DE2147995B2

DE2147995B2 - Anordnung zum Ein und Ausgeben von Daten

Info

Publication number: DE2147995B2
Application number: DE19712147995
Authority: DE
Inventors: Helmut 6740 Landau Autenrieth; Dietmar Geisler; Volker Dipl.-Ing. Hallwirth; Hans Dipl.-Ing. Kuerner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-09-25
Filing date: 1971-09-25
Publication date: 1973-12-13
Also published as: FR2154169A5; DE2147995A1; BE789230A; IT967735B; NL7212871A

Description

D'e Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einuna Ausgeben von Daten, insbesondere ζιτ Prozeßüberwachung, -steuerung und -regelung in bzw. aus einer zentralen Einheit mit mindestens einer peripheren Einheit, die aus Bausteinen besteht, welche über Anschlußstellen, die Anschlüsse für die Übertragung von Daten aus der zentralen Einheit und Anschlüsse für die Übertragung von Daten in die zentrale Einheit sowie Anschlüsse für die Übertragung von Steuersignalen aufweisen, zu sich in Richtung von der zentralen Einheit über Multiplexer verzweigende Ketten zusammenschaltbar sind und mit der zentralen Einheit verbunden sind.

Es sind verschiedene derartige Anordnungen zum Übertragen von Daten zwischen einer zentralen Einheit und mehreren entfernt liegenden Anschlußgeräten bekannt (deutsche OfFenlegungsschriften 767 und 1933 577, Zeitschrift »Elektrisches Nachrichtenwesen«, 1970, Bd. 45, Nr. 2, S. 145 bis

152 und Firmenschrifl Siemens »Anschlußeinheit für Datenübertragung D-AE 200 E«, Nr. SuVV !0 541./ 6 702.), die sich alle dadurch auszeichnen, daß zwischen die zentrale Einheit, die eine Datenverarbeitungsanlage im weitesten Sinne sein kann, und die Anschlußgeriiie Multiplexer geschaltet sind. Diese stellen auf Grund von Adressensignalen, die sie von der zentralen Einheit erhalten, die Verbindung zwischen dieser und den Anschlußgeräten her. Auch bei Vorliegen eines Rufsignals eines Anschlußgerätes verbinden sie dieses mit der zentralen Einheit. Neben den Adressen- und Datensignalen kann die zentrale Einheit Funktionssigna!? liefern, die angeben, ob z. B. Daten von der zentralen Einheit zu den Anschlußgeräten übertragen werden, die Anschlußgeräte also auf Empfang zu stellen sind, oder ob die Anschlußgeräte Daten an die zentrale Einheit senden sollen. Adressen- und Funktionssignale werden wegen ihrer steuernden Wirkungen als Steuersignale bezeichnet, im Gegensatz zu den die zu übertragenden Informationen enthaltenden Daten. In einigen bekannten Anordnungen werden die Steuersignale und die Daten seriell über Zweidrahtleitungen übertragen; hierzu sind geeignete Anpassungsschaltungen erforderlich. In anderen bekannten Anordnungen werden die Signale parallel übertragen, wobei die Anschlußstellen der einzelnen Bausteine der an die zentrale Einheit angeschlossenen peripheren Einheit unterschiedlich sind, je nach dem, ob über sie Daten von der zentralen Einheit empfangen oder an diese gesendet werden, oder ob sie Daten zu einem anderen Baustein übertragen oder von diesem empfangen werden.

