DD229001A3 - Verfahren zur leitungssparenden verbindung von diskreten peripheren einrichtungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur leitungsarmen Verbindung einer in Grenzen beliebigen Anzahl von peripheren Einrichtungen mit einer zentralen informationsverarbeitenden Einrichtung durch eine Ringleitung zur Abfrage vorliegender bzw. Generierung erwuenschter diskreter Zustaende in den peripheren Einrichtungen. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die peripheren Einrichtungen aktiv in den ueber die Ringleitung uebertragenen Informationsfluss einbezogen sind und diesen ggfs. geeignet modifizieren, wobei ein effektives Prinzip der Adressierung ohne vorher notwendige Adressinitialisierung der peripheren Einrichtungen angewendet wird.

Description

Verfahren zur leitungssparenden Verbindung von diskreten peripheren Einrichtungen

Anwendungsgebiet der

Die Erfindung läßt sich mit "besonderem Vorteil überall dort einsetzen, wo Anlagen mit einer größeren Anzahl bzw. mit von der informationsverarbeitenden Zentrale entfernt angeordneten diskreten Gebern und Stelleinrichtungen ausgerüstet, sind, die auf ihren Zustand hin abgefragt werden bzw. einen vorgesehenen diskreten Zustand zugewiesen erhalten sollen. Hierbei ergeben sich ggf. große Einsparungen an Übertragungsleitungen. Typische Einsatzgebiete sind Steuerungs- und Überwachungssysteme beliebiger Art, insbesondere für Transportanlagen, Pipelinesysteme, Förderanlagen, Fertigungsanlagen, Hochregallager, Werkzeugmaschinen, Elektroenergieanlagen usw.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die übertragung von Informationen zwischen einer informationsverarbeit enden Zentrale und den zugehörigen peripheren Einrichtungen werden meist· direkte Leitungsverbindungen (Punkt-zu-Punkt-Verbindungen) benutzt, die vorwiegend als Zweidrahtleitungen ausgeführt sind. Hierbei können sich insbesondere beim Anschluß zahlreicher Einrichtungen oder bei großen zu überbrückenden Entfernungen ein großer Leitungsbedarf und damit hohe Kosten ergeben (Klein, R.: Automatisierungsanlagen, Aufbau und Verbindungstechnik, Berlin, VEB Verlag Technik, Ί972).

Es sind auch Sammelleitungssysteme verschiedener Art bekannt, die multiplex genutzt werden und einen Informationsaustausch zwischen peripheren Einrichtungen und einer Zentrale über einen gemeinsamen Übertragungskanal ermöglichen. Diese sind aber sehr aufwendig in bezug auf das verwendete Übertragungs-

protokoll, erfordern relativ komplizierte Auswerteschaltungen in allen peripheren Einrichtungen sowie eine vorab durchzuführende Adreßinitialisierung, beispielsweise mittels Lotbrücken, Schalter, Programmwortspeicher u.a.m. (Der PDV-Bus, ELEKTRONIK 1.(1977), S. 91 -92; Walze, H.: PDV-Bus löst Kopplungsprobleme bei der industriellen Prozeßautomatisierung, ELEKTRONIK 1.(1977, S. 77 - 80, u.a.). lieben anderen Verbindungsstrukturen werden hierbei auch Ringleitungen benutzt, auf denen Adressen, Daten und ggf. weitere Zusatzinformationen seriell übertragen werden (DE-PS 1304 624; DE-OS 2334 630). Zum Stand der Technik gehört ebenfalls der wahlweise Einsatz von Lichtleitern als Übertragungsmedium für kodierte Signale (DS-OS 2905 757). Auch das Prinzip der Dekrementierung von Zahlenwerten ist aus der Rechentechnik grundsätzlich bekannt wie auch die Möglichkeit asynchroner Übertragung (DD-WP 147 687).

