DD159681A1 - HIERACHICALLY BUILT REDUNDANT INFORMATION PROCESSING SYSTEM - Google Patents

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DD159681A1
DD159681A1 DD23118981A DD23118981A DD159681A1 DD 159681 A1 DD159681 A1 DD 159681A1 DD 23118981 A DD23118981 A DD 23118981A DD 23118981 A DD23118981 A DD 23118981A DD 159681 A1 DD159681 A1 DD 159681A1
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DD23118981A
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Juergen Nikolaizik
Karl Richter
Kurt Bruenecke
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Juergen Nikolaizik
Karl Richter
Kurt Bruenecke
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Prozeßautomatisierung mittels eines hierarchisch aufgebauten redundanten Informationsverarbeitungssystems. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist auf den Gebieten anwendbar, wo hohe Sicherheits- und Zuverlässigkeitsforderungen bestehen. Ziel der Erfindung ist es, die Sicherheit und Zuverlässigkeit eines hierarchisch aufgebauten redundanten Informationsverarbeitungssystems zu erhöhen. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird bei ökonomisch vertretbarem Aufwand für komplexe Steuerungssysteme, wie sie z. B. in Kernkraftwerken, in Chemieanlagen und in der Eisenbahnsicherungstechnik auftreten, eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit erreicht. Dies insbesondere dadurch, daß der Datenvergleich soft- oder hardwarenmäßig nach dem "2 von 2"-Prinzip organisiert wird und das einer Gruppe von Teilsystemen je nach den Zuverlässigkeitsanforderungen eine festgelegte Anzahl von Reservesystemen zugeordnet wird.The invention relates to a circuit arrangement for process automation by means of a hierarchically structured redundant information processing system. The circuit arrangement according to the invention is applicable in the fields where high safety and reliability requirements exist. The aim of the invention is to increase the security and reliability of a hierarchically structured redundant information processing system. With the solution according to the invention is at an economically justifiable expense for complex control systems, as z. B. occur in nuclear power plants, chemical plants and railway safety technology, achieved a high level of safety and reliability. This is particularly due to the fact that the data comparison is organized in software or hardware according to the "2 of 2" principle and that a set of subsystems is assigned a fixed number of backup systems according to the reliability requirements.

Description

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Hierarchisch aufgebautes redundantes Informationsverar-Hierarchically structured redundant information processing

beitungssystembeitungssystem

Anwendungsgebiet der. Erfindung . Field of application of. Invention .

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Prozeßautomatisierung mittels eines hierarchisch aufgebauten redundanten Informationsverarbeitungssystems. Die erfindungsge<mäße Schaltungsanordnung ist auf den Gebieten anwendbar, wo hohe Sicherheits- und Zuverlässigkeitsforderungen bestehen.The invention relates to a circuit arrangement for process automation by means of a hierarchically structured redundant information processing system. The erfindungsge <mäße circuitry is applicable in the fields where high security and reliability requirements exist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannt ist eine Schaltungsanordnung (DE-OS 2612 100) für eine digitale Datenverarbeitung mit in zwei Kanälen vorgesehenen Baugruppen, die durch eine gemeinsame Taktstromversorgung schrittweise gesteuert werden. Bei jedem Verarbeitungsschritt wird außer mehreren Steuersignalen ein Überwachungsimpuls ausgegeben'· Dieser Überwachungsimpuls dient zum Abfragen von in Reihenschaltung vorgesehenen Vergleichern. Beim Vorhandensein von ordnungsgerechten Signalpaaren wird der Überwachungsimpuls als Fehlerfreimeldung zum Auslösen der für den nächsten Verarbeitungsschritt erforderlichen Steuersignale und ein weiterer Überwachungsimpuls an die Taktstromversorgung ausgegeben. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß der Vergleich hardwaremäßig (bitweise) durchgeführt wird. Weiterhin sind zusätzliche Einrichtungen zur Takterzeugung und Taktübertragung erforderlich. Weiterhin ist eine Digitalrechnervorrichtung, bestehend aus zwei gegenseitig. . umschaltbaren Rechnerkombinationen bekannt (DE-OS 2915 401). .Der redundante Rechner in der Kombination dient nur Characteristic of the Known Technical Solutions A circuit arrangement (DE-OS 2612 100) is known for digital data processing with assemblies provided in two channels, which are controlled in steps by a common clock current supply. At each processing step, a monitoring pulse is output except for a plurality of control signals. This monitoring pulse is for interrogating series-connected comparators. In the presence of orderly signal pairs, the monitoring pulse is output as error-free message for triggering the control signals required for the next processing step and another monitoring pulse to the clock power supply. The disadvantage of this solution is that the comparison is performed in hardware (bitwise). Furthermore, additional facilities for clock generation and clock transmission are required. Furthermore, a digital computer device consisting of two mutually. , switchable computer combinations known (DE-OS 2915 401). .The redundant computer in the combination only serves

