DE2715320C3 - Schaltungsanordnung zum zeitlich aufeinanderfolgenden Übertragen von elektrischen Signalen - Google Patents

Description

is Die Erfindung bezieht sich auf eine wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebene Schaltungsanordnung.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits aus der DE-OS 23 54 067 bekannt.

2C Derartige Signalübertragungseinrichtungen lassen sich insbesondere zur Betriebsüberwachung oder Betriebserhaltung in Nachrichten-Weitverkehrsnetzen vorteilhaft verwenden. Insbesondere kann die Signalübertragungseinrichtung als Fernwirksystem Verwendung finden.

Fernwirksysteme müssen in vielen Fällen ihre Informationen sehn--Il übermitteln, vor allem dann, wenn z. B. von vielen Betriebsstellen Signale zur schnellen Auswertung übernommen oder wenn Steuerungsaufgaben schnell durchgeführt werden sollen. Oft sind Systeme, die mit dem sogenannten Aufruf- oder Abfrageverfahren bzw. mit zyklischer Abfrage arbeiten, für diese Aufgaben weniger geeignet Sie bieten zwar eine große Sicherheit, erreichen jedoch eine relativ kleine Übermittlungsgeschwindigkeit, da sie das gesamte Informationsvolumen des Fernwirknetzes zyklisch zur Zentrale übertragen und damit ständig den Übertragungskanal belegen.

Eine weitaus höhere Übermittluigsgeschwindigkeit

4) bietet das sogenannte Anreizverfahren. Hierbei veranlassen Informationsänderungen das spontane Aussenden eines Telegramms und das Belegen des Übertragungskanals.

Das Abfrageverfahren bietet große Sicherheit in bezug auf die Datenübertragung und die Netzüberwachung. Das gesamte Informationsvolumen des Fernwirknetzes wird in jedem Zyklus einmal übertragen; Stationen und Übertragungskanäle werden ständig überwacht

Das Anreizverfahren bietet eine große Übertragungsgeschwindigkeit, da Signaländerungen spontan eine Telegrammaussendung veranlassen.

Das kombinierte Abfrage-Anreiz-Verfahren vereinigt die Vorteile beider Verfahren miteinander. Treten an den Signaleingaben der Fernwirkstationen keine Signaländerungen auf. so arbeitet das Netz im reinen Abfragebetrieb. Durch die Einführung einer Zeitlücke im Telegrammablauf, wird es Stationen bei Signaländerungen ermöglicht, auch spontan Telegramme auszusenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Schaltungsanordnung, die eine im Normalbetrieb synchronsierende Zentralstation enthält und nach dem Anreizverfahren, insbesondere nach dem kombinierten Abfrage-Anreiz-Verfahren arbeitet, sicherzustellen, daß der Anreizbetrieb auch bei Ausfall der Zentralstation aufrechterhalten bleibt
Gemäß der Erfindung wird die Schaltungsanordnung

der im Oberbegriff genannten Art zur Lösung dieser Aufgabe in der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Weise ausgebildet

Durch diese Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, daß die Signalübertragungseinrichtung, bei der im normalen Betrieb ein gleichzeitiges Senden mehrerer Stationen mit Sicherheit vermieden ist, auch bei einem Ausfall der Synchronisation einen Anreizbetrieb ermöglicht

Aus der DE-OS 24 49 660 ist bereits ein Verfahren bekannt bei dem zur Systemsynchronisation in jeder Geberstation aus bestimmten Kriterien die eigene Position im Systemzyklus ermittelt wird. Dabei besteht die Möglichkeit, daß sich verschiedene Anlagen ohne Funkkontakt, die zufällig genau zur gleichen Zeit ihre Informationsübertragung beginnen, nähern. IJm auch in diesem Fall eine Systemsynchronisierung zu gewährleisten, ist ein Zufallsgenerator vorgesehen, der auf ein Schaltglkd wirkt und zwar in der Weise, daß der eigene Sender sofort nach dem Ende der Abstrahlung von HF-Energie des empfangenen Senders sendet. je

Eine unterschiedliche Bestimmung von Einspringzeitpunkten je nach Systemzustand ist dahsi nicht vorgesehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. js

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Zeitdiagramm für eine Signalübertragungseinrichtung mit Abfrage- und Anreiz-Betrieb und jr>

F i g. 2 eine Schaltungsanordnung zur Anreizsteuening.

Fig. 1 zeigt den Ablauf der Telegramme in einem Fernwirknetz, das im normalen Betrieb mit einem kombinierten Abfrage-Anreiz-Verfahren arbeitet. Die » Laufzeiten der Übertragungswege sind dabei nicht berücksichtigt Dem Beispiel liegt ein Netz mit 16 Stationen zugrunde, so daß die Staffelzeitlücke 16stufig ist

Treten an '■'en Signaleingabeeinrichtungen der Statio- au nen keine Signaländerungen auf. so arbeitet das Netz im reinen Abfragebetrieb.