Die derzeit bekannten Lösungen zur multiplexen Übertragung kodierter Signale zwischen einer Anzahl peripherer Einrichtungen und einer informationsverarbeitenden Zentrale mit Kontrolle der Informationsübertragung benutzen eine relativ komplizierte Übertragungsprozedur und erfordern aufwendige einrichtungen zur Auswertung der empfangenen Informationen, insbesondere zur Adreßerkennung, Datenein- und -ausgabe und Kontrolle des Übertragungskanals. Außerdem erfordern die Peripheriemodule durchweg eine Adreßinitialisierung. Damit scheiden die bekannten Lösungen aus Aufwandsgründen aus, insbesondere wenn die Aufgabe darauf beschränkt ist, diskrete Zustände von peripheren Einrichtungen, wie Endlagenschaltern, Tastern, Initiatoren usw. asynchron abzufragen bzw. solche Zustände zur Betätigung peripherer Einrichtungen, wie Schaltverstärker, Relais, Schütze und dgl., asynchron auszugeben.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die "beschriebenen Nachteile und aufgeführten Mangel zu beseitigen und ein effektives Verfahren zur asynchronen Abfrage bzw. Betätigung von einfachen peripheren Einrichtungen anzugeben, die mit einer informationsverarbeitenden Einrichtung über eine Informationsring— leitung verbunden sind.

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Darlegung des Wesens d_er_ Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur asynchronen Informationsübertragung zwischen einer Anzahl von beliebig angeordneten peripheren diskreten Meß- und Stelleinrichtungen und einer Verarbeitungseinrichtung zum Zwecke der Abfrage eines vorliegenden bzw. Erzeugung eines gewünschten diskreten Zustandes in peripheren Einrichtungen mit folgenden Merkmalen zu schaffen:

Verwendung einer Informationsringleitung zur Adreß- und Dat enüb ertragung

wahlweise Realisierung der Informationsringleitung durch eine elektrische Leitung oder~miirte±s-"Lxchtiext-er

rückwirkungsfreie Anschließbarkeit einer in Grenzen beliebigen Anzahl von peripheren' diskreten ivleß- und Stelleinrichtungen in beliebiger Anordnung

Vermeidung jeglicher Adreßinitialisierung in den peripheren Einrichtungen

geringer Schaltungsaufwand in den peripheren Einrichtungen zur Adreßerkennung und Datenein - und -ausgabe

asynchrone Auslosung der Abfrage bzw. Betätigung jeweils einer peripheren Einrichtung durch die zentrale Verarbeitungseinrichtung

- Auswertung der Rückinformation durch die zentrale Verarbeitungseinrichtung in bezug auf die Funktionsfähigkeit des Übertragungskanals

automatische Zuordnung der zuvor ausgesandten Adresse zu den empfangenen Daten durch die zentrale Informationsverarbeitungseinrichtung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Bedarf einer Informationsübertragung von der informationsverarbeitenden Einrichtung VE, beispielsweise einem Rechner, ein Informationswort I. auf die Ringleitung gesendet wird, das außer der Adreßinformation I,· auch eine Dateniniormation ΐη enthalten kann, das beim Passieren der peripheren Einrichtungen PE., i=i(i)n durch eine Auswerteschaltung AS analysiert wird, wobei die Dateninformation unverändert weiter übertragen und die Adreßinformation .jeweils dekrementiert wird, so daß sich das Informationswort zunächst von Station zu Station verändert. Wurde die Adresse in einer Station PEj zu ITu11 oder einen anderen festgelegten Wert dekrementiert, dann ist damit die adressierte Station bestimmt und die redundante Dateninformation I-r> wird je nach Stationstyp entweder an diese aus- oder von dieser eingegeben, wobei die Dateninformation in den nachfolgenden Stationen PE^., k j unverändert weiter übertragen und an die Verarbeitungseinrichtung VE rückübertragen wird. Dort erfolgt eine WiederzuOrdnung von Daten- und Adreßinformationen, eine Kontrolle des Übertragungskanals sowie eine aufgabengemäße Weiterverarbeitung der Informationen.

Durch die Erfindung können die komplizierten Übertragungsprozeduren herkömmlicher Fernwirk- und Bussysteme stark vereinfacht und die Adreßinitialisierung der Stationen vermieden werden, wobei außerdem eine Überprüfung des Übertragungswegs gewährleistet wird. Hierbei ist die vorgeschlagene

Lösung sowohl für mit elektrischen als auch optoelektronischen Mitteln realisierte Übertragungswege geeignet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Ringleitungssystem mit peripheren Einrichtungen

Fig. 2: Blockschaltbild einer binären Steuereinrichtung mit elektrischem Ringleitungsanschluß

Fig. 3: Blockschaltbild einer binären Meldeeinrichtung mit Lichtleiteranschluß

Fig. 4: einen möglichen Übertragungskode für die Adreß- und Dateniniormation

In Fig. 2 ist der Aufbau eines intelligenten Schalters als Beispiel einer Peripherieeinrichtung mit elektrischer Signalübertragung gezeigt. Er ist durch eine Klemm- oder Steckverbindung mit den Draht leitungen DL.. und DL. . verbunden, die Bestandteile der Ringleitung sind. Die Auswerteschaltung AS empfängt das Informationswort I₁. über den Eingang X₁ und gibt~""dä~s~InfOrma'txon;swOrir-±-:-_-. über den Ausgang y., aus, wobei diese je nach Inhalt von I.. entweder diesem gleich oder im Adreßteil dekrementiert ist.