Eine bekannte Anordnung zum Ein- und Ausgeben von Daten (»Elektronik«, 1970, S. 335 ff.) ist zum Einsatz in Prozeßrechnersysteme geeignet. Solche Systeme weisen neben dem eigentlichen Prozeßrechner und Ein- und Ausgabegeräten, wie Drucker, Sichtgeräte, Platten- und Trommelspeicher, Lochkarten- und Lochstreifeneinheiten vor allem Geräte zur Prozeßinstrumentierung der angeschlossenen Anlage auf. Je nach dem Einsatz, z. B. Erzeugen und Verteilen von Energie, Produktion von Gütern oder in Anlagen zum Prüfen und Experimentieren sind eine Vielzahl unterschiedlicher Meß- und Analysegeräte, Regeleinrichtungen, Anzeige- und Schreibgeräte, Stellglieder und Bedienungsvorrichtungen angeschlossen. In vielen Anlagen sind diese Geräte räumlich weit vertj'lt und ihre Signale sind unterschiedlich, analog und digital, dargestellt. Auch haben die Signale unterschiedliche Werte und Meßbereiche sowie verschiedenartigen zeitlichen Verlauf; es sind z. B. statische oder dynamische Signale. Als Bindeglied zwischen der Zentraleinheit des Prozeßrechners und den angeschlossenen Geräten zur Prozeßinstrumentierung werden elektronische Anordnungen der oben beschriebenen Alt eingesetzt. Diese haben somit die Aufgabe, auf der Eingabeseite der Zentraleinheit elektrische Signale räumlich und zeitlich zusammenzufassen und so anzupassen, daß ein Prozeßrechner sie verarbeiten kann. Nichtelektrische Größen, wie z. B. Temperatur, Druck, Durchfluß, Strahlung usw. müssen durch vorgeschaltete Meßfühler und Mciiumformer in elektrische Signale umgeformt werden. Die von der Zentraleinheit ausgegebenen Signale Vi.-rwandeln andere Bausteine in Signale geeigneter Darstellung, die zeitlich und räumlich an die angeschlossenen Geräte verteilt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zum Ein- und Ausgeben von Daten in bzw. aus einer Zentraleinheit der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die mit einer geringen Anzahl von Grundbausteinen aufgebaut werden kann, und zwar in beliebigem, an die jeweilige Aufgabe angepaßtem Ausbaugrad. Darüber hinaus soll sie sich durch eine hohe Sicherheit d^r Datenübertragung auszeichnen, wobei die Geschwindigkeit der Datenübertragung an die jeweilige Leitungslänge zwischen zentraler und peripherer Einheit anpaßt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs beschriebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die AnschlußsteUen der einzelnen Bausteine sind demnach so ausgebildet, daß in beiden Richtungen Informationen in gleicher V/eise übertragen werden können. Es ist daher möglich, Funktionen sowohl von der zentralen Einheit, als auch von einer Steuerung, die in der periphere . Einheit enthalten ist, ausführen zu lassen. Man kann damit die zentrale Einheit entlasten. Andererseits kann dennoch der Aufwand für die peripheren Steuerungen gering gehalten werden, da die AnschlußsteUen einheitlich aufgebaut sind und auf Umsetzer zwischen unterschiedlichen AnschlußsteUen verzichtet werden kann. Weiter ergibt sich der Vorteil, daß zum Aufbauen auch einer umfangreichen Anlage nur wenige Typen von Bausteinen erforderlich sind, die zudem in Teilen der Schaltung übereinstimmen. Geringe Unterschiede in den AnschlußsteUen, ζ. Β. zusätzliche Versorgungsleitungen, sind ohne wesentliche Verminderung dieser Vorteile möglich, so lange jeder Baustein an jede Anschlußstelle angeschlossen werden kann. Es bleiben dann einfach einige Anschlüsse unbelegt.

Die Bausteine können daher zu sich verzweigenden Ketten hintereinandergeschaltet vverden. Die Bausteine, die nicht Endglieder der Kette sind, müssen eine Anschlußstelle besitzen, die der zentralen Einheit zugewandt ist, und mindestens eine Anschluß-

stelle, die von der zentralen Einheit abgewandt ist. Man kann die Anschlußsteilen, die zu Bausteinen gehören, die in der Kette gleichen Abstand von der zentralen Einheit haben, zu einer Anschlußstellenebene zusammenfassen. Die Ordnungszahl dieser Ebene bestimmt sich dann durch die Anzahl der Bausteine, die zwischen dieser Ebene und der zentralen Einheit lieger. Die Anschiußstellenebene der zentralen Einheit hat demnach die Ordnungszahl Null, die auf den an die zentrale Einheit angeschlossenen Baustein folgende Ebene die Ordnungszahl Eins usw. Da die Bausteine meistens mehrere von dor zentralen Einheit abgewandte AnschlußsteUen haben, nimmt die Zahl der AnschlußsteUen je Ebene mit der Ordnungszahl zu, da außerdem alle AnschlußsteUen einheitlich sind, sind die AnschlußsteUen der Ebenen niedriger O-dnungszahl in den Ebenen höhere,- Ordnungszahl vervielfacht.

An Hand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild einer Anordnung zum Ein- unu Ausgeben von Daten in bzw. aus einer zentralen Einheit,

Fig. 2 die über eine Anschlußstelle gefühlten Lci-

Hingen, die Fig. 3 und 4 an Anschlußstellen auftretende Signalfolgen,

Fig. 5 veranschaulicht die Auszahl von AnschlußsteUen im Multiplexbetrieb.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. I weist eine zentrale Einheit ZE mehrere Anschlußstellen auf. An diese sind periphere Einheiten angeschlossen, von denen eine, mit VE bezeichnet, in dem gestrichelt umrandeten Feld dargestellt ist. Eine weitere periphere Einheit ist mit SFX benannt. Der Übersichtlichkeit halber sind nur zwei periphere Einheiten eingezeichnet; an die weiteren Anschlußstellen angeschlossene periphere Einheiten sind nicht dargestellt.

Die periphere Einheit PE besteht aus einer verzweigten Kette, von Bausteinen, und zwar aus Multiplexern Ml und Ml, Signalformerkomplexen SFKi und SFKl und Signalformern SFl, SF3 und SF4. Die Multiplexer dienen in erster Linie dazu, die von der zentralen Einheit ZE ausgegebenen Daten auf einen oder mehrere der nachgeschalteten Multiplexer oder Signalformer durchzuschallen oder die von diesen abgegebenen Signale an die zentrale Einheit ZE weiterzuleilen. Die Multiplexer schalten dabei die Daten nach der Priorität der sendenden oder empfangenden Signalformer oder der Art der Daten durch. Beispielsweise können diejenigen Daten die erste Priorität erhalten, die auf Initiative der zentralen Einheit übertragen werden. Niedrigere Priorität haben dann solche Daten, die auf Initiative der peripheren Einheit, z. B. eines Signalformers, übertragen werden sollen.

