DE2362344A1 - Datenuebertragungsanlage - Google Patents

Description

Datenübertragungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenübertragungsanlage, bei'der mehrere entfernte Stationen über eine Ringübertragungsstrecke mit einer zentralen Steuerstation verbunden sind, die einen Generator für ein Rahmencodesignal hat, mit dem eine kontinuierliche Folge von zeitlich voneinander getrennten, zeitlich beabständeten Datenrahmen erzeugbar ist, wobei jede der entfernten Stationen eine Vielzahl bitcodierter Signale empfängt, diese an eine nachfolgende Station senden kann und mehrere Verbraucher aufweist, die in als Punktmodule bezeichnete funktionelle Gruppen unterteilt sind.

Eine solche Datenübertragungsanlage wird z.B. zur Überwachung und Steuerung von Umweltbedingungen benutzt. Derartige Datenübertragungsanlagen wurden mit fest miteinander verdrahteten Systemen entwickelt, von denen einige die verschiedenen Steuerungen im Multiplexbetrieb vornehmen, wie dieses z.B. in den

US-PS 3 300 759 und 3 396 379 beschrieben ist. Es wurden auch Computer-Abtastsysteme entwickelt, um eine mit hoher Geschwindigkeit vorgenommene periodische Abtastung verschiedener Eingangssignale vorzunehmen. Die US-PS 3 369 904 zeigt eine modernere Datenübertragungsanlage j bei der ein zentraler Computer eine Folge von codierten Übertragungsdaten mit zeitlichen Lücken erzeugt, die seriell an entfernte Stationen gegeben werden. Derartige Systeme wurden jedoch bisher nicht derart ausgebildet, daß mit ihnen eine allgemeine Datenübertragung vorgenommen werden konnte, wie sie für die kontinuierliche Überwachung und Steuerung von Umweltsystemen erforderlich ist, die elektrische Signaleinrichtungen, wie Analoggeräte, Schalteranordnungen sowie Ein- und Abschalteinrichtungen mit Schalterstellungen und Betriebszustände überwachenden Einrichtungen u.dgl. umfassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Datenübejrtragungsanlage zu schaffen, mit der in einfacher Weise und ohne aufwendige Synchronisationseinrichtungen eine Vielzahl entfernter Stationen, zu überwachen und zu steuern ist. .

Bei einer Datenübertragungsanlage der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß" an jeder entfernten Station eine auf die Bits eines jeden Rahmens ansprechende Eahmenverarbeitungseinrichtung vorgesehen ist, daß jeder der Rahmen mindestens drei Datenworte hat, die ein Anfangsrahmenszustands- und Adressenwort mit Bits für den Anfangsrahmenzustand und Bits für nachfolgende Stationsadressen, ein zweites mehrere Bit aufweisendes Datenwort mit Quittungsbits und darauffolgenden Bits für mehrere Punktmoduladressen zur Auswahl von entfernten Überwachungseinrichtungen und ein drittes, mehrere Bits aufweisendes Datenwort mit mehreren Befehlsbits und Operationsdatenbits zur Ausführung ausgewählter Operationen

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der "Verbraucher innerhalb eines Punktmoduls umfassen.

Die erfindungsgemäße Datenübertragungsanlage ist also eine Anlage mit serieller' Datenübertragung, die einen programmierten Computer zur Erzeugung und Übertragung von allgemeinen Daten benutzt, um zugeordnete Endstellen zu betätigen. Der Computer zur Durchführung einer Folge von in ihm gespeicherten Befehlen und zur Modifizierung dieser Befehle, wie es durch diese Befehle angegeben ist, ist Teil einer Steuerstelle für die Übertragungsschleife,, die in Reihe über ein Kabel mit einer Vielzahl von in der Übertragungsschleife liegenden entfernten Stationen verbunden ist. Die letzteren umfassen die gesteuerten Verbraucher und verschiedene Eingangs- Ausgangs- Einrichtungen, die den Empfang und die Übertragung von Informationen an die und von der.Übertragungsschleife ermöglichen. Die Steuerstelle für^s die Übertragungsschleife erzeugt zeitlich beabstandete Signalrahmen, die keine Start- und Stoppsignale und auch keine zeitliche Synchronisation erfordern, und die codierte Information von den entfernten Stationen empfängt oder an diese sendet. Die entfernten Stationen können hinsichtlich ihrer Peripheriegeräte vergrößert oder verkleinert werden, wie dieses innerhalb der Grenzen des Systems möglich ist.

Im einzelnen erzeugt die Steuerstelle die Nachrichten- oder Informationsrahmen als eine Rahmenfolge, wobei jeder-zeitlich gegenüber nachfolgenden Rahmen beabstandet ist. Jeder Rahmen weist eine Vielzahl von seriellen Informationsbits auf, wobei Bitfreie Perioden zwischen den Rahmen liegen. Die Bits innerhalb eines jeden Rahmens sind funktionell zu Gruppen zusammengefaßt, um mindestens eine Adressengruppe oder -wort, eine Befehlsgruppe oder -wort und eine Datengruppe und Stationszustandsgruppe oder -wort umfaßt. Nach einem Merkmal der Erfindung ist eine entfernte Station mit

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einem oder mehreren funktioneilen Punktmodulen versehen, mit denen gleichartige Geräte und Ansprecheinrichtungen, wie Einrichtungen zur Überwachung von SchalterStellungen, zur Start-Stop-Steuerung u.dgl. mit der Übertragungsschleife unter Steuerung einer Datenrahmenverarbeitungseinrichtung oder Prozeßlogik zu koppeln. Me Datenübertragung mit den Punktmodulen wird mit einem die Datenrahmen verarbeitenden logischen Modul durchgeführt, der mit einer gemeinsamen Strangleitung verbunden ist, wobei die Datenrahmen eine Punktadressengruppe oder -wort haben, die einem ersten Stationsadressenwort folgt. Die Punktmodule sind entsprechend eines weiteren Merkmals der Erfindung verdrahtet, um eine Berechtigungsrangfolge bei der Behandlung von Anforderungen der verschiedenen Punktmodule festzulegen.

Entsprechend eines besonderen Merkmals der Erfindung codieren drei aufeinanderfolgende Anfangsbits des ersten Worts die Rahmen als einen allgemeinen, einer bestimmten oder aber gemeinsamen Stationen zugeordneten Rahmen. Die folgenden Bits geben die Stationsadresse an. Jede entfernte Station kann mit Hilfe der ersten Rahmenart an der Datenübertragung teilnehmen. Nur eine adressierte Station kann dieses jedoch-mit der zweiten Rahmenart . Die dritte Rahmenart überträgt einen allgemeinen Befehl und/oder Daten an alle entfernten Stationen.

Das zweite Wort weist Anfangs-Stationsquittungsbits zur Bestätigung eines adressierten Rahmens oder zur Bestätigung' des Ausfüllens eines zur Verfugung stehenden Rahmens mit nachfolgenden Bits, die die Punktmoduladresse angeben, auf.

Das dritte Wort des Rahmens hat Anfangs-Befehlsbits, die zur Unterrichtung der Steuerstelle für die Übertragungsschleife über einen Fehler benutzt werden, um auf einen geeigneten Rahmen anzusprechen. Das dritte V/ort weist auch

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Zustandsbits zur Erfassung der Betriebszustand© einer entfernten Station auf, wie eines Paritätsfehlers, der Ausfall einer örtlichen Speisequelie und einer Anforderung für einen Rahmen. Die ,Anforderung eines Punktmodules wird nur durch Betätigung einer TJnterbrechereinrichtung durch einen entsprechenden Befehl aufweisenden Rahmen beseitigt. Alle Unterbrechereinrichtungen für die Punktmodule werden nur bei Empfang eines besonderen Rahmens ausgelöst, der einen Befehl zum Auslösen hat und der von der Steuerstelle nur dann, erzeugt wird, wenn ein fehlerfreier Rahmen empfangen wird. Der Punktmodul füllt damit einen weiteren erhältlichen Rahmen aus, um eine geeignete Datenübertragung zu bewirken.

Jede entfernte Station hat ein eine Spannung überwachendes System, um diese entfernte Station zu überbrücken, wenn eine örtliche, für die Datenübertragung erforderliche Speisequelle ausfällt. Die entfernten Stationen weisen Überwachungseinrichtungen auf, die das Intervall zwischen den Rahmen prüfen und kontinuierlich Rahmen mit einer einzigen Adresse erzeugen, die die Steuerstelle als eine Unterbrechung in der Überträ- ' gungsschleife erfaßt.

Die Adressen-Wahleinrichtung und die verschiedenen Verriegelungssteuereinrichtungen sind so- ausgebildet, daß die Steuerstelle' . beim Betrieb der Übertragungsschleife auftretende. Probleme erkennt und feststellt. Ein sich durch Rauschen od.dgl. ergebender Paritätsfehler kann infolge des im Computer gespeicherten Programms zum Zurückweisen derartiger fehlerhafter Information und zur Wiederholung der mit dem Fehler behafteten Operation führen. Korrigiert sich das System selbst, so wird der Fehler nicht angezeigt.. Wiederholt sich jedoch der Fehler in einer raschen Folge, so wird die verminderte Betriebsbereitschaft des Systems der Bedienungsperson sofort angezeigt. Tritt je-

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doch ein dauerhafter Fehler auf, wie z.B. ein Bauteil- oder Versorgungsspannungsfehler, so wird eine das jeweilige Problem angebende Information erzeugt, um entsprechende korrigierende Maßnahmen zu veranlassen.

Jedes der Übertragungsschleifensysteme kann außerdem mit einem batteriegespeisten Echtzeit-Taktgeber versehen sein, mit dem die Arbeitsweise des Systems im Falle eines Fehlers in der Spannungsversorgung weitergeführt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein tragbares Bedienungsgerät standardisierter Bauweise für eine Gruppe von Übertragungsschleifen des Systems unter Steuerung durch die zugeordnete Steuerstelle vorgesehen. Das Bedienungsgerät ist in Reihe mit der ausgewählten Übertragungsschleife in diese einzufügen. Das Bedienungsgerät hat eine besondere einzige Adresse für die Gruppe von übertragungsschleifensystemen, in der es benutzt werden kann. Das Bedienungsgerät spricht auf eine Gruppe von Punktmoduladressen unter Steuerung durch das gespeicherte Programm in der Steuerstelle der Übertragungsschleife an, in die es eingeschaltet ist. Die Datenübertragung beginnt entweder infolge von Änderungen an einer entfernten Station oder infolge einer bestimmten Anforderung von der Bedienungsperson am Bedienungsgerät. Das Bedienungsgerät weist eine Anzeigeeinrichtung für Betriebszustände und Meßwerte entweder in Form von visuell wahrnehmbaren, hörbaren oder gleich artigen Ausgangssignalen, auf und ermöglicht die Eingabe von auszusendenden Daten und Parametern durch die Bedienungsperson, die an und von den verschiedenen anderen entfernten Stationen durch die Steuerstelle gesendet werden sollen, einschließlich von Modifikationen der Arbeitsweise der Steuerstellß. Die Bedienungsperson verfügt damit über Mittel zum Anfordern und Anzeigen von überv/achten Meßwerten, Alarmschweilen od.dgl. Die Bedienungsperson kann außerdem Steuerfunktionen, wie

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Variationen oder Änderungen im Stellwert, das Starten und Stoppen "bestimmter Baueinheiten, wie z.B» Motoren, und dgl. eingeben. Eine hilfsweise akustische Übertragung ist vorzugsweise ebenfalls unter Steuerung durch die .Bedienungs-"' person mit einem automatischen akustischen Alarmsignal beim Auftreten von Alarmzuständen an irgendeiner bestimmten Station vorgesehen. Das Bedienungsfeld des Bedienungsgerätes weist Anzeigelampen od.dgl. auf, die drei Schaltzustände, nämlich An, Aus oder Blinken, haben, um eine normale, eine bestätigte unnormale und eine unbestätigte unnormale Bedingung anzugeben. Die Bestätigung wird durch einen Schalter an dem Bedienungsfeld vorgenommen. Numerische Anzeigeeinrichtungen für Daten und/oder Zeiten mit der gleichzeitigen Angabe der jeweiligen Datenart sind ebenfalls vorgesehen.

