CH682278A5 - - Google Patents

Description

1

CH 682 278 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 2 531 664 bekannt.

Bei der Datenfernübertragung, beispielsweise in Fernsteueranlagen, aber auch bei der Datenübertragung auf engstem Raum, beispielsweise zwischen den Einzelrechnern eines Mehrrechnersystems, ist es für den jeweiligen Datenempfänger von entscheidender Wichtigkeit, zu wissen, ob sein jeweiliger Sendepartner auf der anderen Seite der Datenverbindung in der Lage ist, Daten abzugeben. Dies gilt insbesondere für Zeiten, in denen von dort keine Daten übermittelt werden. Der jeweilige Datenempfänger weiss dann nicht ohne weiteres, ob das Ausbleiben von Daten daran liegt, dass der jeweilige Partner zur Zeit keine Daten zu übermitteln hat oder ob dieser Partner abgeschaltet oder ausgefallen ist. Um dies erkennen zu können, ist es z.B. aus der vorgenannten DE-OS bekannt, dass die jeweilige Datenquelle ausserhalb der Zeiten, zu denen Daten übermittelt werden, Signale generiert und diese an die jeweilige Senke übermittelt, die dort das Vorhandensein einer eingeschalteten betriebsfähigen Quelle anzeigen. Diese Signale werden üblicherweise als Abschaltsignale bezeichnet, weil sie bei ihrem Ausbleiben in der Senke den Ausfall oder die Abschaltung der jeweiligen Quelle bezeichnen. Bei der aus der DE-OS 2 531 664 bekannten Einrichtung, die zur Übermittlung relativ lang anstehender binärer Überwachungsmeldungen dient, erfolgt die Kennzeichnung der Betriebsbereitschaft und der Betriebsfähigkeit der jeweiligen Datenquelle durch Aufschalten eines sich von den binären Meldungen markant abhebenden Hilfssignales, nämlich einer getakteten Spannung, auf die Übertragungsleitungen. Hierzu hat die jeweilige Datenquelle einen zusätzlichen Hilfsgenerator für die Taktsignale vorzuhalten und auf der Empfangsseite der Uber-tragungsanlage sind Mittel vorzusehen, welche selektiv auf diese Signale ansprechen und diese bewerten; während der eigentlichen Signalübertragung werden die Hilfssignale nicht übermittelt; für die Kennzeichnung der Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit der jeweiligen Datenquelle sind dann die übermittelten Daten heranzuziehen, wozu es offensichtlich unterschiedlicher Wertungsprozeduren während und ausserhalb der eigentlichen Datenübertragung bedarf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die auf der jeweiligen Empfangsseite einer Datenübertragungsanlage eine laufende Überwachung der Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit einer Datenquelle ermöglicht, ohne dass unterschiedliche Bewertungsprozeduren während und ausserhalb der eigentlichen Datenübertragung erforderlich sind. Die Einrichtung soll hierzu mit einem Minimum an Aufwand sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfangsseite der Übertragungsanlage auskommen; sie soll geeignet sein für die Verwendung in Datenübertragungsanlagen zur telegrammweisen Übermittlung einer Vielzahl von Daten zwischen beliebigen Datenquellen und Datensenken.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsge-mässen Einrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 bis 3 unterschiedlich ausgebildete Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Abschaltsignalerkennung bei einer Fernwirkanlage zu sehen mit einer im linken Teil der Fig. 1 dargestellten Quelle und einer mehr oder weniger weit davon entfernt angeordneten, im rechten Teil der Fig. 1 dargestellten Senke. Von der Quelle zur Senke sollen Daten D sowie ein die Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit der Quelle kennzeichnendes Abschaltsignal ASS übermittelt werden. Das Ausbleiben des Abschaltsignals in der Senke wird dort als Zeichen dafür gewertet, dass die Quelle nicht in der Lage ist, nach sicherungstechnischen Gesichtspunkten zustandegekommene Daten auszugeben und führt zu hier nicht näher anzugebenden Reaktionen wie z.B. zur Umschaltung auf eine andere Datenquelle. Als Ausgabeschaltung für die Datenquelle dienen in Fig. 1 Gegenstromtreiber GT, derem Signaleingang Daten D und derem Steuereingang das Abschaltsignal ASS zugeführt sind. Der in der Zeichnung obenliegende Ausgang der Gegenstromtreiber schaltet die Daten in Form von H/L-Po-tentialen auf eine zur Senke führende Ader einer Doppelleitung L, während der andere bei vorhandenem Abschaltsignai der jeweils anderen Ader der Doppelleitung antivalente L/H-Potentiale zuführt. Bei nicht vorhandenem Abschaltsignal sperrt die Ausgabeschaltung die Ausgabe von Daten auf die beiden Adern der Doppelleitung über tri-state-Aus-gänge. Solange das Abschaltsignal jedoch vorhanden ist, kommt ein Stromfluss über die in der Senke an die Doppelleitung angeschlossenen Sendedioden von Optokopplern zustande, dessen Grösse über einen Begrenzungswiderstand RJ einstellbar ist. Die Optokoppler dienen zum Erkennen der jeweiligen Stromrichtung auf den Adern der Doppelleitung und zur Potentialtrennung; sie sind Teil von senke-seitigen Schwellwertschaltern S1 und S2, die über die Sendedioden der Optokoppler in unterschiedlicher Polarität an die Doppelleitung angeschlossen sind. Die Schwellwertschalter reagieren daher auf unterschiedliche Richtungen der ihnen zugeführten Ströme und schalten bei genügend hohem Strompegel der jeweils zugeordneten Phasenlage ihre Ausgänge durch. Unter der Voraussetzung, dass keine Daten zu übertragen sind oder Daten der Wertigkeit L anliegen und dass das Abschaltsignal vorhanden ist, schaltet der obere Ausgang der Gegenstromtreiber L-Potential auf die obere Ader der Doppelleitung und der untere Ausgang schaltet H-Potential auf die untere Ader der Doppelleitung. Es kommt dabei ein Stromfluss über die Sendediode