Die Zentrale sendet ein Abfragetelegramm 21. Darauf sendet die Station, weiche die aufgerufene Adresse beinhaltet, ein Antworttelegramm 22. Daran anschließend läuft in der Zentrale eine einstellbare Wartezeit 25 ab. in jeder Station läuft eine ihr zugeordnete Staffelzeit 1 .. 16 ab, und die Zentrale sendet mit der nächstfolgenden Adresse ein Abfragetelegramm 21. Die Station mit der aufgerufenen Adresse sendet dann ein Antworttelegramm 22 usw.

Die Stationen sind zusätzlich in der Lage, spontan, d. li. bei einer Signaländerung ein Telegramm zu senden. Da es dabei vorkommen kann, daß mehrere Fernwirkstationen im Netz gleichzeitig Telegramme aussenden wollen, wird durch eine Staffelung der Einspringberechtigung dafür gesorgt, daß immer nur ein Telegramm auf die Leitung gegeben wird. Dies geschieht dadurch, daß nach jeweils einem Abfrageblock, bestehend aus einem Aufruftelegramm 21 und einem Antworttelegramm 22. eine entsprechende Wartezeit bzw. Staffelzeit folgt, in welcher eine oder mehrere Stationen Anreiztelegram' me aussenden können. In dieser Wartezeit sind die Einspringberechtigungen der einzelnen Stationen zeitlich gestaffelt.

Springt eine Fernwirkstation mit einem Anreiztelegramm ein, so unterbrechen der Wartezeitzähler in der Zentrale und die Staffelzeitzähler in den Fernwirksta* tionen die Zählung für c'ie Zeit der Telegramme. Diese Unterbrechungen sind in Fig. 1 strichliert dargestellt. Nach Ablauf der Wartezeit 25 folgt ein neue, Abfrageblock usw.

Im Beispiel nach Fig. 1 springt in die zweite Staffelzeitlücke eine Station mit dem Anreiztelegramm 23 ein, und zwar die Station, der die Staffelzeit 4 zugeteilt ist.

Jede Staffelzeit 1 ... 16 wird nur einmal vergeben. Im Beispiel nach Fig. 1 hat jede der 16 Stationen eine eigene Staffelzeit Die Staffelzeiten sind stufenweise aneinandergereiht Die minimale Länge der Staffelzeitstufen ist durch die maximale Laufzeit im Übertragungskanal festgelegt Selbst bei ungünstigen Toleranzen ist unter allen Umständen sichergestellt, daß ein Anreiztelegramm einer entfernten Statiom immer früher am Ort einer anderen Station eintrifft als deren Staffelzeitzähler die Einspringberechtigung freigibt

Fällt die Zentrale oder die Übertragungsleitung zur Zentrale aas. arbeiten die nicht mphr aufgerufenen Fernwirkstationen im Anreizbetrieb weiter. Die Staffel Zeitzähler der Fernwirkstationen, die bisher von der Zentrale zurückgestellt bzw. synchronisiert wurden, können jetzt das Einspringen nicht mehr Steuer;· Die Fernwirkstationen schalten automatisch nach der Zeit 26 auf eme Zufallssteuerung um, wonach das Senden der Anreiztelegramme durch einen Zufallsgeber gesteuert wird. Dies bewirkt beim Auftreten eines Anreizes bzw Änderung des Meldungszustandes eine zufällige Verzögerungszeit 27 bei der Telegrammaussendung zwischen z. B. 0 und 500 ms. Bei Zentralenausfall oder Leitungsunterbrechung wird dadurch bei gleichzeitigem Auftreten von Signaländerungen in verschiedenen Fernwirkstationen ein gleichzeitiges Einspringen unwahrscheinlich. Die noch über die Fernwirkleitung miteinander verbundenen Fernwirkstationen arbeiten in diesem zufallsgesteuerten Anreizbetrieb weiter.

F i g. 2 zeigt e>ne Schaltungsanordnung zur Steigerung einer Station bei Anreizbetrieb. Der Vorzähler 1 ist mit seinem Takteingang an einem Eingang a für einen Sch-'ttakt T angeschlossen. Der Rücksetzeingang R liegt, zusammen an je einem invertierenden Eingang der Torschaltungen 31 und 33 (Dreifach-UND-Glieder) am Eingang b für ein Überwachungskriterium !/Übertragungsleitung belegt«. Der Eingang c für ein Kriterium »Zentralftlegramm empfangen« ist an den Setzeingang 5 des Staffelzeitzählers 2 (voreinstellbarer Zeitgeber) geführt.

