DE2951550C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ferneinschaltung und Fernabschaltung von elektrischen Geräteeinheiten gemäß Gattungs­ begriff des Anspruchs 1.

Aus dem Buch "Die Planung von Fernwirkanlagen" von Gunther Swoboda, erschienen in München/Wien 1967, Seiten 10-17 und 44 bis 51 ist ein Verfahren zum Übertragen von Fernwirkinformationen mit selbsttätiger Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Übertragungskanals bekannt, bei dem die von einer Zentral­ station zu einer Außenstation übertragenen Fernwirkinformationen zunächst in der Außenstation gespeichert aber noch nicht aus­ gegeben werden. Die empfangene Information wird vielmehr zuerst zur Zentralstation zurückübertragen und dort mit der zuvor aus­ gesandten und in der Zentralstation gespeicherten Information verglichen. Bei Übereinstimmung wird von der Zentralstation ein Befehlssignal an die Außenstation gegeben, welches dann die Ausgabe der dort gespeicherten Fernwirkinformation an eine Fernwirkeinrichtung, beispielsweise ein Stellglied be­ wirkt. Stimmt das von der Außenstation zur Zentralstation zurückübertragene Fernwirksignal nicht mit dem ursprünglich ausgesandten Signal überein, so unterbleibt die Aussendung des Befehlssignals.

Rechnersysteme benutzen zum Informationsaus­ tausch eine Vielzahl von Nachrichtenverbindungen, welche prak­ tisch alle Industrieländer der Welt überspannen und der Über­ tragung von Fernsprech-, Fernschreib- und Fernsehsignalen dienen. Es ist üblich, daß ein Rechner einen anderen Rechner über solche Leitungen anwählt und Informationen überträgt. Ein Beispiel hierfür ist in den US-PS 33 47 988 und 36 31 395 be­ schrieben. In diesen bekannten Systemen sind beide Rechner stän­ dig in Betrieb unabhängig davon, ob sie Informationen empfangen oder aussenden. Noch wird die Mehrzahl der Nachrichtenüber­ tragung Off-Line abgewickelt, indem die zu übertragenden Daten zunächst auf Magnetband oder Magnetplatte, Lochstreifen oder Karten aufgezeichnet und später zu Zeiten übertragen werden, in denen die Informationsnetzwerke nicht so stark belastet sind. Die Übertragung solcher Datenpakete kann wenige Minuten oder aber bis zu einigen Stunden benötigen und wird hauptsächlich nachts oder an Wochenenden abgewickelt. Obwohl für die eigent­ liche Datenübertragung nur eine relativ kurze Zeit benötigt wird, steht die Rechenanlage ständig während der ganzen Nacht oder während des ganzen Wochenendes unter Strom und verbraucht Energie. Angesichts des Bestrebens nach Energieeinsparung be­ steht somit die Forderung, solche Rechenanlagen nur dann ein­ zuschalten, wenn tatsächlich eine Übertragung von Daten statt­ findet. Diese Ein- und Abschaltung der Anlage muß durch die die Daten aussendende oder abrufende Zentralstation fernge­ steuert werden können.

Zur Fernbedienung sind verschiedene Geräte bekannt. So zeigt die US-PS 33 84 713 die Fernsteuerung eines Terminals mit Hilfe eines Tongenerators. US-PS 34 84 694 beschreibt eine Datenverarbeitungs­ anlage mit Wartezustand in dem alle Außenstellen des Systems nacheinander abgefragt und zur Übertragung ihrer Werte zurück in die Zentralstation aufgefordert werden. Eine andere Fern­ steuereinrichtung ist in US-PS 37 05 385 beschrieben. Mit den meisten dieser Geräte wird die Steuerung der Ablesung von Instrumenten erreicht, welche relativ wenig Leistung verbrauchen, Tonsignale benötigen und/oder mehr als eine Frequenz zur Übertragung und zum Empfang der Steuersignale erfordern. Viel­ fach sind sie aufwendig herzustellen und zu warten. Benötigt wird folglich eine preisgünstige zuverlässige Anordnung, die einfach einzubauen und zu warten ist und darüber hinaus nach Möglichkeit auch noch fehlerhafte Signale erkennen kann.

