsschaltung 983 zugeführt. Andererseits erfaßt eine Signalextrahierschaltung 982, die mit der Energielei­ tung 954 verbunden ist, die überlagerten Datensignal­ impulse unterscheidungsmäßig bezüglich der Impulspegel oder Impulswerte und liefert dementsprechend erfaßte Takt­ impulse ck und Datensignalimpulse dt mit dem logischen Pegel von "1" und/oder "0".

Die Taktimpulse ck gelangen zur Signalverteilungs­ schaltung 983 und gestatten es, daß der von der Start­ signalerfassungsschaltung 973 ausgegebene Impuls mit dem logischen Wert von "1" des Startsignals in die Si­ gnalverteilungsschaltung 983 gelangt und daß dann am Ausgangsanschluß Q 1 einer ersten Stufe der Signalver­ teilungsschaltung 983 der Impuls mit dem logischen Pegel oder Wert "1" auftritt, der dann einem Takt­ eingangsanschluß CP einer Latch- oder Speicherschaltung 984 zugeführt wird.

Somit wird mit der Zeitgabe des Taktimpulses ck der erste Datenimpuls vom logischen Wert "1" (Impuls t₁ gezeigt in Fig. 10 bei (A)) zu einem Steuerimpulseingangs­ anschluß D der Latchschaltung 984 weitergeleitet und dort gehalten bzw. gespeichert. Das Ergebnis davon ist, daß an einem Ausgangsanschluß Q der Latchschaltung 984 ein Ausgangssignal auftritt, das die Ausgangsschaltung 988, bei der es sich um einen Schalter handeln kann, ein­ schaltet. Folglich wird die elektrische Energie, die von der Energiewiederherstellungsschaltung 972 abgege­ ben wird, der Vorrichtung zugeführt, die mit der Ausgangs­ schaltung 988 verbunden ist, um elektrisch aktiviert zu werden. Bei dieser Vorrichtung kann es sich um die Zylinderspule (Solenoid) eines elektrischen Ventils, einen elektrischen Motor, ein Relais oder dergleichen handeln.

Zum Zeitpunkt t₂ tritt an der Leitung 954 entspre­ chend der Darstellung nach Fig. 10 bei (A) ein Impuls des Impulszuges auf, der den logischen Wert "0" hat. Dementsprechend erzeugt die Impulsextrahierschaltung 982 als Ausgänge zum einen den Taktimpuls ck und zum anderen den Datensignalimpuls dt mit dem logischen Wert "0". Der Taktimpuls ck gelangt zu der Signalverteilungsschal­ tung 983 mit dem Ergebnis, daß der sich in der ersten Stufe der Signalverteilungsschaltung 983 befindliche logische Datenwert "1", der dort zur Zeit t₁ eingegeben worden ist, zu einer zweiten Stufe der Schaltung 983 ver­ schoben wird, so daß jetzt der Datensignalimpuls mit dem logischen Wert "1" an einem Ausgangsanschluß Q 2 auftritt und zu einem Takteingangsanschluß CP einer Latch- oder Speicherschaltung 985 gelangt. Das Ergebnis davon ist, daß der Signalimpuls mit dem logischen Wert "0", der von der Impulsextrahierschaltung 982 ausgegeben wird, von der Latchschaltung 985 gehalten bzw. gespeichert wird. In diesem Falle tritt am Ausgangsanschluß Q der Latch­ schaltung 985 kein Ausgangssignal auf. Folglich bleibt die Ausgangsschaltung 989 im Ruhezustand oder nicht akti­ ven Zustand.

Gleichzeitig mit dem Ausgang des Taktimpulses vom Ausgangsanschluß Q 2 der Signalverteilungsschaltung 983 wird eine Nachfolgestufestartsignalerzeugungsschaltung 987 angesteuert als Antwort auf ein Signal, das an einem Ausgangsanschluß ₂ der Signalverteilungsschaltung 983 erscheint. Die Folge davon ist, daß das Startsignal der nachfolgenden Umsetzeinheit zugeführt wird.

Unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungen kann man somit erkennen, daß der Steuerdatenimpulszug, der über die Übertragungsleitung 954 seriell übertagen wird, in der Umsetzeinheit 98 der lokalen Station einer Serien/Parallel-Umsetzung unterzogen wird, wodurch die Ausgangsschaltungen 988 und 989, die mit der Ausgangsseite der Umsetzeinheit 98 verbunden sind, als auch diejenigen der nachfolgenden Umsetzeinheit (nicht gezeigt in Fig. 10) auf die Zustände "EIN", "AUS", "EIN", "AUS" bzw. "AUS" gesetzt werden, und zwar als Antwort auf den in Fig. 10 bei (A) dargestellten Steuerdatenimpuls, unter der Annahme, daß drei Aus­ gangsschaltungen und drei Latch- oder Verriegelungs­ schaltungen in der nachfolgenden Umsetzeinheit vorge­ sehen sind, wobei die Signalverteilungsschaltung aus drei Stufen besteht. Der oben erwähnte Zustand wird aufrecht erhalten, bis der nächste Steuerdatenimpuls­ zug von der zentralen Station 95 ausgegeben wird.

Aus der obigen Erläuterung geht hervor, daß der Gegenstand der DE 38 30 730 A1 auf ein Übertragungs­ system gerichtet ist, das ein Steuersignal von einer zentralen Station zu entfernt vorgesehenen Vorrichtun­ gen übertragen werden soll, die zu steuern sind.

Andererseits ist aus der DE 38 33 004 A1 ein Überwa­ chungssignal-Übertragungssystem bekannt, das dazu dient, verschiedene Überwachungssignale zu einer zentralen Station zu übertragen, um dort bezüglich der Betriebs­ zustände der Vorrichtung verarbeitet und ausgewertet zu werden. Dieses Übertragungssystem beruht auf einem Konzept, das dem oben an Hand von Fig. 10 erläuterten Konzept ähnlich ist. Dazu sei noch folgendes ergänzt. Bei dem Übertragungssystem nach der DE 38 33 004 A1 wird ein Taktsignal einschließlich einer Reihe von Taktimpulsen von einer zentralen Steuerstation zu einer örtlichen oder lokalen Station übertragen, die zum Überwachen der Zustände von gesteuerten Vorrich­ tungen mit Sensoren ausgerüstet ist, wobei die Über­ tragung des Taktsignals in einem der Energie überlager­ ten Zustand über eine Energieübertragungsleitung erfolgt. In der lokalen Station wird die Energie zur Energieversorgungs bzw. zum Treiben der Sensoren und anderer Schaltungen, die Bestandteil der lokalen Station sind, wiederhergestellt, während das Takt­ signal extrahiert wird. In Übereinstimmung mit den Zuständen der Sensoren, die mit der Zeitgabe der Taktimpulse abgetastet werden, werden Spannungswerte oder Spannungspegel auf der Übertragungsleitung bei Taktimpulspositionen so moduliert, daß die Spannung in Übereinstimmung mit dem Sensorausgang vom logi­ schen Wert "1" (Anzeige des EIN-Zustands der zugeord­ neten gesteuerten Vorrichtung) und des logischen Werts "0" (Anzeige des AUS-Zustands) eine Spannung von 0 Volt bzw. V _x/2 Volt annimmt. Die Spannungspegel werden sequentiell synchron mit dem Taktsignal in der zentralen Station für Zwecke der Auswertung oder Über­ wachung erfaßt. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird ausdrücklich auf die aufgeführten Druckschriften Bezug genommen.

Vereinigt man nun die oben beschriebenen Über­ tragungssysteme mit dem Ziel, daß sowohl die Steuer(Daten) signale als auch die Überwachungs(Sensor)signale über­ tragen werden können, benötigt man ein Paar separater Übertragungsleitungen, d. h. eine zur Übertragung der Steuersignale von der zentralen Steuerstation zu der lokalen Station und eine weitere zur Übertragung der Überwachungs- oder Sensorsignale, die die Zustände der gesteuerten Vorrichtung anzeigt, von der lokalen Station zu der zentralen Station. Dies bedeutet, daß entsprechend Mechanismen zum Erzeugen des Taktsignals und des Startsignals in Überlagerung zu der Energie in der zentralen Station separat für beide Systeme vorgesehen sein müssen. Damit geht eine beachtliche Zunahme der Menge an Hardware einher, und die Kom­ plexität in der Verbindung zwischen der zentralen Steuerstation und den lokalen Stationen oder Sensoren nimmt zu. Damit ist der Nachteil hoher Kosten verbunden.

Verbindet man eine Vielzahl lokaler Stationen mit der zentralen Station in dem oben angegebenen System, werden die lokalen Stationen auf der Grundlage einer Verschiebetechnik betrieben, bei der beim Empfang des Startsignals von der vorangegangenen Stufe das Steuer­ signal (der Energie überlagert und daraus zur Zeit­ gabe des Taktsignals extrahiert) der vorderen Stufe der zu steuernden Vorrichtung (oder Sensoren) in jeder der lokalen Station zugeführt. Auf diese Weise sind den lokalen Stationen als auch den einzelnen ge­ steuerten Vorrichtungen (oder Sensoren) Adressen fest zugeordnet, die jeweils den Ordnungszahlen der Impulse der Taktsignale entsprechen. Dies soll an einem Beispiel erläutert werden. Es wird unterstellt, daß die erste lokale Station zehn zu steuernde Vorrichtung auf­ weist. Die ersten bis zehnten Taktimpulssignale, die von der zentralen Station geliefert werden, werden daher sequentiell den Vorrichtungen in dieser Reihen­ folge zugeführt (das erste Taktimpulssignal ist syn­ chron mit dem Startsignal oder stellt das Startsignal dar, und jedes Taktimpulssignal trägt Steuerinforma­ tion), wohingegen die Vorrichtung, die mit der zwei­ ten lokalen Station verbunden sind, beginnend mit dem elften Taktimpuls sequentiell angesteuert werden. Wenn dann die aufbaumäßige Modifikation oder Neuausge­ staltung vorgenommen werden soll, beispielsweise durch Hinzufügen oder Entfernen von zu steuernden Vorrich­ tungen oder Sensoren, müssen notwendigerweise auch die Adressen, die den Vorrichtungen zugeordnet sind, in entsprechender Weise modifiziert werden. Dies be­ deutet wiederum, daß das Programm, das auf einer pro­ grammierbaren Steuerung abläuft, die in die zentrale Station einbezogen ist oder mit ihr verbunden ist, modifiziert werden muß. Das bedeutet im Ergebnis, daß eine aufbaumäßige Systemänderung in einfacher Weise nicht realisiert werden kann.

Darüber hinaus haben die aufgezeigten bekannten Systeme den folgenden Nachteil. Das Taktimpulssignal, das mit dem Startsignal synchronisiert ist, die beide in der zentralen Station erzeugt werden, wird von der ersten lokalen Station empfangen, in der dann nach Vollendung oder Beendigung der Steuerung der Vorrich­ tungen, die zu der ersten lokalen Station gehören, das Startsignal in der ersten lokalen Station erzeugt wird, welches dann der zweiten Station zum Starten der se­ quentiellen Steuerung der zugeordneten Vorrichtungen zugeführt wird. Folglich muß das Startsignal den loka­ len Stationen aufeinanderfolgend zugeführt werden, damit die Steuerinformation (getragen von den Taktimpuls­ signalen) sequentiell zu den lokalen Stationen gelangt. Folglich müssen Übertragungsleitungen für das Start­ signal zwischen der zentralen Station und der ersten lokalen Station als auch zwischen den angrenzenden loka­ len Stationen vorgesehen sein. Dies bedeutet nochmals, daß die Menge an Hardware für die Verdrahtung in nach­ teiliger Weise erhöht werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Steuer/ Überwachungssignal-Übertragungssystem zu schaffen, bei dem die oben aufgezeigten Probleme gelöst sind und bei dem das Steuersignal und das Überwachungssignal über eine einzige Datenübetragungsleitung übertragen werden können.

Ferner soll eine Neugestaltung oder Modifikation des Systemaufbaus, beispielsweise das Hinzufügen und/ oder die Wegnahme von gesteuerten Vorrichtungen und/oder Sensoren, leicht realisierbar werden können.

