DE2853147C2 - Datenein- und -ausgabeanordnung - Google Patents

Description

a) in den Signalformern (SF 1, SFA... SF9) sind deren jeweilige Adresse sowie die Signalformerart fest eingestellt; 'S

b) zur Inbetriebnahme gibt die für die Steuerung einer vorgegebenen Anzahl von Signalformern (SFi, SFi...) bemessene Steuereinheit (STE) eine der vorgegebenen Signalformerzahl entsprechende Anzahl von Adressensignalen aus;

c) die Signalformer (SFi, SF 4...), deren Adressen mit der jeweils von der Steuereinheit ausgegebenen Adresse übereinstimmen, geben ein Rückmeldesignal ab;

d) die Steuereinheit (STE) gibt beim Betneb nur solche Signalformeradressen aus, auf deren Aussenden sie in der Inbetriebnahmephase ein Rückmeldesignal empfangen hat und bearbeitet die Informationssignale der Signalformer in Abhängigkeit der jeweiligen Signalformerart.

den Signalformerarten je ein Adressenbereich des Signalformerspeichers (SFS) zugeordnet ist

7. Datenein- und -ausgabeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zellen des Informationsartenspeichers die Adressenbereiche der einzelnen Signalformerarten gespeichert sind.

8. Datenein- und -ausgabeanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsartenspeicher (IAS) auswechselbar ist

9. Datenein- und -ausgabeanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Zellen des Informationsartenspeichers (IAS) Zellen des Informationsbearbeitungsspeichers (IBS 1, IBS 2) zugeordnet sind.

10. Datenein- und -ausgabeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß Aufrufspeicher (ZYSi, ZYSZ GRS) vorhanden sind, in denen die Adressen von Signalformern für verschiedene Aufrufarten enthalten sind.

2. Datenein- und -ausgabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Signalformern (SFi, SF4) die Signalformerart als Signalformerartsignal fest eingestellt ist, daß die Signalformer, deren Adressen mit der jeweils von der Steuereinheit (STE) ausgegebenen Adresse übereinstimmen, das Signalformerurtsignal zusammen mit dem Rückmeldesignal abgeben und daß die Steuereinheit die Informationssignale in Abhängigkeit von dem vom jeweiligen Signalformer erhaltenen Signalformerartsignal bearbeitet.

3. Datenein- und -ausgabeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Informationsbearbeitungsspeicher (IBS) vorhanden ist, der Speicherbereiche aufweist, in denen die Bearbeitungsverfahren für die einzelnen Signalformerarten gespeichert sind und die aufgrund der Signalformerartsignale aufgerufen sind.

4. Datenein- und -ausgabeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Signalformerart ein Signalformeradressenbereich zugeordnet ist, indem in einem Informationsartenspeicher (IAS) die Zuordnung der Signalformerarten zu den Adressenbereichen abgespeichert ist und Bereiehe eines Informationsbearbeitungsspeichers (IBS),

in denen die Bearbeitungsverfahren für die einzelnen Signalformerarten gespeichert sind, aufgrund der Signalformeradressen aufgerufen sind.

5. Datenein- und -ausgabeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalformerspeicher (SFS) vorhanden ist, dessen Zellen je einem anschließbaren Signalformer zugeordnet sind, und daß nach Eintreffen des Rückmeldesignals von einem Signalformer die zugehörige Speicherzelle gesetzt wird.