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zum Vergleich und ein Rechner arbeitet auf den Ausgang, wobei zwischen dem Ausgang des ersten Rechners und dem Ausgang des zweiten Rechners ein Bit-um-Bit^-Vergleich durchgeführt wird. Die Anzahl der Gleichheit bzw. Ungleichheit wird gezählt, und bei einem bestimmten Stand erfolgt die Meldung und eine Umschaltung bzw. Blockierung der am technologischen Aggregat arbeitenden Zweirechnergruppe· Bei komplexen Systemen mit mehr als einem.Doppelrechnersystem ist diese Lösung ökonomisch sehr aufwendig, da für jedes Doppelrechnersystera ein gleichartiges redundantes System vorgesehen ist.for comparison and a computer operates on the output, wherein between the output of the first computer and the output of the second computer, a bit-by-bit ^ -Vergleich is performed. The number of equality or inequality is counted, and at a certain level, the message and a switching or blocking of working on the technological unit two-computer group · In complex systems with more than one. Doppelrechnersystem this solution is economically very complicated, there for each Doppelrechnersystera a similar redundant system is provided.

Weiterhin ist ein Mehrrechnersystem zur Steuerung von trassengebundenen Verkehrsmitteln bekannt (DB-AS 2725 922), bei dem alle Rechner die gleiche Information asynchron verarbeiten, wobei die Ergebnisinformationen zur Prüfung auf Fehler erst am Ende eines Rechenzyklus miteinander verglichen werden» Zur Sicherstellung der asynchronen Arbeitsweise werden die Infor* mationen den einzelnen Rechnern .zeitlich versetzt zugeleitet. Die ausgegebenen Daten der einzelnen Rechner werden mittels einer Vergleichs- und Durchsehalteinrichtung überprüft. Der Vergleich wird erst durchgeführt,.wenn die Mehrheit der Rechner zu einem Ergebnis gelangt.ist. Dies wird durch eine logische Schaltung durchgeführt, die nicht redundant aufgebaut ist, so daß Fehler, die innerhalb der.logischen Schaltung auftreten können, nicht erfaßt werden.Furthermore, a multi-computer system for controlling train-bound transport is known (DB-AS 2725 922), in which all computers process the same information asynchronously, the result information for testing errors are compared with each other only at the end of a computing cycle »To ensure the asynchronous operation the information is forwarded to the individual computers at a later time. The output data of the individual computers are checked by means of a comparison and Durchsehalteinrichtung. The comparison is only performed when the majority of the computers arrive at a result. This is done by a logic circuit that is not redundant, so that errors that may occur within the logic circuit are not detected.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Sicherheit und Zuverlässigkeit eines hierarchisch aufgebauten Informationsverarbeitungssystems mit vertretbarem ökonomischen Aufwand durch Redundanz zu erhöhen· .The aim of the invention is to increase the security and reliability of a hierarchically structured information processing system with reasonable economic effort by means of redundancy.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hierarchisch aufgebautes redundantes Informationsverarbeitungssystem zu entwickeln, wobei die Einzelsysteme nach dem "2 von 2" Prinzip arbeiten und für das Gesamtsystem das Prinzip derThe invention has for its object to develop a hierarchically structured redundant information processing system, the individual systems operate on the "2 of 2" principle and for the entire system, the principle of