Wenn man auch anstrebt, mit möglichst wenig Bausteinen auszukommen, so zeigt es sich doch, daß man zweckmäßig unterschiedliche Multiplexer vorsieht, und zwar einen, der bevorzugt den auf Initiative der zentralen Einheit ausgelösten Datenverkehr steuert, und einen anderen, der den Datenverkehr auf Grund einer Initiative der peripheren Einheit steuert. Der letztgenannte Multiplexer sollte geeignet sein, den Verkehr von ganzen Datenblöcken zu steuern. Dabei können die Adressen der Signalformer im Arbeitsspeicher der zentralen Einheit vorliegen; es ist aber auch möglich, daß der Multiplexer von einer Grundadresse ausgeht und selbsttätig nach jeder Datenübertragung die Signalformeradresse fortschaltet. Ferner soll ein solcher Multiplexer einen ständigen Datenverkehr zwischen einem Signalformer mit einem Bereich des Arbeitsspeichers der Zentraleinheit organisieren können. Unabhängig von der jeweils laufenden Übertragung von Datenblöcken ist eine Einzelübertragung zwischen jedem Signalformer und der zentralen Einheit möglich.

Außer den beiden Standardmultiplexern ist im Ausführungsbeispiel noch eine dritte Art vorhanden, die mit SFK bezeichnet ist. An sie können lediglich Signalformer angeschlossen werden: zusammen mit diesen bilden sie einen sogenannten Signalformerkomplex.

Die Signalformer SFl, SF3, SF4 dienen zur Umformung der Signalart, also der Analog-Digital- oder der Digital-Analog-Umsetzung, und des Zeitverhaltens der aufgenommenen Signale. Sie enthalten Steuereinheiten, die den zeitlichen Arbeitsablauf, die Decodierung der Signalformeradressen und die Zwischenspeicherung der Meßwerte steuern. Die Signalformer geben auch Anzeigen über den Betriebszustand der Anlage ab.

Zu den wichtigsten Signalformen zählen die. die einen Analog-Digital-Umsetzer enthalten. An diesen können mehrere Meßstellen angeschlossen sein, die von einem Meßstellenwähler entsprechend einer Meßstellenadresse zeitmultiplex über einen Vorverstärker auf den Analog-Digital-Umsetzer geschaltet werden. Andere Signalformcr dienen zur Eingabe von digitalen Werten, wobei zu unterscheiden ist, ob es sich um statische oder dynamische Werte handelt.

Zu diesen digitalen Werten gehören auch die Meldungen und Alarme. Weitere Signalformer sind für die Ausgabe von digitalen oder durch Digital-Analog-Umsetzung gewonnenen analogen Werten bestimmt.

ίο Im Ausführungsbeispiel nach Fig. I ist mit einer Anschlußstelle der zentralen Einheit ZE, der Anschlußstellenebene nullter Ordnung, zunächst ein erster Multiplexer MX verbunden, der die von der zentralen Einheit ZE ausgehenden Signale auf die an seine Ausgänge angeschlossenen Bausteine, einen zweiten Multiplexer Ml, einen Signalformer SFl und einen SignalformerkomplexSFKl verteilt. Der Multiplexer Mi erzeugt demnach eine zur Anschlußstellenebene nullter Ordnung gleichartige Anschlußstellenebene erster Ordnung, die aus mehreren einzelnen Anschlußstellen besteht, an welche beliebige Bausteine angeschlossen werden können. Z. B. können an sie mehrere Multiplexer oder ausschließlich Signalformer angeschlossen sein. Im Ausführungs-

beispie! folgt auf den Multiplexer Ml ein zweiter Multiplexer Ml. Seine von der zentralen Einheit ZE abgewandten Anschlußstellen bilden im Ausführungsbeispiel die Anschlußstellenebene zweiter Ordnung. Wäre an den Multiplexer /V/l noch ein zweiter Multiplexer angeschlossen, so gehörten auch dessen von der zentralen Einheit abgewandte Anschlußstellen der Ebene zweiter Ordnung an. In jeder Ebene höherer Ordnung ist zumindest eine Anschlußstelle einer Ebene niedrigerer Ordnung vervielfacht. Der Multiplexer Ml ist mit zwei weiteren Signalformcrn SF3 und SF4 sowie einem zweiten Signalformerkomplex SFKl verbunden. Die an die weiteren Ausgänge der Multiplexer AfI und Ml angeschlossenen Bausteine sind nicht dargestellt. Die Endglieder einer solchen Kette sind in jedem Falle Signalformer. Prin-