Von Hand betätigte Adressenschalter sind zum Eingeben-von. Adressen in das System zum Wählen von bestimmten entfernten Stationen, Punktmodulen und Geräten innerhalb eines Punktmoduls vorgesehen. Funktionsschalter ermöglichen die Eingabe eines numerischen Codes in einen Informati-onsrahmen für besondere Operationen, wie z.B. Anzeige, Parametereingabe odj%l. Schalter zur Eingabe von Werten sind ebenfalls vorgesehen, um die unmittelbare Eingabe von vierstelliger dezimaler und digitaler Information zu ermöglichen. Außerdem ist eine Anzeigeeinrichtung der numerischen Anzeigeeinrichtung zugeordnet, um anzugeben, ob die·jeweils angezeigte Bedingung oder der Punktmcdul sich in einem normalen Betriebszustand oder dem Alarmbetriebszustand befindet.

Das Bedienungsgerät beginnt die Datenübertragung mit der .Steuerstelle über irgendeinen von drei Bedienungsschaltern, die einen Sende- oder Unterbrechungsschalter umfassen, der einen verfügbaren Rahmen anfordert, der über das Bediemangs-

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gerät durch die Betätigung von Adressen- und Funktionsschaltern aufgefüllt wird. Die Betätigung des Schalters bewirkt, daß in einem verfügbaren Rahmen die Adresse des Bedienungsgerätes eingeführt wird, die an die Steuerstelle gesendet wird, die ihrerseits eine folgende Gruppe von Rahmen erzeugt,-die die Eingabewerte an den Datenschaltern ableS^n.,.Die Betätigung eines Bestätigungsschalters bewirkt das Umschalten der blinkenden Anzeigelampen in ihren eingeschalteten Zustand und, sofe.wi benutzt^ die Abschaltung eines akustischen Arlarmzeichens.

Zusätzlich weist das Bedienungsgerät eine besondere und dem EIA-Standard RS-232-C entsprechende Buchse und einen internen, wahlweise zu benutzenden Schaltungsmodul innerhalb des Bedienungsgerätes auf, um die Verbindung mit weiteren und diesem Standard entsprechenden Geräten zu.ermöglichen. Dieses ist für die Bedienung von besonderen Geräten, wie z.B. Fernschreibern, Diaprojektoren od.dgl. erwünscht, die als Zusatzgerät zu dem Bedienungsgerät benutzt werden können. Auf diese Weise kann das Bedienungsgerät in der neuen Datenübertragungsanlage als eigentliche Bedienungseinheit benutzt werden, die. eine Datenübertragung mit der Steuerstelle und den entfernten Stationen aufnimmt und kann als einzelne unterstützende Einheit für jedes einzelne einer Vielzahl von Übertragungsschleifensystemen benutzt werden, wenn in der Datenübertragungsanlage eine Vielzahl von Ubertragungsschleifen benutzt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß die neue Datenübertragungsanlage äußerst vielseitig ist und insbesondere für Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystenie od. dgl. Prozeß Steuerungen benutzt werden kann, bei denen die entfernte Station gewöhnlich ausgewählte, in Wechselbeziehung stehende Geräte hat, die

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funktionell in bestimmte Typen von Eingangs- und. Ausgangseinrichtungen in Gruppen zusammengefaßt werden können.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer allgemeinen Datenübertragungsanlage, die eine Vielzahl miteinander verbundener, ^: gleichartiger .Übertragungsschleifensysteme umfaßt,. die mit einem zentralen ComputerZentrum verbunden sind, · .

Pig. 2 schematisch eine entfernte Station der in Fig. 1 gezeigten Art und ihre ,Grundbauteile,

Fig. 3 eine Darstellung der Modulorganisation des Informationsrahmens, '

Fig. 4- ein Bedienungsgerät mit den verschiedenen Eingangs-Ausgangs-Elementen zum Betrieb des.-Bedienungsgerätes,

Fig. 5 einen Punktmodul zur Überwachung und Steuerung eines Motors und

Fig. 6 eine einen Informationsrahmen erzeugende und verarbeitende Einheit.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Datenübertragungsanlage ist ein Hauptcomputerzentrum 1 vorgesehen, das eine Computereinheit aufweist, der wahlweise im Zeitmultiplex mit einer Vielzahl von Übertragungsschleifensystemen .3 ,-'4· und % wie auch mit anderen Peripheriegefäten, z.B. einem Fernschreiber 6 od^l. verbunden werden kann. Das Computer centrum 1- steuert ' auf diese Weise durch ein geeignetes Folge- oder Abtastsystem eine Vielzahl von unterschiedlichen Geräten und Systemen. Jedes der entfernten Schleifensysteme '3 bis 5 ist für sich als abgeschlossene Übertragungsschleife ausgebildet j wobei die Übertragungsschleife' 3 im einzelnen als Blockschaltbild dargestellt ist. Die Übertragungsschleife 3 weist eine Steuer-

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stelle 7 auf, die eine programmierte Arbeitsweise und einer Vielzahl von gleichen entfernten Stationen 8 wie einer besonders ausgebildeten entfernten Bedienungsgerätstation 9 bewirkt, die alle mit der Steuerstelle 7 in einer Ringschleife mit Hilfe eines gemeinsamen Übertragungskabels

10 geschaltet sind. Die Steuerstelle 7 weist einen Computer TA mit einem gespeicherten Programm auf, der Folgen von intern gespeicherten Befehlen durchführen kann und insbesondere die Kodifizierung dieser gespeicherten Befehle vornehmen kann, wie dieses durch die Befehle und die Schaltungspro graminierung vorgegeben ist. Der Computer 7A kann außerdem mit geeigneten Eingangs- und Ausgangsverbindungen versehen sein, um von. Hand die Arbeitsweise steuern zu können, oder er kann mit dem zentralen Computer 2 verbunden sein, um mit diesem zu verkehren. Die Computer und entsprechende ^üignal-Verarbeitungseinrichtungen können als hardware irgendwelche bekannten Geräte sein, die in der multiplexen und binären Signalverarbeitung zur Verfügung stehen, so daß die Darstellung und Beschreibung bestimmter Schaltungseinzelheiten und von Bauelementen die vorliegende Beschreibung nur unnötig komplizieren wurden, hier also weggelassen sind.

Die Steuerstelle 7 weist eine Einrichtung zum seriellen Senden von zeitlich beabstandeten Informations- oder Datenrahmen

11 und 12 über das Kabel 10 auf, von denen jeder in eine Folge von binären Signalbits unterteilt ist, die durch die herkömmlichen Symbole als logische Null oder 1 bezeichnet sind, um damit eine Datenübertragung zwischen der Steuerstelle 7 und den verschiedenen entfernten Stationen 8 und 9 vornehmen zu können. Ein bevorzugter neuer Aufbau eines Informations- oder Datenrahmehs 11 oder 12 ist im einzelnen später in Verbindung mit Fig. 3 noch erläutert, wobei jedoch

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jeder Rahmen eine wahlweise Kopplung zu jeder der entfernten Stationen 8 bis 9 zur Informations-· und Datenübertragung zu oder von diesen Stationen und der Steuerstelle 7 vornimmt. Die Steuerstelle 7 ist daher die Erzeugungsstelle eines jeden Rahmens und der endgültige Bestimmungsort eines jeden Rahmens und wertet automatisch ■ jede Information aus, die von einer entfernten Station empfangen wird, und prüft auch, daß Je¹C; r Informationsrahmen ein geeignetes Ansprechen veranlaßt hat und steuert schließlich die Bereit Schaltung einer eingeschalteten ent- ■ fernten Station für eine nachfolgende Übertragung. Um außerdem eine Datenübertragung zwischen den verschiedenen Stationen vorzusehen, kann eine visuelle oder andere, . mit den menschlichen Sinnen wahrnehmbare Übertragung zwischen den Stationen oder von den Stationen zur Steuerstelle durch Benutzung geeigneter Interfaceeinrichtungen, wie z.B. einen Fernschreiber, an der Steuerstelle und/oder einer oder mehrerer der entfernten Stationen 8 bis 9 vorgesehen werden. . ·. " ■

Obwohl jedes Zweidrahtsystem zum Übertragen der Daten in serieller Form zwischen den einzelnen Elementen benutzt werden kann, ist ein z.B. in Fig. 6 gezeigtes Koaxialkabel 10 besonders geeignet, um die gewünschte Übertragungsgeschwindigkeit über die gewünschten Übertragungswege zu erreichen, die für Heizungs—, Lüftungs- und Klimasysteme erforderlich sind. 1 bis y\ Stationen können voneinander ■: durch Entfernungen von ca. 600 m voneinander getrennt · sein, ohne daß Wiederholverstärker benutzt werden müssen.

Jede Vielzahl von Bits oder Positionen, die einen Datenrrahmen 11 angeben, wird als eine Folge von unmittelbar nebeneinanderliegenden, einander gleichen zeitlichen Lücken übertragen, wobei jeder der Rahmen durch ein merkbares Zeitintervall vom anderen getrennt ist, wie dieses schematisch

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in Fig. 1 durch, den gezeigten Abstand zwischen ten lahmen Ή und Λ2 dargestellt ist» Die Rahmen werden asynchron von der Steuerstelle 7 entsprechend des gespeicherten Programms erzeugt, jedoch unter allen Umständen niit einer minimalen Ge^ schwindigkeit, so daß der Abstand zwischen aufeinanderfol·*· gen den Rahmen ein gewähltes maximales Intervall ist» -.-"■_

Die Datenrähmen 11 und 12 werden auf diese Weise über das Kabel 10 an die erste entfernte Station 8 gesendet, die die Bits seriell analysiert und durch die entfernte Station, hin durch an die nächst folgende entfernte Station sendet» ■

Jede der entfernten Stationen ist gemäß einer bevorzugten AusführungsXorm im allgemeinen in der in Fig. 2 gezeigten Weise aufgebaut. Die entfernte Station 8 weist eine den Datenrahmen verarbeitende logische Schaltung 13 auf, die . einen Eingangsanschluß 14 hat, der mit dem Kabel 10 zum Empfang der Rahmenbits verbunden ist. Die logische Schaltung 13 analysiert jedes Bit und sendet es entweder modifiziert oder nicht-modifiziert, je nach dem Zustand des Bits und seiner Beziehung zum Gesamtprogramm aus. In dem Schleifensystem wird jeder Datenrahmen gleichzeitig von jeder der entfernten Stationen verarbeitet, mit einem Bit Verzögerung pro Station, wobei jede- Station^selbstverständlich ein anderes Bit des gesamten Datenrahmens verarbeitet oder analysiert. <■

Auf diese Weise wird das analysierte Bit über einen Ausgang 15 ausgesendet, um an die nächstfolgende entfernte Station übertragen zu werden. Die logische Schaltung 13 stellt bei der Verarbeitung eines Informationsrahmens fest, .ob dieser für diese Station bestimmt ist oder in anderer Weise für die Station verfügbar ist, und bewirkt, falls erforderlich,

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die erforderlichen Funktionen innerhalb der Station.

Jede entfernte Station 8 weist außerdem eine Vielzahl von funktioneilen Punktmodulen oder Geräten 16 bis 18 auf, die allgemein durch die mit "PM" bezeichneten Blöcke in Fig.2 gezeigt sind, sowie einen besonderen Modul 16A, der einen Fernschreiber 16B steuert. Die drei Punktmodule 16 bis 18 sind, wie schematisch dargestellt, mit einer gemeinsamen Schienenleitung.und der logischen Schaltung 1J über eine gemeinsame Eingangsschiene 19 und eine, gemeinsame Rückleitungsschiene 20 verbunden. Die entsprechend geeigneten Rahmensignale werden gleichzeitig an jeden der Module gegeben, von denen einer"aktiviert wird und die Rückinformation auf der gemeinsamen Rücklaufschiene 20 an die logische Schaltung 13 gibt, damit diese in den Datenrahmen 11 aufgenommen wird.

