DE2711519C3 - Datenübertragungs-Anlage - Google Patents
Datenübertragungs-AnlageInfo
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- DE2711519C3 DE2711519C3 DE19772711519 DE2711519A DE2711519C3 DE 2711519 C3 DE2711519 C3 DE 2711519C3 DE 19772711519 DE19772711519 DE 19772711519 DE 2711519 A DE2711519 A DE 2711519A DE 2711519 C3 DE2711519 C3 DE 2711519C3
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/42—Loop networks
- H04L12/437—Ring fault isolation or reconfiguration
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
uie Erfindung betrifft eine Datenübertragungs-Änlage,
bei der eine zentrale Überwachungseinheit mit einer Vielzahl von entfernt angeordneten Endgeräten durch
eine zumindest zur Datenübertragung dienende, zur Aufrechterhaltung des Datenfiusses im ungestörten
Bereich der Anlage beim Auftreten von Störungen durch eine Vielzahl von verteilt angeordneten Schaltvorrichtungen
in Unterabschnitte auftrennbare Ringleitung verbunden ist.
Derartige Anlügen werden nicht nur für den ausschließlichen Zweck der Datenübertragung benützt,
sondern auch als Teile verschiedener Prozeßsteuerungssysteme dort verwendet, wo es notwendig ist,
verschiedene Parameter an Endgeräten zu überwachen, diese an einer zentralen Überwachungseinheil anzuzeigen
und von der Zentraleinheit aus Steuerungsfunktionen an den Endgeräten auszuführen bzw. in Gang zu
setzen.
Bei einer bekannten Anordnung der eingangs beschriebenen Art (DE-OS 24 09 471) soll verhindert
werden, daß durch eine zufällige oder wartungsbedingte Störung bzw. Abschaltung eines einzigen in der
Ringleitung liegenden Gerätes auch der Datenfluß zwischen der voll funktionsfähigen zentralen Überwachungseinheit
und den übrigen intakten Endgeräten so stark beeinträchtigt bzw. unterbrochen wird, daß es zu
einem Totalausfall der Anlage kommt.
Zu diesem Zweck sind in die die Daten nur in einem einzigen, fest vorgegebenen Richüirigssinn übertragende
Ringleitung zwischen den einzelnen Endgeräten bzw. zwischen Endgerätegruppen Umschaltcinheiten eingefügt,
die ihrerseits durch eine zweite, normalerweise nicht benutzte, eine der Übertragungsrichtung der
Haupt-Ringleitung entgegengesetzte Übertragungsrichtung aufweisende Ililfs-Ringlcitung miteinander
verbunden sind. Die Endgeräte selbst bzw. deren Anschlußgeräte an die Haupt-Ringleitiing besitzen
hierbei keine Verbindung mit der Hilfs-Ringleitung.
Bezüglich der Funktion dieser Anordnung wird nun davon ausgegangen, daß eine im Uereich eines /wischen
zwei Umschaltcinheiten liegenden Endgerates bzw. einer entsprechenden Endgerätegruppe entstehende
Störung bzw. Unterbrechung des Datenfiusses in der Haupt-Ringlcitung nicht schlagartig auftritt, sondern
sich so rechtzeitig ankündigt, daß die zentrale Steuereinheit in der Lage ist, die beideti an die
Störungsstelle angrenzenden Umschaltcinheiten /\i veranlassen, sowohl die durch sie durchgehende
27 Π 519
Haupt-Ringieitung als auch die durch sie hindurchgehende Hilfs-Ringleitung aufzutrennen und die freien
Enden der nicht zur Störungsstelle führenden Abschnitte dieser beiden Leitungen miteinander zu verbinden, so
daß rechtzeitig vor einer ernstlichen Beeinträchtigung des Datenflusses im ungestörten Teil der Anlage die
beim ungestörten Betrieb nur von der Haupt-Ringleitung gebildete Verbindungsschleife durch eine neue, aus
Teilen der Haupt-Ringleitung und Teilen der Hilfs-Ringleitung
bestehende Schleife ersetzt wird.