Der Ausgang Q des Vorzählers 1 ist an einen differenzierenden, auf negative Flanken ansprechenden Eingang des UND-Gliedes 31 geführt, das mit seinem Ausgang an einen Takteingang T, für Rückwärtszählung des Staffelzeitzählers 2 geführt ist.

Von dem achtstufigen Staffelzeitzähler 2 sind für Rückwärtszählung der Ausgänge Qc, an einen Ausgang und der Ausgang Qn an einen invertierende-! Eingang der Auswerteeinrichtung M (UND-Glied) geführt, deren Ausgang an einen invertierenden Eingang des UND-Gliedes 31 u^d einen Eingang des UND-Gliedes 33 geführt ist. Das UND-Glied 33 liegt mit einem Weiteren Eingang am Ausgang des Quasi-Zufalls-Zeitfolgegebers 3 (Zufallsgeber) und ist mit seinem Ausgang an das ODER-Glied 34 geführt, dessen anderer Eingang am Übertragungsausgang 20 des Staffelzeilzählers 2 liegt und das mit seinem Ausgang an das UND-Glied 35 gelegt ist. Der andere Eingang des UND-Gliedes ist mit dem Eingang fffür ein Anreizkriterium, welches aus den Signaleingaben kommt, verbunden.

Bei normalem Telegrammablauf im Netz wird mit jedem Zentralentelegramm durch ein Signal an Eingang cdie an den Codierschallern 51... 56 binär eingestellte Staffelzeit in den Staffelzeitzähler 2 übernommen. Während des Abfragetelegramms 21 der Zentrale und des Antworttelegramms 22 der aufgerufenen Station wird durch das Signal »Übertragungsleitung belegt« am Anschluß b der Vorzähler 1 zurückgestellt Und in Nullage festgehalten. Mit Beginn der Staffelzeitlücke verschwindet das Signal am Eingang b und der Vorzähler wird freigegeben, mit dem Schrittakt T geschaltet und gibt an seinem Ausgang (?den Stufentakt ab. Dieser schallet über das Verknüpfungsglied 31 den Staffelzeitzähler 2 rückwärts. Das geht solange, bis alle Ausgänge Qa-■· Qnauf Logikpegel»0«stehen.

Der folgende Stufenimpuls setzt alle Ausgänge auf Logikpegel »1« und bringt am Ausgang 20 einen Steuerimpuls, der einem Übertrag rückwärts entspricht. Dieser Steuerimpuls läuft über das ODER-Glied 34 und steuert, falls ein Anreiz am Eingang e anliegt, über das UND-Glied 35 die Station im Sinne »sende Anreiztelegramm« über Ausgang A.

Bis das Ende der Wartezeit 25 erreicht ist, zählt der Staffelzeitzähler noch einige Stufen rückwärts und wird dann mit dem folgenden Zentralentelegramm 21 wieder in die an den Codierschaltern Si! ... 56 eingestellte Ausgangslage gesetzt; und so fort.

Fällt dagegen die Zentrale oder die Übertragungsleitung zur Zentrale aus, so läuft der Staffelzeitzählei immer weiter rückwärts, bis nach einer gewissen Zeit 26 an seinen Ausgängen Qc = »1« und Qn — »0« ansteht und dadurch der Ausgang des UND-Gliedes 32 auf »1« schaltet. Damit wird über das UND-Glied 31 das Weiterzählen des Staffelzeitzählers blockiert, das UND-Glied 33 freigegeben und die Fernwirkstation auf Zufallssteuerung umgeschaltet.

Ist die Übertragungsleitung nicht belegt, schaltet ein Steuerimpuls aus dem Zufallsgeber 3 über das UND-Glied 33 und das ODER-Glied 34 und, falls ein Anreiz am Eingang E vorliegt, über das UND-Glied 35 die Fernwirkstation auf »sende Anreiztelegramm« am Ausgang A. Sobald die Zentrale wieder sendet, schaltet die Station wieder auf Staffelzeitsteuerung um.

Mit dem Aussenden eines Anreiztelegramms wird der Anreiz gelöscht. Ein neuer Anreiz bewirkt das Aussenden eines neuen Anfeiztelegräfnfns, entweder durch Staffelzeit oder durch Zufallsgeber gesteuert.

Der Zufallsgeber ist vorzugsweise ein freilaufender Taktgeber großer Frequenztoleranz. Bei einer ge^ wünschten zufälligen Verzögerung von 0 bis 500 ms ist die Taktfrequenz 2 Hz.