zipiell könnte die Kette der Multiplexer Ml und Ml weiter fortgesetzt werden, wozu allerdings ein zunehmender Aufwand für die Adressierung erforderlich wäre. Man wird auch deshalb von einer großen Kette von Multiplexern absehen, weil in der Praxis

kein Bedarf für derart große Anlagen besteht. Hat nämlich ein Multiplexer sechzehn Ausgänge, so könnte man. wenn man den Multiplexer M\ einschließlich mit weiteren Multiplexern bestückt, an diese insgesamt 256 Signalformer oder Signalformer-

komplexe anschließen. Berücksichtigt man, daß an diese eine Vielzahl von Meßstellen oder Datenausgabestellen angeschlossen sein können und daß die zentrale Einheit mehrere Ausgangskanäle hat. an die jeweils wieder eine solche Kette von hintercinandergeschalteten Multiplexern angeschlossen sein kann, so erkennt man, daß ein solcher Ausbaugrad in der Praxis kaum verlangt werden dürfte.

Die Anschlußstellen zwischen den einzelnen Bausteinen sind einheitlich ausgebildet, so daß jeder

Baustein unmittelbar an die Anschlußstelle eines anderen Bausteins oder an die Anschlußstelle der zentralen Einheit ZE angeschlossen werden kann. Beispielsweise ist der Signalformer SFl, der mit dem Signalformer SF 4 in allen Einzelheiten übereinstimmen kann, unmittelbar mit der zentralen Einheit ZE verbunden. Es kann also an die zentrale Einheit ZE nicht nur ein umfangreicher Komplex von Multiplexern und Signalformern angeschlossen werden, son-

dem es ist im Bedarfsfalle, wenn nur wenige Meßwerte aufgenommen und verarbeitet werden sollen, auch möglich, die peripheren Einheiten auf den durch die Anwendung bestimmten notwendigen Aufwand zu beschränken. Es ergibt sich dann ein sehr kleiner und preist nstigcr Ausbaugracl.

Selbstverständlich ist es möglich, daß die Anschlußstellen von einzelnen Bausteinen etwas variieren, z. B. dadurch, daß beim Anschließen an die zentrale Einheit ein Teil der Anschlüsse belegt ist, der beim Anschließen an die Multiplexer nicht benutzt wird. Umgekehrt können in letzterem Fall z. T. andere Anschlüsse benutzt werden als beim Anschließen an die zentrale Einheit. Die überwiegende Mehrzahl der Anschlüsse wird jedoch in jedem Falle belegt.

F i g. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel die Anschlußstellen, über welche die zentrale Einheit ZE und die periphere Einheit PE miteinander verbunden sind. Wie schon beschrieben, sind alle Anschlußstellen einheitlich aufgebaut, so daß die folgenden Ausführungen auch für jede andere Anschlußstelle gilt. Die Daten werden im Ausführungsbeispiel als Iö-Bit-Wort von Datenausgängen DAA von der zentralen Einheit aus- und über Dateneingänge DEE eingegeben. Unter »Ausgabe« von Daten ist immer ein Datentransfer in Richtung von der zentralen Einheit zur peripheren Einheit und unter »Eingabe« ein Datentransfer in entgegengesetzter Richtung verstanden.

Neben den Datenaus- und -eingängen DAA und DEE sind an jeder Anschlußstelle eine größere Anzahl von Steuerleitungen vorhanden. Über einen Stcuersignalausgang ZAA wird ein Anforderungssignal der zentralen Einheit ZE der peripheren Einheit PE zugeführt, die bei Auftreten dieses Anforderungssignals im Falle der Datenausgabe von der zentralen Einheit auf die Datenausgänge DAA geschalteten Signale übernimmt und an digitale oder analoge Ausgabegerätc weitergibt und im Falle der Dateneingabe Daten, die z. B. aus dem Prozeß gewonnen sind und in der zentralen Einheit verarbeitet werden sollen, auf die Dateneingänge DEE schaltet.

Über einen Steuersignaleingang PAE kann die periphere Einheit PE an die zentrale Einheit ZE ein Anforderungssignal geben, c!as bewirkt, daß entweder von der peripheren Einheit auf die Dateneingänge Dl E gegebene Signale von der zentralen Einheit ZE übernommen werden oder daß in der zentralen Einheit ZE enthaltene Signale auf die Datenausgänge DAA geschaltet werden.

Über einen weiteren Steuersignaleingang QZE wird von der peripheren Einheit PE an die zentrale Einheit ZE ein Signal gegeben, mit dem das auf den Ausgang ZAA gegebene Anforderungssignal quittiert wird, d. h., es wird an die zentrale Einheit ZE gemeldet, daß in der peripheren Einheit PE das Anforderungssignal sowie evtl. weitere gleichzeitig mit diesem auf "den Anschlußstellenausgängen liegende Signale empfangen und mit deren Auswertung begonnen wurde. Mit einem entsprechenden auf den Ausgang QPA gesehenen Signal kann die zentrale Einheit ZE das" Anforderungssignal der peripheren Einheit quittieren.