Aus DE-AS 19 04 055 ist ein System zur Fernsteuerung wenigstens einer entfernt liegenden Unterstation mittels aus­ gesandter codierter Impulstelegramme bekannt, die von einer Kommandostation in Form von Unterwasser-Ultraschallsignalen übertragen werden. Dieses Fernsteuersystem weist folgende Merkmale auf:
sowohl die Kommandostation als auch jede der Unter­ stationen weist Schaltungsanordnungen zum Senden und zum Empfangen von übereinstimmend codierten Impulstelegrammen auf mindestens zwei unterschiedlichen Frequenzen auf;
sowohl die Kommandostation als auch jede der Unterstationen ist mit mindestens je zwei im räumlichen Abstand voneinander angeordneten Schall- bzw. Ultraschall-Signalumformern ausgestattet, von denen bei Sendebetrieb einer und bei Empfangsbetrieb zwei wirksam sind;
in jeder der Unterstationen ist die Stromversorgungsschaltung durch ein für diese Unterstation charakteristisches Bereit­ schaftssignal aktivierbar, dessen Frequenz von den Übertragungs­ frequenzen für die Impulstelegramme abweicht;
nach dem Bereitschaftssignal für die zu aktivierende Unter­ station sendet die Kommandostation auf den Übertragungs­ frequenzen ein für diese Unterstation und die Art des aus­ zuführenden Kommandos charakteristisch codiertes Impulssignal, an welches sich ein codiertes Kommandosignal anschließt;
jede Empfangsschaltung enthält eine Signal-Kombinationsschaltung zum Ableiten eines gemeinsam codierten Empfangs­ signals aus den an den beiden Empfangssignalumformern an­ kommenden Impulstelegrammen unterschiedlicher Übertragungsfre­ quenz;
jede Unterstation ist mit wenigstens einem Zustandsfühler versehen, dessen Meßsignal nach erfolgter Kommandoaus­ führung in einem Zustandscodierer digital codiert und auf zwei unterschiedlichen Frequenzen zur Kommandostation abge­ strahlt wird.

Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus. Ferner ist aus DE-OS 25 03 186 ist eine Schaltungsanordnung zur Fern- Einschaltung eines Verbrauchers, beispielsweise eines Fernseh­ gerätes bekannt, wobei der Verbraucher einen mit Hilfe einer aufladbaren Batterie ständig mit Strom versorgten Fernsteuer- Empfangsteil aufweist. Dieser Empfangsteil ist somit ständig in der Lage, von einem Fernbedienungsgerät her drahtlos über­ tragene Fernsteuersignale aufzunehmen, mit deren Hilfe die Stromversorgung des Verbrauchers über den Empfangsteil einge­ schaltet werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Fern­ einschaltung und Fernabschaltung von elektrischen Geräteein­ heiten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die die Verfügbarkeit der Geräteeinheiten überprüft und eine un­ nötig lange Belegungszeit der Datenleitungen vermeidet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeich­ nete Erfindung. Sie führt zu einer auch nachträglich ohne größeren Aufwand einbaubaren Anordnung, ermöglicht eine beträchtliche Einsparung elektrischer Energie und ist gleicher­ maßen zuverlässig und leicht zu warten. Dabei sorgt eine Zeit­ begrenzung dafür, daß die Leitung nicht durch unerkennbare Signale und Fernsteuerversuche blockiert wird. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen wiedergegebenen Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1A das Blockschaltbild eines herkömm­ lichen Off-Line-Systems zur Daten­ übertragung zwischen einer Zentral­ einheit und einer oder mehrerer Außenstationen;

Fig. 1B den schematischen Aufbau einer Anlage gemäß der Erfindung;

Fig. 2 das Blockschaltbild einer bevor­ zugten Ausführungsform und

Fig. 3 Einzelheiten der schaltungstech­ nischen Ausführung.