Die bekannte Anordnung weist aber eine ganze Reihe von Nachteilen auf. So ist sie sowohl hinsichtlich der
Schaltungstechnischen Anordnung als auch des steuerungsmäßigen Betriebs außerordentlich aufwendig und
benötigt eine verhältnismäßig große Anzahl von Schaltvorgängen, d. h. einen relativ langen Zeitraum, bis
eine erkannte Störungsquelle isoliert ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs beschriebenen Art
so weiterzubilden, daß sie mit Hilfe e;nes vergleichsweise
geringen schaltungstechnischen Aufwandes in der Lage ist, beim plötzlichen Auftreten von für den
Datenfluß in der Anlage gefährlichen Störungen an Endgeräten oder Endgerätegruppen diese Störstellen
schnell und sichel zu isolieren, ohne daß es zu einer Beeinträchtigung des Datenflusses in dem verbleibenden
Teil der Anlage kommt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß im Normalbetrieb der Datenaustausch zwischen der
zentralen Überwachungseinheit und jedem der Endgeräte über die beiden die Überwachungseinheit mit dem
betreffenden Endgerät verbindenden Zweige der Daten in beiden Richtungen übertragenden Ringleitung
gleichzeitig erfolgt.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß eine plötzlich auftretende Störungsstelle in
der Ringleitung auf einfache Weise dadurch isoliert werden kann, daß die beiden der Störungsstelle
benachbarten Schaltvorrichtungen die Ringieitung unterbrechen. Es ist nicht erforderlich, die dadurch
entstehenden, quasi »im Leeren« endenden Leitungszweige durch irgendwelche zusätzliche Schaltvorgänge
wieder zu einer Ersatzschleife zusammenzufügen, da alle mit den nunmehr sternförmig an die Zentraleinheit
angeschlossenen Ringlcilungs-Stücken in Verbindung stehenden Endgeräie weiterhin völlig ungestört mit der
Zentraleinheit und untereinander Daten austauschen können.
Es ist offensichtlich, dall durch eine derartige Anordnung der schaltungstechnische Aufwand wesentlich
verringert wird und sich auch die Ansteuerung der
Schaltvorrichtungen wesentlich einfacher gestaltet als beim oben gewürdigten Stand der Technik. Durch die
verringerte Zahl der ,air Isolation einer Störungsstelle
benötigten Schaltschritte läßt sich eine erhebliche Zeitersparnis erzielen, so daß auch bei sehr plötzlich
auftretenden Störungen die Beeinträchtigung des Datcnflusscs im ungestörten Teil der Anlage auf ein
absolutes Minimum reduziert ist.
Die über die Ringieitung geführten Dalcnsignale
können sich dabei auf Parameter bzw. Kenngrößen beziehen, die an den Endgeräten überwacht werden,
und/oder Slciicrfunktioncn betreffen, die auf Befehl der
zentralen Überwachungseinheit an irgendeinem der Endgeräte ausgeführt werden sollen.
Die Übertragungsleitung kann irgendeine geeignete f-'orm besitzen und beispielsweise ein .Streifenleiter, ein
Drahikiibel oder ein Koaxialkabel sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen
niedergelegt.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise
-» anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt die einzige Figur ein schematisches Blockschaltdiagramm
einer Prozeßsteuerungs- und Überwachungs-Datenübertragungsanlage.
Gemäß der Figur ist die Anlage so beschaffen, daß sie
in verschiedene Kenngrößen an einer Vielzahl von
entfernt liegenden Stellen überwacht, diese Parameter für eine Wiedergabe an einer Zentralstelle überträgt
und auch von der Zentralstelle Steuerungs- bzw. Regelungssignale zu den entfernt liegenden Stellen
ΙΊ übertragen kann. Zu diesem Zweck ist an der
Zentralstelle eine zentrale Steuerungs- und Überwachungseinheit 1 und an jeder entfernt liegenden Stelle
ein Endgerät 2A,2B,2C, 2Dund 2£vorgesehen.
Die Zentraleinheit 1 und jedes der Endgeräte 2A bis
_>ii 2 E sind miteinander durch ein Me! wegekabel in einer
einzigen Ringieitung 3 verbunden. Ui: Ringieitung 3 enthält einen Versorgungsenergie- bzw. Versorgungsstrom-Leitungsweg
4 für die von der zentralen Überwachungseinheit 1 zugeführte Betriebsleistung,
j'i einen Oatenweg 5 sowohl für die Datenkontrollsignale,
die von der zentralen Überwachungseinheit 1 zu jedem der Endgeräte 2Λ bis 2£geführt werden als auch für die
Datenüberwachungssignale, die der zentralen Überwachungseinheit 1 von jedem der Endgeräte 2A bis 2E
in zugeführt werden, sowie einen Leitungsweg 6 für ein
gemeinsames Potential bzw. Referenzpotential.
Die zu und von den Endgeräten 2A bis 2E übertragenen Datensignale werden auf bekannte Weise
nach dem Multiplex-Verfahren übermittelt, so daß die
Ii Datensignale für ein spezielles Endgerät und von einem
speziellen Endgerät mit einem eindeutigen Code identifiziert werden.