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gleitenden Redundanz angewendet wird.sliding redundancy is applied.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Bedien- und Anzeigevorrichtung an einer ersten und einer zweiten Bediensaramelleitung, die mit Leitrechnerpaaren verbunden sind, angeschlossen ist, wobei die Leitrechnerpaare durch eine Steuerleitung verknüpft sind. Die Leitrechnerpaare sind mit einer ersten und einer zweiten LeitSammelleitung, an denen die Bereichsrechnerpaare und ein Reserverechnerpaar angeschlossen sind, verbunden. Die Bereichsrechnerpaare sind über eine Steuerleitung mit einer Umsehaltlogik, die mit einem Reserverechnerpaar verbunden ist, verknüpft, und das erste Bereichsrechnerpaar ist mit einer ersten und einer zweiten Ausgabesammelleitung, das zweite Bereichsrechnerpaar mit einer dritten und einer vierten Ausgäbesammelleitung und das n-te Bereichsrechnerpaar mit einer (2n-1)-ten und einer 2n-ten Ausgabesammelleitung und das Reserverechnerpaar mit der ersten bis 2n-ten Ausgabesammelleitung verbunden. An der ersten bis 2n-ten Ausgabesammelleitung sind Prozeßelemente angeschlossen.According to the invention the object is achieved in that an operating and display device to a first and a second Bediensaramelleitung, which are connected to Leitrechnerpaaren connected, the Leitrechnerpaare are linked by a control line. The Leitrechnerpaare are connected to a first and a second LeitSammelineit to which the area computer pair and a reserve computer pair are connected. The area calculator pairs are linked via a control line to a resume logic connected to a reserve computer pair, and the first area computer pair is provided with a first and a second output bus, the second area computer pair having a third and a fourth output bus, and the nth area computer pair having a (2n-1) -th and a 2n-th output bus and the spare computer pair connected to the first to 2n-th output bus. Process elements are connected to the first to the second output bus.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung besteht das erste Leitrechnerpaar und die Bereichsrechnerpaare aus zwei parallel angeordneten Einzelrechnern, denen jeweils eine Ein-/ Ausgabe-Einheit- vor- bzw. nachgeordnet ist. Die Einzelrechner sind bidirektional verknüpft bzw. über eine Steuerleitung an einem Oder-Baustein, an dem eine externe Steuerleitung anliegt, angeschlossen. Deir Ausgang des Oder-Bausteins ist mit einem Reservesystem und mit einer ersten und einer zweiten Sammelleitungssteuerung, die jeweils zwischen den untergeordneten Sammelleitungen und der den Einzelrechnern nach- bzw. vorgeschalteten Ein-/Ausgabe-Einheiten zwisehengeschaltet sind, verbunden.In a refinement of the solution according to the invention, the first host pair and the area computer pair consist of two parallel individual computers, each of which has an input / output unit upstream or downstream. The individual computers are bidirectionally linked or connected via a control line to an OR module to which an external control line is applied. Deir output of the Oder module is connected to a reserve system and with a first and a second manifold control, which are zwisehenschaltet between each of the subordinate buses and the individual computers upstream or upstream input / output units.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die weiteren Leitrechnerpaare jeweils aus zwei parallel angeordneten Sinzelrechnern, denen jeweils eine Ein-/Ausgabe-Einheit vor- bzw. nachgeordnet ist. Die Einzelrechner sind direkt bidirektionalIn a further embodiment of the invention, the other Leitrechnerpaare each consisting of two parallel Sinzelrechnern, each of which is an input / output unit upstream or downstream. The individual computers are directly bidirectional

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verknüpft bzw, über Steuerleitungen an einem Oder-Baustein angeschlossen· 'linked or connected via control lines to an OR module.

Der Ausgang des Oder-Bausteins ist mit einem Reservesystem und dem invertierenden Eingang eines Nor-Bausteins, an dessen erstem Eingang das Umsehaltsignal des ersten Leitrechners anliegt, zusammengeschlossen· Der Ausgang des Nor-Bausteins ist mit einer ersten und einer zweiten Sammelleitungssteuerung, die jeweils zwischen den LeitSammelleitungen und der den Einzelrechnern nach- bzw. vorgeschalteten Ein-/Ausgabe-Einheiten zwischengeschaltet sind, verbunden.The output of the NOR block is combined with a reserve system and the inverting input of a Nor block, at the first input of which the Umsehaltsignal the first host, the · The output of the Nor block is with a first and a second bus control, each between the LeitSammelleitungen and the individual computers nach- or upstream input / output units are interposed connected.