Fig. 1A zeigt ein bekanntes Rechner-Dialogsystem, bei dem die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann. Der Rechner 107 in der Außenstation ist ständig eingeschaltet und mit Strom ver­ sorgt, unabhängig davon, ob der Rechner 10 in der Zentral­ station Daten überträgt oder nicht. Für die Übertragung von Daten wählt der Zentralrechner 101 durch Handbetätigung oder über eine automatische Wähleinrichtung 103 die Telefonnummer des Außenrechners 107. Die Wählsignale werden zum Modem 104 gesandt, der Leitungssteuersignale zur Übertragungssteuerein­ richtung 102 abgibt, um auf diese Weise den Datenübertragungsdialog in Gang zu setzen. Die Übertragungssteuereinheit 102 ist beispielsweise eine Standardschnittstelleneinheit zwischen einem Modem 104 und einem Rechner 101 wie sie beispielsweise von der Firma Electronic Industries Associations unter der Be­ zeichnung EIA RS-232-C Standard angeboten wird. Diese Standard- Schnittstelleneinheiten empfangen, erzeugen und übertragen ver­ schiedene Signale wie folgt:

• 1. Datensignale
  • a) Sendedaten (zum Modem);
    vom Terminal oder Rechner erzeugte Daten für die Übertragung
  • b) Empfangsdaten (zum Terminal oder Rechner);
    vom Modem empfangene Daten für das Terminal
• 2. Zeitsignale
  • a) Zeitgabe für das Sendesignalelement;
    zwei Verbindungen sind definiert; die eine sendet Signal­ elementzeitinformationen vom sendenden Terminal für den Rechner zu dessen Modem; die andere sendet Zeitin­ formationen vom sendenden Modem durch dessen Terminal oder den Rechner.
  • b) Zeitgabe für das Empfangssignalelement;
    zwei Verbindungen sind definiert, von denen die eine Zeitgabeinformationen für das Signalelement vom Empfangsterminal zu dessen Modem oder Rechner schickt, während die andere Zeitgabeinformationen vom empfangenden Modem zu dessen Terminal gibt.
    Ein Modem für Start-Stop-Übertragung braucht diese Zeitgabesignalverbindungen nicht; sie sind deshalb wahlweise vorhanden.
• 3. Steuersignale
  • a) Sendeanforderung (zum Modem);
    Signale auf dieser Verbindung werden vom Sendeter­ minal erzeugt, wenn es Informationen abgeben möchte. Das Trägersignal des Modems wird während der Einschaltdauer dieser Verbindung übertragen. (Bei Halb-Duplexbetrieb hält der Ausschaltzustand dieser Verbindung den Modem im Datenempfangszu­ stand.
  • b) Sendebereit (zum Terminal oder Rechnersystem);
    Signale auf dieser Verbindung werden vom sendenden Modem erzeugt, um dessen Bereitschaft zur Datenüber­ tragung anzuzeigen. Sie entstehen aufgrund einer Sendeanforderung der übertragenden Einheit (bei Voll-Duplexbetrieb befindet sich der Modem jeder­ zeit im Sendezustand).
  • c) Datensatzbereitschaft (zum Terminal oder Rechner);
    Signale auf dieser Verbindung werden vom örtlichen Modem erzeugt, um der übertragenden Einrichtung anzu­ zeigen, daß der Modem betriebsbereit ist.
    (Die folgenden Steuersignale sind nur wahlweise vor­ handen.)
  • d) Datenterminalbereitschaft (zum Modem);
    wenn das Terminal oder das Rechnersystem auf dieser Ver­ bindung den Einschaltzustand überträgt, bewirkt es den Anschluß des Modems an die Übertragungsleitung. Der Ausschaltzustand bewirkt die Trennung, um einen Anruf zu beenden oder die Leitung für anderweitige Benutzung freizumachen.
  • e) Anrufanzeiger (zum Terminal);
    ein Signal auf dieser Verbindung benachrichtigt das Terminal, daß der Modem von einer Außenstelle ein An­ rufsignal erhält.
  • f) Datenträgerdetektor (zum Terminal);
    ein Signal auf dieser Verbindung meldet den Empfang des Trägers, d. h. der Sinusschwingung welcher das Signal aufmoduliert ist. Geht der Träger verloren, beispielsweise wegen eines Fehlers in der Leitung, so wird das Terminal hiervon mittels eines Abschaltzustandes in der Verbindung informiert.
  • g) Datenmodulationsdetektor (zum Terminal);
    der Einschaltzustand auf dieser Verbindung meldet dem Terminal, daß das Signal vom Modem ordnungsgemäß de­ moduliert wird. Sinkt die Qualität der Modulation unter einen vorgegebenen Schwellwert, so kann das Terminal erforderliche Schritte unternehmen, beispiels­ weise eine erneute Übertragung oder eine Verringerung der Übertragungsgeschwindigkeit anfordern.
  • h) Geschwindigkeitswähler;
    es gibt zwei Geschwindigkeitswählverbindungen und zwar die eine zum Modem und die andere zum Terminal.
    Mit ihnen kann die Übertragungsgeschwindigkeit geändert werden.
• 4. Masseverbindungen;
  • a) Schutzerde;
    diese ist mit dem Maschinengestell und möglicherweise externen Masseanschlüssen verbunden.
  • b) Signal-Massenverbindung;
    dies bildet das gemeinsame Bezugspotential für alle Schaltkreise. Wenn die Verbindung zwischen dem Zentralrechner 101 und dem Modem 104 hergestellt ist, läuft die Datenübertragung ab, sobald das Modem die Daten in eine ihre Übertragung über die Ver­ bindungsleitung 105 gestattenden Form umgewandelt hat. Die Daten werden vom Modem 106 empfangen und in ein Digitalformat zurückübersetzt und anschließend zum empfangenden Außenrechner 107 weitergegeben.