Vorzugsweise soll die Startsignalleitung, die bei bekannten Systemen erforderlich ist, eingespart werden können. Ferner sollen der Arbeitsaufwand und die Kosten für die Verdrahtung des Übertragungssystems beträchtlich vermindert werden.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe enthält ein bidirektionales Steuer/Überwachungssignal-Übertra­ gungssystem zum Übertragen von Steuersignalen von einer Steuerung zu gesteuerten Vorrichtungen und zum Übertragen von Übertragungssignalen von Sensoren, die die gesteuer­ ten Vorrichtungen überwachen, zu der Steuerung über eine gemeinsame Datensignalleitung ein Sende/Empfangs-Zeit­ gabe- oder Zeitsteuerungsgerät mit einem Zeitgabegenera­ tor zum Erzeugen eines Zeitgabesignals, mit einer Ener­ gieversorgungsschaltung zum Erzeugen einer Energiever­ sorgungsspannung mit einem vorbestimmten konstanten Pegel, und mit einer Spannungsumformerschaltung zum Um­ formen der Energieversorgungsspannung in eine Reihe impulsartiger Spannungssignale, die einen Spannungspegel haben, der sich von demjenigen der Energieversorgungs­ spannung unterscheidet, und die unter der Steuerung des Zeitgabesignals auf die Datensignalleitung ausgegeben werden, eine mit der Steuerung und dem Sende/Empfangs- Zeitsteuerungsgerät über die Datensignalleitung verbun­ dene erste Einheitengruppe mit einer mit der Datensignal­ leitung verbundenen ersten Sendeeinheit zum Modulieren des Pegels der seriellen impulsartigen Spannungssignale mit den in Parllelform von der Steuerung gelieferten Steuerdaten unter der Zeitgabe des Zeitgabesignals und mit einer mit der Steuerung und dem Sende/Empfangs-Zeit­ steuerungsgerät über die gemeinsame Signaldatenleitung verbundene erste Empfangseinheit zum Extrahieren der von den Sensoren stammenden, seriellen Überwachungssignalen aus der Datensignalleitung zwecks Zufuhr der Überwachungs­ signale zu der Steuerung in Parallelform, und eine mit dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät verbundene zweite Einheitengruppe mit einer mit den gesteuerten Geräten und der Datensignalleitung verbundenen zweiten Empfangs­ einheit zum Demodulieren des Pegels der von der ersten Sendeeinheit gelieferten, seriellen impulsartigen Span­ nungssignale zum Zwecke des Extrahierens der an die ge­ steuerten Vorrichtungen zu führenden Steuerdaten und mit einer mit den Sensoren und der Datensignalleitung verbundenen zweiten Sendeeinheit zum Modulieren der Pegel der seriellen impulsartigen Spannungssignale mit den in Parallelform von den Sensoren gelieferten Über­ wachungsdatensignalen zum Zwecke der Übertragung dieser Signale zu der ersten Empfangseinheit.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung enthält jede der Sendeeinheiten und der Empfangseinheiten eine erste Energieerzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Energieversorgungsspannung mit kon­ stantem Pegel aus dem impulsartigen Spannungssignal zum Zwecke der elektrischen Energieversorgung der Schal­ tungen, die jede Einheit bilden, und eine zweite Energie­ erzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Energieversor­ gungsspannung aus dem impulsartigen Spannungssignal zum elektrischen Antreiben der gesteuerten Vorrichtungen bzw. der Sensoren.

Alternativ können die gesteuerten Vorrichtungen und die Sensoren auch direkt von einer Energieversor­ gungsschaltungseinrichtung des Sende/Empfangs-Zeit­ steuerungsgeräts über eine Energieübertragungsleitung elektrisch angetrieben werden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können die erste Sendeeinheit der ersten Einheitengruppe und die zweite Empfangseinheit der zweiten Einheiten­ gruppe jeweils in einer Anzahl von m (wobei m < 1) paar­ weise vorgesehen sein, wobei diese Einheiten in einer Eins-Zu-Eins-Entsprechung einander zugeordnet und mit der Datensiganalleitung in einer vorbestimmten Sequenz in den jeweiligen Einheitengruppen verbunden sind. Gleichermaßen können die erste Empfangseinheit der ersten Einheitengruppe und die zweite Sendeeinheit der zweiten Einheitengruppe jeweils in einer Anzahl von n (wobei n < 1) paarweise vorgesehen sein, wobei die Einheiten in einer Eins-Zu-Eins-Ensprechung einander zugeordnet sind und mit der Datensignalleitung in einer vorbestimm­ ten Sequenz in den jeweiligen Einheitengruppen verbunden sind. In diesem Fall können die zugeordneten Sende- und Empangseinheiten sequentiell betrieben werden, um die Steuerdatensignale und die Überwachungssignale nach und vor den jeweiligen gesteuerten Vorrichtungen und Sensoren unter der Steuerung des Zeitgabesignals zu transferieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält das Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät einen ersten Startsignalgenerator, während jede der Sendeeinheiten und der Empfangseinheiten einen zweiten Startsignalgenerator enthält, so daß ein erstes Paar der zugeordneten Sendeeinheit und Empfangseinheit in den Transferbetrieb als Antwort auf das erste Start­ signal getriggert werden kann und bei Vollendung oder Beendigung des Betriebes des ersten Paares der Sende- und Empfangseinheiten der zweite Startsignalgenerator das zweite Startsignal zum Triggern des Transferbetriebs eines nachfolgenden Paares der Sende- und Empfangsein­ heiten erzeugen kann. Dieser Betrieb wird wiederholt, bis das letzte Paar der Sende- und Empfangseinheiten in den Transferbetrieb getriggert worden ist.

Bei der obigen Weiterbildung der Erfindung können die Sendeeinheiten und die Empfangseinheiten miteinander über eine Startsignalleitung verbunden sein, die die zweiten Startsignale führt, wohingegen das erste Start­ signal zu dem ersten Paar der Sende- und Empfangseinheiten über die Datensiganlleitung mit einer unterscheidbaren Schwingungsform übertragen werden kann. Andererseits können das Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät, die Sende­ einheiten und die Empfangseinheiten miteinander über Startsignalleitungen verbunden sein, die die oben er­ wähnten Startsignale führen.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die Sende- und Empfangseinheiten in den ersten und zweiten Einheitengruppen an willkürlich vorge­ gegebenen Stellen mit der gemeinsamen Datensignalleitung verbunden sein. In diesem Fall enthält das Sende/Empfangs- Zeitsteuerungsgerät einen Startsignalagenerator zum Erzeu­ gen eines Startsignals, das in einer unterscheidbaren Schwingungsform über die Datensignalleitung zu den Sende- bzw. Empfangseinheiten übertragen wird. Anderer­ seits können die Sende- und Empfangseinheiten eine Schaltung zum Extrahieren eines Taktsignals aus dem modulierten impulsartigen Spannungssignal enthalten, ferner einen Zähler zum Zählen des Taktsignals als Ant­ wort auf das Startsignal und eine Adressensetzschaltung zum Halten bzw. Speichern einer Adresse, die der zugehö­ rigen Einheit zugeordnet ist. Wenn der Zählwert des Zäh­ lers einen Wert erreicht hat, der die Adresse darstellt, beginnt die zugehörige Einheit mit dem Sende- oder Empfangsbetrieb. In diesem Fall kann die Startleitung eingespart werden. Darüber hinaus wird eine Änderung oder Modifikation des Systemaufbaus erleichtert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung enthält das Steuer/Überwachungssignal-Übertra­ gungssystem eine Abschluß- oder Beendigungseinheit, die im Anschluß an die letzte Stufe der Einheiten installiert ist, die in einer vorbestimmten Sequenz innerhalb der ersten und zweiten Gruppe miteinander verbunden sind. Die Beendigungseinheit enthält eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals einer vorbestimmten Schwingungsform bei Be­ endigung oder Vollendung des Betriebs aller Einheiten, die der zugeordneten Gruppe angehören. Andererseits enthält das Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät eine Prüfschaltung zum Überprüfen des Leitungszustands der Datensignalleitung als Antwort auf das oben angegebene Signal.

Schließlich können bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zahlreiche Empfangseinheiten einer Einheitengruppe einer selben Adresse zugeordnet sein, so daß die zahlreichen Empfangseinheiten gleichzeitig mit einer der Sendeeinheiten der anderen Gruppe betrieben werden können.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen beispielshalber erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Grundaufbaus eines Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystems, das ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Fig. 2 ein Schaltbild des Grundaufbaus einer Steuer(oder Überwachungs)signal-Sendeeinheit und einer Steuer-Überwachungssignal-Empfangseinheit, die in einem Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem von Adreß­ zuordnungstyp gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung angewendet werden,

Fig. 3 den grundsätzlichen Schaltungsaufbau einer Steuer(oder Überwachungs)signal-Empfangseinheit und einer Steuer(oder Überwachungs)signal-Sendeeinheit, die in einem Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem vom Startzeilentyp gemäß einem anderen Ausführungsbei­ spiel der Erfindung angewendet werden,

Fig. 4 ein Schaltbild des Aufbaus eines Sende/ Empfangs-Zeitsteuerungsgeräts gemäß einem Ausführungs­ beispiels der Erfindung,

Fig. 5(a) ein Schaltbild des Aufbaus der Steuer (oder Überwachungs)signal-Empfangseinheit des Steuer/ Überwachungssignal-Übertragungssystem vom Adreßzuord­ nungstyp gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5(b) ein Schaltbild des Aufbaus einer Steuer (oder Überwachungs)signal-Sendeeinheit des Übertragungs­ systems vom Adreßzuordnungstyp gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6(a) ein Schaltbild des Aufbaus einer Steuer (oder Überwachungs)signal-Empfangseinheit eines Steuer/ Überwachungssignal-Übertragungssystems vom Startzeilen­ typ gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 6(b) ein Schaltbild des Aufbaus einer Steuer (oder Überwachungs)signal-Sendeeinheit eines Übertra­ gungssystems vom Startzeilentyp gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7 ein Schaltbild des Aufbaus einer Anschluß­ einheit, die im Übertragungssystem angewendet wird,

Fig. 8(a) und 8(b) Zeitverläufe zur Veranschau­ lichung von Vorgängen im Steuer/Überwachungssignal-Über­ tragungssystem,

Fig. 9 Zeitverläufe zur Veranschaulichung von Vorgängen in der Anschlußeinheit, und

Fig. 10 ein Schaltbild eines bereits oben be­ schriebenen Übertragungssystems nach dem Stand der Technik.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des Grundaufbaus eines Steuer/Überwachungssignal-Über­ tragungssystems, bei dem es sich um ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung handelt. Das dargestellte System ent­ hält eine Steuerung 10, eine Überwachungssignal-Empfangs­ einheit 11, eine Steuersignal-Sendeeinheit 12, ein Sende/ Empfangs-Zeitsteuerungsgerät 13, eine Steuersignal- Empfangseinheit 14, eine Überwachungssignal-Sendeeinheit 15, eine Gruppe zur steuernder Vorrichtungen 16, eine Gruppe Überwachungsfühler 17 und Anschlußeinheiten 18 und 19. Dargestellt sind ferner eine Informations- oder Datensignalleitung D, eine Massenpotential- oder Erdlei­ tung G, eine Startsignalleitung S und eine Energiever­ sorgungsleitung P. Diese Leitungen können erforderlichen­ falls, wie nachstehend beschrieben, vorhanden sein.

Obgleich in Fig. 1 nur eine Überwachungssignal- Empfangseinheit 11 dargestellt ist, können n dieser Emp­ fangseinheiten vorhanden sein, wobei n 1. Gleicher­ maßen können m Steuersignal-Sendeeinheiten 12 vorhanden sein, wobei m 1. In entsprechender Weise können die Steuersignal-Empfangseinheiten 14 in der Anzahl m und die Überwachungssignal-Sendeeinheiten 15 und der Anzahl n vorgesehen sein. Nachstehend werden aus Gründen der Ein­ fachheit die Überwachungssignal-Empfangseinheit 11 und die Steuersignal-Sendeeinheit 12 gemeinsam auch erste Einheitengruppe genannt. Gleichermaßen werden die Steuer­ signal-Empfangseinheit 14 und die Überwachungssignal- Sendeeinheit 15 gemeinsam auch zweite Einheitengruppe genannt.

Das Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät 13 enthält einen Oszillator (OSC) 131, einen Zeitgabegenerator 132 zum Erzeugen eines Taktimpulssignals und eines Start­ signals, eine Setzschaltung 133 und eine Prüfschaltung 134.

Fig. 2 zeigt den Grundaufbau der Empfangseinheit und der Sendeeinheit eines Ausführungsbeispiels der Er­ findung für ein Steuer/Überwachungssignal-Übertragungs­ system vom Adreßzuordnungstyp. Die gezeigte Empfangs­ einheit 30 ist repräsentativ für die Überwachungssignal- Empfangseinheit 11 oder die Steuersignal-Empfangseinheit 14 nach Fig. 1, und die dargestellte Sendeeinheit 31 stellt die Steuersignal-Sendeeinheit 12 oder die Über­ wachungssignal-Sendeeinheit 15 nach Fig. 1 dar.

Andererseits ist in Fig. 3 der Grundaufbau einer Empfangseinheit und einer Sendeeinheit eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung für ein Steuer/Über­ wachungssignal-Übertragungssystem vom Startzeilentyp dargestellt. Die gezeigte Empfangseinheit 20 entspricht entweder der Überwachungssignal-Empfangseinheit 11 oder der Steuersignal-Empfangseinheit 14 nach Fig. 1, und die gezeigte Sendeeinheit 21 stellt entweder die Steuer­ signal-Sendeeinheit 12 oder die Überwachungssignal- Sendeeinheit 15 nach Fig. 1 dar.