Von wesentlicher Bedeutung ist hieibei, Jaß im
Normalbetrieb sowohl der Datenaustausch als auch die
m Betriebsleistungsübertragung zwischen der zentralen
Üjerwachungseinheit 1 und jedem der Endgeräte 2A bis 2E gleichzeitig über die beiden Zweige der
Ringleitung 3 erfolgt, die die Zentraleinheit I jeweils mit jedem Endgerät 2A bis 2£fverbinden.
i. Wird die Ringleitung } zwischen der zentralen
Überwachungseinheit und irgendeinem Lindgerät vollständig getrennt oder wird ein Endgcrüt schaltungsmäßig
geöffnet, so arbeitet das Gesamtsystem in normaler Weise weiter, da die Versorgungsstrom- und Signa'verbindung
mit der zentralen Überwach-wigseinheit 1 über
die verbleibenden beiden Ringleitungszweigc erhallen bleibt. Wird das Mehrwegekabel der Ringieitung 3 an
'.we; Stellen getrennt oder werden zwei Endgeräte
geöffnet, dann werden nur die zwischen den beiden . Schadstellen liegenden Endgeräte betroffen iein.
LJm das bisher beschriebene .System noch weniger anfällig gegen .schwerwiegende linicrbrechiingon hei
einem Kurzschluß entweder in einem Endgerät oder an irgendeiner Stelle der Ringleitung \ zu machen, können
folgende Maßnahmen getroffen werden:
Die zentrale Überwachiingseinheit I enlliält eine
Konsole 7 mit einem Wiedergabegerät, einem Steuer bzw. Regelgerät und einem Meßgeriil, sowie Betriebslcisiiingsversorgun^en
8 und 9, die da/u dienen, Versorgungsstrom in jedes linde des l.eiliingswcges 4
der Ringieitung 3 einzuspeisen, Dalenseiuler IO und 11,
die dazu dienen, an jedes limle des l.ciluiigswcgcs 5 der
Ringieitung ) Datcnstciicrsignale anzulegen, und
Datenempfänger 12 und 13. die dazu dienen. Überwachungssignale
von jedem Ende de* Leitungsweges 5 der
Ringleitung 3 zu empfangen. Das einen Teil der Konsole bildende Meßgerät ist für eine Überprüfung vorgesehen,
ob der in jedes Ende des Leitungsweges 4 fließende Betriebsstrom über einem vorgegebenen Maximum und
die von jedem Ende des Leitungsweges 5 der Ringleitung 3 empfangene Datensignalspannung unter
einem vorgegebenen Minimum liegt.
Jedes der F.ndgerätc 7Λ bis 2£enthält Vorrichtungen, \<
wie sie im folgenden nur für das Endgerät 2Λ
beschrieHi.n sind. Innerhalb jedes Endgerätes ist eine
Kombination aus einem Schalter 15 und einem durch den Schalter überbrückten Widerstand 14 vorgesehen.
die den Versorgungsstromweg 4 durch das Endgerät hindurch schließt. Eine Kombination aus einem Schalter
16 und einem diirch den Schalter 16 überbrückten
Widerstand 17 schließt den Datenweg 5 durch das Endgerät hindurch.
Der Wert eines jeden der beiden Widerstände 14 und
17 ist ungefähr lOmal so groß wie die Lastimpedan/ des
in der Ringleiiung nächsten Endgerätes.
Die Schalter 15 und 16. die so miteinander verbunden
sind, daß sie gemeinsam geöffnet oder geschlossen werden, werden von einer Meß- und Steuerschaltung 18 :
gesteuert, die so angeschlossen ist, daß sie über die
C •-n.hrichter 19 und 20 Versorgungsstrom bzw.
Versorgungsleistung von jedem Ende des Vc; ,<<rgungsstrom-Leistungswcges
4 erhält. Die Meß- und Steuerschaltung 18 ist so geschaltet, daß sie vom Brücken- :·
widerstand 14 ein Eingangssignal für eine Versorgungsstrom-Überprüfung
und vom Brückenwiderstand 17 ein Eingangssignal für eine Daten-Spannungspegelüberprüfung
ableitet.
Auch sind in dem Endgerät multiplex arbeitende Schaltungen vorhanden, die dazu dienen. Datensignale,
die sich auf an dem Endgerät überwachte Parameter beziehen, in den Datenweg 5 einzuspeisen und vom
Datenweg 4 von der zentralen Überwachungseinhcit 1 stammende Datensignal abzunehmen, die sich auf am ;
Endgerät auszuführende Steuerfunktionen beziehen. Auch können noch andere Prozeßfunktionen und
Verknüpfungen an Meß-Steuer-Einheiten enthalten sein.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Anlage ■
beschrieben.
Vor dem Einschalten sind, wie es in der Eigur
dargestellt ist. die Schalter 15 und 16 in allen Endgeräten 2.4 bis 21". offen, d. h. nichtleitend. Die zentrale
I Jberwachungseinheil 1 führt beiden Enden des
Versorungsstrom-I.eitungsweges 4 des Mehrwegekabels der Ringleitung 3 Leistung bzw. Versorgungsstrom
zu und speist in beiden Enden des Datenweges 5 des Mehrwegekabels der Ringleitung 3 Steuerdaten für die
Endgerate 2Λ bis 2f ein. Der resultierende Versorgungsstrom
und die Datenspannung wird von der Konsole 7 gemessen. Wenn der Versorgungss'rom über
einem vorgegebenen Pegel liegt oder diesen Pegel zu irgendeiner Zeit überschreitet, oder wenn die von den
Datenempfängern 12 und 13 empfangene Datenspannung unter einen vorgegebenen Wert liegt oder zu
irgendeiner Zeit unter diesen Wert fällt, dann können mit dieser Anordnung sowohl die Stromzufuhr als auch
die Daten/tjfuhr unterbrochen werden, da jeder der
zuvor erwähnten Zustände einen möglichen Kurzv-"iuii
anzeigen kann. Vorsorgungsstrom und Daten werden wiederholte Male mit einer vorgegebenen Wiederhoiungszahl
angelegt, bevor die Konsole 7 für eine Untersuchung durch eine Bedienungsperson ein ».nilg'.ii
tigcs Abschalten bewirkt.
Nimmt man an. daß der oben erwähnte Betriebsstrom und die oben erwähnte Dalenspannung in Ordnung siri'l
nid die Betriebsstrom- und Da'-r. Zufuhr aufrechterhalten
wird, so erreichen der Betriebsstrom und die Daten zuerst die Endgeräte 2C und 2D. Bei jedem
Endgerät ' ;i entweder Gleichrichter 19 oder Gleichrichter
20 den Versorgungsstrom an die Meß- und Steuerschaltung 18. so daß r!i"sc erregt wird. Die Meß-
und Steuerschaltung 18 überwacht daraufhin die Brückenwiderstände 14 und 17 und prüft, ob der
Versorgungsstrorr niH die Datenspannung in Ordnung Mim., i alls -lies zutrifft, werden die Schalter Ij und 18
geschlossen, d. h. leitend gemacht und Versorgungsstrom und Daten werden den entsprechenden nächsten
Endgeräten, el. h. den Endgeräten 2Ö und 21: zugeführt.
Dieser Vorgang wird für iille in !·.ι Ringleitung
enthaltenen Endgeräte so oft wiederholt, bis die Ringleitung geschlossen ist.
Wenn in irgendeinem Endgerät gemessen wird, daß das nächstfolgende Endgerät kurzgeschlossen ist, dann
schließen sich die Schalter 1!5 und 16 nicht und die
defekte Einheit wird auf diese Weise automatisch von jedem Ringleitungsende her isoliert.
Wenn ein Kurzschluß nach irgendeiner Zeit bei einer bereits geschlossenen Ringlcitung auftritt, unterbricht
die Konsole 7 bei der zentralen Übcrwachungseinheit. wie bereits erwähnt, die Versorgungsstrom- und
Daten-Zuführung. Dann öffnen sich alle Schalter 15 und 16 der Endgeräte und die Startprozedur wird wieder
begonnen, womit das defekte Endgerät oder das beim Fehler liegende Endgerät isoliert wird. An der zentralen
IJberwachungseinheit 1 läßt sich feststellen, welches der
Endgeräte kurzschließt oder welches in der Nähe eines Kurzschlusses in der Ringleitung 3 liegt, da von diesem
Endgerät natürlich keine Daten mehr erhalten werr1 n.