Fig. 1B zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung gemäß der Erfindung. Die Standardschnittstellenübertragungssteuerung zwischen Modem und Datenprozessor ist hier der Einfachheit halber weggelassen. Durch die Verwendung einer ferngesteuerten Stromversorgungseinrichtung 125 braucht der Rechner 124 in der Außenstation nicht ständig eingeschaltet zu sein, sondern wird nur dann mit Strom versorgt, wenn der Zentralrechner 120 Daten zum Außenrechner 124 zu senden wünscht. Ist dies der Fall, so wird eine Verbindung zwischen dem Zentralrechner 120 und dem Modem 123 hergestellt und zwar entweder automatisch wie zuvor beschrieben oder durch Abheben des Telefonhörers und Anwählen der Außenstation. Sobald die Telefonverbindung mit der Außenstation hergestellt ist, werden digitale Steuer­ signale 120 A vom Zentralrechner 120 abgegeben und vom Modem 121 in trägerfrequente Analogsignale 120 b umgewandelt, so daß sie vom Modem 121 über die Telefonleitungen 122 übertragen werden können. Sie gelangen über die Leitung 122 zum Modem 123 der Außenstation, kommen dort als Analogsignale 120 C an und werden vom Modem 123 in Digitalsignale 120 D zurückge­ wandelt. Diese Signale empfängt die Stromversorgungsteuerein­ richtung 125 der Außenstation, welche die nötigen Schritte zur Einschaltung des Außenrechners 124 einleitet, um diesen für den Empfang von Datensignalen vorzubereiten.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines Stromversorgungssteuer­ geräts 200 in der Außenstation. Nachdem ein Anruf des Zentral­ rechners vom Moden bestätigt ist, überträgt der Zentral­ rechner eine codierte Nachricht an die Außenstation, um einer­ seits sich selbst zu identifizieren und andererseits anzu­ zeigen, welche Geräteeinheit der Außenstation eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden soll. Eine hierfür geeignete Anord­ nung ist beispielsweise in der US-PS 37 05 385 beschrieben. Ein Vergleicher 202 identifiziert diese Information und bringt sie in ein geeignetes Format. Sofern innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die Information erkannt wird, liefert der Vergleicher 202 ein Signal an das Gatter 203, welches das Relais 204 ak­ tiviert und über dessen Kontakt die Stromversorgung für die ausgewählte Geräteeinheit 205 einschaltet. Ähnlich läuft der Vorgang ab, wenn durch Öffnen der Kontakte des Relais 204 die Stromversorgung für die Außenstation abgeschaltet werden soll, nachdem die Zentralstation die Beendigung der Datenübertragung angezeigt hat.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform einer Stromversorgungs-Fernsteuerung für die Außenstation unter Verwendung von Standard-Fernmeldeleitungen. Ein Standard­ modem 301 (beispielsweise der Typ 208 der Firma Bell) be­ stätigt automatisch den ankommenden Ruf und nimmt die codierte Nachricht in serieller Form von der Zentralstation auf. Diese Nachricht, üblicherweise bestehend aus vier bis zehn Zeichen, wird in ein Schieberegister 302 eingegeben, dort formatiert und vorübergehend gespeichert. Der Vergleicher 303 vergleicht die zuvor vom PROM 304 erzeugte und gespeicherte codierte Nachricht Zeichen für Zeichen mit der eingehenden Nachricht und setzt für jede Zeichenübereinstimmung eine entsprechende Stufe des Schiebe­ registers 308. Dies läuft solange weiter bis innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls von üblicherweise 100 ms eine Über­ einstimmung bei allen Zeichen erreicht ist. Einzelheiten einer hierfür geeigneten Schaltung sind in US-PS 37 28 688 beschrieben. Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird ein Setzsignal für das Flip-Flop 309 erzeugt, welches das Relais 310 erregt und über dessen Kontakte die Stromversorgungseinheit 315 der Außenstation einschaltet.