Gemäß einem Grundkonzept der Erfindung, wie es in den dargestellten Ausführungsbeispielen verwirklicht ist, erfolgt die Übertragung des Steuersignals von der Steuerung zu den gesteuerten Vorrichtungen als auch die Übertragung der Überwachungs(Sensor)signale von den Sensoren zu der Steuerung über das Übertragungssystem durch entsprechende Modulation des Pegels des Taktimpuls­ signals zugeführt als Überlagerung auf der Energie von dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät gemäß den Logik­ werten von "1" (EIN) und "0" (AUS) des Steuersignals und des Überwachungssignals bei jeder entsprechenden Takt­ impulsposition. Zu diesem Zweck enthält das Sende/Emp­ fangs-Zeitsteuerungsgerät eine Einrichtung zum Erzeugen einer taktimpulsüberlagerten Energie zusätzlich zu der Einrichtung zum Erzeugen des Startsignals und des Masse­ potential(Erd)signals. Die Überlagerungssignal-Empfangs­ einheit und die Steuersignal-Sendeeinheit sind grundsätzlich zwischen der Übertragungsleitung und der Steuerung vorgesehen, während die Überwachungssignal-Sendeeinheit zwischen die Übertragungsleitung und die Sensoren ge­ schaltet ist, und die Steuersignal-Empfangseinheit zwischen der Übertragungsleitung und den gesteuerten Vorrichtungen vorgesehen ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird das Ausgangssignal des Taktoszillators (OSC) 131, der ein Teil des Sende/ Empfangs-Zeitsteuerungsgeräts 13 bildet, einem Eingangs­ anschluß des Zeitgabegenerators 132 zugeführt, wobei ein Taktsignal cp mit einer vorbestimmten Frequenz er­ zeugt und anschließend mittels einer Mischschaltung, die lediglich konzeptmäßig dargestellt ist, einer Versor­ gungsspannung V _x überlagert wird, so daß im Ergebnis ein Daten/Spannungssignal D hervorgebracht wird, das ein Tastverhältnis von 50% hat und das den Pegel V _x während der vorderen Hälfte einer Periode annimmt und den Pegel V _x/2 (Pegel des Taktimpulses) während der hinteren Hälfte der Periode annimmt. Dieses Daten/Spannungssignal wird von einem Anschluß 13 a der Datensignalleitung D zugeführt. Ferner wird ein Massepotentialsignal von einem Anschluß 13 b auf die Erdleitung G ausgegeben. Ferner wird im Falle des Steuer/Überwachungssignal-Über­ tragungssystems vom Startzeilentyp ein Startsignal (S) von dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät 13 über einen Anschluß 13 c oder 13 d an die Startsignalleitung S abge­ geben, wie e gestrichelt dargestellt ist. Andererseits wird im Falle des Steuer/Überwachungssignal-Übertragungs­ systems vom Adreßzuordnungstyp das Startsignal (S) an die Datensignalleitung D in Form eines Signals abgege­ ben, das einen Signalverlauf oder eine Schwingungsform hat, die von derjenigen des daten- oder informations­ tragenden Taktimpulssignals unterschiedlich ist. Da im letzten Fall das Startsignal (S) zusammen mit dem Daten- oder Informationssignal über die Datensignalleitung D übertragen wird, kann die Startsignalleitung eingespart werden. Aus diesem Grunde ist in Fig. 1 die Startsignal­ leitung lediglich gestrichelt eingezeichnet.

Elektrische Energie zum Betreiben der gesteuerten Vorrichtung 16, die mit der Steuersignal-Empfangsein­ heit 14 verbunden sind, und der Sensoren 17, die mit der Überwachungssignal-Sendeeinheit 15 verbunden sind, kann von dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät 13 über einen Anschluß 13 e der Versorgungs- oder Energieübertragungs­ leitung P zugeführt werden. Es sei bemerkt, daß diese Energieübertragungsleitung als Antriebsspannungsversor­ gunsquelle zum Antreiben oder Betreiben der zu steuern­ den Vorrichtungen und der zu überwachenden Sensoren nur dann vorzusehen ist, wenn die dafür notwendige Energie­ belastung groß ist. Im allgemeinen ist diese Belastung klein, so daß die aus der Datensignalleitung abgeleitete elektrische Energie ausreicht. Dies bedeutet, daß die Energieübertragungsleitung P in Abhängigkeit von der Art der zu steuernden Vorrichtung oder der Art der Sensoren eingespart werden kann. Deshalb ist die Energieversor­ gungsleitung P ebenfalls gestrichelt eingezeichnet.

Die Datensignalleitung D ist direkt mit den Empfangs- und Sendeeinheiten der ersten bzw. zweiten Einheitengruppe verbunden. Jede der Sende- und Empfangs­ einheiten enthält eine Schaltung zum Regenerieren der Antriebs- oder Betriebsenergie von der Datensignallei­ tung, eine Taktsignalextrahierschaltung und eine Daten­ signalextrahierschaltung (nur im Falle der Empfangs­ einheiten), und zwar in ähnlicher Weise, wie es bei dem bekannten Übertragungssystem nach Fig. 10 der Fall ist, obgleich die oben angesprochenen Schaltungsmaßnahmen in Fig. 1 nicht dargestellt sind.

Ferner enthält jede der Sende- und Empfangseinheiten ein Schieberegister, das dem in der Signalverteilungs­ schaltung 983 nach Fig. 10 enthaltenen Schieberegister entspricht und dazu dient, den Signalimpuls mit der logischen "1" als Antwort auf das Startsignal oder Triggersignal sequentiell zu verschieben. Als Antwort auf jedes Ausgangssignal des Schieberegisters extrahiert die Sendeeinheit die parallelen Datenimpulssignale einzeln, um auf diese Weise den Pegel von V _x/2 der entsprechenden Taktimpulse auf einen Spannungspegel von Null Volt oder auf einen Spannungspegel von V _x/2 Volt in Abhängigkeit davon zu modulieren, ob das ex­ trahierte Datensignal eine logische "1" oder eine logi­ sche "0" ist. Andererseits identifiziert die entspre­ chenden Empfangseinheit unterscheidungsmäßig die Pegel der Taktimpulse auf der Datensignalleitung D im selben Zeitmaß wie bei der oben erwähnten Modulation des Takt­ impulspegels, um in entsprechender Weise die Signale mit Pegeln einer logischen "1" und/oder "0" am Ausgangsan­ schluß zu erzeugen, wie bezeichnet durch das logische "1"-Signal, das das zugeordnete Schieberegister ausgibt.

Bezüglich der Arbeisweise des Gesamtsystems wird anfangs in die Setzschaltung 133 des Sende/Empfangs- Zeitsteuerungsgeräts 313 ein numerischer Wert eingestellt oder eingegeben, der die Anzahl der Daten (jedes Datum entspricht einem Takt) darstellt, die während einer Über­ tragunsperiode übertragen werden sollen. Wenn das Start­ signal (ein diskretes oder Einzelsignal auf der Start­ signalleitung oder ein Signal, das dem datentragenden Taktimpuls überlagert ist und über die Datensignallei­ tung D übertragen wird sowie einen Zeitverlauf oder eine Schwingungsform hat, die sich von derjenigen des Daten­ signals unterscheidet) gleichzeitig mit der Ausgabe des Datensignals von dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät 13 erzeugt wird, wählt die Steuersignal-Sendeeinheit 12, in die parallele Steuersignale von der Steuerung 10 über einen Eingabe/Ausgabe-Kanal 102 eingegeben werden, das vordere der zahlenreichen Eingangssignale aus und sendet es auf die Datensignalleitung D in der Form des entsprechend modulierten Spannungspegels.

Das Signal auf der Datensignalleitung D wird in der Steuersignal-Empfangseinheit 14, die durch das Startsignal (S) ausgewählt wird, extrahiert, wobei der einer logischen "1" oder einer logischen "0" entspre­ chende Ausgang zum Halten in der Steuersignal-Empfangs­ einheit 14 erzeugt und gleichzeitig an die Gruppe gesteuerter Vorrichtungen 16 ausgegeben wird, so daß die entsprechende dieser Vorrichtungen (nicht gezeigt) betätigt wird, wenn der Ausgang eine logische "1" ist, oder alternativ außer Betrieb genommen oder abgeschaltet wird, wenn der Ausgang eine logische "0" ist. Eine ähn­ liche Betriebsweise wird sequentiell durchgeführt als Antwort auf die andere Steuersignale, die von der Steuersignal-Sendeeinheit 12 ausgesendet bzw. über­ tragen werden, wobei dann die Steuersignale auch den anderen entsprechenden Ausgangsanschlüssen der Steuer­ signal-Empfangseinheit 14 zugeführt und von ihr gehal­ ten werden. Somit sieht man, daß die Eingangsanschlüsse der Steuersignal-Sendeeinheit 12 in einer Eins-Zu-Eins- Entsprechung zu den Ausgangsanschlüssen der Steuersignal- Empfangseinheit 14 stehen. Dementsprechend ist die An­ zahl der Eingangsanschlüsse der erstgenannen Einheit gleich der Anzahl der Ausgangsanschlüsse der letztge­ nannten Einheit.

Für die folgende Betrachtung wird unterstellt, daß eine Steuersignal-Sendeeinheit 12 in Kombination mit einer Steuersignal-Empfangseinheit 14 vorgesehen ist. Wenn dann die Übertragun der Steuersignale zwischen der Steuersignal-Sendeeinheit 12 und der Steuersignal- Empfangseinheit 14 in der oben beschriebenen Weise vollständig durchgeführt worden ist, dann wird die Überwachungssignal-Sendeeinheit 15, in die die Überwa­ chungs- oder Sensorsignale in paralleler Form von den jeweils zugeordneten Sensoren 17 eingegeben werden, als Antwort auf das von der Steuersignal-Empfangseinheit 14 gelieferte Startsignal (S) in Betrieb gesetzt oder durch eine Starteinrichtung, die in der Überwachungssignal- Sendeeinheit 15 enthalten ist, in Betrieb getriggert, wie es nachstehend noch unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert wird, während zur selben Zeit die Überwa­ chungssignal-Empfangseinheit 11, die dazu dient, das Überwachungssignal über einen Eingabe/Ausgabe-Kanal 101 zur Steuerung 10 zu übertragen als Antwort auf das von der Steuersignal-Sendeeinheit 12 der vorangegangenen Stufe gelieferte Startsignal in Betrieb gesetzt oder durch eine in der Überwachungssignal-Empfangseinheit 11 selbst enthaltene Starteinrichtung (Fig. 2) in Betrieb getriggert. Die Übertragung der Überwachungs­ signale wird in Übereinstimmung mit dem Prinzip, das oben in Verbindung mit der Übertragung der Steuersignale beschrieben worden ist, durchgeführt, wobei lediglich in der Übertragungsrichtung ein Unterschied besteht.

Die Überwachungs- oder Sensorsignale, die die Überwachungssignal-Sendeeinheit 15 von den zugehörigen Sensoren 17 in Parallelform erhält, werden seriell auf die Datensignalleitung D ausgegeben und von der Über­ wachungssignal-Empfangseinheit 11 erfaßt zur sequentiel­ len Aufnahme in einer Halteeinrichtung in der Überwa­ chungssignal-Empfangseinheit 11. Anschließend werden die Überwachungssignale über den E/A-Kanal 101 zur Steuerung 10 transferiert.

Wenn die Übertragung der Steuersignale und der Überwachungssignale zwischen den zugehörigen Sende- und Empfangseinheiten (12, 14; 15, 11) beendet worden ist, liefert der Zeitgabegenerator 132 eine Anzahl Takt­ impulse an die Prüfschaltung 134. Die Prüfschaltung 134 identifiziert unterscheidungsmäßig oder überprüft die Signalzustände auf der Datensignalleitung D für jeden Taktimpuls.

Die Abschluß- oder Beendigungseinheit 19 ist bei der letzten Stufe der zweiten Einheitengruppe zum Er­ fassen des Taktimpulssignals auf der Datensignallei­ tung D nach der Vollendung der Übertragung der Steuer­ signale und der Überwachungssignale vorgesehen. Nach der Erfassung der Vollendung der Übertragung erzeugt die Beendigungseinheit 19 ein vorbestimmtes Ausgangssignal für Prüfzwecke, das der Sende/Empfangs-Zeitsteuerungs­ einheit 13 zugeführt wird, um den Betrieb der darin vorgesehenen Prüfschaltung zu triggern.

Obgleich bei der oben beschriebenen Anordnung die Beendigungseinheit 19 auf der Seite der zweiten Einhei­ tengruppe vorgesehen ist, sei bemerkt, daß die Beendi­ gungseinheit auf auf der Seite der ersten Einheiten­ gruppe vorgesehen sein kann, wie es unter Bezugnahme auf die Beendigungseinheit 18 in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist. In diesem Falle könnte dann die Be­ endigungseinheit 19 eingespart werden.