Der Ausgang y_? liefert das dekodierte Steuersignal für das angeschlossene Schaltglied xSG, das ein leistungsverstärktes Signal y an den Prozeß abgibt.

Nach Fig. 3 wird ein Beispiel für ein intelligentes Meldeglied angegeben, welches über Steckverbinder SV mit der durch Lichtleiterabschnitte LL gebildeten Ringleitung verbunden ist, Das empfangene Informationswort I^ wird hier über einen optoelektronischen Empfänger OE zunächst in ein elektrisches Signal gewandelt, das der Auswerteschaltung AS über den Ein-

gang χ. zugeführt wird. Der durch das Prozeßsignal χ bestimmte Zustand des Binärsignalgebers BG wird über den Eingang X₂ eingegeben. Die Auswerteschaltung AS analysiert das gewandelte Informationswort I. und gibt dieses entweder unverändert, mit dekrementierter Adresse oder als Datenwort über den Ausgang y. aus. Das Ausgangssignal wird anschließend mittels des elektrooptischen Sender OS gewandelt und als Informationswort Ι·₊-ι in den Lichtleiter LL eingespeist. Wie angedeutet, kann die Stromversorgung auch durch eine autonome Quelle bereitgestellt werden, deren Energiezufuhr durch Strahlung aus der Umgebung über einen Strahlungswandler Sw (z.B. Solarzellen) erfolgt.

In Pig. 4 ist eine mögliche Kodierung von Informationsworten I. anhand eines Beispiels gezeigt, bei dem Adreßinformationen I-· und Dateninformationen enthalten sind. Zur Unter-

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scheidung des Informationstyps werden hier zwei verschiedene Impulsfrequenzen f-, und f₂ benutzt. Als Informationsparameter für den Adreßteil und den Datenteil wird bei dem Lösungsbeispiel die Impulszahl verwendet, wobei die Dateninformation redundant kodiert ist.

Die in den Ausführungsbeispielen erläuterten Lösungen sind nicht an bestimmte Realisierungen, insbesondere die Verwendung eines bestimmten Übertragungsmediums für die Ringleitung, eine festgelegte Art der Schaltungsrealisierung sowie die Benutzung eines speziellen Übertragungskodes gebunden. Die erfindungsgemäße Lösung erstreckt sich vielmehr auf alle damit in Zusammenhang stehenden technischen Prinzipien und Ausführungen.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Verfahren zur asynchronen seriellen Übertragung von diskreten Informationen zwischen einer zentralen informationsverarbeitenden Einrichtung (VE) und einer in Grenzen beliebigen Anzahl prozeßperipherer Einrichtungen (PE₁-), die den Charakter einer Informationsquelle oder -senke haben können, über eine Informationsringleitung, bei dem die Informationsübertragung von der informationsverarbeitenden Einrichtung (VE) ausgelöst und dabei ein Informationswort (I) ausgegeben wird, das aus einem impulskodierten Adreßteil (I.) und einem redundant

   Xl.

   kodierten Datenteil (1-0 besteht, dadurch gekennzeichnet,
   daß aufeinanderfolgend der Adreßteil (Ι_Λ ) in jeder peripheren Einrichtung (PE.) mittels einer gleichartigen Auswerteschaltung (AS) um den V/ert "1" dekrementiert, die eigene Adresse
   bei Erreichen eines Grenzwertes erkannt, bei Erkennung der
   eigenen Adresse die Betriebsart Aus- oder Eingabe festgestellt und unabhängig davon die übertragene Dateninformation (1-.) an die betreffende periphere Einrichtung (PS_n. ) ausgeben oder in dieser entsprechend ihrem Zustand über die nächstfolgenden peripheren Einrichtungen bis zur informationsverarbeitenden Einrichtung (VE) unverändert rückübertragen wird und deren Eintreffen in der (VE) die Funktionsfähigkeit des
   übertragungsweges signalisiert und dort aufgabengemäß ausgewertet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnung