DE2740620C2 - - Google Patents

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DE2740620C2
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    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path
    • G08C15/06Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path successively, i.e. using time division
    • G08C15/12Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path successively, i.e. using time division the signals being represented by pulse characteristics in transmission link
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q9/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H04Q9/14Calling by using pulses

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adressierung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 36 52 993 bekannt. Dort sendet eine Zentralstation einen schnellen Aufrufbefehl aus, der eine Reihe von Informationsbits und ein daran anschließendes Markierungsbit aufweist. Die erste Unterstation an einem Datenübertragungsweg löscht das erste Informationsbit und fügt an das Markierungsbit ein ihren Status kennzeichnendes Bit an, um sodann das so gebildete Codewort an die zweite Unterstation weiterzugeben, die wiederum das erste Informationsbit des neuen Codewortes löscht und am Ende ein ihren Status kennzeichnendes Bit anfügt usw. Wenn der so geänderte Aufrufbefehl an die Zentralstation zurückgelangt, so erkennt diese welche Unterstationen eine Behandlung anfordern und eine Nachricht zu übertragen haben.
Ausgehend von diesem bekannten Verfahren ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Verfahren so auszugestalten, daß in der Zentralstation aufgrund des Aufrufbefehles automatisch immer eine aktuelle Adreßtabelle der Unterstationen gebildet wird, die eine Anforderung gesetzt haben.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung in folgenden näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Sendeaufrufbefehl der Zentralstation und den Antwortsignalen der Fern- bzw. Unterstationen,
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Impuls-Umwandlungs­ schaltkreises gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 einen geeigneten Taktsignal-Erzeugungsschalt­ kreis zur Verwendung bei der vorliegenden Er­ findung,
Fig. 4 ein Taktdiagramm zur Veranschaulichung der durch den Taktsignalschaltkreis gemäß Fig. 3 erzeugten Taktsignale,
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Zählerschaltkreises zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 einen im Zusammenhang mit der vorliegenden Er­ findung verwendbaren typischen Signal-Gatter­ schaltkreis und
Fig. 7 ein Blockdiagramm des Speicherteiles des Systems gemäß Fig. 2.
Gemäß Fig. 1 wird durch die Zentralstation ein Sendeaufruf­ befehl ausgegeben und über einen Zweirichtungs-Datenübertra­ gungsweg den Fernstationen zugeleitet, die der Reihe nach an diesem Datenübertragungsweg angeordnet sind. Die Zeitfenster bzw. Antwortsignalpositionen, die nach dem Ende des Sendeauf­ rufbefehles auftreten, entsprechen in ihrer Anzahl der Anzahl der Fernstationen. Die Länge eines jeden Fensters ist so ge­ wählt, daß eine angemessene Antwortzeit für eine Fernstation verbleibt, während die für die Aufrufoperation benutzte Ge­ samtzeit innerhalb den Zuteilbedingungen des Datenübertragungs­ systemes verbleibt. Die typische Länge für ein jedes Zeitfenster liegt bei 8 µs für ein System, das 28 Fernstationen und eine Aufrufoperation alle 10 ms aufweist. Die Länge eines jeden Ant­ wortsignales der Fernstation wird dementsprechend so gewählt, daß es mit der Zeit von 8 µs, d. h. mit dem Antwortfenster kompatibel ist.
Gemäß Fig. 2 sendet eine Steuerung 2 in der Zentralstation einen Sendeaufrufbefehl, d. h. ein Digitalwort, auf einem Zwei­ richtungs-Datenübertragungsweg 3 aus und versetzt gleichzeitig einen Fensterzähler 4 in die Lage, Taktsignale einer Taktim­ pulsquelle 6 zu zählen. Der Sendeaufrufbefehl wird in glei­ chen Abständen auf den Datenübertragungsweg 3 gegeben, wobei dieser durch einen Zeitgeber in der Steuerung 2 alle 10 ms ausgegeben wird. Das Taktsignal für den Fensterzähler 4 ist so gewählt, daß es eine Wiederholfrequenz aufweist, die mit dem zeitlichen Auftreten eines jeden Antwortsignal-Zeit­ fensters gemäß Fig. 1 übereinstimmt. Das Taktsignal wird dem Fensterzähler 4 beginnend mit dem Ende des Sendeaufrufbefeh­ les der Zentralstation-Steuerung zugeführt. Der Zählerausgang ist an einen Speicher 8 angeschlossen, um eine Speicherung des binären Zählstandes des Fensterzählers 4 im Speicher 8 zu gestatten. Der Speicher 8 kann als herkömmlicher bipolarer Speicher ausgebildet sein, wie er unter der Nummer 7489 von der Firma Texas Instruments hergestellt und vertrieben wird.