Ist die Leitrechnerebene aus nur einem einzigen Leitrechnerpaar aufgebaut, so besteht das Leitrechnerpaar aus zwei parallel angeordneten Einzelrechnern, denen jeweils eine Ein-/Ausgabe-Einheit vor- bzw. nachgeordnet ist. Zwischen der Leitsammelleitung und der den Einzelrechnern vor- bzw. nachgeordneten zweiten und vierten Ein-/Ausgabe-Einheit ist eine erste und eine zweite Sammelleitungssteuerung zwischengeschaltet, wobei der zweite Eingang eines ersten Und-Bausteins und der Ausgang eines zweiten Und-Bausteins mit der zweiten Ein-/Ausgabe-Einheit und der ersten Samraelleitungssteuerung verbunden sind· An dem invertierenden ersten Eingang des ersten Und-Bausteins liegt ein erstes Umsehaltsignal US 14.2 an. Der Ausgang des ersten Und-Bausteins und der zweite Eingang des zweiten Und-Bausteins ist mit der vierten Ein-/Ausgabe-!-Einheit und der zweiten SammelXeitungssteuerung verbunden, wobei am invertierenden ersten Eingang des zweiten Und-Bausteins ein zweites Umschaltsignal US 14*1 anliegt.If the master computer level is made up of only a single pair of master computers, then the master computer pair consists of two parallel individual computers, each of which has an input / output unit upstream or downstream. Between the Leitsammelineit and the individual computers upstream and downstream second and fourth input / output unit, a first and a second bus control is interposed, wherein the second input of a first AND-block and the output of a second AND-block with the second Input / output unit and the first Samraelleitungssteuerung are connected · At the inverting first input of the first AND device is a first Umsehaltsignal US 14.2. The output of the first AND device and the second input of the second AND device are connected to the fourth input / output device and to the second bus controller, wherein at the inverting first input of the second AND device a second switching signal US 14 * 1 is present.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll am nachstehenden Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail in the following embodiment.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen:The accompanying drawings show:

Pig. 1: Hierarchisch aufgebautes redundantes InformationsverarbeitungssystemPig. 1: Hierarchically structured redundant information processing system

Fig. 2: "2 von 2"-Strukturen für das erste Leitrechnerpaar - und die BereichsrechnerpaareFig. 2: "2 of 2" structures for the first host pair - and the area computer pair

Fig. 3: "2 von 2"-Strukturen für die Leitrechnerpaare 1*2,...,1.JTiFig. 3: "2 of 2" structures for the Leitrechnerpaare 1 * 2, ..., 1.JTi

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Pig. 4: Aufbau der Leitrechnerebene bei nur einem LeitrechnerpaarPig. 4: Structure of the master computer level with only one master computer pair

Die Leitrechnerpaare 1.1 und 1.2 (Fig. 1) erhalten über die Bediensammelleitungen Signale zur Einleitung von Steuerungsabläufen und geben über die gleichen Sammelleitungen Meldungen zur Betriebsführung (Betriebsinformationen, Störungsinformationen u. a.) an die übergeordneten Anzeigeeinrichtungen 3. In den beiden Leitrechnerpaaren 1.1 und 1.2 werden die gleichen Algorithmen (es können jedoch unterschiedliche Programmversionen sein) abgearbeitet, so daß sich im störungsfreien Betrieb die gleichen Ausgabesignale ergeben, wobei nur von einem Leitrechnerpaar (z. B. 1.1) Signale auf die Bedien- bzw. Leitsammelleitungen ausgegeben werden. Jedes Rechnerpaar 1.1, 2.1 und 2.2 enthält wieder 2 getrennte Einzelrechner 7.1 und 7.2 (siehe Fig. 2), die ebenfalls parallel die gleichen Algorithmen abarbeiten. Die Verbindung der Rechner mit den Sammelleitungen erfolgt über E/A-Einheiten 8.1,...,8.4, die die signalmäßige Anpassung bewirken. Die Sammelleitungen sind ebenfalls zweifach ausgeführt, so daß jeder der beiden Einzelrechner 7.1 und 7.2 nur mit einer Bedien- bzw. Leitsammelleitung verbunden ist und Leitungsstörungen sich nur auf einen Rechner auswirken. Der Daten^· verkehr auf den Leitsammelleitungen wird ebenfalls von den Einzelrechnern 7.1 und 7.2 organisiert (jeweils für eine Sammelleitung getrennt), wobei entweder die Rechner selbst diese Funktion realisieren oder separate Sammelleitungssteuerungen 10.1 und 10.2 (SLS in Fig. 2) vorhanden sind. Die Rechenergebnisse der beiden parallel arbeitenden Rechner 7.1 und 7.2 werden soft- oder hardwaremäßig verglichen (durch die bidirektionale Verbindung zwischen Rechner 7.1 und Rechner 7.2 in Fig. 2 symbolisiert). Bei einer festgestellten Ungleichheit erfolgt eine Umschaltung auf das Reserverechnerpaar 1.2 bzw. 6 (Fig. 1).The control computer pairs 1.1 and 1.2 (FIG. 1) receive signals for initiating control sequences via the control bus lines and, via the same bus lines, give messages for operational management (operating information, fault information, etc.) to the higher-level display devices 3. The two control computer pairs 1.1 and 1.2 become the same Algorithms (but may be different versions of the program) processed so that the same output signals result in trouble-free operation, with only one host pair (eg 1.1) signals are output to the control or Leitsammelleitungen. Each computer pair 1.1, 2.1 and 2.2 again contains two separate individual computers 7.1 and 7.2 (see FIG. 2), which likewise process the same algorithms in parallel. The connection of the computers to the bus lines is made via I / O units 8.1, ..., 8.4, which cause the signal-like adjustment. The bus lines are also executed in duplicate, so that each of the two individual computers 7.1 and 7.2 is connected only to a control or Leitsammpipe and line faults affect only one computer. The data traffic on the control bus lines is likewise organized by the individual computers 7.1 and 7.2 (each separated for a bus), whereby either the computers themselves realize this function or separate bus control systems 10.1 and 10.2 (SLS in FIG. 2) are present. The calculation results of the two computers 7.1 and 7.2 working in parallel are compared in terms of software or hardware (symbolized by the bidirectional connection between computer 7.1 and computer 7.2 in FIG. 2). In the case of a detected inequality, a switchover takes place to the reserve computer pair 1.2 or 6 (FIG. 1).