Fig. 2 zeigt den Grundaufbau der Steuersignal- oder Überwachungssignal-Sendeeinheit sowie der Steuersignal- oder Überwachungssignal-Empfangseinheit, die in dem Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem vom Adressen­ zuordnungstyp, bei dem die Startsignalleitung S einge­ spart ist, verwendet werden, wobei die einzelnen Einhei­ ten jeweils durch darin enthaltene Zähler adressiert werden. Die Einheiten sind an vorgegebenen Stellen mit wenigstens zwei Leitungen verbunden (nämlich der Daten­ signalleitung D und der Massepotentialleitung G), wobei das Startsignal (S) von dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungs­ gerät 13 auf die Datensignalleitung D mit einem Zeit­ verlauf oder einer Schwingungsform gegeben wird, die sich von derjenigen der datentragenden Taktimpulse unterschei­ det.

Die in Fig. 2 dargestellte Steuersignal- oder Über­ wachungssignal-Empfangseinheit repräsentiert entweder die Steuersignal-Empfangseinheit 14 oder die Überwa­ chungssignal-Empfangseinheit 11 nach Fig. 1, und die in Fig. 2 dargestellte Steuersignal- oder Überwachungs­ signal-Sendeeinheit repräsentiert entweder die Steuer­ signal-Sendeeinheit 12 oder die Überwachungssignal-Sende­ einheit 15 nach Fig. 1.

Die Einheiten 30 und 31 enthalten Treibenergie regenerierende Schaltungen 307 bzw. 317 sowie stabili­ sierte Konstantenspannung erzeugende Schaltungen 301 bzw. 311. Jede der Treiberenergie regenerierenden oder wieder­ herstellenden Schaltungen dient zur Wiederherstellung der Treiberenergie P _d (eine Spannung mit einem Pegel von etwa V _x) aus dem datenüberlagerten Energiesignal mit dem in Fig. 1 dargestellten Signalverlauf (D). Dieses datenüberlagerte Energiesignal wird über die Datensignal­ leitung D zugeführt. Die aus diesem Signal abgeleitete Treiberenergie P _d wird den gesteuerten Vorrichtungen und den Sensoren zugeführt.

Die stabilisierte Konstantspannung regenerierende Schaltung dient zum Erzeugen einer konstanten Spannung (niedriger als der Spannungspegel V _x) aus der geglätteten Energie P _d. Die auf diese Weise erzeugte konstante Span­ nung dient zum Aktivieren der Bestandteilschaltungen der Einheiten 30 bzw. 31. Andererseits ist die Signal­ extrahierschaltung 302 der Empfangseinheit 30 so aus­ gebildet, daß sie nicht nur das Taktsignal ck und das Datensignal dt extrahiert, sondern auch ein Startsignal st durch Erfassen des oben erwähnten Startsignals (S) er­ zeugt, dessen Zeitverlauf oder Schwingungsform sich von derjenigen des Taktimpulssignals unterscheidet und das einen Pegel V _x haben kann, der über eine vorbestimmte Zeitspanne konstant bleibt. Gleichermaßen enthält die Sendeeinheit 31 eine Signalextrahierschaltung 312, die dazu dient, nicht nur den Taktimpuls ck zu extrahieren, sondern auch das Signal, welches die gegenüber dem Takt­ signal unterschiedliche Schwingungsform hat, um auf diese Weise ein Startsignal st zu gewinnen.

Wenn beim Betrieb der in Fig. 2 dargestellten Steuer/Überwachungssignal-Empfangseinheit 30 die Signal­ extrahierschaltung 302 zunächst das Startsignal st aus der Datensignalleitung D erfaßt, wird dieses Startsignal st einem Zähler 303 zugeführt, der auf dieses Startsignal st dadurch anspricht, daß er einen Zählvorgang zum Zählen der Taktimpulse ck startet, die von der Signalextrahier­ schaltung 302 geliefert werden. Hat der Inhalt des Zählers 303 einen Zählwert erreicht, wie er zuvor in einer Setzschaltung 304 eingegeben oder eingestellt worden ist, wird am Ausgangsanschluß des Zählers 303 ein Betriebsstartsignal c mit dem logischen Pegel von "1" erzeugt und zwar mit dem Ergebnis, daß das Signal mit dem logischen Pegel "1" einem Schieberegister 305 zugeführt wird. Das logische Signal "1" wird durch das Schieberegister 305 (bei der Darstellung nach Fig. 2 in Rechtsrichtung) geschoben, und zwar immer dann, wenn der Taktimpuls ck erscheint, wodurch eine UND-Schaltung 306 freigegeben oder durchgesteuert wird, um das von der Signalextrahierschaltung 302 zugeführte Datensignal dt mit dem logischen Wert "1" oder "0" weiterzuschalten. Der Ausgang der UND-Schaltung 306 wird in eine Halteschaltung 308 gegeben und darin fest­ gehalten (gespeichert).

Es ist wichtig zu wissen, daß der zuvor in der Setzschaltung 304 plazierte Wert die Adresse darstellt, die der Steuer/Überwachungssignal-Empfangseinheit 30 zugeordnet ist, in der sich die Setzschaltung 304 be­ findet. Wenn der numerische Wert u in der Setzschaltung 304 gesetzt ist und wenn die Einheit 30 mit k Ausgangs­ anschlüssen ausgerüstet ist, wird das Ausgangsdaten­ signal dieser Einheit 30 am ersten Ausgangsanschluß (bei der Darstellung nach Fig. 2 der äußerste linke Anschluß der parallelen Ausgangsanschlüsse) als Antwort auf den u-ten Taktimpuls erzeugt, wobei dann als Antwort auf den (u + 1)-ten bis (u + k-1)-ten Taktimpuls die übrigen Datenimpulse sequentiell folgen.

In ähnlicher Weise wird im Falle der Steuer/Über­ wachungssignal-Sendeeinheit 31 ein Zähler 313 als Antwort auf das Startsignal st von der Signalextrahierschal­ tung 312 aktiviert, um das Zählen des Taktimpulses ck zu starten. Hat der Inhalt des Zählers 313 einen Wert erreicht, der dem zuvor in der Setzschaltung 314 ge­ setzten Wert entspricht, wird ein Signal c erzeugt, das den Start des Betriebs des Schieberegisters 315 befiehlt, wobei dann der Schiebevorgang durchgeführt wird. Die Folge davon ist, daß das Steuersignal oder das Überwachungssignal auf die Datensignalleitung D ausgesendet wird. Der in der Setzschaltung 313 plazier­ te numerische Wert repräsentiert die Adresse, die der Einheit 31 zugeordnet ist. Die Datensignale, deren An­ zahl der Anzahl l der Paralleleingänge entspricht, werden zum Aussenden auf die Datensignalleitung D gegeben.

Bei der obigen, auf Fig. 2 Bezug nehmenden Be­ schreibung wurde im Rahmen eines Beispiels unterstellt, daß die Sendeeinheit und die Empfangseinheit in einer Eins-Zu-Eins-Entsprechung vorgesehen sind. Es sollte deshalb bemerkt werden, daß im Falle des Steuer/Über­ wachungssignal-Übertragungssystem vom Adressenzuord­ nungstyp das von einer einzigen Sendeeinheit erzeugte Steuersignal oder Überwachungssignal an eine Vielzahl von Empfangseinheiten übertragen werden kann. In einem Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem vom Adressenzuordnungstyp, bei dem irgendeine gegebene Einheit der mit der Datensignalleitung verbundenen Einheiten das Startsignal erfassen und auch die aus der Datensignalleitung D abgeleiteten Taktimpulse zählen sowie den Sende- oder Empfangsbetrieb starten kann, wenn die Anzahl der ausgezählten Taktimpulse einen voreingestellten Wert erreicht hat, ist es mög­ lich, ein und dieselbe Adresse mehreren Empfangs­ einheiten zuzuordnen. Eine einzige Sendeeinheit ist daher in der Lage, an eine Vielzahl von Empfangsein­ heiten gleichzeitig Daten auszugeben. Mit einer einzi­ gen Sendeeinheit und einer Vielzahl von Empfangsein­ heiten in einem Eins-Zu-n-Entsprechungsverhältnis kann man somit ein sogenanntes Mehrrichtung-Abzweig- Übertragungssystem realisieren.

Mit der obigen Systemanordnung ist es somit mög­ lich, die Verbindung zwischen den Sendeeinheiten und den Empfangseinheiten zu ändern oder zu modifi­ zieren und die Anzahl dieser Einheiten in einfacher und äußerst vorteilhafter Weise dadurch zu erhöhen oder zu vermindern, daß die in den zugehörigen Setz­ schaltungen eingestellten numerischen Werte entspre­ chend eingestellt werden. Darüber hinaus ist es von Vorteil, daß die Startsignalleitung eingespart werden kann.

Fig. 3 zeigt in Blockschaltbildform den grund­ sätzlichen Schaltungsaufbau einer Empfangseinheit und einer Sendeeinheit, die in einem Steuer/Überwachungs­ signal-Übertragungssystem angewendet werden, bei dem die einzelne Startsignalleitung S, die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist, tatsächlich verwendet wird. Diese Systemausbildung wird Steuer/Überwachungs­ signal-Übertragungssystem vom Startzeilentyp genannt. Im Hinblick auf diesen Systemtyp ist daher in Fig. 3 die Startsignalleitung als ausgezogene Linie einge­ zeichnet. Die in dieser Figur dargestellte Empfangs­ einheit 20 repräsentiert entweder die Steuersignal- Empfangseinheit 14 oder die Überwachungssignal-Empfangs­ einheit 11 nach Fig. 1, wohingegen die gezeigte Sende­ einheit 21 entweder die Steuersignal-Sendeeinheit 12 oder die Überwachungssignal-Sendeeinheit 15 nach Fig. 1 darstellt.

In diesem Übertragungssystem vom Startzeilentyp sind die einzelnen Sendeeinheiten und Empfangseinheiten über die Datensignalleitung D, die Startsignalleitung S und die Massepotentialleitung G sequentiell miteinander verbunden. In jeder der ersten und zweiten Einheiten­ gruppen sind die vordere Sendeeinheit und die vordere Empfangsseinheit, die als erste angesteuert werden, mit dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät 13 verbunden. Die Energieversorgungsleitung P kann gegebenenfalls eben­ falls vorhanden sein, wie es in Fig. 3 durch eine ge­ strichelte Linie angedeutet ist. Es wären dann insge­ samt vier Leitungen vorhanden.

Die Sendeeinheit 21 enthält eine Treibenergie regenerierende oder wiederherstellende Schaltung 215 zum Wiederherstellen der Treibenergie P _d (eine Span­ nung mit einem Pegel von etwa V_x aus dem datenüberla­ gerten Energiesignal mit einer in Fig. 1 dargestellten Schwingungsform (D). Dieses datenüberlagerte Energie­ signal wird über die Datensignalleitung D zugeführt, und die daraus abgeleitete Treibenergie P _d wird den gesteuerten Vorrichtungen 26 zugeführt. Vorhanden ist ferner eine stabilisierte Konstantspannung regenerieren­ de Schaltung oder ein Spannungsumsetzer 211 zum Erzeugen einer konstanten Spannung (niedriger als der Spannungs­ pegel V_x) aus der geglätteten Energie P_d. Die auf diese Weise gewonnene konstante Spannung wird dazu verwendet, um die Bestandteilschaltung der Sendeeinheit 21 mit Energie zu versorgen.

Wie es bereits in Verbindung mit der Beschreibung von Fig. 1 erwähnt wurde, kann es vorkommen, daß bei der Ableitung der Treibenergie P _d für die gesteuerten Vorrichtungen aus der Datensignalleitung D die Energie P _d zum Treiben der gesteuerten Vorrichtung oder der Sensoren unzureichend ist, und zwar insbesondere dann, wenn diese Vorrichtung oder Sensoren in großer Anzahl vorliegen oder wenn ihre Gesamtkapazität übermäßig groß ist. In einem solchen Fall kann man die elektrische Energie über die separat vorgesehene Energieübertra­ gungsleitung P getrennt bereitstellen und den gesteuer­ ten Vorrichtungen oder Sensoren getrennt zuführen. Die Schaltung 215 zum Wiederherstellen der Treiberenergie kann dann weggelassen werden.