6. Datenein- und -ausgabeanordnung nach den AnsDrüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenein- und ausgabeanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Anordnung sind u. a. in Fernwirksystemen eingesetzt, wie sie z. B. in den Zeitschriften »Siemens-Zeitschrift« 1959, Seite 486 und »Elektronische Rechenanlagen« 1969, Seiten 151 ff beschrieben sind. Die Fernwirkstationen müssen entsprechend der jeweiligen Aufgabe projektiert werden. Im Falle einer nachträglichen Erweiterung einer Station, z. B. durch Hinzufügen von Signalformern, wie Analogein- oder -ausgabeeinheiten, Zusatzspeichern, Zeitgebern usf., muß auch der steuernde Teil der Station geändert werden, da weitere Adressen aufgerufen, Signale ausgegeben und Eingangssignale in Fernwirktelegramme eingefügt werden müssen. Eine solche Änderung der Station ist nicht ohne weiteres durchzuführen, da hierzu genaue Kenntnisse ihres Aufbaues und ihrer Betriebsweise erforderlich sind.

In der DE-OS 21 00 777 ist eine Einrichtung zur automatischen Adressierung und Befehlsabgabe von einer Zentralstation an mehrere frei adressierbare Unterstationen beschrieben. Den Unterstationen, die einheitlich aufgebaut sind, werden vor Beginn des ersten Abfragezyklus von der Zentralstation Adressen zugeordnet. Die von ihnen an die Zentralstation abgegebenen Signale werden in gleicher Weise verarbeitet.

Aus der DE-OS 21 00 777 ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei der Eisenbahnwagen, schon bei ihrer Montage fest programmiert, ihre Adresse erhalten. Bei der Vielzahl der vorhandenen Wagen können die Adressen sehr lang werden, so daß die Übertragung und die Prüfung dieser Adressen aufwendig und langwierig sein kann.

Ein in der DE-AS 18 12 505 beschriebenes Fernwirksystem enthält adressierbare Unterstationen, denen zur selektiven Meldungsabfrage Zähler zugeordnet sind, die durch eine an alle Unterstationen gleichzeitig ausgesandte Impulsfolge synchron weitergeschaltet werden. Diejenige Unterstation, deren Adresse mit dem jeweiligen Zählerstand übereinstimmt, gibt eine Meldung an die Zentralstation ab. Die Unterstationen werden daher zyklisch in vorgegebener Reihenfolge abgefragt, so daß zur Vermeidung unnötig langer Abfragezeiten zu jedem

Zählerstand die Adresse einer Unterstation vorhanden iein muß. Auch bei diesem bekannten Fernwirksystem iind die Unterstationen einheitlich aufgebaut und liefern übereinstimmende Signale. Ein ähnliches Fernwirksystem ist in der DE-AS 15 88 669 angegeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Datenein- und -ausgabeano/dnung anzugeben, die so ausgestaltet ist, daß sie, wenn weitere Signale ein- oder ausgegeben werden sollen, lediglich mit den gewünschten zusätzlichen Signalformen ergänzt werden muß, ansonsten aber keiner Veränderung bedarf. Entsprechend sollen im Falle, daß die Anzahl der Signale verringert wird, nur die überflüssigen Signalformer entfernt werden müssen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst

Die neue Datenein- und -ausgabeanordnung ist somit für eine vorgegebene Anzahl von Signalformern bemessen, wobei die vorgegebene Anzahl zweckmäßig gleich dem zu erwartenden Maximalausbau ist Die Steuereinheit muß imstande sein, die vorgegebene Anzahl von Signalformern aufzurufen, d. h, sie muß eine entsprechende Anzahl von Adressen erzeugen und abgeben können. Ferner muß sie die Signale, die von den für den Maximalausbau vorgesehenen Eingabesignalformern eingegeben werden, verarbeiten und die im Falle des Maximalausbaus vorhandenen Ausgabesignalformer ansteuern können. Im allgemeinen wird die tatsächliche Anzahl von Signalformern kleiner als die vorgegebene Anzahl sein. Der Mehraufwand gegenüber einer E>n- und Ausgabeanordnung, die speziell für den jeweiligen Einsatz projektiert ist, fällt praktisch nicht ins Gewicht, da gleiche Signalarten in gleicher Weise verarbeitet werden und daher die Mittel zum Verarbeiten der Signale für oder von etwaigen zusätzlichen Signalformern ohnedies für die tatsächlich eingesetzten Signalformer vorhanden sind.