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Dieser Umschaltbefehl wird entweder von Einzelrechner 7.1 oder von Einzelrechner 7.2 (gestrichelte Verbindungen Pig. 2) gebildet. Über die Sammelleitungssteuerungen SLS 1 und SLS 2 > wird das Rechnerpaar 1.1 von den Sammelleitungen abgetrennt (zu den Bediensammelleitungen wird die Ausgabe blockiert) und das Reserveleitrechnerpaar 1.2 mit den Sammelleitungen verbunden. Diese Umschaltung kann auch über einen externen Umschaltbefehl eingeleitet werden (auch die Zurückschaltung z. B. nach einer erfolgten Reparatur). Die Struktur des Reserveleitrechnerpaares 1.2 ist in Fig. 3 dargestellt, wobei Abweichungen zum Leitrechnerpaar 1.1 nur bei der Umschaltlogik auftreten. Bei einer festgestellten Ungleichheit zwischen den Reserveleitrechnern kann ein weiteres Reservesystem an die Sammelleitungen geschaltet werden (durch gestrichelten Informationsausgang angedeutet) oder es erfolgt eine Meldung über die Nichtfunktionsfähigkeit der beiden Leitrechnerpaare , wobei die Ausgangskanäle' mit einem betriebssicheren Zustand zu.belegen sind bzw. eine Abtrennung beider.Leitrechnerpaare von den Sammelleitungen zu veranlassen ist. In Anlagen ohne Reserveleitrechnerpaar (z. B. aus zuverlässigkeitstechnischen und ökonomischen Abschätzungen nicht vertretbar) kann nach Fig. 4 ein umschaltbares Leitrechnerpaar gewählt werden. Die ordnungsgemäße Arbeitsweise erfolgt wie oben beschrieben. Bei einer.'festgestellten Ungleichheit ist durch spezielle Diagnosetests (automatisch oder mit Hilfe des Personals) der ausgefallene Rechner zu ermitteln, über den bidirektionalen Umschalter wird der fehlerfreie Rechner, auf beide Kanäle und damit beide Sammelleitungen geschaltet. Bei Ausfall des Rechners 14.2 erfolgt eine Umschaltung mittels des Umsehaltsignals US 14.2 bzw. bei.Ausfall des Rechners 14.1 mittels des Umsehaltsignals US 14.1. Auf der Seite der Bediensammelleitungen erfolgt für die Ausgangssignale eine analoge Umschaltung.This switchover command is formed either by individual computer 7.1 or by individual computer 7.2 (dashed connections Pig. 2). Via the bus control systems SLS 1 and SLS 2 > , the computer pair 1.1 is disconnected from the bus lines (the output is blocked for the operator bus lines) and the reserve host pair 1.2 is connected to the bus lines. This changeover can also be initiated via an external switchover command (also the switchback, for example, after a successful repair). The structure of the reserve host pair 1.2 is shown in FIG. 3, deviations from the host pair 1.1 occurring only in the switching logic. In case of a detected inequality between the reserve control computers, a further reserve system can be switched to the manifolds (indicated by dashed information output) or there is a message about the inoperability of the two Leitrechnerpaare, the output channels are zu.belegen zu¬ with a fail-safe state or a separation zwei.Leitrechnerpaare of the manifolds is to be caused. In systems without a reserve host pair (eg, not acceptable from reliability and economic estimates), a switchable host pair can be selected according to FIG. Proper operation is as described above. If there is an inequality detected, the failed computer is to be determined by special diagnostic tests (automatically or with the help of the staff); the bidirectional switcher switches the error-free computer to both channels and thus both bus lines. In case of failure of the computer 14.2, a switchover takes place by means of the Umsehaltsignals US 14.2 or bei.AUSfall the computer 14.1 by means of the Umsehaltsignals US 14.1. On the side of the control bus lines, an analog switch-over takes place for the output signals.