Das Startsignal (S), das über die Startsignalleitung S über das Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät 13 (Fig. 1) oder von der Einheit der vorausgehenden, in Fig. 3 rechtsseitigen Stufe zugeführt wird, gelangt zu einem Eingangsanschluß eines Schieberegisters 213 und wird dort ansprechend auf das Taktsignal ck, das von der Signalextrahierschaltung 212 aus der Datensignal­ leitung D extrahiert wird, in die erste Stufe des Schieberegisters gesetzt. Somit erscheint am Ausgang der ersten Stufe des Schieberegisters 213 ein logisches Signal "1", das einem Eingang einer UND-Schaltung 214 zugeführt wird. Folglich gibt die UND-Schaltung 214 an die Datensignalleitung D einen Signalpegel aus, der dem ersten Eingangssignal entspricht, das zu dieser Zeit der Sendeeinheit 21 von der Steuerung (10 in Fig. 1) oder einem Sensor zugeführt wird. Anschließend wird unter der Steuerung des nächsten Taktimpulses ck das logische Signal "1" durch das Schieberegister 213 ge­ schoben, so daß jetzt eine logische "1" am Ausgangs­ anschluß 2 der zweiten Stufe des Schieberegisters auf­ tritt, wodurch der dem zweiten Eingangssignal entspre­ chende Signalpegel auf die Datensignalleitung D ausge­ gegeben wird. Durch gleichartige Vorgänge wird das gesam­ te zugeführte parallele Signal in ein Seriensignal überführt, das mittels der einzelnen Taktimpulse in Form unterscheidbarer Pegel oder Amplituden auf die Datensignalleitung D ausgegeben wird. Nach Vollendung der Parallel/Serien-Umsetzung tritt das Startsignal (S) an der letzten Stufe des Schieberegisters 213 auf und wird der benachbarten Empfangseinheit 20 zugeführt.

Die Empfangseinheit 20, bei der es sich entweder um die Steuersignal-Empfangseinheit 14 oder die Über­ wachungssignal-Empfangseinheit 11 nach Fig. 1 handeln kann, enthält eine Treiberenergie regenerierende Schal­ tung 206, eine stabilisierte Konstantspannung erzeu­ gende Schaltung 201 und eine Signalextrahierschaltung 201, und zwar wie im Falle der oben beschriebenen Sende­ einheit 21, wobei die Signalextrahierschaltung 202 dazu dient, das Taktsignal ck aus der Datensignalleitung D zu extrahieren und gleichzeitig das Datensignal dt mit einer logischen "1" oder einer logischen "0" zu extra­ hieren, und zwar durch Diskriminieren der Signalpegel des von der anderen Sendeeinheit zugeführten Steuersignals oder Überwachungssignals.

Die Empfangseinheit 20 enthält ferner ein Schiebe­ register 203, das so vorgesehen ist, daß es das Start­ signal (S) der Sendeeinheit der vorgesehenen Stufe empfängt und gleichzeitig das Taktsignal ck von der Signalextrahierschaltung 202 empfängt, so daß das Schieberegister an seinen einzelnen Stufenausgangsan­ schlüssen sequentiell eine logische "1" abgibt.

Folglich wird eine UND-Schaltung 204 als Antwort auf jeden Ausgangsimpuls mit einer logischen "1", den das Schieberegister 203 einem Eingang der UND-Schaltung zuführt, freigegeben oder durchgeschaltet, so daß Aus­ gangsimpulse gewonnen werden, die einer logischen "1" und einer logischen "0" des Datensignals (Diskriminations­ ausgangssignal) entsprechen, das die Signalextrahier­ schaltung 202 liefert. Die Ausgangsimpulse der UND- Schaltung 204 werden sequentiell in eine Halteschaltung 205 gegeben und darin festgehalten (gespeichert). Auf diese Weise wird die Serien/Parallel-Umsetzung durchge­ führt, wobei das Ergebnis dieser Umsetzung in der Halte­ schaltung 205 bis zum nächsten Zyklus gehalten (gespei­ chert) wird.

Als nächstes folgt eine Einzelbeschreibung des Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät, der Steuer/Über­ wachungssignal-Empfangseinheit und -Sendeeinheit des Übertragungssystems vom Adressenzuordnungstyp, der Steuer/Überwachungssignal-Empfangseinheit und -Sende­ einheit des Übertragungssystems vom Startzeilentyp sowie der Beendigungseinheit, und zwar in der genannten Reihenfolge unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 9. Hierbei zeigt Fig. 4 das Schaltbild des Aufbaus eines Sende/ Empfangs-Zeitgabesteuerungsgeräts gemäß einem Aus­ führungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5(a) das Schalt­ bild des Aufbaus einer Steuersignal- oder Überwachungs­ signal-Empfangseinheit, die in dem Übertragungssystem vom Adressenzuordnungstyp verwendet wird, Fig. 5(b) das Schaltbild des Aufbaus einer Steuersignal- oder Über­ wachungssignal-Sendeeinheit, die in dem Übertragungs­ system vom Adressenzuordnungstyp verwendet wird, Fig. 6(a) das Schaltbild des Aufbaus einer Steuersignal- oder Überwachungssignal-Empfangseinheit, die in dem Über­ tragungssystem vom Startzeilentyp verwendet wird, Fig. 6(b) das Schaltbild des Aufbaus einer Steuersignal- oder Überwachungssignal-Sendeeinheit, die in dem Über­ tragungssystem vom Startzeilentyp verwendet wird, Fig. 7 das Schaltbild des Aufbaus der Beendigungseinheit, Fig. 8(a) und 8(b) Zeitverläufe zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Steuer/Überwachungssignal-Über­ tragungssystems und Fig. 9 Zeitverläufe zur Veranschau­ lichung der Arbeitsweise der Beendigungseinheit.

Der Aufbau und die Arbeitsweise des Sende/Empfangs- Zeitsteuerungsgerät, das in Fig. 1 mit 13 bezeichnet ist, wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 8(a) und 8(b) be­ schrieben.

In Fig. 4 ist eine Energieversorgungsschaltung 40 dargestellt, die mit einer externen Energieversorgungs­ leitung verbunden ist, an der beispielsweise 24 Volt liegen. Diese Energieversorgungsschaltung liefert eine Versorgungsspannung V _cc, die den einzelnen elek­ tronischen Schaltungen zugeführt wird, welche Bestand­ teil des Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgeräts sind. Die Datensignalleitung D wird ebenfalls mit einer Spannung von 24 Volt (entsprechend V _x, wie dargestellt in Fig. 1) aus dieser Energieversorgungsschaltung gespeist.

Ein Oszillator 44 (131 in Fig. 1) erzeugt Takt­ impulse, die, wie es aus der Figur hervorgeht, einem Zähler 43, einem Schieberegister 45 und einer Flipflop­ schaltung 46 zugeführt werden. Beginnend mit dem Impuls, der das Startsignal darstellt, beginnt der Zähler 43 mit dem Zähler der Taktimpulse. Die zum Übertragen des Datensignals erforderliche Anzahl von Taktimpulsen wird in eine Setzschaltung eingegeben. Fällt der Zählwert im Zähler 43 mit der in der Setzschaltung 41 einge­ stellten Impulszahl zusammen, liefert eine Koinzidenz­ schaltung 42 ein logisches Ausgangssignal "1", das über einen mit "DATA" bezeichneten Anschluß dem Schiebe­ register 45 zugeführt wird.

Das Schieberegister 45 erzeugt an Anschlüssen (p + 1) bis (p + 4) sequentiell Zeitsteuersignale zum Überprüfen der Leitungszustände (beispielsweise Kurz­ schlußzustand). Ansprechend auf diese Zeitsteuersignale überprüfen Fehlerprüfschaltungen 471 bis 474 die Lei­ tungszustände. Die Funktion der Fehlerprüfschaltungen wird nachstehend im einzelnen in Verbindung mit der Beendigungsschaltung (Fig. 7) beschrieben. Zur Zeit der letzten Ausgabe (p + 4) des Schieberegisters 45 wird der Zähler 43 gelöscht, woraufhin mit dem Zählen der nächsten Periode begonnen wird. Verwiesen wird dazu auf Fig. 8(b) bei (2).

Der Ausgang des Oszillators 44 wird auch über eine NOR-Schaltung 486 und eine ODER-Schaltung 487 Verstärkerschaltungen 484 und 485 zugeführt. Die Ver­ stärkerschaltung 484 wird über einen anderen Ein­ gangsanschluß mit einer Spannung von 12 Volt gespeist, wohingegen die Verstärkerschaltung 585 über einen anderen Eingangsanschluß mit einer Spannung von 24 Volt gespeist wird. Im Abhängigkeit von der jeweiligen An­ steuerung liefern somit die Verstärkerschaltungen 484 und 485 eine Ausgangsspannung von 12 Volt bzw. 24 Volt wobei die Spannung von 24 Volt den Taktimpulsen in einer solchen Weise überlagert wird, wie es in Fig. 8(a) bei (2) dargestellt ist, und auf die Daten­ signalleitung D ausgegeben wird.

Die NOR-Schaltung 486 oder die ODER-Schaltung 487 arbeiten ferner zusammen, um das Startsignal mit einer Schwingungsform zu gewinnen, bei der der Pegel von 24 Volt für eine vorbestimmte Zeitdauer konstant bleibt (beispielsweise für eine Periode, die 1,5 mal länger ist als diejenige des Taktimpulssignals) und zwar im Falle des Übertragungssystems vom Adressenzuordnungstyp. Bezüglich des Startsignals, wird von den Ausgängen (p + 3) und (p + 4) des Schieberegisters 45 Gebrauch gemacht. Verwiesen wird dazu auf Fig. 8(b) bei (2) betreffend die Leitung "D".

Für den Fall, daß beide oder eine der ersten Ein­ heitsgruppe und der zweiten Einheitsgruppe (vgl. Fig. 1) Sende/Empfangs-Einheiten vom Startzeilentyp (verbunden mit der Datensignalleitung D, der Massepo­ tentialleitung G und der Startsignalleitung S) enthält. Wird von einem Aufbau Gebrauch gemacht, bei dem das Startsignal der Startsignalleitung zugeführt wird. Wenn der Ausgang (p + 4) an der letzten Stufe des Schieberegisters 45 erzeugt wird, liefert die Flipflop­ schaltung 46 das Signal mit dem logischen Pegel "1" über eine Periode des Taktsignals, wobei als Ergebnis das Startsignal mit einem Pegel von 0 Volt, der während einer Periode das Taktsignals konstant bleibt, von Treibern 481 und 482 erzeugt wird. Diese Schwingungs­ form des Startsignals ist dargestellt in Fig. 8(a) bei (1) und in Fig. 8(b) bei (1) und tritt auf an der Leitung "S".

Da die Spannung von 24 Volt dem Datensignal (D) überlagert ist, das von dem Sende/Empfangs-Zeitsteue­ rungsgrät ausgegeben wird, kann jede der Einheiten von der Datensignalleitung D die elektrische Energie zum Treiben der gesteuerten Vorrichtungen und der Sen­ soren regenerieren. Ist jedoch die Belastung von hoher Kapazität, kann man die Energieleitung von 24 Volt von dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät zu den einzelnen Sende- und Empfangseinheiten, den gesteuerten Geräten sowie den Sensoren führen, wie es gerade erforderlich ist. Es ist jedoch bemerkt, daß die Energieleitung P von 24 Volt nicht unabkömmlich ist.

Als nächstes werden in bezug auf Fig. 5(a) und 5(b) die Empfangs- und Sendeeinheiten vom Adressenzuordungs­ typ beschrieben. Es sei daran erinnert, daß diese Ein­ heiten in Übereinstimmung mit dem Prinzip arbeiten, das oben in Verbindungs mit Fig. 2 erläutert worden ist.

Die in Fig. 5(a) dargestellte Steuersignal- oder Überwachungssignal-Empfangseinheit ist mit Anschlüssen D, G und P ausgerüstet, die mit der gemeinsamen Daten signalleitung D, der Massepotentialleitung G und der Energieleitung P (vorhanden, wenn notwendig) verbunden sind, und enthält Schaltungen zum Regenerieren einer Versorgungsspannung von 24 Volt aus der Datensignal­ leitung D, den Spannungsumformer (KS = Konstantspannung) zum Erzeugen der stabilen Spannung V _cc zum Treiben der elektronischen Schaltungen, die in der Sendeeinheit enthalten sind, die Schaltung zum Extrahieren der Takt­ impulse, den Vergleicher zum diskriminierenden Iden­ tifizieren des Datensignals und andere Teile, wie zuvor beschrieben. Im Falle des Übertragungssystems vom Adressenzuordnungstyp können die einzelnen Empfangs­ einheiten an Stelle installiert sein, die willkürlich gewählt sind, da zuvor keine Beziehung zwischen den Stellen oder Positionen, bei denen die Einheiten in­ stalliert werden sollen, und den Adressen, die den Einheiten zugeordnet werden sollen, erstellt worden sind.

