DE19856122C2 - Verfahren zur Bearbeitung einer Mehrzahl von Telegrammen - Google Patents

Description

Aus der DE 42 12 380 A1 ist allgemein eine Melde- oder Steu­ erwarte bekannt, bei der in unterschiedlichen Wartenteilen eingebaute elektrische Elemente und elektrische Geräte mit­ einander über zumindest einen Datenbus miteinander verbunden sind. Über den Datenbus werden Telegrammsignale von den War­ tenteilen und elektrischen Geräten zur Melde- oder Steuerwar­ te und umgekehrt geleitet.

Aus der EP 0 400 166 A1 ist ein Verfahren zur Störungsortung auf einer digitalen Nachrichtenübertragungsstrecke bekannt. Die Nachrichtenübertragungsstrecke weist an ihren Enden je­ weils ein sog. Endgerät und im Zuge der Nachrichtenübertra­ gungsstrecke zwischen den Endgeräten weitere Geräte auf, die als sog. Zwischengeneratoren ausgebildet sind. Eines der End­ geräte übernimmt dabei eine sog. Überwachungsfunktion für die anderen Geräte und wird als Master bezeichnet. Sämtliche an­ deren Geräte werden als Slaves bezeichnet. Der Master sendet zyklisch an jedes der von ihm überwachten Geräte (Slaves) ein sog. Aufruftelegramm, auf das jeder der Slaves mit einem ihm eigenen Antworttelegramm antwortet. In dem jeweiligen Ant­ worttelegramm ist der Status des aussendenden Gerätes codiert mit einem Statusbit enthalten. Dabei sind nur zwei Status möglich, und zwar der sog. Normalbetrieb oder der gesicherte Betrieb. Eine Datenübertragung zwischen den Endgeräten er­ folgt von einem Endgerät über die weiteren Geräte zum anderen Endgerät und umgekehrt. Daten werden dabei in Form von Tele­ grammen übertragen. In jedem der Geräte, also in den Endgerä­ ten und den weiteren Geräten, wird jedes Telegramm auf einen Fehler überprüft. Sofern keine Fehler in den zu übertragenen Telegrammen festgestellt werden, bleiben die Geräte im sog. Normalbetrieb. Wird ein solcher Fehler in einem Telegramm festgestellt, so geht das Gerät, in dem der Fehler festge­ stellt wurde, in einen sog. gesicherten Betrieb über. Das betreffende Gerät meldet dies in seinem nächsten Antworttele­ gramm an den Master. Anhand der einzelnen Antworttelegramme kann im Master ermittelt werden, welches Gerät sich in wel­ chem Status befinden. Daraus kann dann auf den Leitungsab­ schnitt zwischen zwei Geräten geschlossen werden, auf dem die Datenübertragung gestört ist.

Allgemein werden in Automatisierungssystemen zwischen Teil­ systemen, beispielsweise von peripheren Geräten an eine zent­ rale Recheneinheit, Informationspakete, sogenannte Telegram­ me, übertragen, die Auskunft über Zustände oder Ereignisse im System geben. In einer Vielzahl von Anwendungsfällen sind bi­ näre Zusatzinformationen, sogenannte Statusbits, Teil des Te­ legramms. Ein Telegramm kann dabei jeweils mehrere Statusbits enthalten, die als Statuswort Informationen über mehrere Ei­ genschaften des Teilsystems beinhalten (Statusinformation).

Eine einfache Form eines Telegrammes ist ein Telegramm für eine Einzelmeldung, in der ein einziges Informationsbit bei­ spielsweise Auskunft über den Zustand eines Schalters gibt (EIN oder AUS). Mit zusätzlichen Statusbits können weitere Eigenschaften erfaßt werden, beispielsweise die Eigenschaft "Fehler", wenn eine Erfassung des Schaltzustandes nicht mög­ lich ist, oder "nicht aktuell", wenn die Kommunikations-Ver­ bindung zum Schalter unterbrochen ist.

In komplexen Automatisierungssystemen müssen nun in vielen Fällen mehrere Telegramme miteinander verknüpft werden. Typi­ sche Beispiele sind die Bildung einer Sammelmeldung oder die Addition von Meßwerten. Wenn nun mehrere Telegramme miteinan­ der verknüpft werden und daraus ein neues Telegramm gebildet wird, müssen auch die in ihnen jeweils enthaltenen Statusin­ formationen miteinander logisch verknüpft und in das neu er­ zeugte Telegramm eingetragen werden. Dies geschieht durch lo­ gische Verknüpfung der einander zugeordneten Statusbits der verschiedenen Telegramme.