Da in den Fernwirkstationen im Netz die Phasenlage der Schaltflanken dieser freilaufenden Taktgeber statistisch verteilt ist, ist es unwahrscheinlich, daß beim gleichzeitigen Auftreten eines Anreizes in zwei verschiedenen Stationen diese gleichzeitig Telegramme auf die Übertragungsleitung senden. Sobald eine Station sendet, wird in allen übrigen Stationen über das Signal »Übertragungsleitung belegt« das Einspringen blokkiert. Bei Staffelzeitsteuerung ist ein gleichzeitiges Einspringen mehrerer Stationen ausgeschlossen.

Der dem Staffelzeitzähler 2 vorgeschaltete Vorzähler 1 verhindert ein Auseinanderlaufen der Staffelzeitzähler in den Stationen im Netz. Der Vorzähler teilt nicht nur den Schrittakt sondern er kompensiert auch in vorteilhafter Weise die unterschiedlichen Laufzeiten der Übertragungswege zwischen den Stationen im Netz.

Springt z. B. eine Station mit einem Anreiztelegramm ein, so zählen je nach Übertragungslaufzeil die Vorzähler in den Stationen verschieden weit, werden dann aber durch das an den Eingang a gelegte Signal »Übertragungsleitung belegt« rückgestellt und festgehalten, bevor sie einen Taktimpuls auf den Staffelzeitzähler geben können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum zeitlich aufeinanderfolgenden Übertragen von elektrischen Signalen zwischen mehreren, über einen gemeinsamen Übertragungsweg miteinander verbundenen Stationen, wobei die Stationen jeweils eine auf Signaländerungen ansprechende Anreizschaltung enthalten, die jeweils ein die Station zu einer Signalabgabe veranlassenden Anreizkriterium abgibt, wobei je Station ein Zeitgeber vorgesehen ist, der zur Bildung eines die Signalabgabe auslösenden Steuersignals auf eine von Station zu Station gestaffelte Zeit voreinstellbar und durch synchronisierende Signale synchronisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine übergeordnete Zentralstation vorgesehen ist, die im Normalbetrieb die synchronsierenden Signale auslöst, daß jede untergeordnete Station außer dem voreinstellbaren Zeitgeber (2) einen Quasi-Zufa!!'-Zeitfolgegeber (3) besitzt, der bei Nichtempfarig wenigstens eines synchronisierenden Signales selbsttätig aktivierbar ist, und daß im Falle einer Aktivierung des Quasi-Zufalls-Zeitfolgegebers nur bei Vorliegen eines Anreizkriteriums und eines Ausgangssignals des Quasi-Zufalls-Zeitfolgegebers (3) die anreizbedingte Signalaussendung auslösbar ist.

2. Station nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der voreinstellbare Zeitgeber (2) als ein auf «ine wählbare Staffelzeit einstellbarer Rückwärtszähler ausgebildet ist

3. Station nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dtr Quas.* -Zufalls- Z iitfolgegeber (3) durch einen freilaufenden Taktgeber, insbesondere großer Frequenzto .-ranz, gebildet ist.

4. Station nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der freilaufende Taktgeber jeweils ein in der Station vorhandener Taktgeber für Flackerlicht-Anzeige ist.

5. Station nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der voreinstellbare Zeitgeber (2) jeweils über einen Vorzähler (1) taktsteuerbar ist, der durch ein bei belegtem Signalübertragungsweg gebildetes Steuerkriterium in seine Nulllage rücksetzbar ist.

6. Station nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der voreinstellbare Zeitgeber (2) als Zähler ausgebildet ist, bei dem die Zählung von Taktimpulsen während des Einspringens einer anderen Station mittels eines bei belegtem Signalübertragungsweg gebildeten Steuerkriteriums unterbrechbar ist.

7. Station nach einem der Ansprüche f bis 6. gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Staffelzeitstufen, daß der Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden .Staffelzeitpunkten mit Sicherheit noch ausreicht, um in einer Station gegebenenfalls die Fxistenz einer von einer anderen Station ausgesendeten Information sicher festzustellen.

8. Station nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Quasi-Zufalls-Zeitfolgegeber (3) eine bei unbelegter Übertragungsleitung gesperrte Torschaltung (33) angeschlossen ist

9. Station nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltung (33) mit einem weiteren Steuereingang an eine dem voreinstellbaren Zähler nachgeschaltele Auswerteeinrichtung (32) gelegt ist,

die bei Feststellung einer vorgegebenen Zählerstellung ein die Torschaltung (33) öffnendes Signal abgibt

10. Station nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Takteingang des voreinstellbaren Zählers eine durch die Auswerteeinrichtung (32) derart steuerbare Torschaltung (31) vorgeschaltet ist, daß die Torschaltung (31) bei Erreichen der vorgegebenen Zählerstelliijg gesperrt ist