Bei der Empfangseinheit vom Adressenzuordnungstyp wird aus der Datensignalleitung D über eine Filterschal­ tung eine geglättete Versorgungsspannung von etwa 24 Volt regeneriert. Diese Filterschaltung besteht aus einem Kondensator c₁ und einer Diode d. Die auf diese Weise gewonnene Spannung wird gleichzeitig dem Energieleitungsanschluß P und dem Treiberspannungs­ anschluß Pd zugeführt. Weiterhin setzt ein stabilisierter Konstantspannungsgenerator oder der Spannungsum­ former (KS) 78 die Spannung von 24 Volt in eine niedrigere stabilisierte Spannung V _cc um, und zwar zum Treiben der elektronischen Schaltungen, die die Einheit bilden. Die Taktimpulse werden mittels einer Vergleichsschaltung 75 extrahiert, während das Daten­ signal mittels einer Vergleichsschaltung 76 extrahiet wird.

Wird das an der Datensignalleitung D auftretende Startsignal von 24 Volt, das von dem in Fig. 4 darge­ stellten Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät erzeugt wird und eine Periode hat, die 1,5 mal so lang wie diejenige des Taktimpulses ist, an einen entsprechenden Eingangs­ anschluß der Empfangseinheit gelegt, erzeugt der Ver­ gleicher 75 durch Vergleichen der Eingangsspannung mit einer Referenzspannung von 16 Volt ein Erfassungssignal. Dieses Erfassungssignal wird einer Zeitkonstantenschal­ tung zugeführt, die aus einem Widerstand R und einem Kondensator c₂ besteht. Damit wird die Dauer des Erfas­ sungssignals ermittelt. Wenn die Dauer des Empfangs­ signals eine voreingestellte Zeitspanne überschreitet, liefert eine Schmitt-Trigger-Schaltung 74 ein Ausgangs­ signal, das zum Löschen eines Zählers 72 dient. Die Taktimpulse, die demjenigen nachfolgen, den der Ver­ gleicher 75 erfaßt hat, werden dann vom Zähler 72 ge­ zählt.

Der Zählvorgang des Zählers 72 ist in Fig. 8(a) bei (3) dargestellt. Andereseits ist eine vorbestimmte Adresse, die der betrachteten Empfangseinheit zugeordnet ist, in einer Adressensetzschaltung 70 voreinge­ stellt. Der Zählwert des Zählers 72 wird mit dem vor­ eingestellten Adressenwert in einer Koinzidenzschaltung 71 verglichen. Wenn der Zählwert den voreingestell­ ten Adressenwert erreicht hat, liefert die Koinzidenz­ schaltung 72 ein Koinzidenzausgangssignal an einen Ausgangsanschluß OUT. Dieses Koinzidenzausgangssignal wird dann über einen Anschluß S _i in ein Schieberegister 73 gegeben. Daraufhin wird der Betrieb der Empfangs­ einheit gestartet. Im einzelnen wird im Schieberegister 73 aufgrund der Taktimpulse, die aufeinanderfolgend als logisches Signal "1" auftreten, das logische Signal "1" weitergeschoben, so daß an Ausgangsanschlüssen Q₀, Q₁, Q₂, . . . , Q _n des Schieberegisters 73 aufeinander­ folgend das logische Signal "1" auftritt, so daß als Ergebnis Daten mit einer logischen "1" und/oder einer logischen "0" des vom Vergleicher 76 extrahierten Datensignals von entsprechenden Flipflops 77 festge­ halten bzw. gespeichert werden. Aufgrund des Ausgangs von der letzten Stufe Q _n des Schieberegisters 73 wird der Datenausgabevorgang zur Steuerung (10 in Fig. 1) oder zu den zu steuernden Vorrichtungen (16 in Fig. 1) durchgeführt.

In Verbindung mit der Empfangseinheit vom Adressen­ zuordnungstyp sei bemerkt, daß dieselbe Adresse einer Reihe von Empfangseinheiten zugeordnet und in die be­ treffende Setzschaltung 70 eingegeben werden kann. In diesem Fall kann ein einziges von der Sendeeinheit zugeführtes und an der Datensignalleitung auftretendes Datum (Dateneinheit) an eine Vielzahl von Empfangs­ einheiten parallel transferiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, Vorrichtungen, die an einer Vielzahl unterschiedlicher Stellen installiert sind, mit einem einzigen Steuersignal zu steuern. Bei der einzigen Sendeeinheit kann es sich entweder um eine Einheit vom Adressenzuordnungstyp oder vom Startzeilentyp handeln.

Die in Fig. 5(b) dargestellte Sendeeinheit vom Adressenzuordnungstyp ist so angeordnet und ausgebildet, daß beim Erfassen des Startsignals mit einer vorbestimm­ ten Schwingungsform (allein oder gleichzeitig mit anderen Sendeeinheiten) ein Zähler 82 mit dem Zählvorgang der Taktimpulse beginnt. Hat der Zählwert einen numerischen Wert erreicht, der in einer Setzschaltung 80 gespeichert ist und die Adresse darstellt, welche dieser Sendeein­ heit zugeordnet ist, erzeugt eine Konzidenzschaltung 81 ein Koinzidenzerfassungssignal, auf das ein Schieberegister 83 anspricht, indem es mit der Schiebeoperation des logischen Impulses "1" beginnt, wie es oben unter Bezugnahme auf Fig. 5(a) beschrieben worden ist. Somit werden die Datensignale vom logischen Wert "1" und/oder "0", die von den einzelnen Eingangsanschlüssen IN₀ bis IN _n von der Steuerung (sofern es sich bei der Sendeein­ heit um die Steuersignal-Sendeeinheit handelt) oder von den Sensoren (sofern es sich bei der Sendeeinheit um die Überwachungssignal-Sendeeinheit handelt) eingegeben werden, erfaßt, um die Pegel der entsprechenden Takt­ impulse auf der Datensignalleitung D entsprechend zu verändern. Auf diese Weise werden die Datensignale, die die Steuersignale der Steuerung oder die Überwachungs­ signale der überwachenden Sensoren darstellen, zu den zu steuernden Vorrichtungen bzw. zu der Steuerung über die zugeordneten Empfangseinheiten übertragen.

Als nächstes sollen an Hand von Fig. 6(a) und 6(b) die Sendeeinheiten und die Empfangseinheiten beschrieben werden, die in dem Steuer/Überwachungssignal-Übertra­ gungssystem vom Startzeilentyp verwendet werden. Es sei in Erinnerung gerufen, daß diese Einheit gemäß dem Prinzip arbeiten, das an Hand von Fig. 3 beschrie­ ben worden ist.

Die in Fig. 6(a) dargestellte Empfangseinheit ist über die Startsignalleitung S, die Datensignalleitung D, die Massepotentialleitung G und die Energieleitung P (die als Energieversorgung zum Treiben der gesteuerten Geräte oder Sensoren dient) mit dem Sende/Empfangs-Zeit­ steuerungsgerät (13 in Fig. 1) oder mit der Sendeeinheit der vorausgehenden Stufe (nicht gezeigt) verbunden, die zur Linken der dargestellten Einheit vorgesehen sind. Eine geglättete Spannung von etwa 24 Volt wird über eine Filterschaltung bestehend aus einem Kondensator c und einer Diode d aus der Datensignalleitung D abgeleitet und der Energieleitung P sowie gleichzeitig dem An­ schluß P_d zum Antreiben der gesteuerten Vorrichtungen oder der überwachenden Sensoren zugeführt. Ein Span­ nungsumformer (KS) 53 wird ebenfalls mit der Spannung von 24 Volt gespeist, und zwar mit dem Ziel, eine sta­ bilisierte Spannung V _cc zum Antreiben der elektronischen Schaltungen zu gewinnen, bei denen es sich um die Schieberegister und andere Teile handelt, die die Emp­ fangseinheit bilden.

Ferner werden die Taktimpulse (mit einem Amplituden­ pegel von 12 Volt oder etwa 0 Volt) aus der Datensignal­ leitung D extrahiert. Dies geschieht mit Hilfe eines Vergleiches mit einem Spannungssignal von 16 Volt in einem Vergleicher 15. Die extrahierten Taktimpulse cp werden einem Eingangsanschluß CP eines Schieberegisters 54 zugeführt. Weiterhin wird das Datensignal, das den Taktimpulsen überlagert ist, aus der Datensignalleitung D extrahiert, und zwar durch Vergleich mit einer Span­ nung von 8 Volt in einem Vergleicher 52, der ein logi­ sches Signal "1" (EIN-Signal) liefert, wenn das Daten­ signal etwa 0 Volt beträgt, und sonst ein logisches Signal "0" (AUS-Signal) bereitstellt.

Das an der Startsignalleitung S anliegende Start­ signal wird einem Eingangsanschluß S _i des Schieberregisters 54 über einen Verstärker 50 zugeführt. Die erste Stufe des Schieberegisters 54 gibt daraufhin ein logisches Signal "1" ab. Diese logische Signal "1" wird dann durch die aufeinanderfolgenden Stufen des Schieberegisters geschoben. Dieses logische Signal "1" wird einer zuge­ ordneten Flipflopschaltung 55 zugeführt. Die Folge davon ist, daß in der Flipflopschaltung 55 logische Signale "0" und/oder "1" des Datensignals gespeichert werden, und zwar entsprechend der Identifikation durch den Vergleicher 52. Somit wird die Flipflopschaltung 55 mit den Daten geladen, die dem Datensignal an der Daten­ signalleitung D entsprechen.

Beim Auftreten der Signale mit Schwingungsformen, wie sie in Fig. 8(a) bei (4) dargestellt sind, erzeugen somit die Flipflopschaltungen 55 die Ausgangssignale OUT₀ bis OUT _n mit Schwingungsformen, wie sie in Fig. 8(a) bei (5) gezeigt sind. Diese Ausgangssignale werden zur Steuerung der gesteuerten Vorrichtungen verwendet, die über Treiber mit den Ausgangsanschlüssen OUT₀ bis OUT _n verbunden sind, und zwar für den Fall, daß die Empfangs­ einheit mit den gesteuerten Vorrichtung verbunden ist, wie es in Fig. 1 für die Steuersignal-Empfangseinheit 14 veranschaulicht ist, wohingegen die Ausgangssignale OUT₀ bis OUT _n unmittelbar der Steuerung (10 in Fig. 1) zugeführt werden, wenn die Empfangseinheit als Über­ wachungssignal-Empfangseinheit 11 nach Fig. 1 dient.

Die letzte Stufe Q _n des Schieberegisters 54 erzeugt über ein Umkehrglied 57 das Startsignal, das auf die zur nachfolgenden Einheit führende Startsignalleitung S ausgegeben wird.

Gemäß Fig. 6(b) ist die Steuersignal- oder Über­ wachungssignal-Sendeeinheit über die Energieleitung P, die Startsignalleitung S, die Datensignalleitung D und die Massepotentialleitung G mit der benachbarten Einheit verbunden, wobei die Energieleitung P nur dann vorgesehen ist, wenn es aus den bereits oben geschilderten Gründen erforderlich ist. Aus der Datensignal­ leitung D wird mittels einer Filterschaltung bestehend aus einem Kondensator c und einer Diode d eine ge­ glättete Spannung von etwa 24 Volt abgeleitet, die der Energieleitung P und gleichzeitig dem Anschluß P _d zum Treiben der gesteuerten Vorrichtungen oder der überwachenden Sensoren zugeführt wird, die mit der be­ trachteten Sendeeinheit verbunden sind. Ein Spannungs­ umformer (KS) 63 liefert eine Spannung V _cc zum Aktivieren der elektrischen Geräte, die die Einheit bilden.

Diese Spannung wird aus der Spannung von 24 Volt abgeleitet. Das Startsignal, das von der 13732 00070 552 001000280000000200012000285911362100040 0002004017533 00004 13613 be­ nachbarten Einheit (vorgesehen auf der linken Seite der in Fig. 6(b) dargestellten Einheit) geliefert wird, gelangt an einen Eingangsanschluß S _i eines Schiebe­ registers 64, das ansprechend auf Taktimpulse einen Schiebevorgang ausführt. Diese Taktimpulse werden mit Hilfe eines Vergleichers 61 in der gleichen Weise ex­ trahiert, wie es zuvor in Verbindung mit Fig. 5(a) beschrieben worden ist. Die Ausgänge aus den einzelnen Stufen Q₁ bis Q _n des Schieberegisters 64 werden Ein­ gängen zugeordneter UND-Schaltungen 65 zugeführt, so daß Datensignale IN₀ bis IN _n mit logischen Werten von "1" und/oder "0", die von der Steuerung (10 in Fig. 1) oder von den überwachenden Sensoren (17 in Fig. 1) stammen, mittels Torsteuerung durch die UND-Schaltungen 65 auf die Datensignalleitung D über eine NOR-Schaltung 66, eine UND-Schaltung 67 und einen Treiber 62 ausge­ geben werden. Somit stellt das von dieser Sendeeinheit ausgesandte Datensignal das Steuersignal dar, wenn die Einheit mit der Steuerung verbunden ist, oder das Überwachungssignal (Zustandserfassungssignal) dar, wenn die Einheit mit den überwachenden Sensoren verbunden ist.