Wie oben erwähnl. kann ein Anforderungssigna! der zentralen Einheit bedeuten, daß die periphere Einheit entweder auf die Datenausgänge DAA geschaltete Daten übernehmen oder Daten auf die Eingänge DEE geben soll. Häufig sollen aber auch die Daten näher gekennzeichnet sein. Die periphere Einheit soll nämlich feststellen können, ob die Signale auf den Datenausgängen Daten sind, die über ein Gerät, z. B. einen Digital-Analog-Umsetzer nach außen weitergegeben werden sollen, oder ob es sich um einen Befehl oder eine Adresse eines Bausteins, der angesprochen werden soll, handelt. Insgesamt sollen also vier Funktionen, die mit dem Anfordcrungssignal in der peripheren Einheit PE ausgelöst werden, gekennzeichnet werden:

1. Daten auf die Dateneingänge DEE schalten.

2. Daten von den Datenausgängen DAA übernehmen.

3. Befehl von den Datenausgängen DAA überneh- »5 men.

4. Adresse von Datenausgang DAA übernehmen.

Zu einer solchen Kennzeichnung dienen Begleitsignale, die auf Steuersignalausgänge ZBA gegeben

werden. Sind z. B. zwei Ausgänge ZBA vorgesehen und werden daher zwei Begleitsignale übermittelt, so können in Verbindung mit dem Anforderungssignal vier auszulösende Funktionen beschrieben werden. Auch die Quittungssignale können durch die Begleitsignale ergänzt werden. Der peripheren Einheit kann z. B. mit einem Quittungssignal mitgeteilt werden, ob sie weitere Anforderungen an die zentrale Einheit stellen kann oder nicht. In gleicher Weise können die von der peripheren an die zentrale Einheit ausgegebenen Anforderungs- und Quittungssignale durch Begleitsignale, die auf die Eingänge PBE gegeben werden, näher beschrieben werden. Es ist z. B. möglich anzuzeigen, ob Daten oder den Betriebszustand der Bausteine der peripheren Einheit kennzeichnende Anzeigen mit dem Anforderungs-

signal übertragen werden sollen. Auch kann zusammen mit dem Quittungssignal, das von der peripheren Einheit an die zentrale Einheit gegeben wird, dieser mitgeteilt werden, daß gleichzeitig auf den Dateneingängen DEE Anzeigen über den Betriebs-

zustand vorliegen oder nicht.

Schließlich enthält die Anschlußstelle nach Fi g. 2 noch einen Ausgang ZKA, über den die Betriebsbereitschaft der zentralen Einheit der peripheren Einheit mitgeteilt wird. Entsprechend kann die Be-

triebsbereitschaft der peripheren Einheit mittels eines auf den Eingang PKE gegebenen Signals angezeigt werden.

Aus F i g. 2 ist zu ersehen, daß die Anschlußstellen symmetrisch aufgebaut sind, d. h., daß zu jedem

Eingang ein entsprechender Ausgang vorhanden ist. Auf Grund dieser Konstruktion der Anschlußstelle stehen sich zentrale Einheit und periphere Einheit gleichwertig gegenüber. Es ist nicht zu erkennen, aul welcher Seite der Anschlußstelle die funktionell wichtigeren Teile der Anlage angeordnet sind. Eine Datenübertragung kann daher, selbstverständlich bei geeigneter Ausbildung der peripheren Einheit, sowohl auf Initiative der peripheren Einheit als auch der zentralen Einheit erfolgen. Es ist sogar möglich.

an Stelle der peripheren Einheit PE eine oder mehrere zentrale Einheiten an die zentrale Einheil ZE anzuschließen und die verschiedenen zentralen Einheiten zusammenarbeiten zu lassen. Man kann somit auf einfachste Art sogenannte Multi-Prozessor-Systeme aufbauen. Zu beachten ist ferner, daß die der zentralen Einheit zugewandten Anschlußstellen Bausteine der peripheren Einheit PE und die von der zentralen Einheit abgewandten Anschlußstellen