Der Sendeaufrufbefehl wird jeder der Fernstationen 10 A bis 10 D zugeführt, die das zugeführte Digitalwort mittels ent­ sprechender Code-Detektoren interpretieren. Die Ausgangs­ signale der Detektoren, die den Empfang eines Sendeaufruf­ befehles veranschaulichen, erzeugen einen Antwortimpuls zur Übertragung an die zentrale Steuerung 2, wenn die entsprechen­ de Fernstation eine Bedienung durch die zentrale Steuerung 2 anfordert. Eine Signalverzögerung in jeder Fernstation findet ihren Niederschlag in dem entsprechenden Antwortimpuls und wird anfänglich eingestellt, wenn die Fernstation an den Da­ tenübertragungsweg 3 angeschlossen wird, wodurch der Antwort­ impuls einer Fernstation vor der Aufschaltung auf den Datenüber­ tragungsweg 3 um einen festen Verzögerungsbetrag verzögert wird und die Verzögerung im Hinblick auf den Empfang des Sendeaufrufbefehles erfolgt. In einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel antwortet jede der Fernstationen 10 A bis 10 D in einem Zeitfenster entsprechend der seriellen Anordnung der Fern­ station entlang des Datenübertragungsweges 3, d. h. zum Bei­ spiel, daß die dritte Fernstation entlang des Datenübertra­ gungsweges 3 betrachtet von der zentralen Steuerung 2 in dem dritten Zeitfenster nach dem Sendeaufrufbefehl antwortet.
Diese Einstellung der Signalverzögerung einer jeden Fern­ station 10 A bis 10 D wird solange aufrechterhalten, bis ent­ weder die Anordnung der Fernstation geändert wird oder eine neue Fernstation in das System eingefügt wird. Eine typische Fernstation wird durch die Station 10 A veranschaulicht, wobei ein herkömmlicher auf den codierten Sendeaufrufbefehl an­ sprechender Detektor 11 A die Signale von dem Datenübertragungs­ weg 3 aufnimmt und entsprechende Ausgangssignale erzeugt. Die Ausgangssignale werden entweder einem Schaltkreis 11 C mit ein­ stellbarer Verzögerung zwecks Übertragung als Antwortsignal an den Datenübertragungsweg oder einem Endgerät 11 B, beispiels­ weise einer Ventilsteuerung, zugeführt, wobei beide Einrichtungen von dem empfangenen Befehl der zentralen Steuerung 2 Gebrauch machen.
Ein Antwortimpuls einer jeden Fernstation 10 A bis 10 D wird über die Steuerung 2 dem Speicher 8 zugeführt, um die Speicher­ operation des gespeicherten Zählstandes im Fensterzähler 4 im Speicher 8 zu bewirken und einen Adressenzähler 12 um eins auf die nächste Speicheradresse des Speichers 8 zu erhöhen. Der Adressenzähler 12 und der Fensterzähler 4 können jeweils durch den Baustein 74 161 der Firma Texas Instruments realisiert wer­ den. Die Erhöhung des Adressenzählers 12 führt zu einer Adresse bzw. einem fortlaufenden Speicherplatz, um aufeinanderfolgende übertragene Binärzählstände des Fensterzählers 4 in aufeinan­ derfolgenden Speicherplätzen abzulegen. Die Speicherplätze können fortwährend der Reihe nach ausgelesen werden, um die Gegenwart eines gespeicherten binären Zählstandes festzustellen, durch den die Fernstation identifiziert wird, die nach einem Sendeaufrufbefehl ein Signal auf dem Datenübertragungsweg zu­ rückschickt. Die im Speicher 8 gespeicherte Information wird nachfolgend als Binäradresse für die Fernstation benutzt, um von dieser Daten während einer Datensammeloperation des Systems gemäß Fig. 2 anzufordern.