Ein Beispiel der Schwingungsform des auf diese Weise erzeugten Datensignals ist in Fig. 8(a) bei (4) dargestellt. Wie man sehen kann, nehmen, wenn die an die Anschlüsse IN₀ bis IN _n der Sendeeinheit einge­ gebenen Signals von einer solchen Schwingungsform sind, wie es in Fig. 8(a) bei (4) dargestellt ist, die Takt­ impulse an der Datensignalleitung D Werte von 12 Volt und 0 Volt an, und zwar entsprechend dem logischen Signal "0" bzw. "1" des zugeführten Datensignals. Dies bedeutet, daß das Datensignal vom logischen Wert "1" veranlaßt, daß sich der Pegel des entsprechenden Takt­ impulses von 12 Volt auf 0 Volt ändert, wie es ge­ strichelt in Fig. 8(a) bei (2) dargestellt ist, wohin­ gegen das Datensignal mit dem logischen Wert von "0" es dem zugeordneten Taktimpuls gestattet, daß er auf dem Pegel von 12 Volt bleibt.

Die Abschluß- oder Beendigungseinheit wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 7 und Fig. 9 beschrieben.

Die in Fig. 7 dargestellte Beendigungseinheit ist realisiert in einem Aufbau von Startzeilentyp und mit der Startsignalleitung S, der Datensignalleitung D und der Massepotentialleitung G verbunden. Da die Be­ endigungseinheit mit der letzten Stufe verbunden ist, wird das Startsignal, das von der unmittelbar voraus­ gehenden Einheit erzeugt wird, einem Anschluß "S" zugeführt. Dieses Startsignal ist in Fig. 9 bei (S) gezeigt. Wenn zu dieser Zeit ein Taktimpuls an der Datensignalleitung D durch einen Vergleicher 91 er­ faßt wird, liefert eine UND-Schaltung A 1 einen Aus­ gangsimpuls, der in Fig. 9 bei (A 1) dargestellt ist. Dadurch wird eine Flipflopschaltung 93 gesetzt, so daß an einem Ausgangsanschluß Q der Flipflopschaltung 93 ein logisches Signal "1" ansteht, das einer UND- Schaltung A 2 zugeführt wird. Danach werden Taktimpulse, jeweils mit einer vorbestimmten Zeitperiode, im Rhythmus der Taktsteuerung auf die UND-Schaltung A 2 gegeben.

Solange die Taktimpulse der vorbestimmten Periode erfaßt werden, gibt die UND-Schaltung A 2 ein logisches Signal "1" als Antwort auf die Taktimpulse vom logischen Wert "1" ab, die der Vergleicher 91 liefert. Da die logischen Impulse "1" eine Dauer haben, die kürzer als die Zeitkonstante (c₂R) einer Zeitkonstanten­ schaltung ist, die von einem Widerstand R und einem Kondensator C₂ gebildet wird, wird eine Schmitt-Trigger-Schaltung 94 nicht ausgesteuert. Wenn jedoch der Taktimpuls mit dem Pegel von 12 Volt über eine Zeitspanne oder Periode andauert, die doppelt so lang wie die des gewöhnlichen Taktimpulses ist, wie es durch (p + 3) gegeben und in Fig. 9 bei (D) dargestellt ist, wird die Schmitt-Trigger-Schaltung 94 eingeschaltet und liefert ein Ausgangssignal d₁, wie es in Fig. 9 bei (d₁) dar­ gestellt ist, wodurch ein Treiber 92 aktiviert wird, der dann ein Ausgangssignal von 0 Volt an die Daten­ signalleitung D ausgibt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Flipflopschaltung 93 zurückgesetzt.

Das Signal von 0 Volt (Signal mit dem logischen Wert von "1"), das an die Datensignalleitung D ausge­ geben wird, wird von einer Fehlerprüfschaltung 473 über­ prüft, die in dem in Fig. 4 dargestellten Sende/Empfangs- Zeitsteuerungsgerät enthalten ist. Wird dieses Signal nicht erfaßt, wird entschieden, daß eine Störung oder ein Fehler stattgefunden hat.

Die Beendigungseinheit kann auch mit einfachen Modifikationen im Aufbau vom Adressenzuordnungstyp realisiert werden. So sind ein Zähler und eine Adressensetz­ schaltung, in der eine andere Adresse als diejenige, die der Signalübertragung zugeordnet ist, als Endadresse eingegeben worden ist, vorgesehen, wobei dann die Endadresse durch eine Koinzidenzschaltung erfaßt wird, um ein entsprechendes Ausgangssignal zu erzeugen, das dann der UND-Schaltung A 1 zugeführt wird, um auf diese Weise die Flipflopschaltung 93 zu setzen.

Die Beendigungseinheit ist mit der unmittelbar vorangegangenen Stufe über die Startsignalleitung S, die Datensignalleitung D, die Massepotentialleitung G und die Energieleitung P (als Hilfsenergiequelle) ver­ bunden. Eine geglättete Spannung von etwa 24 Volt wird aus der Datensignalleitung D mittels einer Filterschal­ tung abgeleitet, die aus einem Kondensator c₁ und einer Diode d besteht. Ein Spannungsumformer 95 liefert wiederum eine niedrigere Spannung V _cc zum Aktivieren der elektronischen Schaltungen, die die Beendigungs­ einheit bilden.

Als nächstes soll kurz in Verbindung mit dem Sende/ Empfangs-Zeitsteuerungsgerät nach Fig. 4 die Fehler­ prüfoperation erläutert werden.

Wie man Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 8(b) ent­ nehmen kann, tritt an einem Ausgangsanschluß (p + 1) des Schieberegisters 45 zu einem Zeitpunkt (p + 1) ein Ausgang auf, der unmittelbar dem letzten Takt (p-ten Takt) der Datenübertragung zu den gesteuerten Vorrich­ tungen oder von den Sensoren folgt, woraufhin eine Endprüfung mittels einer Fehler-1-Prüfschaltung 471 ausgeführt wird. Im einzelnen wird zu diesem Zeitpunkt das Startsignal von der letzten Stufe des Schieberegi­ sters erzeugt, das in der letzten Einheit der ersten Einheitengruppe enthalten ist, die in Zuordnung mit der Steuerung (vgl.Fig. 1) vorgesehen ist, und dieses Startsignal wird einem Anschluß R des in Fig. 4 darge­ stellten Geräts zugeführt. Dieses Startsignal wird von der Fehler-1-Prüfschaltung 471 bei der Taktsteuerung oder Taktgabe von (p + 1) überprüft. In diesem Zusammen­ hang sei bemerkt, daß diese Funktion nur realisiert werden kann, wenn die einzelnen Einheiten der ersten Einheitengruppe vom Startzeilentyp sind. Wird das Signal "1" nicht erfaßt, bedeutet dies, daß das Datensignal nicht an alle Einheiten übertragen worden ist. In diesem Falle wird ein Relais X 477 über eine ODER-Schaltung 475 und ein Treiber 476 angesteuert, um eine Überwachungs­ lampe einzuschalten. Die Anordnung kann selbstverständ­ lich auch so vorgesehen sein, daß eine normalerweise eingeschaltete Lampe beim Auftreten des Fehlers ab­ geschaltet wird.

Aufgrund des zweiten Taktimpulses (p + 2) erfolgt eine zweite Fehlerüberprüfung (Fehler-2-Überprüfung), um festzustellen, ob der Pegel der Datensignalleitung zu diesem Zeitpunkt 12 Volt (eine logische "0" dar­ stellend) beträgt. Im einzelnen wird der Signalpegel der Datensignalleitung D mit einer Referenzspannung von 12 Volt mit Hilfe des Vergleichers 483 verglichen. Ist der Signalpegel niedriger als 12 Volt, wird eine logische "1" ausgegeben, anderenfalls eine logische "0". Das Signal, das sich aus der Inversion oder Umkehr des obengenannten logischen Signals unter Anwendung einer Umkehr- oder NICHT-Schaltung ergibt, wird einer Fehler- 2-Prüfschaltung 472 zugeführt. Wenn der Eingang zu dieser Prüfschaltung eine logische "1" ist, bedeutet dies, daß das System normal arbeitet. Ist der Eingang zur Schaltung 472 eine logische "0", führt dies zu einer Fehlerausgabe.

Da die zweite Fehlerüberprüfung (Fehler-2-Über­ prüfung) zu der Zeit ausgeführt wird, bei der die Daten­ signalübertragung zu allen Einheiten vollendet worden ist, sollte ein logisches Signal "1" (Spannung von 0 Volt) an der Datensignalleitung D nicht anliegen. Wird jedoch aus irgendeinem Grund (beispielsweise einem Kurzschluß zwischen der Datenleitung und der Massepoten­ tialleitung, falscher Adreßeingabe oder dergleichen) das logische Signal "1" festgestellt, wird dieser Fehler durch die Fehler-2-Prüfschaltung 472 erfaßt und ange­ zeigt.

Zur Zeit des nächsten Taktes (p + 3) wird von einer Fehler-3-Prüfschaltung 473 überprüft, ob das Signal an der Datensignalleitung D eine logische "1" oder eine logische "0" ist. Handelt es sich um eine logische "0", wird eine Fehlererfassung ausgegeben. In diesem Fall wird der vordere Halbpegel von 24 Volt des Taktsignals nicht am Anschluß (p + 3) des Schieberegisters des Zeitsteuerungsgeräts (Fig. 4) ausgegeben, sondern der Pegel von 12 Volt wird beibehalten, wie es in Fig. 8(b) bei (2) gezeigt ist. Die in Fig. 7 dargestellte Beendi­ gungseinheit gibt folglich das Signal mit einem Pegel- von 0 Volt (logische "1") an die Datensignalleitung D aufgrund der zuvor beschriebenen Arbeitsweise ab. Das Signal an der Datenleitung wird zu dieser Zeit vom Vergleicher 483 erfaßt und bei der Anstiegsflanke des Impulses (p + 4) mittels der Fehler-3-Prüfschaltung 473 überprüft. Ist das Signal eine logishe "0", bedeutet dies, daß das Übertragungskabel nicht bis zur Beendi­ gungseinheit reicht, beispielsweise aufgrund eines Leitungsbruches, Kurzschlusses oder einer ähnlichen Störung.

Bei der nächsten Taktgabe (p + 4) wird der Zähler 43 aufgrund des Ausgangs am Anschluß (p + 4) des Schieberegisters zurückgesetzt. Ansprechend auf die Abfallflanke des Ausgangs (p + 4) wird das der Einheit vom Startzeilentyp zuzuführenden Startsignal von der Flipflopschaltung 46 erzeugt. Das von einem Puffer 481 oder 482 ausgegebene Startsignal wird von einer UND- Schaltung 480 erfaßt und mittels einer Fehler-4-Prüf­ schaltung 474 überprüft. Im Falle einer Abnormalität wird ein Fehlerausgangssignal erzeugt, der das Relais X ansteuert, wie im Falle des Auftretens der anderen Fehler.

Aus der obigen Beschreibung betreffend den Aufbau des Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystems gemäß der Erfindung, bei dem die Sendeeinheiten und die Emp­ fangseinheiten mit dem Sende/Empfangs-Zeitsteuerungsgerät verbunden sind, wobei das einer Energieversorgungsspan­ nung überlagerte und zur Darstellung von Steuerdaten oder Überwachungsinformation im Pegel modulierte Takt­ impulssignal auf die gemeinsame Datensignalleitung aus­ gegeben wird, geht hervor, daß es möglich ist, eine bidirektionale Signalübertragung zwischen der Steuerung und den gesteuerten Geräten sowie zwischen der Steuerung und den überwachenden Sensoren mit einem vereinfachten Aufbau auszuführen.

Ferner kann bei der Sende/Empfangseinheit vom Adressenzuordnungstyp die Anzahl der Verbindungslei­ tungen vermindert werden, was mit einer entsprechenden Verminderung der Verdrahtungskosten verbunden ist. Somit kann mit großem Vorteil die Verdrahtung zwischen den einzelnen Einheiten vereinfacht werden. Das die Zuord­ nung der Adressen zu den einzelnen Einheiten willkürlich erfolgen kann, können Einheiten willkürlich hinzugefügt oder weggenommen werden. Ferner ist es beim Übertragungs­ system vom Adressenzuordnungstyp möglich, eine Vielzahl von Empfangseinheiten in Entsprechung zu einer einzigen Sendeeinheit vorzusehen, wodurch dieselben Daten gleich zeitig einer Vielzahl vom Empfangseinheiten zugeführt werden kann, die an verschiedenen Stellen installiert sind. Ferner kann eine Fehlerprüfung fortwährend im Laufe der Signalübertragung ausgeführt werden, um einen Fehler unmittelbar bei seinem Auftritt zu entdecken. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Übertragungssystems beträchtlich erhöht.