Die Signalformer können in bekannter Weise über Stern- oder Sammelleitungen oder auch gemischte Leitungen mit der Steuereinheit verbunden sein. Sammelleitungen sind für den Einsatz der Erfindung besonders geeignet, da an sie alle Signalformer parallel angeschlossen sind und daher eine Erweiterung der Ein- und Ausgabeanordnung besonders einfach ist, indem die zusätzlichen Signalformer in vorbereitete Plätze eingesteckt werden. Im Falle von Sammelleitungen sind die Signalformer z. E. mittels steck- oder lötbaren Brücken auf unterschiedliche Adressen eingestellt. Vor Inbetriebnahme der Ein- und Ausgabeanordnung, das kann nach jedem Einschalten der Spannung sein, stellt die Steuereinheit fest, welche Signalformer vorhanden sind, indem sie nacheinander die Adressen von allen für den Maximalausbau vorgesehenen Signalformern ausgibt. Der jeweils aufgerufene Signalformer gibt ein Rückmeldesignal an die Steuereinheit ab. Diese kann somit feststellen, zu welchen Adressen Signalformer vorhanden sind. Diese Adressen können gespeichert werden. Bei dem folgenden Normalbetrieb werden nur diese Adressen verwendet, z. B. in derselben Weise wie bei den bekannten Anordnungen, die für den jeweiligen speziellen Anwendungsfall projektiert sind, wobei nur den tatsächlich vorhandenen Signalformern Adressen zugeordnet und diese Adressen gespeichert sind.

Im allgemeinen sind die Signalformer oder die Signalarten nicht einheitlich, sondern es sind verschiedene Arten vorgesehen, z. B. gibt es Einzelmeldungen, Echtzeitmelduneen. Wischermeldungen, Zählwerte oder Meßwerte; auch Zusatzspeicher können wie Signalformer behandelt werden. Die verschiedenen Signalarten müssen unterschiedlich weiterverarbeitet werden. In diesen Fällen wird vorteilhaft jeder Signal- oder Signalformerart ein bestimmter Adressenbereich zugeordnet, z. B. den Einzelmeldungen der Bereich 0 bis 31, den Zeitangaben der Bereich 32 bis 37 usf. Die zugehörigen Signalformer sind dann auf eine Adresse einzustellen, die in dem der Signalart zugeordneten Adressenbereich liegt

ίο Die Steuereinheit kann dann an der Adresse erkennen, um welche Signalart es sich handelt

Eine andere Möglichkeit für die Steuereinheit, die Signal- bzw. Signalformerart zu erkennen, besteht darin, in den Signalformern deren Art bzw. die Signalart codiert zu speichern und mit den Rückmeldesignalen, welche die Signalformer auf den Aufruf durch die Steuereinheit abgeben, das codierte Signal für die Signalart zur Steuereinheit zu übertragen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung, in der als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Fernwirksystem dargestellt ist, näher beschrieben und erläutert Es zeigt F i g. 1 das Prinzipschaltbild einer Fernwirkstation und

Fig.2 den prinzipiellen Aufbau eines Fernwirksystems.

Die Fernwirkstation nach F i g. 1 dient dazu, Signale von Eingabesignalformern, z. B. SF1, SF 4, SFS für Analog- oder Digitalwerte, gegebenenfalls nach Verarbeitung oder Auswertung, in Form eines Fernwirktelegramms auf eine Übertragungsleitung UEL zu schalten oder in von der Übertragungsleitung UEL empfangenen Fernwirktelegrammen enthaltene Signale über Ausgabesignalformer, z. B. SFT, SF9 für Analog- oder Digitalwerte, auszugeben. Zentrale Baugruppe der Fernwirkstation ist eine Steuereinheit STE, die über eine Signalformer-Adressensammelleitung SFA und eine Signalformer-Datensammelleitung SFD mit den Signalformern und mit einer an die Übertragungsleitung UEL angeschlossenen Sende- und Empfangseinheit SEB verbunden ist. Die Steuereinheit STE arbeitet ferner über Speicher-Adressenleitungen 5FA und Speicher-Datenleitungen SPD mit mehreren weiter unten im einzelnen erläuterten Speichern oder Speicherbereichen zusammen.