:Die Punktmodule können die Kopplung zwischen funktionell gleichartigen Geräten mit der Übertragungsschleife übernehmen. So-kann z.B. der Punktmodul 16 die Verbindung und Anpassung zwischen einem Schalterfühler 21, der in seinem eingeschalteten Zustand den Schaltzustand von einem oder mehreren Kontaktsätzen überwacht, vornehmen Und die jweilige Information an die Steuerstelle ? geben. Der Punktmodul ist als Verbindungsglied zu einem geeigneten Steuerglied vorgesehen, das z.B. die automatische Steuerung für ein Stellglied sein kann. Der dritte Modul 18 ist als Start-Stop-Steuerung mit der BetriebszuStandserfassung gezeigt, die eine Einrichtung zur Steuerung des Stoppens und Startens ■ eines Motors, "wie auch zur Erzeugung eines den Betriebszustand des Motors angebenden Rückkopplungssignals sein kann. Ein besonders betriebszuverlässiger Motor-Steuerungsmodul ist in Fig. 5 gezeigt. Weitere typische Steuerungen, die in

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Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen vorgesehen sind, _r , umfassen einen Analogsignal-Wahlmodul oder einen Analogf-Digital-Umsetzer-Modul und Interface-Einrichtungen für Peripherie-Gerate, die dem EIA-Standard BS-232-C zur Verbindung von Peripheriegeräten, wie z.B. dem Fernschreiber 16B zur Datenübertragung zwischen örtlichen entfernten Stationen mit der Steuerstelle genügen. Die den Modulen zugeordneten Geräte sind derart, daß in einigen Fällen von den Datenrahmen 11 oder 12 Informationen erhalten werden können, die einen Befehl für den Punktmodul darstellen, eine bestimmte Operation in Übereinstimmung mit ausgewählten Daten, die an den Iiodul gesendet werden, zu beenden oder durchzuführen oder aber Information zurück an die Steuer stelle 7 zu senden. Da außerdem mehr als einer der Punktmodule 16 bis 18 einen Rahmen anfordern kann und daher ein Steuersignal auf der gemeinsamen Schienenleitung 20 erzeugt, haben die Punktsiodule 16 bis 18 eine Verriegelungsleitung 23a, um eine kontinuierliche physikalische Durchschaltung der elektrischen Verbindungen zwischen den Punktmodulen und der gemeinsamen Schienenleitung und damit eine Rangfolgensteuerung zu bewirken.

Zusätzlich weist jede entfernte Station 8 eine Speisequelle und eine überwachungseinrichtung 24 auf, die mit den verschiedenen Punktmodulen 16 bis 18, der logischen Schaltung und den arbeitenden Verbrauchern oder Hardware-Einrichtungen 21 bis 23 gekoppelt ist, um eine kontinuierliche überwachung der verschiedenen Speisequellen zu bewirken. Einige der Speisequellen, wie z.B. die für die logische Schaltung 13, sind wesentlich für die Schleifenübertragung, während andere im Hinblick auf die Übertragung nicht wesentlich sind, sondern

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nur zur Arbeitsweise 4©s bestimmt:en Punktmoduls, Geräts Pd.dgl, erforderlich sind, Der Ausfall von einer oder mehr der nicht-wesentlichen ^Spannungen wird van de ρ Überwachungseinrichtung festgestellt und über eine Einheit 24A an einen Datenrahmen 11 gegeben, um damit die Stewerstelle 7 von dem Fehler zu informieren, wie dieses später im einzelnen noch beschrieben wird. Der Ausfall einer wesentlichen Spannung für die Schleifenübertragung betätigt automatisch eine Schal1;ereinriehtung 25, die die entfernte Station abschal*- , tet und überbrücket. Wie schematiseh dargestellt ist» ist* z.B. Überwachungseinrichtung 24- mit einem Relais 25 für diesen Schalter verbunden. Pas Relais hat ein Paar von Eontakten 25-1» die. unmittelbar den Eingang 14 mit dem Ausgang 15 verbinden und damit die entfernte Station 8 unmittelbar überbrücken.. Wird ein entsprechender Fehler der Speisespannungen beseitigt, so schaltet das Relais 25 automatisch, die entfernte Station 8 wieder an die "übertragungsschleife. Ein Schalter 26 in jeder entfernten Station 8 ist für eine von Hand vornehmbare Abschaltung des Schleifenkabels 51 von der logischen Schaltung der Station und zum Wiederanschluß des Schleifenkabels hinter der Station vorgesehen. Damit kann eine Prüfung und Wartung an der entfernten Station 8 vorgenommen werden, ohne daß dabei die normale Arbeitsweise der übrigen iJbertiragungsschleif e gestört

Zusätzlich weist pede entfernte Station 8 einen Generator 27 für den Datenrahmen auf, der mit der logischen Schaltung 13 verbunden ist und auf einen eine Schleifenunterbrechung an.^N der Eingangsseite angebende Bedingung anspricht, um ein Ausgangssignal über die. logische Schaltung an die Steuerstelle abzugeben, die damit informiert/wird,daß die Leitungsunterbrechung unmittelbar vor der jeweiligen Station 8 aufgetreten ist. Diese Einrichtung zur Feststellung einer Schlei'-fenunterbrechung ist der Generator für den Datenrahmen, der eine einzige Adresse der jeweiligen entfernten Station 8 ent-

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hält. Der Generator27 weist eine Eingangszeitschaltung 28 auf, die über die logische Schaltung 13 verbunden ist,.um kontinuierlich das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Datenrahmen 11 und 12 zu überwachen. Überschreitet das Intervall das zulässige maximale Intervall, so wird der Generator 27 betätigt, um die entsprechende Adresse enthaltene Datenrahmen zu erzeugen. Innerhalb einer.sehr kurzen Zeit erzeugt damit nur die entfernte Station 8, die infolge einer unterbrochenen Schleife keine Datenrahinen mehr empfangen hat, selbst solche Datenrahmen. Die Steuerstelle kann durch den aufeinanderfolgenden Empfang der Adresse der jeweiligen Station diese Station sfort identifizieren und ein entsprechendes Ausgangssignal abgeben. Der Generator 27 kann außerdem einen von Hand unterbrechbaren Schalter 29 haben, um diese Schleifenarbeitsweise mit einer niedrigeren Datenrahmenfolge durchzuführen.

In Fig. 3 ist ein neuer, einzelner Datenrahmen in Form eines Modulblocks dargestellt. Der gesamte Rahmen 11 besteht aus 36 unmittelbar aufeinanderfolgenden Bits, die in vier Gruridworte unterteilt sind, von dem jedes 9 Bits aufweist, die mit Ziffern als Bits 0 bis 8 bezeichnet sind. Jede Bit-Stelle in jedem Wort ist ein digitales binäres logisches Signal, das entweder durch einen hohen oder niedrigen Spannungspegel entsprechend der üblichen logischen "binären Signalgabe angegeben und als logische 0 oder 1 bezeichnet ist. Die logischen Signale werden nacheinander in der beschriebenen Veise gesendet , \vobei das O-Bit des ersten Worts 30, wie in Fig. 3 gezeigt, durch das System gesendet wird, wonach ihm das Bit 1 unmittelbar folgt.

Das erste Wort 30 gibt den Rahmentyp ixnd die Schleif en adressencodierung an, was eine Zuordnung und Verfügbarkeit des zugehörigen Rahmens zu den entfernten Stationen 8 bis 9 ermöglicht.

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Ist der Datenrahmen 11 der entfernten Station 8 zugeordnet, so erkennt die logische Schaltung 13 die Adresseninformation· und aktiviert die entsprechende Station zur Modifizierung der Information oder Datenbits. Ist der Rahmen nicht für die entsprechende Station adressiert, so werden die verschiedenen, nacheinander empfangenen Bits lediglich an die nächste Station erneut ausgesendet., ohne daß sie modifiziert werden.

Jeder der Informationsrahmen 11 und 12 l*:-an einer von drei Typen sein, die als P-Rahiaen, als zugesprochener Rahmen oder als verfügbarer Rahmen bezeichnet sind- Die Bedingung des "-" "Rahmens wird gewöhnlich von den ersten drei Bits 31,32,33 des ersten Worts-30 angegeben. Ein 0-Rahmen hat.in allen drei Bits 31,32 und 33 ä,es Worts 3Ö und übe-r den gesamten Rahmen eine 0 und wird gewöhnlich ausgesendet, um einen Informations-, zufluß von der Schleife zu verhindern. Ein.zugesprochener Rahmen weist eine besondere Adresse in einer Vielzahl von Adressenbits 3^- mit einem besonderen Steuerbefehl auf. Die logische Schaltung 13 erkennt jede Adresse und aktiviert die Station 8... Ein zugesprochener Rahmen ist daher einer bestimmten entfernten Station 8 und ihrem Punktmodul 16 bis 18 zugeteilt und enthält einen bestimmten Operatiorisbefehl für diese Module.

Verfügbare Datenrahmen zirkulieren durch die Übertragungsschleife und stehen einer entfernten Station 8 zur Verfugung, die das Aussenden von Information an die zentrale Station oder an die Steuerstelle 7 wünscht . Solche verfügbaren Rahmen können allgemein verfügbar sein und von einer ersten entfernten Station ausgewählt werden, die sich in einem Anforderungs-Betriebszustand.befindet. Andererseits kann ein besonderer oder zugeteilter verfügbarer Rahmen von der Steuerstelle 7 erzeugt werden, der dann zum Empfang von Infornatio- ■ nen nur von dieser besonderen entfernten Station beschränkt ist, die in dem ersten Wort adressiert ist. Damit kann die

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Steuerstelle 7 eine Berechtigungs-Rangfolge bewirken, wenn es erforderlich ist. Ein solcher letzterer Datenrahmen wird natürlich Information von jedem Punktisodul 16 bis 18 innerhalb, der entfernten Station 8 annehmen, die adressiert wurde. Ein allgemein verfügbarer Rahmen hat als Bit 31 eine logische 1. ■ -

Zirkuliert ein solcher Rahmen 11 in der Übertragungsr.chl eif e zwischen verschiedenen Stationen, so wird jedes Bit nacheinander von der Jeweiligen entfernten Station analysiert und die erste entfernte Station, die eine Anforderung oder ein Unterbrechungssignal auf v/eist, ändert das erste Bit 31 in eine logische 0 und füllt außerdem den Rest des Sahnens mit der gewünschten Information. Die Umwandlung des ersten Bits 31 in eine logische 0 entfernt das allgemein verfügbare Kennzeichen aus dem Rahmen und macht diesen damit unverfüg— bar für die verbleibenden entfernten Stationen.

Wurde ein verfügbarer Rahmen d ch die Steuerstelle auf eine bestimmte entfernte Station beschränkt, so bleibt eine logische 0 im Bit 31, während das zweite Bit 32 eine logische trägt. Das dritte bis siebte Bit 34- des ersten Worts 30 bilden die Adresse einer bestimmten entfernten Station, wenn der Rahmen einer Station zugesprochen wurde.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind fünf Eits, nämlich 3 bis 7 für die Adressierung der verschiedenen entfernten Stationen 8 bis 9 sowohl in einem zugesprochenen als ach. in einem zugeteilten verfügbaren RahEien 11 vorgesehen, wobei die .Datenübertragungsanlage so ausgelegt isr, daß sie 31 entfernte Stationen 8 und ein Bedienungsgerät 9 umfassen kann. "

Ein zugeteilter verfügbarer Rahmen kann nur von einer be—

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zeichneten entfernten Station 8 angenommen werden, indem diese eine an die Steuerstelle 7 auszusendende Information in diesen einfügt. Das zweite Bit 33 des ersten Worts 30 ist ein "Allgemei^-Bit, das "gleichzeitig alle entfernten Stationen 8 aktiviert. Dieses wird erreicht, indem eine logische 0 in den ersten zwei Stellen und eine logische 1 in dem dritten oder "Allgemein-Bit 33 vorgesehen wird. Das vierte bis ächte Bit muß eine logische 0 sein, damit die entfernte Station antworten kann. Schließlich weist das erste Wart 30 ein Schluß-Paritätsbit 35 auf, das die Inte-' grität und geeignete Aussendung des ersten Informationsworts 30 sicherstellt. .