Claims (16)

1. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem zum Übertragen von Steuersignalen von einer Steuerung zu gesteuerten Geräten sowie zum Übertragen von Über­ wachungssignalen von die gesteuerten Vorrichtungen überwachenden Sensoren zu der Steuerung über eine gemeinsame Datensignalleitung, gekennzeichnet durch:
eine Sende/Empfangs-Zeitsteuerungseinrichtung (13) mit einer Zeitgabegeneratorvorrichtung zum Erzeugen eines Zeitgabesignals, einer Energieversorgungseinrichtung zum Erzeugen einer Energieversorgungsspannung eines vorbestimmten konstanten Werts und einer Span­ nungsumformereinrichtung zum Umformen der Energiever­ sorgungsspannung in eine Reihe impulsartiger Spannungs­ signale, die einen Spannungswert haben, der von dem der Energieversorgungsspannung verschieden ist, und die unter der Steuerung des Zeitgabesignals auf die Daten­ signalleitung (D) ausgegeben werden,
eine erste Einheitengruppe (11, 12), die mit der Steuerung (10) und der Sende/Empfangs-Zeitsteuerungs­ einrichtung über wenigstens die Datensignalleitungen ver­ bunden ist, und die enthält wenigstens eine mit der Datensignalleitung verbundene erste Sendeeinheit (12) zum Modulieren des Wertes der seriellen impulsartigen Spannungssignale auf der Datensignalleitung mit von der Steuerung in Parallelform gelieferten Steuerdaten unter der Steuerung des Zeitgabesignals sowie wenigstens eine mit der Steuerung (10) und der Sende/Empfangs-Zeit­ steuerungseinrichtung über wenigstens die Datensignal­ leitung (D) verbundene erste Empfangseinheit (12) zum Extrahieren der von den Sensoren (17) stammenden seriel­ len Überwachungssignalen aus der Datensignalleitung unter der Steuerung des Zeitgabesignals zwecks Zuführung der Überwachungssignale zu der Steuerung in Parallelform, und
eine zweite Einheitengruppe (14, 15), die mit der Sende/Empfangs-Zeitsteuerungseinrichtung (13) verbunden ist und die enthält wenigstens eine mit den gesteuerten Vorrichtungen (16) und der Datensignalleitung (D) ver­ bundenen zweiten Empfangseinheit (14) zum Demodulieren der Werte der von der ersten Sendeeinheit (12) über die Datensignalleitung (D) zugeführten seriellen impulsartigen Spannungssignale und dadurch zum Extra­ hieren der den gesteuerten Vorrichtungen (16) zuzufüh­ renden Steuerdaten unter der Steuerung des Zeitgabe­ signals sowie wenigstens eine mit den Sensoren (17) und der Datensignalleitung (D) verbundene zweite Sende­ einheit (15) zum Modulieren der Werte der seriellen impulsartigen Spannungssignale auf der Datensignallei­ tung mit in Parallelform von den Sensoren (17) gelie­ ferten Überwachungsdatensignalen zwecks Übertragung dieser Signale zu der ersten Empfangseinheit (11) unter der Steuerung des Zeitgabesignals.

2. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sendeeinheiten (12, 15) und der Empfangs­ einheiten (11, 14) der ersten und zweiten Einheiten­ gruppe eine erste Energieerzeugungseinrichtung zum Er­ zeugen einer Energieversorgungsspannung eines konstan­ ten Wertes aus dem impulsartigen Spannungssignal zum Zwecke der elektrischen Energieversorgung von jeder der Einheiten bildenden Bestandteilschaltungen enthält.

3. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sendeeinheiten (15) und jede der Empfangs­ einheiten (14) der zweiten Einheitengruppe eine zweite Energieerzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Energie­ versorgungsspannung aus dem impulsartigen Spannungs­ signal zum Zwecke des elektrischen Antreibens der ge­ steuerten Vorrichtung (16) bzw. der Sensoren (17) enthält.

4. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sendeeinheiten (15) und jede der Empfangs­ einheiten (14) der zweiten Einheitengruppe eine zweite Energieerzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Energie­ versorgungsspannung aus dem impulsartigen Spannungssignal zum Zwecke des elektrischen Antreibens der gesteuerten Vorrichtung (16) bzw. der Sensoren (17) enthält.

5. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Vorrichtungen (16) und die Sensoren (17) von der Energieversorgungseinrichtung der Sende/ Empfangs-Zeitsteuerungseinrichtung (13) über eine Ener­ gieübertragungsleitung (P) elektrisch angetrieben werden.

6. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerdatensignal und das Überwachungssignal je­ weils binäre Signale sind, wobei der Wert der impulsarti­ gen Spannungssignale mit den Binärsignalen auf zwei dis­ kriminierbare Werte moduliert ist.

7. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sendeeinheit (12) der ersten Einheiten­ gruppe und die zweite Empfangseinheit (14) der zweiten Einheitengruppe in einer Anzahl von m (wobei m < 1) jeweils in Paaren vorgesehen sind, die in einer Eins-zu- Eins-Entsprechung einander zugeordnet sind und mit der Datensignalleitung in einer vorbestimmten Sequenz in der jeweiligen Einheitengruppe verbunden sind, und daß die erste Empfangseinheit (11) der ersten Ein­ heitengruppe und die zweite Sendeeinheit (15) der zwei­ ten Einheitengruppe in eine Anzahl von n (wobei n < 1) jeweils in Paaren vorgesehen sind, die in einer Eins-Zu- Eins-Entsprechung einander zugeordnet sind und mit der Datensignalleitung in einer vorbestimmten Sequenz in der jeweiligen Einheitengruppe verbunden sind, so daß die einander zugeordneten Sende- und Empfangseinheiten in der vorbestimmten Sequenz aufeinanderfolgend betrie­ ben werden und dabei die Steuerdatensignale und die Über­ wachungssignale von und zu den jeweiligen gesteuerten Vorrichtungen (16) und Sensoren (17) unter der Steuerung des Zeitgabesignals übertragen.

8. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch eine in Nachfolge der letzten Stufe der Einheiten instal­ lierte Beendigungseinheit (18, 19), die in der vorbe­ stimmten Sequenz innerhalb einer der ersten und zweiten Einheitengruppe angeschlossen ist, wobei die Beendigungs­ einheiten enthält eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals einer vorbestimmten Schwingungsform bei Vollendung der Betriebsvorgänge aller Einheiten, die zu der Einheiten­ gruppe gehören, in der die Beendigungseinheit installiert ist, und wobei die Sende/Empfangs-Zeitsteuerungseinrich­ tung enthält eine Prüfschaltungseinrichtung zum Überprüfen des Leitungszustands der Datensignalleitung als Antwort auf das Signal der vorbestimmten Schwingungsform.

9. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgabeerzeugungseinrichtung der Sende/Emp­ fangs-Zeitsteuerungseinrichtung eine erste Startsignal­ erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines ersten Start­ signals enthält, daß jede der Sendeeinheiten und der Empfangseinheiten eine zweite Startsignalerzeugungs­ einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Startsignals enthält, daß das erste Paar der zugeordneten Sendeeinheit und Empfangseinheit in der Sequenz in der ersten und zweiten Einheitengruppe aufgrund des ersten Startsignals in den Transferbetrieb getriggert wird, daß nach Voll­ endung des Betriebs des ersten Paares der Sende- und Empfangseinheiten die zweite Startsignalerzeugungsein­ richtung das zweite Startsignal zum Triggern des Trans­ ferbetriebs eines nachfolgenden Paares der Sende- und Empfangseinheiten in der ersten und zweiten Einheiten­ gruppe erzeugt, und daß die Triggerung durch das zweite Startsignal wiederholt wird, bis das letzte Paar der Sende- und Empfangseinheiten in der Sequenz in den Transferbetrieb getriggert ist.

10. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheiten und die Empfangseinheiten mitein­ ander über eine Startsignalleitung zum Führen der zweiten Startsignale verbunden sind, wobei das erste Startsignal zu dem ersten Paar aus der Sendeeinheit und der Empfangs­ einheit über diese Datensignalleitung mit einer unter­ scheidbaren Schwingform übermittelt wird.

11. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende/Empfangs-Zeitsteuereinrichtung, die Sendeeinheiten und die Empfangseinheiten miteinander über Startsignalleitungen zum Führen der Startsignale verbunden sind.

12. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinheiten in der ersten und zweiten Einheitengruppe bei willkürlich vorgegebenen Orten mit der gemeinsamen Datensignalleitung verbunden sind,
daß die Sende/Empfangs-Zeitsteuereinrichtung eine Startsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Start­ signals enthält, das den Sende- und Empfangseinheiten über die Datensignalleitung mit einer unterscheidbaren Schwin­ gungsform zugeführt wird,
daß jede der Sende- und Empfangseinheiten eine Ein­ richtung zum Extrahieren eines Taktsignals aus dem modu­ lierten impulsartigen Spannungssignal, eine Zählereinrichtung zum Zählen dieses Taktsignals als Antwort auf das Startsignal und eine Adressensetzeinrichtung zum Halten einer Adresse enthält, die der zugehörigen Einheit zugeordnet ist, und
daß, wenn der Zählwert der Zähleinrichtung einen Wert erreicht hat, der diese Adresse darstellt, die zugeordnete Einheit mit dem Sendebetrieb oder dem Empfangsbetrieb beginnt.

13. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß einer Vielzahl der Empfangseinheiten, die der ersten zweiten Einheitengruppe gehören, dieselbe Adresse zuge­ ordnet ist, so daß diese Vielzahl von Empfangseinheiten der zweiten Einheitengruppe gleichzeitig mit einer der Sendeeinheiten betrieben werden kann, die der ersten Einheitengruppe angehören.

14. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß einer Vielzahl der Empfangseinheiten, die der ersten Gruppe angehören, dieselbe Adresse zugeordnet ist, so daß die Vielzahl der Empfangeinheiten der ersten Einheiten­ gruppe gleichzeitig mit einer der Sendeeinheiten betrieben werden kann, die der zweiten Einheitengruppe angehören.

15. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinheiten in der ersten Ein­ heitengruppe in einer vorbestimmten sequentiellen Reihen­ folge mit der gemeinsamen Datensignalleitung verbunden sind und daß die Sendeeinheiten und die Empfangseinheiten in der zweiten Einheitengruppe mit der Datensignalleitung in einer willkürlichen sequentiellen Reihenfolge verbun­ den sind, daß die Sende/Empfangs-Zeitsteuerungseinrichtung enthält eine Startsignalerzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Startsignals, das den Sende- und Empfangseinheiten der zweiten Gruppe über die Datensignalleitung mit einer unterschiedlichen Schwingungsform zuzuführen ist und der Sende- und Empfangseinheit der ersten Einheitengruppe über eine Startsignalleitung zum Starten des Betriebs der Sende- und Empfangseinheiten der ersten Gruppe aufeinanderfolgend in der sequentiellen Reihenfolge, und daß jede der Sende­ und Empfangseinheiten der zweiten Einheitengruppe ent­ hält eine Einrichtung zum Extrahieren eines Taktsignals aus dem modulierten impulsartigen Spannungssignal, eine Zählereinrichtung zum Zählen des Taktsignals als Antwort auf das Startsignal und eine Adressensetzeinrichtung zum Halten einer Adresse, die der zugeordneten Einheit zugeordnet ist, wobei, wenn der Zählwert der Zähler­ einrichtung einen Wert erreicht hat, der die Adresse dar­ stellt, die zugeordente Einheit mit dem Sende- oder Empfangsbetrieb beginnt.

16. Steuer/Überwachungssignal-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangseinheiten in der zweiten Einheitengruppe über die gemeinsame Datensignalleitung in einer vorbestimmten sequentiellen Reihenfolge mit­ einander verbunden sind, während die Sendeeinheiten und die Empfangseinheiten in der ersten Einheitengruppe mit der Datensignalleitung in einer willkürlichen sequentiel­ len Reihenfolge verbunden sind, daß die Sende/Empfangs- Zeitsteuereinrichtung enthält eine Startsignalerzeugungs­ einrichtung zum Erzeugen eines Startsignals, das den Sende- und Empfangseinheiten der ersten Einheitengruppe über die Datensignalleitung in einer unterscheidbaren Schwingungsform zuzuführen ist und der Sende- und Emp­ fangseinheit der zweiten Gruppe über eine Startsignal­ leitung zum Starten des Betriebs der Sende- und Empfangs­ einheiten der zweiten Einheitengruppe aufeinanderfolgend in der sequentiellen Reihenfolge, und daß die Sende- und Empfangseinheiten der ersten Einheitengruppe enthalten eine Einrichtung zum Extrahieren eines Taktsignals aus dem modulierten impulsartigen Spannungssignal, eine Zähler­ einrichtung zum Zählen des Taktsignals als Antwort auf das Startsignals und eine Adressensetzeinrichtung zum Hal­ ten einer Adresse, die der zugehörigen Einheit zugeordnet ist, wobei, wenn der Zählwert der Zähleinrichtung einen Wert erreicht hat, der diese Adresse darstellt, die zugehörige Einheiten der ersten Gruppe mit dem Sende- oder Empfangsbetrieb beginnt.