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 682 278 A5

4

des Optokopplers im Schwellwertschalter S2 zustande, der daraufhin durchschaltet und ein entsprechendes Ausgangssignal H an den einen Eingang eines EXOR-Gliedes EO legt. Die Sendediode im Optokoppler des Schwellwertschalters S1 wird in Sperrichtung betrieben; das Ausgangspotential des Schweliwertschaiters S1 weist die binäre Wertigkeit L auf. Dieses Potential wird dem Dateneingang der Senke als Datum D zur Verfügung gestellt. Ausserdem gelangt es auf den jeweils anderen Eingang des EXOR-Gliedes EO. Das EXOR-Glied stellt fest, dass einem und nur einem seiner Eingänge Potential der Wertigkeit H zugeführt ist und legt seinen Ausgang auf H-Pegel. Uber einen aus einem RC-Glied bestehenden Tiefpass und einen nachgeschalteten Schmitt-Trigger T wird das Ausgangssignal des

EXOR-Gliedes als Abschaltsignal ASS der Datensenke zugeführt. Das RC-Glied soll dazu dienen, immer vorhandene unterschiedliche Signaldurchlaufzeiten der dem EXOR-Glied vorgeschalteten Bauelemente, insbesondere der Optokoppler, unschädlich zu machen, um so zu verhindern, dass durch unterschiedliches Ansprechverhalten der beiden Schwellwertschalter insbesondere während der Datenübertragung das EXOR-Glied kurzzeitig sein Ausgangssignal abschaltet; der Schmitt-Trigger dient der Impulsformung.