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gleichartig und einheitlich sind, so daß nicht nur ihre Anforderungssig :al ist mit PA bezeichnet. Bevor Herstellung wegen der geringeren Zahl von Bauele- dieses auf die Anschlußstelle gegeben wird, werden mentetypen vereinfacht wird, sondern auch kompli- die peripheren Begleitsignale PB und, im Falle der zierte Umsetzer zwischen den Anschlußstellen nicht Dateneingabe, die Datensignale DE ausgesendet. Mit benötigt werden. 5 den Begleitsignalen PB teilt die periphere Einheit Zur besseren Verdeutlichung der Funktion der An- der zentralen Einheit mit, ob sie einen Datenverkehr schlußstellen un'¹ ihrer Bedeutung für die gesamte anfordert oder ob sie Betriebsanzeigen der zentralen Anlage werden im folgenden einige Betriebsarten Einheit übergeben will. Mit den: Anforderungssignal beschrieben. PA werden diese Signale als gültig erklärt und, wenn Es soll zunächst der Fall behandelt werden, daß io die Vorderflanke des Anforderungssignals PA in der auf Initiative der zentralen Einheit ZE Daten ausge- zentralen Einheit eintrifft, von dieser übernommen geben werden sollen. Die an der Anschlußstelle auf- und ausgewertet. Der Eingang des Anforderungstretende Signalfolge ist in Fig. 3 dargestellt. Zu- signals PA wird durch ein Signal QP quittiert, das nächst werden die Begleitsignale ZB und die Daten schon vorher auf die Anschlußstelle geschaltete Be- DA auf die Ausgänge der Anschlußstelle geschaltet. i₅ gleitsignale ZB und im Falle der Datenausgabe auf Nach einer kurzen Zeit, in der diese Signale einge- den Datenausgängen liegende Datensignale DA als schwungen sind, wird das Anforderungssignal ZA gültig erklärt. Mit dem Aussenden des Quiitungsder zentralen Einheit zugeschaltet. Damit werden die signals QP sind die Signale PB und DE nicht mehr Begleitsignale und die Daten als gültig erklärt und erforderlich und können gelöscht werden. Nach Einvon der peripheren Einheit übernommen. Mit der _ao treffen des Quittungssignals QP in der peripheren Übernahme schaltet die periphere Einheit die Be- Einheit können auch die gleichzeitig anliegenden Sigleitsignale PB für ein Quitttungssignal QZ auf die gnale ZB und DA zurückgenommen werden. Als Anschlußstelle, welche kennzeichnen, ob mit der Antwort auf das Quittungssignal QP nimmt die pcri-Quittung Anzeigen über den Betriebszustand der pe- phere Einheit das Anforderungssignal PA zurück, ripheren Einheit in die zentrale Einheit eingegeben _äS was zur Folge hat, daß die zentrale Einheit das Quitwerden oder nicht. Werden solche Anzeigen ausgege- tungssignal OP ebenfalls zurücknimmt, womit der ben, so schaltet diese periphere Einheit als Signale Datenübertragungsvorgang beendet ist und ein neuer DE auf die Dateneingänge. Nach einer kurzen Zeit, eingeleitet werden kann. Die zentrale Einheit kann innerhalb der die Signale DE und PB eingeschwun- allerdings weitere Anforderungen der peripheren gen sind, wird das Quittungssignal QZ zugeschaltet, Einheit unterbinden, indem sie eine bestimmte Bewomit der zentralen Einheit gemeldet wird, daß die gleitsignalkombination zusammen mit dem Quittungs-Daten DA und deren Begleitsignale ZB übernommen signal aussenden.

sind und weitergeleitet werden. Diese Signale sind da- Wie aus den beiden Signalfolgen zu ersehen ist.

mit bedeutungslos geworden und können gelöscht wird bei jeder Datenübertragung ein durch die Syiu-

werden. Gleichzeitig werden mit der Vorderflanke metrie der Anschlußstelle ermöglichtes konsequemcs

des Quittungssignals QZ die Begleitsignale der Quit- ³⁵ Quittungsprinzip eingehalten, d. h., es wird nur dann

tung und die Daten DE als gültig erklärt und von ein Schritt vollzogen, wenn der vorhergehende

der zentralen Einheit übernommen. Als Folge des Schritt beendet ist. Damit wird erreicht, daß die Da-

Quittungssignals QZ wird das Anforderungssignal tenübertragung unabhängig von der Arbeitsgeschv.i:i-

ZA gelöscht. Damit wird der peripheren Einheit ge- digkeit des jeweiligen Bausteins und vosi der En!-

meldet, daß die Begleitsijnale PB des Quittungs- ⁴° fernung zwischen den Bausteinen und den Bausteinen

signals QZ sowie die gegebenenfalls vorhandenen Da- und der zentralen Einheit ist.

ten DE übernommen und bedeutungslos geworden Es ist nun noch der Fall zu betrachten, daß ci^;c sind. Als weitere Folge der Rückflanke des Anfor- zentrale Einheit und die periphere Einheit gleichzeiderungssignals ZA nimmt die periphere Einheit das tig ein Anforderungssignal ZA bzw. PA auf die An-Quittungssignal QZ zurück, womit der zentralen Ein- ⁴⁵ schlußstelle geben. Man wird im allgemeinen dein heit das Ende der Datenübertragung gemeldet wird. Anforderungssignal ZA der zentralen Einheit eine Erst jetzt kann eine neue Anforderung gestellt wer- höhere Priorität geben als dem Signal PA der pcriden. pheren Einheit. Bei gleichzeitigem Auftreten der bei-Ein entsprechender Signalverlauf entsteht, wenn den Signale muß dann die periphere Einheit ihr Anvon der zentralen Einheit an Stelle von Daten ein ⁵° forderungssignal PA wegnehmen, das Anforderungs-Befehl oder eine Adresse ausgegeben wird. Der ein- signal ZA in der oben beschriebenen Weise quittieren zige Unterschied besteht in den Begleitsignalen ZB, und darf erst nach Verschwinden des Quittungsdie in anderen Kombinationen auftreten und damit signals QZ das Anforderungssignal PA erneut stelder peripheren Einheit mitteilen, daß die auf den len.