Das zweite Wort 36 des Rahmens 11 weist ein Paar, von •Quittungsbits 3? und 38 auf, die für ein aufeinanderfolgendes Aussenden und Wiederaussenden im unmittelbaren Anschluß an das Paritätsbit 35 erzeugt werden. Das erste Quittungsbit 37 des zweiten Worts 36 wird von der entfernten Station 8 in eine logische geändert, wenn von der entfernten Station ihre Adresse in den Bits 34· festgestellt wird und die entfernte Station 8 antwortbereit ist. '

Das zweite Quittungsbit 38 wird in eine logische 1 von den entfernten Stationen 8 bis 9 geändert, die einen Datenrahsien oder 12 ausfüllen, der als verfügbarer Rahmen umläuft.' Das zweite Wort" 36 weist dann sechs aufeinanderfolgende Adressenbits 39 und ein Schlußparitätsbit 4-0 auf. Die Bits 39 geben die Adresse für irgendeinen "der Punktmodule 16 bis 18, die der entfernten Station 8 zugeordnet sind, an und bev/irken damit eine codierte Verriegelung zur Aktivierung eines bestimmten Punktmoduls. Das nächste V/ort 4-1 weist eine Vielzahl von Befehlsbits 4-2 im Anfangsteil des Wortes auf.

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Erkennen die adressierten Punktemodule "16 Ms 18 nicht ihre Adresse oder reagieren entsprechend» so wird kein Quittungssignal erzeugt.

Ist dieses nicht der Fall so werden die Befehlsbits 4-2 des Worts 41 kontinuierlich als logische O ausgesendet* Die Steuerstelle 7 erkennt beim Empfang eines solchen zu-*" gesprochenen Rahmens, daß alle Befehlsbits eine, logische 0 haben als Fehler des adressierten Punktmoduls, der auf den Rahmen 11 ansprechen sollte» Die Steuer stelle 7 kann dann einen neuen Datenrahmen mit einem geeigneten Befehl zurücksenden oder irgendein erforderliches AusßangsBignal abgeben. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das dritte Wort 41 vier Anfangsbits 42 zur Einfügung des gewünschten Befehls für den bestimmten Punktmodul auf , die damit die bestimmte Operations- und Funktionsart codieren, die von dem jeweiligen Punktmodul ausgeführt v/erden soll.

Die logische Schaltung 13 gibt vier Kommandobits über die Schiene 19 an alle Punktmodule 16 bis 18, wobei jedoch nur der aktivierte Punktmodul auf diesen codierten Befehl ansprechen kann und den Modul in die gewünschte Betriebsweise versetzen kann. -

Ein Befehls-Paritätsbit 43 folgt unmittelbar den Bits 42 und muß den Datenrahmen in geeigneter Weise prüfen, bevor das Befehlssignal an den adressierten Modul^gesendet wird.

Das dritte Wort des Datenrahmens 11 weist schließlich in seiner Folge drei Zustandsbits 44,45 und 46 und ein Schluß-Parität sbit 47 auf.

Die Zustandsbits 44 bis 46 werden aktiviert oder von einer entfernten Station 8 eingefüllt, um die Sendestelle 7 von den gewählten Betriebssuständen der Station in Kenntnis zu setzen* Das Bit 44· ist einem erfaßten Paritätsiebler bei

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der Behandlung eines Datenrahmens zugeordnet. Die Erfassung irgendeines der zuvor erwähnten Paritätsfehler verhindert die Aktivierung eines Punktmoduls zur Durchführung der befohlenen Betriebsweise, wie diese durch die Befehlbits 42 angegeben wurde. In diesem Zustand befindet sich die entfernte Station 8 in einem halbaktiven Zustand und sie füllt nur die Zustandsbits 44, 4-5 und 4-6 in den Datenrahmen ein und gibt damit an die Steuerstelle 7 ihren geweiligen.Betriebszustand an.

Das zweite Zustandsbit 45 ist einem Fehler in der Spannungsversorgung der aktivierten entfernten Station 8 zugeordnet. Wie bereits in Verbindung mit Fig. 2 erwähnt wurde, werden alle Speisespannungen kontinuierlich von der Überwachungseinrichtung 24 überwacht. Ist eine Speisespannung für die Funktionsweise der entfernten "Station auf die Übertragungsschleife nicht wichtig, jedoch wichtig' für die Betriebsweise des Punktmoduls, so wird das Bit 45 eine logische 1, um diese Information über einen Fehler an die Steuerstelle 7 zu geben. Ist die Speisespannung wichtig für die Betriebsweise der entfernten Station auf die übertragungsschleife,so schaltet die in Fig. 2 gezeigte Schalteranordnung die entfernte Station ab, um eine weitere Betriebsweise, der Übertragungsschleife zu ermöglichen. ■ .

Das letzte Zustands-Bit 46 wird von der entfernten Station zur Angabe benutzt, daß eine Schleifenunterbrechung aufgetreten ist und daß ein ,Datenrahmen erforderlich ist, um Daten an die Steuerstelle 7.zu senden. Diese Information wird von der Steuerstelle 7 empfangen und dementsprechend festgestellt, daß eine nicht-bestätigte Schleifenunterbrechüng an einer entfernten Station aufgetreten" ist, die einen verfügbaren Rahmen oder einen Endbestätigungsrahmen zur Klärung der Schleifenunterbrechüng benötigt. Auf diese Weise

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.»*. ■— ■-■'

kann,, wenn immer eine entfernte Station 8 entweder von St euer st eile 7 oder durch, eine eigene Anforderung zum Aussenden einer Information aktiviert ist, der Unterbrechungszustand nur durch den Empfang eines von der Steuersteile 7 zugesprochenen Datenrahmens mit einem geeigneten Klärungsbefehl im Befehlsteil 42 aufgeklärt werden. Dieses ist zur Sicherung gegen Informationsverluste wichtig..Tritt ein Fehler in Form eines Paritätsfehlers, ein Bit-Verlust od.dgl. auf, so erkennt die Steuerstelle 7 dieser. Zustand und sendet erneut einen Datenrahnen für ein anschließendes Ausfüllen aus. Wird jedoch ein ausgefüllter verfügbarer Rahmen von der Steuerstelle 7 nicht fehlerfrei empfangen und die Punktmodule 16 bis 18, die diesen Datenrahmen ausgefüllt hatten, ihre Unterbrechung beseitigen durften, ist ein Informationsverlust möglich. Die Steuerstelle 7 steuert daher das Löschen oder Rücksetzen der< Unterbrechung und bewirken dieses nur dann, wenn ein ausgefüllter verfügbarer Rahmen fehlerfrei empfangen wurde. Wurde er nicht so empfangen, so ignoriert die Steuerstelle 7 einfach den fehlerhaft ausgefüllten oder mit Fehlern behafteten Datenrahmen und die Punktnodule 1.6 bis 18 erhalten anschließend einen weiteren verfügbaren Rahmen und füllen diesen aus und setzen dieses fort, bis dieses durch einen zugesprochenen Rahmen bestätigt wurde.

Das achte oder Schluß-Bit 4-7 des Worts 41 ist ein Paritäts-Bit, das die Integrität der Informationsanordnung sicherstellen soll.

Das Schlußwort 48 weist acht Datenbits 49 auf, die von einem Schluß-Paritäts-Bit 50 gefolgt sind. Das letzte Wort 48 wird also auch zum Senden von Daten an die aktivierten Punktmodule .16 bis 18 benutzt, um einen bestimmten Punkt oder Geräteteil auszuwählen und/oder von diesen Information entsprechend des befohlenen Zustands zu empfangen, der an einen Punktmodul

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16 "bis 18 ausgesendet; wurde. Ein aktivierter Punktmodul kann auf diese Meise logische Schaltungen aufweisen, die von der Adressierung des Punktmoduls aktiviert sind und den Betriebszustand prüfen, um im weiteren nur einen der verschiedenen : Punkte innerhalb einer Einheit 21 bis 23 zu aktivieren.

Der Datenrahmen 11 wird auf diese Weise Bit für Bit in der logischen Schaltung 13 verarbeitet und, sofern beabsichtigt, auch von einem Punktmodul 16 bis 18 und den zugeordneten Hardware-Geräten 21 bis 23. Die Bits werden dann erneut in modifizierter oder nicht-modifizierter Form in einer Weise wieder ausgesendet, die ein zuverlässiges Lesen, Auswertung und Analyse durch die Steuersteile 7 sicherstellen. Die mehrfache Paritätsprüfung, durch die eine entfernte Station 8 nur aktiviert werden kann und auch nur ihre internen Baueinheiten bei einer geeigneten Parität aktivieren kann, um eine befohlene Operation durchzuführen, bildet ein Mittel zur Sicherstellung einer richtigen Datenübertragung. Die Paritäts- . Prüfungen in Verbindung mit positiven Quittungen oder Bestätigungen, Prüfungen auf Versorgungsspannungsfehler und · Zustandsprüfungen bilden eine Zusammenfassung, durch die die Steuerstelle 7 im wesentlichen sofort vom Auftreten eines Problems in der Übertragungsschleife der Datenübertragungsanlage informiert wird. Hat der Fehler nur einen augenblicklichen Charakter,. wie ein Paritätsfehler, so kann das in der Steuerstelle gespeicherte Programm in einfacher Weise so eingestellt sein, daß' eine fehlerbehaftete Information zurückge·* wiesen und die jeweilige Operation wiederholt wird, um den Fehler zu berichtigen. Erreicht die Wiederholung des auftretenden Problems einen merkbaren Pegel, so wird die Arbeitsweise der Übertragungsanlage schlechter und dieser Umstand für die Bedienungsperson offensichtlich . Hat der Fehler keinen augenblicklichen Charakter, ist also nicht korrigierend, sondern von einem mehr.dauerhaften Charakter, wie. z.B. ein Bauelement-

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oder ein Versorgungsspannungsfehler, so wird ein positives Signal erzeugt, das der Bedienungsperson das Problem angibt, so daß eine geeignete Handlung vorgenommen werden kann.

Auf diese Weise bewirkt die Datenübertragungsanlage eine vollständige, asynchrone digitale Datenübertragung, die noch erweitert oder aber eingeengt werden kann, um den verschiedenen Anwendungserfordernissen gerecht zu werden. Der getrennte, ein gespeichertes Programm aufweisende Computer in jeder Steuerstelle ist dadurch besonders vorteilhaft, daß das Programm durch die internen Befehle des gespeicherten Programms modifiziert werden kann, und damit leicht einer Software-Programmierung angepaßt werden kann. Außerdem können die verschiedenen entfernten Stationen mit den anderen über die Steuerstelle 7 verkehren. So kann z.B. der Fernschreiber 16B Information für die Steuerstelle empfangen und aussenden. Der Fernschreiber 16B kann daher Befehle enthalten, die die Arbeitsweise der Steuerstelle modifizieren. Die Möglichkeit des Aussendens und Empfangene codierter Information erlaubt außerdem die Datenübertragung zwischen Fernschreibern Ί6Β oder dgl. an unterschiedlichen entfernten Stationen 8, wie dieses z.B. in Fig. 1 gezeigt ist. Die verschiedenen Punktmodule und zugeordneten Geräte können wahlweise im jeweils vorteilhaftesten Aufbau angeordnet werden, wobei die erforderliche Information während des Betriebs der Datenübertragungsanlage in Gruppen zusammengefaßt und gesammelt wird. Die kontinuierliche Überwachung der Datenübertragung und der Betriebsintegrität der Datenübertragungsanlage mit eingebauten Einrichtungen zur Diagnose der Schaltungen und Identifizierung von Anlagenfehlern ist besonders vorteilhaft, wenn an entfernten Stationen vorhandene Hardware gesteuert werden soll.

Bei einer Datenübertragungsanlage mit einer geschlossenen Schleife kann eine Schleifenunterbrechung auftreten und es

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ist wichtig, den Ort dieser Schleifenunterbrechung, an dem der Fehler auftritt, festzustellen. ^!

Entsprechend dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede entfernte Station 8 in gleicher Weise mit einem Generator 27 für den Datenrahmen aufgebaut, ,mit dem eine Folge von Daten— rahmen in zeitlieh verzögerter Folge erzeugt werden kann.