Auch im Falle eines einzelnen Kabelfehlers kann die Konsole 7 das Endgerät identifizieren, dessen Daten bei
den beiden Empfängern 12 und 13 nicht mehr empfangen werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Datenübertragungsanlage, bei der eine zentrale Überwachungseinheit mit einer Vielzahl von entfernt
angeordneten Endgeräten durch eine zumindest zur Datenübertragung dienende, zur Aufrechterhaltung
des Datenflusses im ungestörten Bereich der Anlage beim Auftreten von Störungen durch
eine Vielzahl von verteilt angeordneten Schaltvorrichtungen in Unterabschnitte auftrennbare Ringleitung
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß im Normalbetrieb der Datenaustausch zwischen der zentralen Überwachungseinheit (1)
und jedem der Endgeräte (2) über die beiden die Überwachungseinheit (1) mit dem betreffenden
Endgerät (2) verbindenden Zweige der Daten in beiden Richtungen übertragenden Ringleitung (3)
gleichzeitig erfolgt.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringleitung (3) eine Mehrwegübertragungsieitung
ist, von der ein Leitungsweg (5) für die Führung von Datensignalen und ein anderer
Leitungsweg (4) dazu benützt wird, um der Reihe nach den Endgeräten (2A bis 2E) in der Ringleitung
(3) von der zentralen Überwachungseinheit (1) her Betriebsleistung zuzuführen, to daß die Betriebsileistung
von der zentralen Überwachungseinheit (1) zu irgendeinem Endgerät (2A bis 2E) in jeder Richtung
um die Ringleitung (3) herum geführt werden kann.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Leitungsweg (6) der Ringleitung
(3) auf gemeinsamem Potential liegt.
4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeir::net, daß die zentrale
Überwachungseinheit (3) Vorrichtungen (7) enthält, die dazu dienen, den Pegel der Datenspannung
in der Ringleitung (3) und/oder den Pegel des Versorgungsstromes zu überwachen, der durch die
zentrale Überwachungseinheit (1) den Endgerälcn {2A bis 2E) zugeführt wird, so daß die zentrale
Überwachungseinheit (1) die Versorgungsstrom- und/oder Daten-Zuführung zur Ringlciiung (3)
unterbricht, wenn die Datenspannung unter einem vorgegebenen Wert bzw. der Versorgtingsstrom
über einem vorgegebenen Wert liegt.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Überwüchungseinheit (I) in der
Lage ist, nach einer Unterbrechung den Vcrsorgungsstroni
und die Daten mit einer vorgegebenen Häufigkeit wiederholte Male anzulügen, bevor
Versorgungsstrom und Daten endgültig unterbrochen werden.
6. Anlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Endgeräte (24 bis 2E) innerhalb des durch das
Endgerät führenden Datenweges (5) einen Schalter (16) und einen durch den Schalter (16) überbrückten
Widerstand (17), eine Vorrichtung (18) zum Überwachen
des über dem Widerstand (17) abfallenden Dalcnspanniingspegels und eine Vorrichtung bcsit/.t,
die dazu dient, den Schalter (16) leitend zu machen, wenn der Datenspannungspegel über einem vorgegebenen
Wert liegt, was anzeigt, daß das nächstfolgende Endgerät in der Ringlcitiing (J) keinen
Kurzschluß oder keinen kiir/schliiUähnlichcn Zustand
aufweist.
7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
Endgerät (2A bis 2E) in dem durch das Endgerät führenden Leitungsweg (4) einen Schalter (15) und
einen durch den Schalter (15) überbrückten Widerstand (14), eine Vorrichtung (18) zum Überwachen
des Pegels des durch den Widerstand (14) fließenden Versorgungsstroms und Vorrichtungen besitzt, die
dazu dienen, den Schalter (15) dann leitend zu machen, wenn der Pegel des Versorgunjsstroms
anzeigt, daß das nächstfolgende Endgerät in der Ringleitung (3) keinen Kurzschluß oder keinen
kurzschlußähnlichen Zustand aufweist.
8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Falle die Widerstände
(14, 17) einen Wert besitzen, der ungefähr lOmal so
groß ist, wie die maßgebliche Lastimpedanz des nächstfolgenden Endgerätes.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB330477A GB1567971A (en) | 1977-01-27 | 1977-01-27 | Data transmission systems |
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DE2711519A1 DE2711519A1 (de) | 1978-08-03 |
DE2711519B2 DE2711519B2 (de) | 1978-11-09 |
DE2711519C3 true DE2711519C3 (de) | 1979-07-12 |
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GB (1) | GB1567971A (de) |
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GB8431883D0 (en) * | 1984-12-18 | 1985-01-30 | Gent Ltd | Transmission system |
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JPH0632517B2 (ja) * | 1985-07-19 | 1994-04-27 | ホーチキ株式会社 | 異常監視装置 |
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EP0626743B1 (de) * | 1993-05-25 | 1999-09-08 | Hochiki Corporation | Leitungsfehlerüberwachungsvorrichtung |
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-
1977
- 1977-01-27 GB GB330477A patent/GB1567971A/en not_active Expired
- 1977-03-16 DE DE19772711519 patent/DE2711519C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2711519B2 (de) | 1978-11-09 |
DE2711519A1 (de) | 1978-08-03 |
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