Die Frequenz der Taktsignale des Taktsignalgenerators und die Synchronisiersignale stehen zueinander in einer festen Beziehung, da sie von einem Taktsignalgenerator abgeleitet werden, der benutzt wird, um sowohl Zählsignale für den Fensterzähler 4, als auch Zeittaktsignale für den Adressen­ zähler 12 und den Speicher 8 zu erzeugen. Der Schaltkreis gemäß Fig. 3 ist ein Beispiel für einen typischen Taktsignal- Generatorschaltkreis, mit dem unterteilte Frequenz-Ausgangs­ signale als Ausgangssignale mit einer vorbestimmten Phasen- und Zeitbeziehung im Hinblick auf die Ausgangssignale des Taktsignalgenerators erzeugt werden. Zu diesem Zweck liefert ein Taktsignalgenerator 30 Ausgangssignale mit fester Frequenz an einen Zähler 32 und die sich ergebenden Ausgangssignale des Zählers werden auf entsprechende NAND-Gatter 33 bis 36 gegeben. Die Durchschaltung dieser Zähler-Ausgangssignale durch die NAND-Gatter 33 bis 36 wird verzögert bis zum Auftritt des Impulses TMPL, der ein durch den Zähler 32 übertragenes Takt­ signal darstellt. Der Zeittaktimpuls TMPL tritt dementsprechend mit einer höheren Frequenz als die Zähler-Ausgangssignale auf, die über die NAND-Gatter 33 bis 36 durchgeschaltet werden. Die durch die NAND-Gatter 33 bis 36 tatsächlich durchgeschalteten Signale sind somit Teile der Zähler-Ausgangssignale des Zählers 32. Die Ausgangssignale der NAND-Gatter werden entweder direkt oder nach einer logischen Umkehrung durch die Inverter 37 bis 40 benutzt. In Fig. 4 ist ein entsprechendes Impulsdiagramm der Zähler-Ausgangssignale und der sich ergebenden Zeittaktimpulse dargestellt, wobei die Zeittaktimpulse aus den Zähler-Ausgangs­ signalen mittels des Frequenzteilerschaltkreises gemäß Fig. 3 hergeleitet werden.
In Fig. 5 ist ein Zählerschaltkreis dargestellt, der zur Ver­ wendung als Fensterzähler 4 gemäß Fig. 2 geeignet ist. Das Eingangssignal für den Fensterzähler 4 wird daher aus einem der durch den Schaltkreis gemäß Fig. 3 erzeugten Zeittaktim­ pulse ausgewählt; z. B. wird der Schaltkreis gemäß Fig. 3 als Taktsignalgenerator 6 verwendet und an den Eingang eines ersten Zählers 50 angeschlossen. Der Ausgang des ersten Zählers 50 wird als Eingang einem zweiten Zähler 52 zugeführt, wobei die Zähler- Ausgangssignale des ersten und zweiten Zählers 50 bzw. 52 der Reihe nach bezeichnet sind. Die Ausgangssignale des Zählerschalt­ kreises gemäß Fig. 5 können in einem herkömmlichen Gatterschalt­ kreis, beispielsweise gemäß Fig. 6 verwendet werden, um weitere Steuersignale abzuleiten, z. B. die Signale BCH und sowie das Signal CNT 30, wobei dies unter Steuerung durch das Zeit­ taktsignal TP 4 erfolgt. Die Verwendung solcher Logikschaltkreise ist im Stand der Technik bekannt und bedarf keiner näheren Er­ läuterung.
Gemäß Fig. 7 ist ein Blockdiagramm eines Schaltkreises zur Ein­ gabe der Zählsignale des Zählerschaltkreises gemäß Fig. 5 in einen Speicherschaltkreis 70 unter der Steuerung eines Adressen­ zählers 72 dargestellt, wobei der Adressenzähler 72 einen der durch den Schaltkreis gemäß Fig. 3 hergeleiteten Zeittaktimpulse TP 4 zählt. Der Speicher 70 bildet eine herkömmliche Einrichtung, welche einen Speicherschaltkreis, einen Decodierer für die Steuer­ signale des Adressenzählers 72 und Treiberschaltkreise für das Lesen und die Einspeicherung von Eingangssignalen unter Steuerung des Decodierers aufweist. Solche Speichereinrichtungen sind im Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise unter der Nummer 7489 von der Firma Texas Instruments hergestellt und ver­ trieben. Der Zeittaktimpuls TP 4 weist eine solche Frequenz auf, daß nur ein Zeittaktimpuls für jedes der Signalfenster gemäß Fig. 1 erzeugt wird. Der Adressenzähler 72 zählt den Zeittakt­ impuls TP 4 unter Steuerung durch den Antwortimpuls RPLS, wobei dieser Antwortimpuls von den Fernstationen aufgenommen wird. Der Adressenzähler 72 wird daher bei jedem der Antwortsignale einer Fernstation um eins erhöht. Dies versetzt den Adressen­ zähler 72 in die Lage, fortlaufende Speicherplätze im Speicher 70 zu adressieren. Die Zählersignale des Fensterzählers 4 ge­ mäß Fig. 5 werden dem Speicher 70 zugeführt, um darin unter Steuerung durch ein Übertragungssignal gespeichert zu werden, wobei das Übertragungssignal von der Steuerung 2 in Abhängig­ keit eines Antwortsignales von einer Fernstation erzeugt wird. Der binäre Zählstand des Fensterzählers 4, der eine auf dem Datenübertragungsweg antwortende Fernstation identifiziert, wird somit in dem Speicher 70 unter einem Speicherplatz ge­ speichert, der