Die jeweils geeignete logische Verknüpfung muß nun für jeden konkreten Anwendungsfall von neuem programmiert werden. Dies ist selbst bei einfachen logischen Verknüpfungen, beispiels­ weise einer UND- oder einer ODER-Verknüpfung stets eine Quel­ le von Fehlern, die sich oftmals erst im Betrieb herausstel­ len.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung einer Mehrzahl von Telegrammen anzugeben, das unabhängig vom Anwendungsfall eine einheitliche Bearbeitung und Verknüpfung der Statusinformationen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur Bearbeitung einer Mehrzahl n von verschiedenen Telegram­ men, die jeweils zumindest ein Statusbit aufweisen, wobei aus jedem der n Telegramme je ein Statusbit selektiert wird; die­ se selektierten Statusbits werden mehrfach (m-mal) jeweils unterschiedlich miteinander unter Bildung von m Ergebnisbits logisch verknüpft und aus den m Ergebnisbits wird mittels ei­ ner Bitmaske ein Ergebnisbit zur Weiterverarbeitung ausge­ wählt.

Durch diese Maßnahme wird mit Hilfe eines für eine Vielzahl von Anwendungsfällen geeigneten einzigen Programmcodes eine Vielzahl von Ergebnisbits erzeugt, aus denen nur noch das ge­ wünschte Ergebnisbit ausgewählt werden muß. Die Statusbits werden somit einem einheitlichen Bearbeitungsprozeß unterzo­ gen, der in einer geeigneten Programmiersprache nur einmal codiert werden muß und für alle in der Praxis vorkommende An­ wendungsfälle verwendet werden kann. Da der Programmcode zur Behandlung eines konkreten Problems nicht mehr für jede An­ wendung neu entwickelt werden muß, sind die Quellen für mög­ liche Programmierfehler verringert.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausfüh­ rungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:

Fig. 1 ein einfaches Anwendungsbeispiel zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der erfin­ dungsgemäßen Vorgehensweise,

Fig. 3 einen geeigneten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Sammelschiene 2 über eine Mehrzahl von Schaltern 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, jeweils an Speiseleitungen angeschlossen. Die Schalter 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃ werden von einer zentralen Leitwarte aus ferngesteuert und überwacht. Die zur Steuerung der Schal­ ter 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃ erforderlichen Informationen über die Stellung der Schalter werden durch Telegramme T1, T2, T3 übermittelt, die jeweils Statusinformationen S1, S2, S3 enthalten. Diese Statusinformationen S1, S2, S3 bestehen in der Regel jeweils aus einer Mehrzahl von Statusbits S1 = (s11, s12, . . ., s1p), S2 = (s21, s22, . . ., s2p), S3 = (s31, s32, . . ., s3p), wobei die Status­ bits s1j, s2j, s3j für 1 <= j <= p einander zugeordnet sind.

Im einfachsten Fall enthalten die Statusinformationen S1, S2, S3 jeweils nur ein einziges Statusbit s1, s2, s3, das beispielsweise die Aussage darüber enthält, ob die Erfassung der Schalterstellung in Ordnung (EIN) oder gestört (AUS) ist. Eine Betriebsbedingung könnte nun lauten, daß ein geöffneter Schalter, beispielsweise der Schalter 4 ₃, nur dann geschlos­ sen werden darf, wenn die Erfassung der Schalterstellung bei allen Schaltern in Ordnung ist. Damit kann einer der Schal­ ter 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃ nur dann geschlossen werden, wenn alle Status­ bits s1, s2, s3 den logischen Wert 1 aufweisen, d. h. bei einer logischen UND-Verknüpfung der Statusbits s1, s2, s3 ebenfalls der logische Wert 1 resultiert.

Je nach konkreter Aufgabenstellung müssen nun die Statusin­ formationen, d. h. die in ihnen jeweils enthaltenen und ein­ ander zugeordneten Statusbits einer geeigneten logischen Ver­ knüpfung unterzogen werden. In der Regel sind dies für die einzelnen Statusbits einfache logische UND- und ODER-Verknüp­ fungen. Dabei sind auch prinzipiell andere logische Verknüp­ fungen, beispielsweise exklusives ODER oder exklusives UND, möglich.

Gemäß Fig. 2 sind in einer Mehrzahl i = 1, . . ., n von Telegram­ men T1, T2, T3, . ., T1, . . ., Tn jeweils Statusinformationen (Sta­ tusworte) S1, S2, S3, . . ., S1, . . ., Sn enthalten, die jeweils aus k = 1, . . . p Statusbits (s11, . . ., s1p) = S1; . . .; (sn1, . . ., snp) = Sn be­ stehen können. Die einander zugehörigen Statusbits s1k, . . ., sik, . . ., snk (1 <= k <= p) werden nun jeweils (für alle k) einer Anzahl m logischer Verknüpfungen V1, . . ., Vm unterzogen. Auf diese Weise werden (für jedes k) m Ergebnisbits ek1, . ., ekm erzeugt.