Während der Datenübertragung wird beim Vorhandensein von H-Potential am oberen Ausgang der Gegenstromtreiber der Schwellwertschalter S1 durchgeschaltet; gleichzeitig sperrt der Schwellwertschalter S2, weil die Sendediode seines Optokopplers in Sperrichtung beaufschlagt ist. Der Schwellwertschalter S1 gibt ein entsprechendes Kennzeichen H an den Dateneingang der Datensenke ab und steuert den oberen Eingang des EXOR-Gliedes EO an. Der untere Eingang dieses Gliedes ist vom Schwellwertschalter S2 her mit L-Potential beaufschlagt. Der Ausgang des EXOR-Gliedes liegt auf H-Pegel = Abschaltsignal, das der Datensenke über den Tiefpass und den Schmitt-Trigger zugeführt wird. Damit ist eine ständige Übertragung des Abschaltsignals von der Quelle zur Senke gewährleistet, unabhängig davon, ob jeweils Daten zu übertragen sind oder nicht. Dies geschieht mit einem Minimum an Aufwand sowohl auf der Quelle-als auch auf der Senkeseite. Das Abschaltsignal liegt senkeseitig auch dann an, wenn die Daten übertragen werden, d.h. dieses Signal muss für diese Zeiten nicht durch gesonderte Massnahmen aus den Daten abgeleitet werden. Das senkeseitig gebildete Abschaltsignal ist damit ein statisches Signal, das unabhängig ist vom Vorhandensein und von der Darstellung der zu übermittelnden Daten. Die zeitliche Bewertung des EXOR-Ausgangssignals kann auch statt in einem Tiefpass in einem Rechner per software erfolgen. Dieser Rechner bewertet L-Potential am Ausgang des EXOR-Gliedes nur dann als fehlendes Abschaltsignal, wenn dieses Signal während einer bestimmten Anzahl von Abfragezyklen vorliegt. Sehr kurzzeitige Abschaltsignal-Unterbrechungen, wie sie durch unterschiedliches Ansprechverhalten vorgeschalteter Schaltmittel auftreten können, werden so nicht als Störungen erkannt und führen nicht zu vorgegebenen Abschaltroutinen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind Datenquelle und Datensenke eng benachbart angeordnet; hierbei kann es sich um miteinander kommunizierende Rechner eines Mehrrechnersystems handeln. Die quelleseitige Ausgabeschaltung besteht aus zwei UND-Gliedern U1 und U2, die ein-gangsseitig mit den Daten D und mit dem Abschaltsignal ASS beaufschlagt sind. Das Abschaltsignal wird dem einen Eingang der beiden UND-Glieder U1 und U2 zugeführt, die Daten dem anderen Eingang des einen UND-Gliedes U1 und über einen Inverter N1 dem anderen Eingang des anderen UND-Gliedes U2. Die senkeseitige Eingabeschaltung entspricht im wesentlichen der der Fig. 1; für entsprechende Bauelemente wurden die einmal gewählten Bezeichnungen beibehalten. Anstelle eines hardware EXOR-Gliedes erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die EXOR-Verknüpfung der von den Schwellwertschaltern geschalteten Signale soft-waremässig in einem senkeseitigen Empfangsrechner MC.

Für den Fall, dass keine Daten oder Daten der Wertigkeit L zu übertragen sind und das Abschaltsignal vorhanden ist, schaltet das UND-Glied U2 H-Potential auf seinen Ausgang; gleichzeitig liegt L-Potential am Ausgang des UND-Gliedes U1. Dabei kommt ein Stromfluss über die Doppelleitung L und den Begrenzungswiderstand RJ ausschliesslich über die Sendediode des Optokopplers im Schwellwertschalter S2 zustande. Dieser Schwellwertschalter spricht daraufhin an und schaltet H-Potential auf seinen Ausgang. Der Rechner MC liest das am Ausgang des SchwelIwertschalters S1 anliegende L-Potential als Datum ein, sofern die EXOR-Verknüpfung der beiden Schwellwertschalter-Ausgangssignale zu einem positiven Ergebnis führt. Bleibt das quelleseitige Abschaltsignal aus, so führen beide UND-Glieder U1 und U2 L-Potential. Keiner der senkeseitigen Schwellwertschalter kann ansprechen und die EXOR-Verknüpfung fällt negativ aus. Damit weiss die Senke um die fehlende Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit der Quelle. Bei einem zu übertragenden Datum der Wertigkeit H und vorhandenem Abschaltsignal liegt am Ausgang des UND-Gliedes U1 H-Potential an, während am Ausgang des UND-Gliedes U2 L-Potential anliegt. Es kommt dann ein Stromfluss über die Sendediode des Schwellwertschalters S1 zustande. Das am Ausgang des Schwellwertschalters S1 abgreifbare Potential der Wertigkeit H wird vom Rechner MC eingelesen, wenn die EXOR-Verknüpfung der beiden Schwellwertschalter-Ausgangssignale positiv verläuft. Durch eine zusätzliche Zeitbewertung der Schwellwertschalter-Ausgangssignale lässt sich auch hier das Zeitverhalten der Tiefpassschaltung gemäss Fig. 1 im Rechner nachempfinden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Ausgabeschaltung der Quelle durch UND-Glieder mit nachgeschalteten Gegenstromtreibern dargestellt, von denen jedoch nur die P-aktiven Ausgänge beschaltet sind. Das UND-Glied U4 wird wie das UND-Glied U2 der Fig. 2 über einen Inverter N3 be5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 682 278 A5