Die Steuereinheit ist für den Anschluß einer vorgegebenen Anzahl von Signalformern, z. B. 1024, ausgelegt, in F i g. 1 sind davon nur fünf gezeichnet. Die Signalformer können durch Ausgabe von Adressen auf die Adressenleitung SFA aufgerufen werden. Nach Aufruf geben sie ein Rückmeldesignal auf die Datenleitung SFD. Die Anzahl der anschließbaren Signalformer kann in einem Signalformerspeicher SFS enthalten sein, im Ausführungsbeispiel ist die maximale Anzahl der Signalformer gleich der Anzahl der Zellen des Speichers bzw. Speicherbereichs SFS, dessen Zellen je eine Kapazität von 1 Bit haben. Zur Inbetriebnahme der Station ruft die Steuereinheit nacheinander alle möglicher Weise ausgeschlossenen Signalformer und gleichzeitig die Zellen des Speichers SFS mit denselben Adressen auf. 1st ein aufgerufener Signalformer, z. B. der Signalformer SFO, nicht vorhanden, erhält die Steuereinheit STEkein Rückmeldesignal, und der Inhalt der Zelle 0 des Signalfopnerspeichers 5FS wird gelöscht bzw. bleibt unverändert. Nach Aufruf eines vorhandenen Signalformers, z.B. des Signalformers SFl, wird nach Eingang des Rückmeldesignals die Zelle 1 des Signalformerspeichers SFS markiert, indem z. B. eine log. »!«-Signal eingetra-

gen wird. Hat die Steuereinheit den Signalformer aufgerufen, dessen Adressen gleich der letzten Zelle des Speichers SFS ist, enthält dieser Speicher ein Abbild der tatsächlich vorhandenen Signalformerbestückung, wie in F i g. 1 mit Kreuzen angedeutet ist.

Selbstverständlich brauchen die Adressen der Zellen des Speichers SFS nicht identisch mit denen der Signalformer zu sein. Die Speicheradressen werden im allgemeinen durch Addition einer Grundadresse und der Signalformeradresse gebildet, da der Speicher SFS kein gesonderter Speicher, sondern nur ein Bereich eines Speichers ist. Ferner wird man nicht einen Speicher mit Zellen von je 1 Bit Kapazität verwenden, sondern wie üblich von je 4 oder 8 Bit. Das Vorhandensein der Signalformer SFQ ... SF3 wird man dann in die Zelle 0, das der Signalformer SF 4 ... SF7 in die Zelle 1 usw. eintragen. Eine andere Möglichkeit festzuhalten, welche Signalformer vorhanden sind, besteht darin, unmittelbar die Adressen der vorhandenen Signalformer zu speichern.

Bei normalem Betrieb der Fernwirkstation werden auf die Adressenleitung SFA nur noch die Adressen derjenigen Signalformer gegeben, die tatsächlich vorhanden sind. In einem einfachen Anwendungsfall sollen die Signalformer einheitlich sein und in rascher Folge zyklisch abgefragt werden. Zu diesem Zweck liest die Steuereinheit nacheinander die Zellen des Signalformerspeichers SFS aus und, wenn eine gesetzte Zelle festgestellt wird, wird der Signalformer mit der zugehörigen Adresse aufgerufen, dieser gibt sein Signal ab, das die Steuereinheit STE verarbeitet, indem sie es z. B. mit dem im vorangegangenen Zyklus ermittelten Signal vergleicht und bei Ungleichheit ein Meldesignal der Sende- und Empfangseinheit SEB zuführt, welche das Meldesignal in ein Fernwirktelegramm einbaut und dieses über die Übertragungsleitung UEL zu einer Zentralstation sendet.