Die für den konkreten Anwendungsfall tatsächlich interessie­ rende Verknüpfung wird nun mit Hilfe von Bitmasken B1, B2, . . ., Bm mit B_j = (b1j, . . ., bpj) ausgewählt, die den logi­ schen Verknüpfungen V1, . . ., Vm zugeordnet sind. Durch die Ver­ knüpfung der Ergebnisbits ek1, . . ., ekj, . . ., ekm mit dem ent­ sprechenden Bit b1j . . . bKj . . . bpj der Bitmaske Bj wird nun das Ergebnisbit ekj ausgefiltert. Dieser Schritt wird für al­ le p Komponenten ausgeführt, wobei jeder Komponente 1 <= k <= p eine der Bitmasken B1, . . ., Bm zugeordnet wird. Auf diese Weise wird ein Statusergebnis E erzeugt, das jeweils wiederum aus p Ergebnisbits ekj (1 <= k <= p) zusammengesetzt ist.

In einer weiteren Telegramm-Bearbeitungsstufe BT erfolgt eine Auswertung der in den Telegrammen T1, . . . Tn zusätzlich enthal­ tenen Informationen. Das Bearbeitungsergebnis BE wird dann zusammen mit dem Statusergebnis E zu einem Ergebnistele­ gramm ET zusammengestellt.

Jeder logischen Verknüpfung V1, . . ., Vm ist somit eine Bit­ maske B1, . . ., Bm zugeordnet. Vom Anwender muß somit nur noch für jeden aus den zusammengehörenden Statusbits aufgebauten Statusbitvektor s1k, s2k, . . ., snk entschieden werden, welche der logischen Verknüpfungen V1, . . ., Vm ausgewählt werden soll. Die hierzu erforderliche Vorgehensweise ist in der folgenden Tabelle für einfache UND- und ODER-Verknüpfungen veranschau­ licht:

Beispiel für die erste Zeile ist eine binäre Statusinforma­ tion (Statusbit), die anzeigt, ob die im Telegramm enthalte­ nen Informationen "aktuell (= 1)" sind oder "nicht aktuell (= 0)" sind. Das betreffende Ergebnisbit des Statusergebnisses kann in diesem Anwendungsfall nur dann "aktuell" lauten, wenn alle Statusbits ebenfalls den Zustand "aktuell" haben. Dies erfolgt durch eine logische UND-Verknüpfung. Ein Beispiel zur zweiten Zeile ist ein Statusbit, das anzeigt, ob ein Meßwert den zulässigen Meßbereich überschreitet "Überlauf (= 1)" oder unterschreitet "kein Überlauf (= 0)". Werden dabei mehrere Meßwerte aufsummiert, so sollte auch im Statusergebnis das betreffende Ergebnisbit auf 1 gesetzt werden, wenn bei wenig­ stens einem Meßwert das Überlauf-Statusbit auf 1 gesetzt ist. Dies erfolgt dann durch eine ODER-Verknüpfung.

Für jeden Statusbitvektor wird nun jede praktisch interes­ sante Verknüpfung gebildet. Dies sind in der Regel einfache UND/ODER/EXKLUSIV-UND/EXKLUSIV-ODER-Verknüpfungen. Prinzi­ piell sind jedoch auch andere Verknüpfungen möglich.

Mit Hilfe der Bitmasken B1, . . . Bm werden dann nur die benötig­ ten Ergebnisbits ekj ausgewählt und zum Statusergebnis E zu­ sammengesetzt.