Ausgängen DAA liegenden Signale einen Befehl oder 55 Es können nur bestimmte Kombinationen von eine Adresse bedeuten. Auch dann, wenn Daten von Steuersignalen auftreten. Beispielsweise ist es nichl der peripheren Einheit in die zentrale Einheit über- erlaubt, daß ein Anforderungssignal ZA und ein geben werden sollen, unterscheidet sich der Signal- Quittungssignal QP gleichzeitig an einer Anschlußverlauf nicht prinzipiell von dem eben beschriebenen. stelle vorhanden sind. Zur Überprüfung von gleich-Durch eine besondere Kombination der Begleitsignale ^6o zeitig auftretenden Steuersignalen wird deren Kom- ZB wird hier der peripheren Einheit mitgeteilt, daß bination mit einer Liste der zulässigen Steuersignalsie mit dem Quittungssignal QZ ein Datum auf die kombinationen verglichen. Tritt eine unzulässige Dateneingänge DEE geben soll. Kombination auf, so wird eine Meldung abgegeben Fig.4 zeigt die Signalfolgen, die in dem Falle, Diese Meldung kann die periphere Einheit in Forrr daß die Initiative zu einer Datenübertragung von der 65 von den Betriebszustand der Anlage beschreibender peripheren Einheit ausgeht, an der Anschlußstelle Signalen der zentralen Einheit übermitteln,
entsteht. Die periphere Einheit kann völlig autonom In F i g. 5 ist veranschaulicht, wie von der zentra-Anforderungen an die zentrale Einheit senden. Das len Einheit ZE ein Signal former ST angesprocher

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wird. In dem Beispiel ist angenommen, daι?> jeder Multiplexer 16 Anschlußstellen hat. Für die Adressierung einer Anschlußstelle bzw. des an diesen angeschlossenen Multiplexers oder Signalformcrs sind daher 4 Bit erforderlich. Gibt die zentrale Einheit eine Adresse mit 16 Bit aus, so kann durch Übereinkunft festgelegt werden, daß in den ersten 4 Bit des ausgegebenen Wortes die Adresse des an den ersten Multiplexer angeschlossenen zweiten Multiplexers enthalten ist, bzw. es werden in den ersten 4 Bit die an die Anschlußstellenebene erster Ordnung angeschlossenen Bausteine adressiert. Da im Ausführungsbeispiel der Multiplexer Ml mit dem Ausgang 1 des Multiplexers M1 verbunden ist, steht in den ersien vier Bit der Adresse die Dualzahl 0001. In den Stel-Jen 4 bis 7 soll, wiederum durch Übereinkunft festgelegt, die Adresse der an den Multiplexer M 2 angeschlossenen Bausteine enthalten sein. Der Signalformer SF 3 sei z. B. an den Ausgang 9 des Multiplexers Ml angeschlossen, so daß in den Stellen 4 ao bis 7 des Adreßwortes, auf Grund dessen er angesprochen werden soll, die Dualzahl 1001 steht. Die Stellen 8 bis 15 stehen für die Adressierung der an

den Signalformer angeschlossenen Geräte zur Ver fugung. Gibt also die zentrale Einheit das als Bei spiel gewählte Adreßwort aus, so schallet tier Multi plexer Ml die Informationsleifingcn zwischen dei zentralen Einheit und seiner Anschlußstelle 1 durch Dadurch wird der Multiplexer Ml angesprochen der seinerseits die Informationsleitungen /.wischer se.ner Anschlußstelle 9 und der Anschlußstelle 1 de« orslen Multiplexers durchschaltet. Damit ist der Datenweg zwischen dem Signalformer und der zentraler Einheit hergestellt, und es können Daten ein- odei ausgegeben werden. Die für die Informationen gestellten Weichen bleiben im allgemeinen so lange ir inrer Me lung, bis sie durch eine neue Adrcssicrunj umgestellt werden.