Das obengenannte Zeitintervall beginnt, wenn das Befehlsan­ fangssignal (SOM: Start of Message) vom Modem 301 beim Syn­ chrondetektor 305 eingeht. Dieses stößt einen Zeitgeber 306 an und setzt das Zeitgeber-Flip-Flop 307 für die Dauer des vorgegebenen Zeitintervalls. Ist die codierte Nachricht falsch, oder nicht innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls einge­ gangen, oder ist das Übertragungsendsignal (EOT: End of Tran­ mission) von der Zentraleinheit eingegangen, so wird vom Zeitgeber 306 oder vom Zeitgeber-Flip-Flop 307 ein Rückstell­ signal erzeugt und über das UND-Gatter 311, einen Einzelimpuls­ geber 312 und ein ODER-Gatter 313 an den Modem 301 weiter­ geleitet, woraufhin dieser in den Ruhezustand übergeht. Das Übertragungsendsignal oder das Intervall-Endsignal setzt das Flip-Flop 309 selbsttätig zurück, wodurch das Relais 310 ab­ fällt und die Stromversorgungseinheit 315 abgeschaltet wird.

Claims (5)

1. Anordnung zur Ferneinschaltung und Fernabschaltung von elek­ trischen Geräteeinheiten, insbesondere von Rechenanlagen, von einer Zentralstation aus, welche eine die einzuschaltende Geräte­ einheit kennzeichnende codierte Signalfolge erzeugt und aus­ sendet, wobei

• a) Zentralstation und Außenstation über Standard-Datenleitungen miteinander verbunden sind,
• b) eine Zustandsrückmeldung von der Außenstation zur Zentral­ station vorgesehen ist, ehe der Fernwirkbefehl ausgeführt wird,
• c) eine in der Zentralstation auf die Zustandsrückmeldung an­ sprechende Einrichtung an die Außenstation Steuersignale zur Einschaltung der gekennzeichneten Geräteeinheit der Außen­ station abgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsrückmeldung bestätigt, daß die durch die empfangene Signalfolge gekennzeichnete Geräteeinheit (124) in der Außenstation verfügbar ist, und daß in der Außen­ station ein auf die Steuersignale (SOM) ansprechender Zeit­ geber (306) vorgesehen ist, welcher ein Zeitintervall vorgibt und die Verbindung zwischen Zentralstation und Außenstation auftrennt, wenn innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls die Verfügbarkeit der Außenstation nicht feststellbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Einrichtung (302-304) in der Außenstation einen eine vorgegebene Signalfolge erzeugenden programmierbaren Festwertspeicher (PROM 304) sowie einen Vergleicher (303) ent­ hält, der die empfangene codierte Signalfolge mit der des Fest­ wertspeichers (304) vergleicht.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine auf ein Endsignal der Steuersignale ansprechende Trennvorrichtung (307, 311-313) in der Außenstation, welche die Verbindung zwischen Zentralstation und Außenstation trennt, sobald die Außenstation das Endsignal empfängt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch eine auf einem bestimmten Teil des Steuersignals ansprechende Trennvorrichtung (308, 311-313) in der Außenstation, welche die Verbindung zwischen Zentral­ station und Außenstation trennt, sobald unrichtige Informationen empfangen werden.