Die Vorgehensweise wird nun anhand von n = 3 Statusinformatio­ nen S1, S2, S3, die sich jeweils aus zwei Statusbits s11, s12; s21, s22; s31, s32 zusammensetzen, gezeigt. Die Status­ bits s11, s21, s31 und die Statusbits s12, s22, s32 werden je­ weils einer UND- und einer ODER-Verknüpfung V1 bzw. V2 unter­ zogen. Für s11 = s31 = 0 und s21 = 1 (Statusbitvektor (0,1,0)) folgt bei einer UND-Verknüpfung V1 als Ergebnisbit e11 = 0 und für eine ODER-Verknüpfung V2 als Ergebnisbit e21 = 1. Für s12 = s22 = s32 = 0 (Statusbitvektor (0,0,0)) folgt bei einer UND- Verknüpfung V1 als Ergebnisbit e12 = 0 und für eine ODER-Ver­ knüpfung V2 als Ergebnisbit e22 = 0. Die Bitmaske B1 für die UND-Verknüpfung lautet nun (1,0) und die Bitmaske B2 für die ODER-Verknüpfung (0,1). Wird nun der aus den Ergebnis­ bits e11, e21, gebildete Ergebnisvektor (0,1) mit der Bit­ maske B1 (UND-Bitmaske) und der aus den Ergebnisbits e12, e22, gebildete Ergebnisvektor (0,0) mit der Bitmaske B2 (ODER- Bitmaske) multipliziert, so erfolgt dadurch eine Auswahl der Ergebnisbits (e11, e22) = (0,0). Bei Multiplikation beider Er­ gebnisvektoren mit der Bitmaske B2 werden die Ergebnisbits (e21, e22) = (1,0) ausgewählt. Mit Hilfe der Bitmasken werden somit die Ergebnisbits so ein- bzw. ausgeblendet, daß für je­ des Statusbit im Ergebnis die richtige Verknüpfung ausgewählt wird. Mathematisch entspricht die Verknüpfung mit den Bitmas­ ken einer Multiplikation eines zur k-ten Komponente jeweils gehörenden Ergebnisvektors ejk (j = 1, . . ., m; 1 <= k <= p) mit einer für diese k-te Komponente ausgewählten vektoriell darstellba­ ren Bitmaske Bj, die m Komponenten enthält, von denen eine Komponente 1 und die übrigen Komponenten Null sind. Logisch entspricht dies einer UND-Verknüpfung.

Fig. 3 zeigt eine Realisierung der Vorgehensweise anhand eines Programmcodes in der Programmiersprache C. In den ersten bei­ den Zeilen werden die Zwischenergebnis-Datenworte für die UND- und die ODER-Verknüpfung vorbesetzt. Im Beispiel umfaßt eine Statusinformation eines Telegramms jeweils 32 Bits. Die Vorbesetzung für die UND-Verknüpfung besteht aus 1-Bits, die Vorbesetzung für die ODER-Verknüpfung aus 0-Bits.

In Zeile 3 beginnt eine zyklische Bearbeitung aller eingehen­ den Telegramme. Die Anzahl der Telegramme ist in der Varia­ blen ulNumberInputs wiedergegeben (entspricht n), der Laufin­ dex uInputCounter (entspricht i) läuft von 0 bis n (ulNumberInputs-1). Der Inhalt der Schleife steht zwischen den Schweifklammern in den Zeilen 4 und 8 und wird zyklisch ausgeführt.

In Zeile 5 wird mit dem Befehl "GetStatus" das erste aus 32 Statusbits bestehende Statuswort (Statusinformation) aus dem aktuellen Telegramm geholt und in der Variablen ulActStatus zwischengespeichert. Dieses aktuelle Statuswort wird mit den vorliegenden Zwischenergebnissen ulAndStatus bzw. ulOrStatus mit UND (Zeile 5) bzw. ODER (Zeile 6) verknüpft. Das Ergebnis der Verknüpfung wird in die Zwischenergebnis-Datenworte zu­ rückgeschrieben und steht für weitere Schleifendurchläufe zur Verfügung.

Nach Abarbeiten aller Telegramme wird nun mit Hilfe der Bit­ masken ORSTATUSMASK und ANDSTATUSMASK in der vorstehend ge­ nannten Weise das richtige Ergebniswort ausgefiltert. Dies erfolgt durch die zweifach gestaffelte logische Verknüpfung in Zeile 10. Innerhalb der Klammern werden durch UND-Ver­ knüpfung mit den Bitmasken zu jeder Verknüpfungsart die Bits ausgewählt, die im Ergebnis erscheinen sollen. Die Rechener­ gebnisse der beiden Klammerausdrücke werden dann durch eine ODER-Verknüpfung zum Endergebnis überlagert.

Claims (1)

1. Verfahren zur Bearbeitung einer Mehrzahl (n) von verschiedenen Telegrammen (T₁, T₂, . . . T_n), die jeweils zumindest ein Statusbit (S_1k bzw. S_2k, bzw. S_3K, . . . . bzw. S_nk) aufweisen, wobei

• - aus jedem der n Telegramme (T₁, T₂, . . . T_n) je ein Statusbit (S_1k bzw. S_2k, bzw. S_3K, . . . . bzw. S_nk) selektiert wird,
• - diese selektierten Statusbits (S_1k bzw. S_2k, bzw. S_3K, . . . ., bzw. S_nk) mehrfach (m-mal) jeweils unterschiedlich miteinander unter Bildung von m Ergebnisbits (e_k1, . . . e_km) logisch verknüpft werden und
• - aus den m Ergebnisbits (e_k1, . . . e_km) mittels einer Bitmaske (Bj) ein Ergebnisbit (e_kj) zur Weiterverarbeitung ausgewählt wird.