Stellt ein Signalformer eine Anforderung auf Datenverkehr, so kann der ihm vorgeschaltete Multiplexer die Adresse des Signalformers in entsprechende Stellen des Adreßwortes einschreiben und g Dt dieses an den seinerseits vorgeschalteten Multiplexer weiter, der durch Einschreiben der Adresse des nachgeschalteten Multiplexers ein vollständiges Adreßwort bildet und an die zentrale Einheit abgibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Ein- und Ausgeben von Daten, insbesondere zur Prozeßüberwachung, -steuerung und -regelung in b.w. aus einer zentralen Einheit mit mindestens einer peripheren Einheit, die aus Bausteinen besteht, welche über Anschlußstellen, die Anschlüsse für die Übertragung von Daten aus der zentralen Einheit und Anschlüsse für die Übertragung von Daten in die zentrale Einheit sowie Anschlüsse für die Übertragung von Steuersignalen aufweisen, zu sich in Richtung von der zentralen Einheit über Multiplexer verzweigende Ketten zusammenschaltbar sind und mit der zentralen Einheit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzwnigungspunkte der Kette durch die Multiplexer (Ml, M2) gebildet sind, welche jeweils eine der zentralen Einheit (ZE) zugewandte Anschlußstelle enthalten und jeweils mehrere von der zentralen Einheit (ZE) abgewandte Anschlußstellen aufweisen, an die je ein Baustein (SF. SFK, M 2) anschließbar ist und welche die von der zentralen Einheit (ZE) ausgegebenen Informationen auf die jeweils von der zentralen Ein- ₂_ heit (ZE) angesprochenen Bausteine verteilt oder die von einem angeschlossenen Baustein einzugebenden Informationen zur zentralen Einheit (ZE) durchschaltet, daß die Anschlußstellen der Bausteine einheitlich sind, daß zu jedem Anschluß (ZAA, ZBA, QFA, ZKA) für die Übertragung von Steuersignalen aus der zentralen Einheit (ZE) ein entsprechender Anschluß (PaE, PBE. QZE, PKE) für die Übertragung von Sk lersignalen in die zentrale Einheit (ZE) vorgesehen ist, daß die Anschlußstellen einen Anschluß (ZAA) für ein Anforderungssignal (ZA) der zentralen Einheit (ZE) für eine periphere Einheit (PE) aufweisen, bei dessen Auftreten die zuvor von der zentralen Einheit (ZE) auf die Anschlüsse (DAA) der Anschlußstelle geschalteten Daten (DA) von der peripheren Einheit (PE) in diese durchgeschaltet werden, daß die Anschlußstellen einen weiteren Anschluß (QZE) für ein Quittungssignal (QZ) aufweisen, das die periphere Einheit (PE) nach Eintreffen des Anforderungssignals (ZA) abgibt und bei dessen Auftreten in der zentralen Einheit (ZE) die von der peripheren Einheit (PE) auf die Anschlüsse (DEE) gegebenen Datei (DE) von der zentralen Einheit (ZE) in diese d 'rchgeschaltet werden, daß die Anschlußstellen einen Anschluß (PAE) für ein Anforderungssignal (PA) der peripheren Einheit (PE) für die zentrale Einheit (ZE) aufweisen, bei dessen Auftreten die zuvor von der peripheren Einheit (PE) auf die Anschlüsse (DEE) gegebenen Daten (DE) in die zentrale Einheit (ZE) durchgeschaltet werden, und daß die Anschlußstellen einen weiteren Anschluß (QPA) für ein Quittungssignal (QP) aufweisen, das die zentrale Einheit (ZE) nach Eintreffen eines Anforderungssignals (PA) abgibt und bei dessen Auftreten die auf die Anschlüsse (DAA) geschalteten Signale in der peripheren Einheit durchgeschaltet werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Baustein unmittelbar an die zentrale Einheit (ZE) anschließbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplexer mittels Signalkombinationen, die ihren der zentralen Einheit zugewandten Anschlußstellen zugeführt und den einzelnen von der zentralen Einheit abgewandten Anschlußstellen zugeordnet sind, derart steuerbar sind, daß sie Informationen der zentralen Einheit und den an die den Signalkombinationen zugeordneten Anschlußstellen angeschlossenen Bausteinen durchschalten.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplexer ur.ttels eines Steuersignals, das einer der der zentralen Einheit aogewandten Anschlußstellen zugeführt ist, eine dieser Anschlußstellen zugeordnete Signalkombination auf die der zentralen Einheit ζ -.gewandte Anschlußstelle geben.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen mindestens einen Anschluß (ZBA) für die Übertragung von der zentralen Einheit (ZE) zur peripheren Einheit (PE) für -^;n die Daten (DA) oder das Quittungssignal (QP) bezeichnendes Begleitsignal (ZB) aufweisen und daß die Anschlußstellen mindestens einen Anschluß (PBE) für die Übertragung von der peripheren Einheit zur zentralen Einheit für ein die Daten (DE) oder das Quittungssignal (QZ) bezeichnendes Begleitsignal (PB) aufweisen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Daten (DA, DE), die die Daten bezeichnenden Begleitsignale (ZB, PB) und die Anforderungssignale (ZA, PA) auf die Anschlußstellen geschaltet sind, daß die diese Signale empfangende Einheit nach deren Übernahme das Quittungssignal (QZ, QP) auf die Anschlußstelle gibt, daß darauf die das Anforderungssignal (ZA, PA) abgebende Einheit (ZE, PE) das Anforderungssignal zurücknimmt und daß dann das Quittungssignal (QZ, QP) zurückgenommen wird.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen einen Anschluß (PKE) für ein die Betriebsbereitschaft der peripheren Einheit anzeigendes Signal (PK) und einen Anschluß (ZKA) für ein die Betriebsbereitschaft der zentralen Einheit (ZE) anzeigendes Signal aufweisen.