6

trieben. Anstelle von Schwellwertschaltern, die über Optokoppler an die Doppelleitung angeschlossen sind, sind senkeseitig auf vorgegebene Polaritäten reagierende bipolare Schnittstellen-Bausteine SB1, SB2 (line receiver) vorgesehen, deren einander entsprechende Eingänge jeweils an unterschiedliche Adern der Doppelleitung angeschlossen sind. Das Funktionsverhalten der Einrichtung ist das gleiche wie das der Fig. 1 und 2, mit dem Unterschied, dass die Schnittstellen-Bausteine nicht die Richtung eines über die Doppelleitung L fliessenden Stromes detektieren, sondern die Phasenlage einer an einem Widerstand RU abgreifbaren Spannung. Die Ausgänge der Schnittstellen-Bausteine sind ausser an das EXOR-Glied EO auf zwei Dateneingänge der Senke geführt. Dabei werden am Ausgang des Schnittstellen-Bausteins SB1 den quelle-seitig anliegenden Daten D entsprechende Daten D abgegriffen und am Ausgang des Schnittstellen-

Bausteins SB2 dazu antivalente Daten D. In Abhängigkeit von der Ausbildung der Senke verarbeitet diese entweder nur die von dem einen oder dem anderen Schnittstellen-Baustein kommenden Daten, oder aber sie verarbeitet die von beiden Schnittstellen-Bausteinen gelieferten Daten zweikanalig oder einkanalig im Wechsel von dem einen oder dem anderen Schnittstellen-Baustein. Die Ableitung des

Abschaltsignals ASS aus den am Ausgang der Schnittstellen-Bausteine abgreifbaren Potentialen geschieht wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 über eine hardware EXOR-Verknüpfung dieser Potentiale.

Die erfindungsgemässe Einrichtung gestattet es, mit einfachsten, im täglichen Einsatz bewährten Schaltmitteln eine ständige Übertragung von Ab-schaltsignalkennungen zu bewirken, die unabhängig ist vom Datenfluss und darauf basiert, dass bei vorhandener Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit der Quelle stets gegenphasige Signale an den beiden Adern einer Doppelleitung zur Senke anliegen. Diese Gegenphasigkeit wird aufgehoben beim Nichtvorhandensein des Abschaltsignals. Damit ist es senkeseitig lediglich erforderlich, Massnahmen zum Erkennen dieser Gegenphasigkeit bzw. zum Erkennen der Nichtgegenphasigkeit der Signale auf der Doppelleitung vorzusehen. Die fehlende Betriebsbereitschaft bzw. Betriebsfähigkeit einer Quelle wird senkeseitig dadurch bestimmt, dass die beiden Adern der Doppelleitung entweder beide H-oder beide L-Potential führen, (Fig. 2 und Fig. 3) oder dass sie beide hochohmig abgeschaltet sind (Fig. 1).