Z.B. beim Betrieb einer in einer normalen Übertragungsschleife arbeitenden Anlage kann die Steuer st eile 7 'Informations-Bits mit einer Geschwindigkeit von 500 000 pro Sekunde erzeugen ο Die 36 Bit enthaltenen Datenrahmen 11 und 12 werden daher in einer zeitlichen Folge mit dieser Geschwindigkeit mit datenlosen Zwischenräumen zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen von mindestens 10 Mikrosekunden erzeugt. Die minimale Gesamtgeschwindigkeit für die Erzeugung von Datenrahmen wird jedoch bei einer typischen Anwendung- niemals geringer als mehrere (Tausend Datenrahmen pro Sekunde sein. Die Datenrahmen 11 und 12 werden daher bei einer geeigneten Betriebsweise von einem Zeitintervall getrennt sein, das z.B. 200 bis 500 Millisekunden nicht überschreitet. Jede entfernte Station 8 bis 9 sollte daher aufeinanderfolgende Datenrahmen ohne eine Verzögerung oder Unterbrechung empfangen, die 500 Millisekunden überschreitet<, Der besondere Datenrahpengenerator 27, der seine eigene Adresse enthält, überwacht kontinuierlich die Zeitverzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Datenrahmen_o, Überschreitet das Zeit- · Intervall einen gewählten Pegel, wie z.B. 500 Millisekunden, was angibt, daß aufeinanderfolgende Datenrahmen nicht in der normalen minimalen. Weise empfangen werden, so beginnt der Generator 27 wiederholt Rahmen zu erzeugen, die seine eigene Adresse tragen«. Bei einer praktischen Anwendung können z.B. 7.7OO Rahmen pro Sekunde erzeugt werden, wobei der Gene-

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rator diese Rahmen weiterhin erzeugt, "bis ein Eingangssignal von seinem Empfänger mit Hilfe einer geeigneten logischen Schaltung erfaßt wird. Jeder dieser einen Fehler angebenden Rahmen wird an alle nachfolgenden entfernten Stationen gesendet. Es wird angenommen, daß eine Schleifenunterbrechung am Punkt 51 zwischen der ersten und zweiten empfangenden Station 8 auftritt. Die Betriebsbedingung am Ausgang oder sendenden Ende der Steuerstelle 7 und der ersten entfernten Station 8 sind normal, so daß damit die Steuerstelle '7 weiterhin Datenrahmen 11 und 12 erzeugt und die erste ent-' fernte Station 8 weiterhin diese Datenrahmen verarbeitet und wieder aussendet. Es findet jedoch kein Datenfluß über die verbleibende Schleife zur Steuer stelle statt. ITach einem gewählten Zeitintervall, wie z.B. 200 Millisekunden oder mehr, während dem die Steuerstelle 7 keine Datenrahmen empfängt, beginnt die zweite entfernte Station 8 ihre eigenen Datenrahmen zu erzeugen. Die Steuerstelle 7 empfängt und liest diese aufeinanderfolgenden Rahmen an ihren Eingängen mit . der Adresse dieser einen entfernten Station, die damit das Vorliegen und den Ort eines Fehlerzustands angibt. Die Steuerstelle 7 kann eine geeignete Information erzeugen, die den Ort des Fehlers als auch die Art des Fehlers auf irgendeinem mit der Bedienungsperson im Nachrichtenaustausch stehenden Einrichtung erzeugen, wie a.B. einem Fernschreiber od.dgl.

Bei der Korrektur des Kabelfehlers empfängt die zweite entfernte Station 8 die für den Nachrichtenfluß strom-ab des Schaltpunkts 51 liegt, ein Bit über das zuvor unterbrochene Kabel von der ersten entfernten Station 8. Das erste empfan- ~ gene Bit beendet den Betrieb des Signalgenerators 27 und setzt die Station 8 zurück, so daß diese erneut kontinuierlich die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Datensignalen überwacht. Die entfernte Station 8 sendet nicht sofort die

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folgenden Bits des zurückgesetzten Rahmens aus. Wenn ein nachfolgender Rahmen jedoch von der ersten, vorhergehenden entfernten Station empfangen wird, befindet sich die zurückgesetzte entfernte Station wieder in ihrem normalen Empfangs- und Sendebetrieb, um erneut die normale Betriebsweise der Übertragungsschleife zu vervollständigen. Diese Wiederherstellungsfolge erlaubt der entfernten Station in ihren normalen Betriebszustand zurückkehren zu können, ohne daß diese Daten falsch interpretiert werden oder falsche Daten ausgesendet werden.

Dieses stellt auch sicher, daß die Station 8 unmittelbar stromab des Schleifenunterbrechungspunktes 51 von der Steuerstelle erkannt wird. So können weitere sich stromab befindende Stationen 8 ein kürzeres Zeitintervall als andere im Augenblick des Auftretens einer Schleifenunterbrechung haben, so daß eine sich unmittelbar neben der Schleifenunterbrechung an der stromabwärts-gerichteten Seite befindende Station Rahmen erzeugen kann, die ihre Adresse für die Steuerstelle beinhalten. Jedoch wird eine sehr kurze Zeit danach der Rahmengenerator 27 neben der Schleifenunterbrechung aktiviert. Wenn die sich weiter stromab befindende Station ein Bit von der stromaufwärts liegenden Station empfängt, wird diese natürlich ihre Erzeugung von eigenen Rahmen beenden und den Start des nächstfolgenden Rahmens von der weiter stomaufwärts befindlichen Station abwarten. Auf diese Weise stellen die Zeitgeber- und Rücksetz-Baueinheiten automatisch sicher, daß die Station 8 unmittelbar stromab vom aufgetretenen Fehl er..die Steuer stelle 7 mit ihrer Adresse beaufschlagt, selbst wenn das Zeitintervall in einer sich stromab befindenden Einrichtung kürzer sein sollte, als das der unmittelbar neben dem aufgetretenen Fehler benachbarten Einrichtung.

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Dieses Merkmal der neuen Datenübertragungsanlage ermöglicht damit eine genaue und schnelle Fehlerfeststellung, die keine Justierungen oder Abgleichungen im Fehlernetzwerk hinsichtlich der Lage des Gerätes in der Übertragungsschleife erfordert. Auf diese Weise spricht jede entfernte Station unabhängig von ihrer Lage in genau der gleichen Weise an, um eine geeignete Kennzeichnung an die Steuerstelle zu geben.

In Schleifensteuersystemen soll zusätzlich zu der Steuersteile 7 eine den Betrieb unterstützende Einrichtung vorgesehen sein, die eine Eingabe und auch Entnahme von Information von Hand ermöglicht, als auch eine wahlweise Überwachung der verschiedenen entfernten Stationen gestattet. Das gezeigte Bedienungsgerät ist in besonderer Weise ausgebildet und vorgesehen, um diese Funktionen und Steuerungen zu bewirken. Die verschiedenen Elemente, die wiederum für die tatsächliche Funktion erforderlich sind, sind leicht erhältlich und von einem Fachmann ohne weiteres zu verstehen, so daß die wesentlichen Eingangs- und Ausgangseinrichtungen in Fig. 4.nur schematisch dargestellt und ihre Verbindungen im folgenden beschrieben sind.

In Fig. 4- ist eine bevorzugte Ausführung eines Bedienungsgeräts dargestellt, bei dem ein tragbares Gehäuse 52 zum vollständigen Einschließen aller notwendigen Steuergeräte vorgesehen ist und mit einem geeigneten aufklappbaren Handgriff 53 od.dgl. versehen ist, um eine geeignete Bewegung und einen Transport des Gerätes an den gewünschten Ort der Ü"bertragungsschleife zu ermöglichen. Eingangs-Ausgangs-Anschlüsse 5^ sind in dem Gehäuse zur Verbindung der Schleifenkabel 10 mit der Station 9 vorgesehen. Zusätzlich weist das Bedienungsgerät hilfsweise Übertragungsanschlüsse 55 für die Verbindung eines besonderen, mit den verschiedenen Stationen 8 verbundenen Tonkabels

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auf. Die Übertragungsanlage erlaubt eine akustische Unterhaltung zwischen der Bedienungsperson an dem Bedienungsgerät und irgend einer an den entfernten Stationen, wie auch die Erzeugung von akustischen Alarmsignalen für erfaßte Fehler an den entfernten Stationen. Ein Kopfhöreranschluß 56 kann vorgesehen sein und ein Sprech-Hör-Schalter 57 schalte.t die Schaltung wahlweise auf Empfang oder Sendung von akustischen Botschaften. Diese "Verbindungsanordnung kann außerdem ein Horn oder eine andere akustische Älarjaquelle,' die hier nicht!gezeigt ist, auweisen, um auf einen erfaßten Alarmzustand in der Ubertragungsanlage anzusprechen. Ein Ein-Aus-Schalter 58 kann vorgesehen sein, um wahlweise den akustischen Alarm in der Übertragungsanlage zu. verbinden. Das Bedienungsgerät 52 ist außerdem mit einer inter- _/ nen Spannungsquelle u.dgl. für eine selbständige- Betriebsweise versehen und weist eine Buchse 59 für Zusatz- oder Hilfsgeräte zur Steuerung von Peripheriegeräten auf.

Im einzelnen weist das Bedienungsgerät 52 interne Verbindungseinrichtungen zum Anschluß mit wahlweisen Modulen über die Buchse 59 entsprechend der EIA-Norm RS232-C auf. Dieses Merkmal ermöglicht einerEinrichtung, wie einem Fernschreiber 60, einem Diaprojektor od.dgl., dem Bedienungsgerät 52 zugeordnet und von der Steuerstelle gesteuert zu werden. Der Fernschreiber 60 erlaubt den Verkehr mit entfernten Stationen über die Steuerstelle und einen modifizierten Betrieb der Steuerstelle.

Das Bedienungsgerät 52 weist im wesentlichen alle der-Baueinheitenauf, die auch bei einer herkömmlichen entfernten Station vorgesehen, sind, einschließlich einer logischen' Schaltung zur Behandlung der Datenrahmen mit einer Srkennungsschaltung für die Adresse einer entfernten Station, die auf eine feste Schleifenadresse mit einer logischen 0

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für alle Bits codiert ist und auf ausgewählte Punktmoduladressen anspricht, um die Information innerhalb des Bedienungsgerätes au verteilen. Die auf diese Weise von dem Bedienungsgerät 52 gebildete Station 9 ist daher vom üblichen standardisierten Aufbau und genauso variabel wie die Stationen 8, die auf besondere oder eigentümliche Eingangs-Ausgangseinrichtungen an den jeweiligen entfernten Stationen angepaßt sind.

Zusätzlich zu der üblichen Verarbeitungsschaltung ist das Bedienungsgerät 52 für den Informationsbeginn veranlassende Handlungen über die Steuerstelle 7 in Abhängigkeit von Änderungen am Eingang irgendeiner entfernten Station oder in Abhängigkeit einer bestimmten Anforderung durch die Bedienungsperson ausgelegt, die am Bedienungsgerät 52 erzeugt wird.

Allgemein ist das Bedienungsgerät 52 mit einer Frontsichtplatte versehen, die ein oberes Aussägefeld 61 und ein unteres Feld 62 für einzugebende^ Auswahlsignale und Anzeigen aufweist.

Das obere Feld 61 weist mehrere Lampen 63 auf, die jeweils geeignet beschriftet sind und einer bestimmten entfernten Station 8 zugeordnet sind. Soll daher die neue Datenübertragungsanlage zur Steuerung von 31 entfernten Stationen ausgelegt sein, so sind 31 Anzeigelampen 63 vorgesehen. Jede der Lampen 63 wird individuell von den Datenrahmen 11 gesteuert, die an die Station 9 und damit an das Bedienungs-r gerät 52 über die Steuerstelle 7 gelangen und können in irgendeine der drei Betriebsstellungen versetzt werden, wie ständig abgeschaltet, ständig eingeschaltet oder blinkend,' um damit eine kontinuierliche Anzeige des Betriebszustandes

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der überwachten entfernten Station abzugeben. Erhält daher eine entfernte Station 8 ein anormales Eingangssignal oder hat sie eine anormale Betriebsbedingung._r so beginnt die zugeordnete Lampe 63zu blinken, womit dieser Betriebszustand und gleichzeitig angegeben wird, daß die Bedienungsperson am Bedienungsgerät 52 diese Betriebsbedingung noch nicht bestätigt hat. Dieser Betriebszustand wird von der Bedienungsperson am Bedienungsgerät durch Betätigung eines Bestätigungsschalters 64 im unteren Feld .2 bestätigt. Der Schalter 64- erzeugt ein Unterbrechungssignal, um ein Bestätiguiigssignal an die Steuersteile 7 auszusenden, die dann ein Lampenänderungssignal an das Bedienungsgerät sendet. Bei der Bestätigung wird die Lampe 65 in ihren ständig brennenden Zustand umgeschaltet. Auf diese V/eise werden alle blinkenden Lampen 63 bei der Betätigung des Bestätigungsschalters durch die Bedienungsperson am Bedienungsgerät entsprechend berücksichtigt, wodurch ein geeigneter Datenrahmen von der Steuerstelle 7 erzeugt wird.

Das untere Feld 62 weist Ausführungsschalter 64 und 65 sowie einen Sendeschalter 66 auf. Die Bedienungsperson am ' Bedienungsgerät 52 kann auf diese Weise die Datenübertragung durch Betätigung eines dieser drei Schalter aufnehmen, die als drei beleuchtete Druckknopfschalter 64 bis-66 dargestellt sind, die mit "Senden", "Lösehen" und "Bestätigen" beschriftet sind. Jeder Der Schalter 64 bis^ 66 erzeugt ein Anforderung s- oder. Unterbrechungssignal zur Auswahl eines verfügbaren Rahmens und zur Einfügung der Adresse des Bedienungsgerätes in diesem. Dieser wird an die Steuerstelle 7 gesendet, die eine nachfolgende Gruppe von zugesprochenen Rahmen für das Bedienungsgerät 52 infolge eines gespeicherten ^Programms erzeugt. -

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Eine Gruppe von Datenschaltern 67» die von Hand von der Bedienungsperson am Bedienungsgerät eingestellt werden können, sind außerdem zur Eingabe binär codierter Information in die Datenrahmen 11 oder 12 vorgesehen. Im einzelnen weist die Gruppe von Schaltern 67, von denen lediglich ein Teil gezeigt ist, Adressenschalter 68 für die entfernten Stationen, Adressenschalter 69 für die Punktmödule und einen Schalter 70 für einen internen Punkt zur Auswahl . eines bestimmten Hardware-Teils innerhalb des Punktmoduls auf. Zusätzlich wird mit Hilfe von Funktionsschaltern 71 der Gruppe 67 ein Befehls- oder Punktionscode, der an der jeweiligen Adresse ausgeführt werden soll, eingestellt, der in einen numerischen Code für eine bestimmte Operation einzustellen ist, der Anzeige, Steuerung und/oder Parameter-Eingabefunktionen umfassen kann.

Die Eingabe von Daten an eine entfernte Station wird mit Hilfe von Schaltern 72 für Eingangswerte vorgenommen, die die Eingabe von bis zu vier Dezimal ziffern- in einen~gegebenen Punkt ermöglichen.

Die Betätigung des Schalters 66 "Senden" bewirkt das Besetzen eines verfügbaren Rahmens durch das Bedienungsgerät, die Einfügung seiner Adresse und als Ergebnis in der Steuerstelle 7 die Erzeugung einer Folge von zugesprochenen Rahmen für das Bedienungsgerät, um die mit der Gruppe von Datenschaltern 67 eingegebenen verschiedenen Eingabewerte zu lesen.

Das untere Anzeigenfeld 62 umfaßt außerdem einen numerischen Anzeigeteil 73, äln den eine numerische Information in irgendeinem von mehreren unterschiedlichen Formaten einzugeben ist, einschließlich eines beweglichen Dezimalpunktes oder einer das Feld trennenden Markierung 74-· An linken Ende des numerischen Anzeigeteils kann eine Anzeigeeinrichtung 75 für ein

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Minuszeichen für eine geeignete Betätigung vorgesehen sein. Die numerische Anzeige wird durch Benutzung einer Gruppe von drei Datenrahmen betätigt, die von der Steuerstelle 7 an das Bedienungsgerät 52 mit der notwendigen numerischen Information gegeben werden, die in diesen als Wert,.'Dezimale, Ort für den Dezimalpunkt und Information für das Minuszeichen codiert ist.

Die numerische Anzeige 73 ist an gegenüberliegenden Seiten von mehreren Anzeigelampen 76,77 flankiert, die zur Angabe der Art der dargestellten numerischen Information benutzt werden« So können die Lampen 76 auf der linken Seite der numerischen Anzeige 73 z.B. ausgewählten technischen Einheiten, wie z.B. Temperatur, Prozent, Strömungsdrücken u.dgl. zugeordnet sein, um anzugeben, was die numerische Anzeige in Abhängigkeit einer analogen Variablen angibt. Wird eine nicht analoge Punktion angezeigt, geben die Lampen 77 auf der rechten Seite die entsprechende Bedeutung für die angegebene numerische Information der nicht-analogen Funktion an.

Am untersten Teil des Feldes, ist eine Vielzahl von Anzeigen 78,79 und 80 vorgesehen, um zusätzliche Information entsprechend der auf der numerischen Anzeige vorhandenen Systeminformation einzufügen. Die drei Lampen 78 bis 80 können einen normalen oder Alarm-Betriebszustand des der numerischen Anzeige 73 zugeordneten Punktes angeben, während die Lampe. 81 eingeschaltet werden kann, um zu zeigen, daß die Tageszeit angezeigt wird. Eine Hilfs-Anzeigelampe kann zur selektiven Verbindung benutzt werden, wenn eine spezielle Funktion oder ein Element mit dem Bedienungsgerät verbunden wird, wie z.B. ein Fernschreiber od.dgl. . '

Die Betätigung des Schalters 65 "Löschen" sendet ein Signal an die Steuersteile 7, um einen Datenrahmen an das Bedienungs-

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gerät 52 zu schicken, um Information vom Anzeigefeld 73 und den Anzeigelampen 76,77 sowie den Anzeigen 78i79 und 80 .zu entfernen und die Tageszeit zusammen mit einem entsprechenden Aufleuchten der Zeitlampe 81 in die numerische Anzeige 73 einzugeben.

Wegen ihres standardisierten Aufbaus und der verschiedenen Einrichtungen, mit denen sie mit der übertragungsanlage verbunden ist, kann die Station 9 und insbesondere das Bedienungsgerät 52 in jede einzelne der mehreren Schleifensysteme 3 bis 5 eingeschleift werden, um eine Steuerung durch eine Bedienungsperson an einer von der Steuersteile entfernten Stelle oder zur Unterstützung der Steüerstelle vornehmen zu können.

Die neue Datenübertragungsanlage ermöglicht damit eine verbesserte Datenübertragung und Betrieb von entfernt angeordneten Operationen ausführenden und Informationen sammelnden Hardware-Einrichtungen, die funktionell in Gruppen zusammengefaßt werden können, wie dieses bei Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, wie auch bei anderen industriellen Prozeßsteuerungen der Pail ist.

Ein Punktmodul 18 an einer entfernten Station, der einer Zwei-Zustands-Steuerung eines Motors 81a zugeordnet ist, ist in Fig. 5 mit der Verbindung mit weiteren ähnlichen oder unterschiedlichen Punktmodulen 16 bis 18 über eine gemeinsame Eingangsschiene 82, die Schienen 19 und 20 umfaßt, im einzelnen dargestellt. Der Punktmodul 18 ist über gemeinsam logisch codierte leitungen mit der Eingangsschiene zur Adressierung des Punktmoduls 18 verbunden und ist zur Datenübertragung mit diesem mit einer einzelnen binären Bitadresse versehen, die durch Eingangsschalter 84 für ein Vergleichsregister 85 eingestellt ist. Eine Hauptsignalleitung 86,

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die mit der logischen Schaltung13 zur Verarbeitung der Datenrahmen verbunden ist, signalisiert einem Punktmodul, daß die Adresse erhältlich ist und betätigt mit dem Registerausgang eine Verriegelungsschaltung 86a, die eine Einschaltleitung 87 speist und das Senden der übrigen Daten aus dem Datenrahmen 11 an den jeweiligen Punktmodul ermöglicht. Das dritte Wort des Datenrahmens gibt einen binär codierten Befehl, der an den logischen Befehlsdecoder 88 über einen Satz von Verriegelungs-Flip-Flops 89 unter Steuerung durch die Signalleitung 87 und außerdem eine Befehlssteuerleitung 90 gegeben wird, die von der logischen Schaltung 13 beaufschlagt werden. Das Befehlssignal wird von dem Decoder 88 decodiert und erzeugt ein entsprechendes einzelnes Ausgangssignäl auf entweder einer Startleitung 91> einer Stoppleitung 92 oder einer den Betriebszustand lesenden Leitung 93, die gleichzeitig mit einer Vielzahl von gleichen Wahl— und Treiberschaltungen 94· gekoppelt sind, von denen eine im einzelnen dargestellt ist; Zusätzliche Information wird jetzt aus dem Datenrahmen empfangen und ebenfalls an den Decoder der Wahl- und Treiberschaltung 94- gegeben, um eine der Ausgangsleitungen 96 zu aktivieren, wobei die logische Schaltung 13 ein Signal auf der Signalleitung 97 erzeugt, das zusammen mit dem Signal auf der Signalleitung 87 und dem Anfangssignal auf der Leitung 98 durch eine UND-Verknüpfung zusammengefaßt wird. Die Wahl- und Treiberschaltung weist eine verzögerte, monostabile Impulseinheit 99 auf, die mit einer Relaisschaltung 100 zum Starten und Stoppen des Motors 81a oder eines anderen Verbrauchers verbunden ist. Die Impulsschaltung 99 ist über NOR-Glieder 101 mit den Start-Stopp-Leitungen 91 und 92 über eine RS-Flip-Flop-Verriegelungsschaltung 102 verbunden. Die Impulsschaltung 99.hält die logische Schaltung für eine ausreichend lange Zeitdauer in Betrieb, um die Umschaltung der Schalter in einen verriegelten Betriebszustand zu ermöglichen. Die Relaisschaltung wird mit voneinander getrennten Speisequellen 103 und 104 benutzt, um die lo-

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gischen Schaltungen von dem den Motor betreibendwn. Schaltungen zu trennen und zu schützen. Ein Startrelais 105 und ein Stopprelais 106 werden abwechselnd von den Ausgangssignalen der
Glieder 101 gesetzt, um"wahlweise den Motor 180a zu starten und zu stoppen, indem eine Speiseleitung mit einem Startanschluß 107 und einem Stoppanschluß 108 hergestellt wird.

Eine gemeinsame Rücksetz-Schienenleitung 109 ist zum Rücksetzen der Register 86a und 89 und zum Rücksetzen der logischen Schaltungen vorgesehen. Ein positives Quittungs-Signal muß an den Punktmodul 18 gesendet werden, um den Punktmodul zu löschen bzw. abzuschalten. Der Betriebszustand des Motors wird kontinuierlich durch Erfassung des Kontaktzustandes
durch eine diesen Zustand erfassendes Relais 110 überwacht, dessen Kontakte mit einer Signalleitung 111 verbunden sind, um ein Signal an ein Register 112 und eine Vergleichsschaltung 113, wie z.B. ein EXCLUSIVE-ODER-GIied und an eine
Schienenleitung 114- zu geben, um den erfaßten Betriebszustand an ein Informationssystem zu senden. Das Ausgangssignal .des Registers 112 wird mit dem Kontaktzustand durch die Vergleichschaltung 11$ verglichen und zur Betätigung einer Unterbrechungsverriegelung 115 gegeben. Befinden sich beide
nicht im gleichen Betriebszustand, so wird ein Unterbrechungssignal erzeugt, das angibt, daß ein verfügbarer Rahmen zum
Aussenden von Information benötigt wird. Die Steuerstelle
gibt an die entfernte Station dann den Befehl, den Zustand
auszulesen und die Zustandsbedingung an die Steuerstelle
zu senden. In diesem Augenblick aktiviert ein Befehlssignal eine Leseleitung 93 anstelle der Start- oder Stopp-Leitungen und bewirkt die Übertragung der Zustandsinformation, die ein Adresseneinsteil- und Verriegelungssystem benutzen kann, um das Signal zum Starten und Stoppen des Motors zu empfangen.

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Die Bit-Signale können erzeugt und gesendet werden, wie dieses in Pig. 6 gezeigt ist, wo ein Paar von Schaltern 115 wechselweise ein Paar von Kondensatoren 116 in einen Transformator 117 entladen, um ein bipolares Bitsignal zu erzeugen, wobei'die Bitsignale voneinander durch Nullstellen getrennt sind, um ein logisches Informationsbit 117 zu definieren. ■ \ ' ■

Jedes Bit-Signal 117 kann eine Gesamtlänge"von 2 Mikrosekunden haben," wobei der Impuls mit der Anfangspolarität mit 5/10 Mikrösekunden erzeugt wird, gefolgt von einem gleichen Impuls entgegengesetzter Polarität, gefolgt schließlich von einem Null-Signal von etwa 1/2 Bitperiodenlänge. Die Information wird über die Übertragungsleitungen 10 übertragen. Der Impuls erster Polarität des Bit-Signals 117 wird von einem Empfänger erfaßt, der einen Kopplungs-Transformator 118 und polaritätsempfindliche Glieder 119 aufweist, um ein Rechtecksignal zu erzeugen. Die Vorderflanke des Impulses der ersten Polarität wird zum Setzen eines Flip-Flop-Datenregisters 120 und zum Durchsteuern einer monostabilen, rücksteuerbaren Schaltung 121 benutzt, um einen Zeitgeberimpuls zu erzeugen, der als Vortakt-Impuls von etwa der halben Periodenlänge des ersten Polaritätsintervalls definiert ist. Die Rückflanke des Vortaktimpulses steuert ihrerseits eine nach einer längeren Zeit zurücksteuerbare, monostabile Schaltung 122 an, die ein Zeitintervall gleich etwa der halben Gesamtzeit der Bitperiode hat. Das Ausgangssignal der zweiten Zeitschaltung 122 erzeugt das Taktsignal für die Datenübertragung der im Register gespeicherten Daten. Der Ausgang der Station kann daher einen Sender ähnlich den Bauelementen 115 bis 117, eine Paritäts-Prüfeinrichtung und andere logische Einrichtungen zur Behandlung der Datenrahmen und Verarbeitung eines Jeden Datenrahmens in Fora eines Bit-flueses durch ihn hindurch auf-

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weisen. Der Ausgang der Taktschaltimg 122 ist außerdem mit der Schaltung 121 für die Vortaktimpulse und den Empfängern 118 bis 119 verbunden, um tatsächlich eine weitere Signalbildung durch diese beiden letzteren Schaltungen und den Empfang des Impulses der zweiten Polarität des bipolaren Signals zu verhindern, wodurch auf die Aussendung dieser Impulse nicht gewartet werden muß. Außerdem verhindert es die Erfassung von Signalen auf den Empfangsleitungen, während deren Dauer fehlerhaftes Rauschen oder andere fehlerhafte Information auf der Leitung erscheinen und ein fehlerhaftes Arbeiten bewirken kann.

Die von den Polaritätsimpulsen abgeleiteten Taktimpulse setzen den Betrieb der Übertragungsanlage für eine kontinuierliche Datenübertragung aufeinanderfolgender Bits von Datenrahmen solange fort, solange mindestens ein Impuls pro Periode erzeugt wird.

Geht der Impuls zweiter Polarität dos bipolaren Signals aus irgendeinem Grunde, z.B. infolge Rauschens, verloren, so wird die Datenübertragungsanlage dadurch nicht beeinflußt, da dieser Impuls bei der normalen Datenübertragung, die auf dem ersten Impuls beruht, nicht benutzt wird. Geht dagegen der erste Impuls des bipolaren Signals verloren, so können die empfangenen Daten falsch sein. Jedoch gibt die Paritätsprüfung der empfangenen Daten einen solchen Fehler an.

Ein Löschsignal wird von einer monostabilen Schaltung 123 erzeugt, die während der Periode des Vortaktimpulses gesetzt wird und eine relativ lange Schaltperiode hat, so daß sie nicht während der Dauer des O-Signalanteils des Bit-Signals 117 schaltet. Jedoch besteht zxd.sch.en dem Datenrahmen 11 eine relativ lange signallose Zeitdauer, v{οdurch die Umschaltzeit der Schaltung 123 beendet wird und die Verarbeitungseinrichtungen für die Datenrahnien daran hindert, auf den nächsten neuen Datenralinen anzusprechen.

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Claims (1)

1. Patentanspruch e

   [ΛJ Datenübertragungsanlage, bei der mehrere entfernte . Stationen über eine Ringübertragungsstrecke mit einer zentralen Steuerstation verbunden sind, die einen Generator für ein Rahmenco de signal hat, mit dem eine kontinuierliche Folge von zeitlich voneinander getrennten, zeitlich beabstandeten Rahmen erzeugbar ist, wobei jede der entfernten Stationen eine Vielzahl bitcodierter Signale empfängt, diese an eine nachfolgende Station senden kann und mehrere . Verbraucher aufweist, die in als Punktmodule bezeichnete funktionell^ Gruppen unterteilt sind, dadurch g e kennzeichne t , daß an -jeder entfernten Station (8,9) eine auf die Bits eines Jeden Rahmens (11 ,12) ansprechende Rahmenverarbeitungseinrichtung (13) vorgesehen ist, daß jeder der Rahmen mindestens drei Datenworte (30, 36,41) hat, die ein Anfangsrahmenzustands- und Adressenwort (30) mit Bits (31,32,33) für den ursprünglichen Rahmenzustand und nachfolgende Bits (34) für Stationsadressen, ein zweites, mehrere Bits aufweisendes Datenwort (36) mit Quittungsbits (37,38) und darauf folgenden Bits (39) für mehrere Punktmoduladressen zur Auswahl von entfernten Überwachungseinrichtungen (16 bis 18) und ein drittes, mehrere Bits aufweisendes Datenwort (4-1) mit mehreren Befehlsbits und Operationsdatenbits (4-2) zur Ausführung ausgewählter Operationen der Verbraucher innerhalb eines Punktmoduls umfassen.

   2. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Adressenwort (30) erste/und zYjeite Bits (31 »32), die allgemein verfügbare Rahmen und zugeordnete -verfügbare Rahmen angeben, ein drittes Bit (33), das die allen entfernten Stationen (8,9) zum. Senden eines gemeinsamen Befehls zugeordnete Rahmen angibt,

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   und mehrere Adressenbits (34·) für die entfernten Stationen aufweist.

   3. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Datenwort (36) erste und zweite Quittungs-Bits (37»38) hat.

   4. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß das dritte Datenwort (41) mehrere Befehls-Bits (42), ein Befehls-Paritätsbit (43) und mehrere Zustandsbits (44,45,46) aufweist, um den Zustand ausgewählter Bedingungen an einer entfernten Station (8) zu identifizieren.

   5· Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Datenwort (30,36,41,48) ein Schluß-Paritäts-Bit (11,40,47,50) hat.

   6. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Datenrahmen (11,12) ein viertes, mehrere Bits aufweisendes Datenwort (48) zur Übertragung von Daten zu und von einer entfernten Station (8,9) aufweist, die eine Einrichtung zur Auswahl von. Punktmodulen hat.

   7· Datenübertragungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das vierte Datenwort (48) Anfangsbits hat, von denen jedes einer von mehreren Verbrauchern an einem Punktmodul (16-18) zugeordnet ist.

   8. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das vierte V/ort (48) Bits enthält, die Daten-Eingangs- und Ausgangs-Einrichtungen zugeordnet sind.

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   9· Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g ekenn zeichnet, daß jede entfernte Station (8,9) eine Einrichtung zum Setzen eines Quittungs-Bits (37i38) des zweiten Datenworts (36) beim Empfang eines zugesprochenen Datenrahmens (11,12) mit einer entsprechenden Stationsadresse aufweist, daß jeder Punktmodul (16-18) Quittungseinrichtungen zur Erzeugung eines Punktmodul-Qu.ittungssignals beimEmpfang seiner Adresse hat und daß die Datenrahmen-Verarbeitungseinrichtung (13) eine mit den Quittungseinrichtungen verbundene Einrichtung zum Senden der Befehls-Bits in Form einer lpgischen O beim Nicht-Empfang des Puriktmodul-Quittungssignals hat.

   10. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 9? dadurch gekennzeichnet _t daß jede entfernte Station (8,9) das andere der Quittungs-Bits (37138) beaufschlagt, wenn sieeinen verfügbaren Rahmen zum Einsetzen von Daten in diesen Rahmen erhält. . -

   11. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e ken η ζ e i c h η e t , daß die Zustands-Bits (44-,4-5,4-6) des dritten Datenworts (41) ein Paritäts-Fehlerbit (44) zur Verhinderung einer Befehlsausführung.und zur Unterrichtung der Steuerstelle (7) von diesem Zustand, eiri- Versorgungsspannungs-Pehlerbit (45) zur Unterrichtung der Steuerstelle von einem bestimmten Versorgungsspannungsfehler an-einer entfernten. Station (8,9) und ein Schleifenunterbrechungs-Bit (46) zur Unterrichtung der Steuerstelle von einer Datenrahmenanforderung aufweist.

   12. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis Ii, dadurch g e k e η η ze i ohne fr , · daß mindestens zwei der entfernten Stationen (8,9) Einrichtungen (16b) zum'

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   Verkehr untereinander und mit der Steuerstelle (7) haben, um die verfügbaren Rahmen und zugesprochenen Rahmen für den Verkehr untereinander zu benutzen.

   13· Datenübertragungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß diese Einrichtungen Fernschreiber (16b) sind.

   Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 9 "bis

   15, dadurch gekennzeichnet , daß j eder der verfügbaren Rahmen (11,12)- außerdem als allgemein verfügbarer Rahmen zur Benutzung von jeder entfernten Station (8,9) und als zugeordneter,verfügbarer Rahmen zur Errichtung einer Rangfolgenordnung der Datenrahmen für vorgewählte Stationen gekennzeichnet ist.

   15· Datenübertragungsarilage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernten Stationen (8,9) einen Mehrfachkontakt-Punktmodul

   (21) zur selektiven Überwachung der Kontaktzustände haben.

   16. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15i dadurch gekennzeichnet , daß die entfernten Stationen (8,9) einen analogen Steuer-Punktmodul

   (22) zur Erzeugung eines analogen Steuersignals haben.

   17· Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche Ί bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernten Stationen (8,9) einen EIN-AUS-Steuer-Punktmodul (25?) mit einem EIN-Eingang und einem AJS-Eingang haben.

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   18. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß_vdie entfernten Stationen (8,9) eine Ausleseeinrichtung für ihre erfaßten Betriebszustände haben. ■

   19· Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernten Stationen (8,9) einen Hilf s*-Punktmodul (16a) haben, der dem EIA-Standard RS-232-C zur wahlweisen Verbindung mit einem Peripheriegerät (16b) entspricht.

   20. Datenübertragungsanlage nach einem, der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (8,9) einen Analog-Digital-Umsetzer-Punkt modul haben.

   21. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernten Stationen (8,9) einen Auslesemodul für Analogsignale zum Empfang eines Analogsignals von einer entfernten Station haben.

   22. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,. daß die entfernten Stationen (8,9) eine, mehrere Speisespannungen zuführende Einrichtung (24) zur Verfügungstellung mehrerer Betriebsspannungen für die verschiedenen zugeordneten Punktmodule (16 bis 18) und die Dat entrahmen-Verarbeitungseinrichtung (13) haben, daß diese Spannungen in erste und für den Betrieb der entfernten Station wichtige sowie zweite •und für die Schleifenübertragung wichtige Spannungen unterteilt sind und daß Überwachungseinrichtungen für diese Spannungen vorgesehen sind, mit denen die entfernte Station bei Auftreten eines Spanriungsfehlers bei einer zweiten ■

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   Spannung überbrückbar ist und die mit der Verarbeitungseinrichtung (13) verbunden ist, um eines der Zustands-Bits zu setzen und eine Fehlernachricht an die Steuerstelle (7) bei Auftreten eines Spannungsfehlers einer ersten Spannung zu senden.

   23· Übertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernten Stationen (9,8) auf Fehler eines Punkt·.. iules (16,18) ansprechende Einrichtungen haben, um deren Adresse in einem Datenrahmen (11 ,12) zu erkennen und die nächsten Datenwort-Bits in einen einheitlichen logischen Zustand zu versetzen und diesen Datenrahmen mit diesem einheitlichen logischen Zustand an die Steuerstelle (7) zurückzusenden, die auf diesen Datenrahmen entsprechend reagiert.

   24. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Jede entfernte Station (8,9) einen Datenrahmen-Generator (27) zur Erzeugung von Datenrahmen mit einer einzigen Adresse und eine Fehlerortungeinrichtung (28) haben, die auf einen eine Schleifenunterbrechung angebenden Zustand am Signale empfan genden Eingang einer entfernten Station ansprechen, um den Datenrahmen-Generator zur Erzeugung einer Folge von Datenrahmen mit der entsprechenden einzelnen Adresse veranlaßt.

   25· Datenübertragungsanlage nach Anspruch 24, dadurch. g e kenn zeichnet, daß die.Steuerstelle (7) Datenrahmen (11,12 ) mit einer gewählten minimalen Geschwindigkeit und entsprechenden signalfreien, den Abstand herstellenden 3d vallen erzeugt, daß die Fehlerortungseinrichtung eine auf diene signalfreien Intervalle ansprechende Zeitschaltung (28) hat, um den Datenrahn er.-Generator (27) zu betätigen, und daß die

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   Fehlerortungseinrichtung bei Empfang eines Bit-Signals aus einem Datenrahmen am Stationseingang rücksetzbar ist, um die Zeitschaltung, zurückzusetzen und den Betrieb des Datenrahmen-Generators zu beenden.

   26. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 25, dadurch g e kennzeichnet, daß jede entfernte Station (8,9) eine auf die Beendigung des Betriebs des Datenrahmen-Generätors (27) ansprechende Einrichtung haben, um :;is Aussenden eines das Rücksetz-Bit aufweisenden Datenrahmens zu verhindern und nur aufeinanderfolgende, empfangene Datenrahmen nach dem Empfang des Rücksetz-Bits auszusenden.

   27· Datenübertragungsanla'ge nach Anspruch 25, dadurch g e kennzeichnet, daß die St euer st eile (7) 0-Datenrahmen erzeugt, mit denen die Zeitschaltung (28) an den entfernten Stationen (8,9) rücksetzbar ist, während die . Datenaussendung an die Steuerstelle verhindert wird.

   28. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der entfernten Stationen (8,9) ein Bedienungsgerät (9) mit einer festen Adresseneinrichtung und einer das Bedienungsgerät in 'der Übertragungsschleife unterstützenden Einrichtung hat, daß das Bedienungsgerät ein Ausgangssignale führendes Bedienungsfeld (61,62). mit einer sichtbaren Anzeigeeinrichtung (63) für die verschiedenen anderen entfernten Stationen und zur Erzeugung einer sichtbaren Anzeige des Stationszustandes hat, daß die sichtbare Anzeigeeinrichtung eine auf die Datenrahmen ansprechende Einrichtung zum selektiven Betätigen der Anzeigeeinrichtung hat und daß das Bedienungsgerät von Hand bedienbare Eingabeeinrichtungen (64,65,66) zum Anfordern eines Dater.r;ihr.en3 und zur Zin33.be der Adresse des Bedienungsgerätes in diesen Datenrahmen hat.

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   29· Datenübertragungsanlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß das Bedienungsgerät (9) mehrere Datenschalter (67) hat, mit denen vorgewählte Daten in mindestens einen nachfolgenden zugesprochenen Datenrahmen einzufügen sind.

   30. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtungen (64, 65,66) einen Sendeschalter (66), einen Lösch-Schalter (65) und einen Quittungsschalter (64-) umfassen, daß der Sendeschalter zum Aussenden von mit Hilfe der Datenschalter (67) an nachfolgende zugeprochene Rahmen eingegebenen Daten betätigbar ist, um die Steuerstelle (7) zur Auswahl einer zu beeinflussenden entfernten Station (8) und zur Veranlassung einer von dieser Station durchzuführenden Operation zu veranlassen, daß der Lösch-Schalter zum Löschen der Anzeigeeinrictitung (63) betätigbar ist und daß der Quittungsschalter zu betätigen ist, um die Zustands-AnZeigeeinrichtung in einen bestätigten Zustand umzuschalten.

   31. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß der Sendeschalter (66) zum Aussenden von Daten der Datenschalter (67) zu nachfolgenden zugesprochenen Rahmen zur Modifizierung der Arbeitsweise der Steuersteile (7) zu betätigen ist.

   32. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß die sichtbare Anzeigeeinrichtung (63) einen eingeschalteten Zustand, einen abgeschalteten Zustand und einen EIN-AUS-Zustand zur Angabe eines normalen, eines Alarm- und eines durch das Bedienungsgerät bestätigten Betriebszustandes hat.

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   33 Datenübertragungsanlage nach. Anspruch. 28, dadurch gekennzeichnet , daß eine akustische Nachrichtenverbindung (57₅58) mit den entfernten Stationen (8,9) verbunden ist, die einen auf die Steuerung durch die Datenrahmen (11,12) ansprechenden akustischen Alarm (58) aufweist.

   Dateniibertragungsanlage nach Anspruch 28, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t ·, daß dap Bcdienungsgerät (9) eine numerische Anzeigeeinrichtung w3) hat, die von ; den Datenrahmen (11,12) zur Angabe von analoger Information und nicht-analogen Funktionen betätigbar ist und daß getrennte Anzeigeeinjichtungen (76,77) vorgesehen sind, die zusammen mit der numerischen Anzeigeeinrichtung.zur Identifizierung der angezeigten !Funktionen betätigbar sind.

   35· Datenübertragungsanlage'nach Anspruch '28, dadurch g e k e η η ζ e i c h η. e, t , daß das Bedienungsgerät (9) in einem Datenrahmen eine nur logisches Null-Signal aufweisende Stationsadresse hat und daß es mehrere Ploduladressen zusi selektiven Verbinden der Anzeigeeinrichtungen und der Eingabeeinrichtungen hat;

   36. Dateniibertragungsanlage mit einer zentralen Steuerstelle, mit der eine Reihe von mehrere Bits aufweisenden Datenrahmen seriell über die "übertragungsschleife an mehrere entfernte Stationen sendbar sind, wobei für jede der Stationen eine ausgewählte, mehrere Bits umfassende Adresse in jedem der Datenrahmen enthalten ist, dadurch g' e k e η η ζ e i c h net , daß eine Einrichtung zur Erfassung einer Unterbrechung der Übertragungsschleife, eine^Jz%eite Einrichtung (27) innerhalb jeder entfernten Statrion (8,9) zur Erzeugung und Einfügung einer einzigen Adresse in die Datenrahmen (TI,12) und eine Fehlerortungseinrichtung aufweist, die auf eine am Eingang einer entfernten Station auftretende Bedingung für

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   eine unterbrochene Schleife anspricht, um die zweite Einrichtung zu betätigen, damit diese eine Folge von Datenrahmen mit der entsprechenden einzigen Adresse erzeugt.

   37. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet , daß die Datenrahmen (11,12) von der Steuer stelle (7) mit einer vorgewählten minimalen Geschwindigkeit mit entsprechenden signalfreien Zeitintervallen erzeugbar sind, daß die Fehlerortungseir.richtung eine auf die signalfreien Zeitintervalle ansprechende Zeitschaltung (28) zur Betätigung der zweiten Einrichtung (27) hat und daß die Fehlerortungseinrichtung beim Empfang eines Bitsignals aus dem Datenrahmen am Stationseingang rücksetzbar ist, um die Zeitschaltung zurückzusetzen und die Arbeitsweise der zweiten Einrichtung zu beenden.

   38. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet , daß die entfernte Station (8,9) außerdem von diesem Bit-Signal rücksetzbar ist, um .nur anschließend empfangene Datenrahmen auszusenden, die nach dem Empfang des rücksetzenden Bitsignals eintreffen.

   39· Datenübertragungsanlage mit einer eine Steuerstelle mit mehreren entfernten Stationen verbindenden Übertragungsschleife, die mehrere Speisespannungsquellen zur Abgabe mehrerer Betriebsspannungen aufweisen, wobei diese Spannungen in erste, für den Betrieb der entfernten Station wichtige Spannungen und in zweite, für die Schleifenübertragung wichtige Spannurgen aufgeteilt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die entfernten Stationen (8,9) eine Spannungs-Überwachungseinrichtung (24) haben, mit der bei Auftreten eines Spannungsfehlers bei einer zweiten Spannung die entfernte Station überbrückbar und bei Auftreten eines Spannungsfehlers bei einer ersten Spannung

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   eine Fehlermeldung an die Steuerstelle (7) sendbar ist.

   4-0. Datenubertragungsanlage nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet , daß ein Eingang (14-") und ein Ausgang (15) für das die Übertragungsschleife bildende Kabel (51) zum Empfangen und Aussenden digitaler Information in serieller Form vorgesehen sind, und daß die Überwachungseinrichtung (24·) einen den Eingang unmittelbar mit dem Ausgang verbindenden Schalter (25) aufweist, der auf die zweiten Spannungen zur Herstellung dieser · Verbindung anspricht. -■ .

   4-1. Tragbares Bedienungsgerät für den wahlweisen Anschluß in einer eine Steuerstelle und mehrere entfernte Stationen umfassenden Ringschleifenanlage, bei der eine Übertragung mit Hilfe von mehrere Bits aufweisenden Datenrahmen, die von der Steuerstelle erzeugbar sind, durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein im Gehäuse (52)des Bedienungsgeräts (9) vorgesehener Eingangsund Ausgangsanschluß (54-) zum Anschließen an die Übertragungsschleife vorgesehen ist, daß ein Ausgangssignale führendes Bedienungsfeld (61,62) mit einer sichtbaren Anzeigeeinrichtung (63) für die verschiedenen anderen Stationen (S) und zur Erzeugung einer sichtbaren Stationsanzeige des Stat ions zustande s vorgesehen ist, wobei die Anzeigeein-^ richtung eine auf den Datenrahmen (11,I2)ansprechende Einrichtung zum wahlweisen Betätigen der Anzeigeeinrichtung hat, und daß von Hand betätigbare Einrichtungen (64-,65,66) vorgesehen sind, mit denen Datenrahmen anforderbar und wählweise in einem Datenrahmen Daten einfügbar sind, um unter Steuerung durctudie Steuerstelle (7) an eine entfernte Station gesendet zu werden. „

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   42. Bedienungsgerät nach Anspruch 41, gekennzeichnet durch mehrere Datenschalter (67) zur Eingabe von Daten in einen Datenrahmen.

   43. Bedienungsgerät nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet , daß ein zur Anforderung eines Rahmens vorgesehener und einen Sendeschalter (66) umfassender Schalter, ein Lösch-Schalter (65) und ein Quittung Q-Schalter (64) vorgesehen sind, daß der Sendeschalter zun Senden von Daten der Datenschalter (67) an nachfolgende, zugeordnete Datenr ahme η betätigter ist, daß der Lösch-Schalter zum Löschen der sichtbaren Anzeigeeinrichtung (63) betätigbar ist und daß der Quittungsschalter zum Umschalten der Anzeigeeinrichtung in einen bestätigten Zustand betätigbar ist.

   44. Bedienungsgerät nach einem der Ansprüche 41 bis 43, dadurch gekennzeichnet , daß ein HilfsModul (59) vorgesehen ist, der dem EIA-Standard-R3-232-C zum wahlweisen Anschluß mit einen Peripheriegerät (60) entspricht.

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