Durch diese Maßnahme-.arbeitet das Gesamtsystem weiter, jedoch ergibt sich in der Leitrechnerebene eine Reduzierung derAs a result of this measure, the overall system continues to work, but the number of control computers is reduced

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Sicherheit, die aber in dieser Ebene vertretbar ist (es werden keine direkten Stellsignale für den technologischen Prozeß wie in der Bereichsrechnerebene gebildet). Den Leitrechnern untergeordnet sind die Bereichsrechner 2.1 und 2.2 (Pig. i).In diesen Rechnern werden die Steuerungsanweisungen von den Leitrechnern zu detaillierten Stellsignalen verarbeitet und über die Ausgabesammelleitungen zu den Prozeßelementen 5 geschaltet. Ebenso werden von den Prozeßelementen 5 Signale empfangen, ausgewertet und in evtl. verdichteter Form den Leltrechnern.1.1 und 1.2 übergeben. Jedes. Bereichsrechnerpaar (2,1 bzw. 2.2) ist nach Pig. 2 aufgebaut. Der Blockaufbau wurde oben beschrieben. Jedem Bereichsrechnerpaar 2.1 und 2.2 ist ein Ausgabesammelleitungspaar zugeordnet, während alle Bereichsrechnerpaare gemeinsam an dem Leitsammelleitungspaar angeschlossen sind. Pur eine Gruppe von Bereichsrechnerpaaren (Anzahl ist projektspezifisch festzulegen) ist ein Reserverechnerpaar 6 vorgesehen. Dieses Reserverechnerpaar 6 kann umschaltbar auf alle Ausgabesammelleitungspaare arbeiten und andererseits über die Leitsammelleitungen Informationen aufnehmen oder ausgeben. Die Umschaltbefehle von den Bereichsrechnerpaaren 2.1 und gehen zur Umschaltlogik 4 und werden dort logisch verknüpft und Signale zur Umschaltung des Reserverechnerpaares 6 auf ein der Ausgabesammelleitμngspaare-gebildet. Die Struktur ermöglicht es, auch mehrere Reserverechnerpaare anzuschalten. Entsprechende Ausgänge sind in Fig. 1 an der Umschaltlogik und dem Reservebereichsrechnerpaaf 6 angedeutet.Safety, which is however justifiable at this level (no direct control signals are formed for the technological process as in the area computer level). Subordinate to the master computers are the area calculators 2.1 and 2.2 (Pig. I). In these computers, the control instructions are processed by the master computers to detailed control signals and switched to the process elements 5 via the output headers. Likewise, the process elements receive 5 signals, evaluated and passed in possibly condensed form the Leltrechnern.1.1 and 1.2. Each. Area computer pair (2.1 or 2.2) is after Pig. 2 built. The block construction has been described above. Each range computer pair 2.1 and 2.2 is assigned an output bus pair, while all range computer pairs are connected in common to the trunk pair. Pur a group of area computer pairs (number is set project-specific) is a reserve computer pair 6 is provided. This reserve computer pair 6 can be switched over to all output bus pairs and, on the other hand, receive or output information via the control bus lines. The switching commands from the area computer pairs 2.1 and go to the switching logic 4 and are logically linked there and signals for switching the reserve computer pair 6 on one of the Ausgabesammelleitμngspaare-formed. The structure makes it possible to connect several reserve computer pairs. Corresponding outputs are indicated in FIG. 1 at the switching logic and the reserve area computer pair 6.