Wie schon erwähnt, sind die Signalformer im allgemeinen nicht einheitlich, sondern es gibt Signalformer, z. B. für Analogeingabe, Digitaleingabe, Analog- oder Digitalausgabe usf, die gemischt an die Steuereinheit angeschlossen sein können. In diesem Bereich wird vorteilhaft jeder Signalformerart ein Bereich des Signalformerspeichers SFS und damit ein Adressenbereich zugeordnet In einem Informationsartenspeicher IAS, der ein gesondert auswechselbarer Festwertspeicher sein kann, ist die Zuordnung der Signalformerarten zu den Adressenbereichen niedergelegt, z. B. sind Signalformern für Einfachmeldungen die Adressen 0 bis 31, Signalformern zum Erfassen und Eingeben von Meßwerten die Adressen 32 bis 37 usf. zugeordnet Auch diese Einteilung der Signalformeradressen wird bei der Projektierung der Fernwirkstation für deren Maximalausbau festgelegt, da es im allgemeinen beim Projektieren einer Anlage bekannt ist, wieviele Signalformer der einzelnen Arten im Falle eines Maximalausbaus erforderlich sein werden. Im Ausführungsbeispiel ist jeder Signalformerart eine Zelle des Informationsartenspeichers zugeordnet, in der Anfangs- und Endeadresse des der Signalformerart zugeordneten Adressenbereichs enthalten ist Ist z. B. den Signalformern für Analogeingabe die Zelle 1 zugeordnet und sollen diese Signalformer die Adressen 32 bis 37 haben, so werden in die Zelle 1 die Ziffern 32 und 37 eingetragen. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß die Anfangs- und Endeadressen in zwei oder mehr Speicherzellen enthalten sind. Zum Aufruf der Signalformer für Analogeingabe greift daher die Steuereinheit auf die Zelle 1 des Informationsartenspeichers IAS zu, erhält die beiden Werte 32 und 37, ruft die Zellen 32 bis 37 des Signalformerspeichers SFS auf, stellt fest, welche dieser Zellen markiert ist und gibt die zugehörigen Adressen der Signalformer ab, worauf diese die in Digitalsignale umgewandelten Eingangssignale auf die Datenleitung SFD zur weiteren Verarbeitung schalten.

Die verschiedenen Informationsarten verlangen im allgemeinen eine unterschiedliche Bearbeitung. Es ist daher ein Informationsbearbeitungsspeicher oder Speicherbereich /SSvorhanden. Im Ausführungsbeispiel besteht dieser Speicher aus zwei Teilen, einem Teil /SS1, dessen Zellen denen des Informationsartenspeichers IAS entsprechen, so daß mit dem Aufruf einer Signalformerart nicht nur der zugehörige Adressenbereich erhalten wird, sondern auch eine Grundadresse für einen Bereich eines zweiten Informationsbearbeitungsspeichers /SS2, in dem die Informationsbearbeitung im einzelnen angegeben ist.