durch den Adressenzähler 72 festgelegt ist. Während einer nachfolgenden Operation des Speicherschaltkrei­ ses, wenn ein Auslesen der in dem Speicher 70 gespeicherten Stationskennzeichnungen gefordert wird, wird ein Abrufsignal an den Speicher 70 angelegt, um die gespeicherte Information auszulesen, welche an einen Multiplexerschaltkreis 74 ange­ legt wird. Als Multiplexerschaltkreis 74 kann ein herkömm­ licher Baustein 74 150 der Firma Texas Instruments verwendet werden. Der Multiplexer 74 legt das Ausgangssignal des Speichers 70 an eine Multiplexer-Ausgangsleitung unter Steuerung durch die Zählsignale des Zählerschaltkreises gemäß Fig. 5 an und er gibt ein von der Steuerung 2 an den Multiplexer 74 ange­ legtes Abrufsignal weiter. Das Ausgangssignal des Multiplexers 74 wird sodann an den Datenübertragungsweg 3 angelegt, um an die Fernstationen 10 A bis 10 D als ein Steuersignal gesendet zu werden, wobei das Steuersignal durch die Fernstationen 10 A bis 10 B decodiert und zur Freigabe der dadurch gekennzeichneten Fernstation benutzt wird. Daraufhin kann die auf diese Weise bestimmte Fernstation ihre gespeicherten Daten auf dem Daten­ übertragungsweg 3 an die Steuerung 2 senden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Adressierung mittels eines schnellen Aufrufbefehls bei einer Datenübertragung von mehreren Unterstationen, die eine Bedienung anfordern können, zu einer Zentralstation, bei dem jede Unterstation mit einer Anforderung auf den schnellen Aufrufbefehl hin ein Antwortsignal entsprechend der Reihenfolge der Unterstationen entlang des Datenübertragungsweges aussendet und bei dem eine Zuordnung von Antwortsignalen und Adresse der entsprechenden Unterstationen stattfindet, dadurch gekennzeich­ net, daß fortlaufend die Zeitdauern zwischen dem schnellen Aufrufbefehl und jedem einzelnen Antwortsignal ermittelt und sukzessive als Adressen abgespeichert werden, so daß dadurch eine aktuelle Adreßtabelle der Unterstationen erstellt wird, die eine Bedienung anfordern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Antwortsignale während entsprechender Zeitfenster ausgegeben werden, wobei die Anzahl der Zeitfenster der Anzahl der Unterstationen entspricht.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Zweirichtungs-Datenübertragungsweg (3),
mehrere an auseinanderliegenden Stellen an den Datenübertragungsweg (3) angeschlossene Unterstationen (10 A, 10 B, 10 C, 10 D), wobei die Unterstationen auf den schnellen Aufrufbefehl ansprechende Mittel (11 A, 11 C) zur Ausgabe des Antwortsignales zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Aufrufbefehl entsprechend dem Ort der Unterstation aufweisen,
eine Steuereinrichtung (2) zur Ausgabe des Aufrufbefehles auf dem Datenübertragungsweg (3),
eine Taktsignal-Erzeugungseinrichtung (6),
eine Zähleinrichtung (4) zur Zählung der von der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung (6) ausgegebenen Taktsignale,
eine an die Zähleinrichtung (4) angeschlossene Speichereinrichtung (8, 70), und
eine an die Speichereinrichtung (8, 70) angeschlossene Adressen-Zähleinrichtung (12, 72) zur Adressierung von Speicherplätzen in der Speichereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung (2) auf das Antwortsignal einer jeden Unterstation anspricht, um ein Übertragungssteuersignal zu erzeugen, welches die Speichereinrichtung in die Lage versetzt, den in der Zähleinrichtung gespeicherten Zählstand in einen Speicherplatz hereinzuholen, der durch den in der Adressen-Zähleinrichtung gespeicherten Zählstand vorgegeben ist und welches Übertragungssteuersignal der Adressen-Zähleinrichtung zwecks Erhöhung des Zählstandes zugeführt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeich­ net durch eine an die Speichereinrichtung (70) angeschlossene Multiplexereinrichtung (74), der die gespeicherten Zählsignale zugeführt werden und die diese gespeicherten Zählsignale zu einer Multiplexer-Ausgangsleitung überträgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die auf den Aufrufbefehl ansprechenden Mittel umfassen:
einen an den Datenübertragungsweg (3) angeschlossenen Signaldetektor (11 A) zur Feststellung des Aufrufbefehls und zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignales, und
eine einstellbare Signalverzögerungseinrichtung (11 C) zwischen dem Signaldetektor (11 A) und dem Datenübertragungsweg (3), um das Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit als Antwortsignal auf den Datenübertragungsweg zu geben.
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