Claims (4)

2 3118 9 32 3118 9 3 Erfindungsanspruchinvention claim 1. Hierarchisch aufgebautes redundantes Informationsverarbeitungssystem, bestehend aus Haupt- und Reserverechnern, gekennzeichnet dadurch, daß eine Bedien- und Anzeigevorrichtung (3) an einer ersten und einer zweiten Bediensammelleitung, die mit Leitrechnerpaaren (1.1;...;1.m) verbunden sind, angeschlossen ist, wobei die Leitreohnerpaare (1,1;··.;1.m) durch eine Steuerleitung verknüpft sind, die Leitrechnerpaare (1.1;··.;1.m) mit einer ersten und einer zweiten Leitsammelleitung, an denen Bereichsrechnerpaare (2.1;...j2.n) und ein Heserverechnerpaar (6) angeschlossen sind, verbunden sind, wobei die Bereichsrechnerpaare (2.1;...j2.n) über eine Steuerleitung mit einer Umsohaltlogik (4)» die mit einem Heserverechnerpaar (6) verbunden ist, verknüpft sind und das erste Bereichsrechnerpaar (2.1) mit einer ersten und einer zweiten Ausgabesammelleitung, das zweite Bereichsrechnerpaar (2.2) mit einer dritten und einer vierten Ausgabesammelleitung und das n-te Bereichsrechnerpaar (2,n) mit einer (2n-1)-ten und einer 2n-ten AusgabeSammelleitung und das Reserverechnerpaar (6) mit der ersten bis 2n-ten Ausgabesammelleitung verbunden ist und an der ersten bis 2n-ten Ausgabe Sammelleitung Prozeßelemente (5) angeschlossen sind.1. Hierarchically structured redundant information processing system consisting of main and spare computers, characterized in that an operating and display device (3) on a first and a second control bus, which are connected to Leitrechnerpaaren (1.1; ...; 1.m) is connected, wherein the Leitreohnerpaare (1,1; ···; 1.m) are linked by a control line, the Leitrechnerpaare (1.1; ···; 1.m) with a first and a second Leitsammelineung, where range computer pairs (2.1; ... j2.n) and a Heserverechnerpaar (6) are connected, wherein the area computer pairs (2.1; ... j2.n) via a control line with a Umshaltlogik (4) »with a Heserverechnerpaar ( 6), and the first area computer pair (2.1) having a first and a second output bus, the second area computer pair (2.2) having a third and a fourth output bus and the nth area computer pair (2, n) m a (2n-1) -th and a 2n-th output bus and the spare computer pair (6) are connected to the first to 2n-th output bus and connected to the first to 2n-th output bus of process elements (5). 2. Hierarchisch aufgebautes redundantes Informationsverarbeitungssystem nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste Leitrechnerpaar (1.1) und die Bereichsrechnerpaare (2.1;...;2.n) aus zwei parallel angeordneten Einzelrechnern (7.1, 7.2) bestehen, denen jeweils eine Ein-/Ausgabe-Einheit (8.1;...;8.4) vor- bzw. nachgeordnet ist, wobei die Einzelrechner (7.1, 7.2) direkt bidirektional verknüpft bzw. über Steuerleitungen an einem Oder-Baustein (9), an dem eine externe Steuerleitung anliegt, angeschlossen sind und der Ausgang des Oder-Bausteins (9) mit einem Reservesystem (.6) und mit einer ersten und einer zweiten Sammelleitungssteuerung (10.1, 10.2), die jeweils zwischen den2. Hierarchically structured redundant information processing system according to item 1, characterized in that the first host pair (1.1) and the area computer pair (2.1; ...; 2.n) consist of two parallel computers (7.1, 7.2), each having an on - / output unit (8.1; ...; 8.4) upstream or downstream, wherein the individual computer (7.1, 7.2) linked directly bidirectionally or via control lines to an OR block (9) to which an external control line is present, connected and the output of the OR module (9) with a reserve system (.6) and with a first and a second bus control (10.1, 10.2), each between the — 9 —- 9 - 231189 3231189 3 untergeordneten Sammelleitungen und der den Einzelrechnern (7.1,7.2) nach- bzw. vorgeschalteten Ein-/Ausgabe-Einheiten zwischengeschaltet sind, verbunden ist.Subordinate bus lines and the individual computers (7.1,7.2) downstream or upstream input / output units are interposed, is connected. 3. Hierarchisch aufgebautes redundantes Informationsverarbeitungssystem nach Punkt.1, gekennzeichnet dadurch, daß die Leitrechnerpaare (1 «2,.,*,1.jm) aus zwei parallel angeordneten Einzelrechnern (11.1,11.2).bestehen, denen jeweils eine Ein-/Ausgabe-Einheit (12.1,...,12.4) vor- bzw. nachgeordnet ist, wobei die Einzelrechner direkt bidirektional verknüpft bzw. über Steuerleitungen an einem Oder-Baustein (14) angeschlossen sind und der Ausgang des Oder-Bausteins (14) mit einem Reserveöystem und dem invertierenden Eingang eines Nor-Bausteins (15), an dessen ersten Eingang das Umschaltsignal des ersten Leitrechners (1.1) anliegt, zusammengeschlossen ist, wobei der Ausgang des Nor-Bausteins (15) mit einer.ersten und einer zweiten Sammelleitungssteuerung (13.1,13.2), die jeweils zwischen den Leitsammelleitungen und der den Einzelrechnern (11.1,11,2) nach- bzw. vorgeschalteten Ein-/Ausgabe-Einheiten (12.2, 12.4) zwischengeschaltet sind, verbunden ist.3. hierarchically structured redundant information processing system according to item 1, characterized in that the Leitrechnerpaare (1 «2,., *, 1.jm) from two parallel individual computers (11.1,11.2). Exist, each of which an input / output Unit (12.1, ..., 12.4) upstream or downstream, the individual computers are linked directly bidirectionally or connected via control lines to an OR block (14) and the output of the OR block (14) with a Reserveöystem and the inverting input of a Nor block (15), at the first input of the switching signal of the first host computer (1.1) is applied, the output of the Nor block (15) with a. First and a second manifold control (13.1 , 13.2), each between the Leitsammelleitungen and the individual computers (11.1,1,2,2) downstream or upstream input / output units (12.2, 12.4) are connected. 4. Hierarchisch aufgebautes redundantes Informationsverarbeitungssystem nach Punkt/1, gekennzeichnet dadurch, daß bei Aufbau der Leitrechner'ebene aus nur einem einzigen Leitrechnerpaar., das. aus zwei parallel angeordneten .Einzelrechnern (14.1,14,2) besteht, denen jeweils eine Ein-/Ausgabe-Einheit (15.1,...,15.4) vor- bzw. nachgeordnet ist, zwischen.der Leitsammelleitung und der den Einzelrechnern (14.1,14.2) vor- bzw. nachgeordneten zweiten und vierten Ein-/Ausgabe-Einheit (15.2,15.4).eine erste und eine zweite Sammelleitungssteuerung (16.1,16.2) zwischengeschaltet ist, wobei der zweite Eingang eines ersten Und-Bausteins (7) und der Ausgang eines zweiten Und-Bausteins (18) mit der zweiten Ein-/Ausgabe-Einheit (15.2) und der ersten4. Hierarchically structured redundant information processing system according to item (1), characterized in that when the host computer level is composed of only a single pair of host computers, that consists of two parallel individual computers (14.1, 14.2), each of which has an input. / Output unit (15.1, ..., 15.4) upstream or downstream, between the Leitsammelineit and the individual computers (14.1,14.2) upstream or downstream second and fourth input / output unit (15.2, 15.4) .a first and a second bus control (16.1, 16.2) is interposed, wherein the second input of a first AND-block (7) and the output of a second AND-block (18) with the second input / output unit ( 15.2) and the first - 10 -- 10 - 2 3118 9 32 3118 9 3 Sammelleitungssteuerung (16#1) verbunden sind, an dem invertierenden ersten Eingang des.ersten Und-Bausteins (17) ein erstes Umsehaltsignal US 14.2 anliegt, der Ausgang des ersten Und-Bausteins (17) und. der zweite Eingang des zweiten Und-Bausteins (18) mit der vierten Ein-/Ausgabe-Einheit (15.4) und der zweiten Sammelleitungssteuerung (16.2) verbunden ist, wobei am invertierenden ersten Eingang des zweiten Und-Bausteins (18) ein zweites Umschaltsignal US 14.1 anliegt.Bus line control (16 # 1) are connected to the inverting first input of the first and block (17), a first Umsehaltsignal US 14.2 is applied, the output of the first AND block (17) and. the second input of the second AND device (18) is connected to the fourth input / output unit (15.4) and the second bus control (16.2), wherein at the inverting first input of the second AND device (18) a second switching signal US 14.1 is present.
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