In Aufrufspeichern bzw. -Speicherbereichen ZVSl, ZYS 2, GRS sind Signalformer angegeben, die in bestimmter Weise aufgerufen werden sollen, z. B. sollen die im Speicher ZYS1 angegebenen Signalformer zyklisch alle fünf Sekunden, die im Speicher ZYS 2 enthaltenen alle zehn Sekunden und die im Gruppenspeicher GRS angegebenen als Gruppe aufgerufen werden. Die gespeicherten Adressen der Signalformer werden in der Weise gebildet, daß im Informationsbearbeitungsspeicher angegeben ist, welche Signalformer in einem 5-Sekunden-Zyklus, welche im 10-Sekunden-Zyklus und welche als Gruppe aufgerufen werden sollen. Nach Eintrag der Signalformerbestückung in den Signalformerspeicher SFS wird festgestellt, welche der tatsächlich vorhandenen Signalformer im 5-Sekunden-Zyklus, im 10-Sekunden-Zyklus und als Gruppe aufgerufen werden sollen. Die jeweils ermittelte Adresse wird dann in einen der Speicher ZYS 1, ZYS 2, GRS eingetragen. Der Aufruf von Signalformern im 5-Sekunden-Zyklus erfolgt in der Weise, daß sich ein Zeitgeber-Signalformer zyklisch alle fünf Sekunden meldet und ein Signal an die Steuereinheit STEgibt, die daraufhin ggf. nach Rückfrage nach der Bedeutung des Signals die im Speicher ZYS i enthaltenen Adressen aufruft. Durch Auslesen und Vergleichen der im Informationsartenspeicher MS enthaltenen Werte kann geprüft werden, zu welchem Adressenbereich der jeweils aufgerufene Signalformer gehört, und es kann über die Informationsbearbeitungsspeicher /SS1, IBS 2 die zugehörige Bearbeitung gefunden werden. Entsprechend kann beim Aufruf mit anderen Zykluszeiten, z. B. 10 see, und bei Gruppenaufruf vorgegangen werden, wobei der Anstoß für den Gruppenaufruf irr· allgemeinen nicht von einem Signalformer, sondern von einer Zentralstation über die Übertragungsleitung UEL kommt

In F i g. 2 ist der Aufbau eines Fernwirksystems veranschaulicht Eine Zentralstation ZES ist mit einer Unterstation, bestehend aus einer Hauptstation HAS und zwei SubStationen SUS1, SUS 2 verbunden. Alle Stationen sind im Prinzip in gleicher Weise aufgebaut Sie enthalten jeweils eine Steuereinheit STEZ, STEl, STE 2, STE3 sowie mehrere Signalformer SFZ, SFH, SFUX, SFUZ Die Hauptstation HAS und die Zentralstation ZESsind über Sende- und Ernpfangsbaugruppen SEBH, SEBZ1 sowie über die Übertragungsleitung UEL miteinander verbunden. Die Hauptstation HAS ist mit zwei SubStationen SUSi, SUS 2 erweitert deren Steuereinheiten STE2, STE3 über einen Koppelbaustein MFK, der wie ein Signalformer behandelt werden kann, an das Hauptsystem HAS angeschlossen sind.

Weitere Unterstationen können an die Zentralstation ZES über die Sende- und Empfangsbaugruppen SEBZ 2, SEBZ 3 angeschlossen sein.

Während die einzelnen Stationen HAS, SUS1, SUS 2 ggf. auch die Zentralstation ZES das Vorhandensein von Signalformern durch Aufrufen der Adressen feststellen, ist ein Aufrufen der Subsysteme oder Unterstationen nicht erforderlich. Die Stationen sind nämlich so ausgebildet, daß sie nach Inbetriebnahme und nach Abspeichern der vorhandenen Signalformer in ihren Signalformerspeichern dem Hauptsystem HAS bzw. der Zentralstation ZESihren Ausbaugrad, den sie bei der Inbetriebnahme feststellten, mitteilen. Die Hauptstation HAS kann daher aufgrund der eingegangenen Signale feststellen, ob und weiche Substationen in welchem Ausbaugrad angeschlossen sind. Entsprechend kann auch die Zentralstation ZES feststellen, welche Unterstationen angeschlossen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   !. Datenein- und -ausgabeanordnung mit Ein- und Ausgabesignalformern unterschiedlicher Art, die von einer Steuereinheit durch Ausgabe von Adressen ansteuerbar sind und zwischen denen und der Steuereinheit Informationssignale übertragen werden, die von der Steuereinheit je nach Signalformerart unterschiedlich bearbeitet werden, gekennzeichnetdurch