Die in den Ausführungsbeispielen verwendeten unterschiedlichen quelleseitigen Ausgabeschaltungen und senkeseitigen Eingabeschaltungen lassen sich in beliebiger Weise kombinieren. Bei Datenquellen mit parallel vorliegenden Daten wird nur jeweils ein Datenbit des zu übertragenden Datenbytes in der quelleseitigen Ausgabeeinrichtung mit dem Abschaltsignal verknüpft; die übrigen Datenbits des Datenbytes werden den Ausgabebausteinen der Datenquelle direkt zugeführt.

Claims (12)

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Abschaltsignalerkennung einer Quelle durch mindestens eine mit dieser dauernd oder zeitweise verbundene Senke, bei der die Quelle ihre Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit ständig überwacht und ein diesbezügliches Kennzeichen = Abschaltsignal (ASS) generiert und dieses leitungsgebunden an die Senke übermittelt und bei dem die Senke das Vorhandensein dieses Abschaltsignales überwacht und bei seinem Ausbleiben eine vorgegebene Schaltroutine ausführt, insbesondere zur Anwendung bei aus mehreren miteinander kommunizierenden Einzelrechnern bestehenden Mehrrechnersystemen, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Quelle eine Ausgabeschaltung (GT; U1, U2; U3, U4) mit mindestens zwei Ausgängen aufweist, von denen einer zu übertragende Daten (D) in Form von H/L-Potentialen auf eine zur Senke führende Ader einer Doppelleitung (L) schaltet, während der andere bei vorhandenem Abschaltsignal (ASS) der jeweils anderen Ader der Doppelleitung antivalente Potentiale zuführt,

- dass die Ausgabeschaltung bei nicht vorhandenem Abschaltsignal die Ausgabe von Daten auf die beiden Adern der Doppelleitung sperrt,

- dass die Doppelleitung in einer Eingangsschaltung der Senke an die Eingänge zweier auf unterschiedliche Phasenlagen oder Richtungen von Spannungen oder Strömen ansprechende Schwellwertschalter (S1, S2) angeschlossen ist, von denen mindestens einer die Senke speist,

- und dass die Ausgangssignale beider Schwellwertschalter einer EXOR-Verknüpfung (EO) unterzogen sind zur senkeseitigen Ableitung des Abschaltsignales aus den jeweils an der Doppelleitung anliegenden Potentialen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeschaltung durch Gegenstromtreiber (GT) dargestellt ist, derem Signaleingang die Daten (D) und derem Steuereingang das

Abschaltsignal (ASS) zugeführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstromtreiber tri-state Ausgänge aufweisen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeschaltung aus zwei UND-Gliedern (U1, U2) besteht und dass die Quelle die Daten (D) den einen Eingängen dieser UND-

Glieder und das Abschaltsignal (ASS) dem anderen Eingang des einen (U1) und über einen Inverter (N1) dem anderen Eingang des anderen UND-Glie-des (U2) zuführt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwertschalter als bipolare Schnittstellen-Bausteine (SB1, SB2) ausgeführt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwertschalter (S1, S2) Optokoppler beinhalten, deren

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

7

CH 682 278 A5

Sendedioden in unterschiedlicher Polarität an die Doppelleitung (L) angeschlossen sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die EXOR-Verknüpfung in der Senke softwaremässig realisiert ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die EXOR-Verknüpfung in einem Hardware-EXOR-Gatter (EO) erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem EXOR-Gatter (EO) ein Tiefpass (RC) nachgeschaltet ist, dessen Verzögerungszeit die unterschiedlichen Signaldurchlaufzeiten der vorgeschalteten Bauelemente (SB1, SB2) unschädlich macht.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Tiefpass (RC) ein Schmitt-Trigger (T) nachgeschaltet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechner (MC) vorgesehen ist, der die Schwellwertschalter-Ausgangssignale bzw. die Ausgangssignale des EXOR-Gliedes (EO) bewertet und die Meldung über das Nichtvorhandensein des Abschaltsignals (ASS) abhängig macht vom Ausbleiben dieses Signals während mehrerer aufeinanderfolgender Abfragezyklen.

12. Einrichtung nach Anspruch 1 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der eine (S1) oder der andere Schwellwertschalter (S1, S2) oder beide Schwellwertschalter gemeinsam oder im Wechsel die Senke speisen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5