DE3010803C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für ein Dreirechner-System in Eisenbahnanlagen zum Verbinden einer vorgegebenen Anzahl der Rechner mit deren Informationen weiterverarbeitenden Einrichtungen.

Auf dem Gebiet der Eisenbahnsicherungstechnik wurden in den letzten Jahren zur Steuerung, Überwachung und auch zur Optimierung im Sinne der Kybernetik in zunehmendem Maße Datenverarbeitungsanlagen eingesetzt, um die vielfältigen Aufgaben unter Ausschaltung der menschlichen Unzulänglichkeit unter Berücksichtigung der jeweils besonderen Gegebenheiten wirtschaftlich zu bewältigen. Nun ist es jedoch auf der anderen Seite nicht ohne weiteres möglich, umfangreiche Datenverarbeitungsanlagen oder auch Mikrocomputer auf dem Gebiete des Eisenbahnsicherungswesens anzuwenden, da die genannten Geräte einzeln nicht den hohen Anforderungen bezüglich der Sicherheit und Zuverlässigkeit im Bahnbetrieb gerecht werden. Sicher und zuverlässig arbeiten bedeutet im Hinblick auf die Eisenbahnsicherungstechnik, daß die für die Prozeßsteuerung erarbeiteten Ergebnisse sich nie gefährdend auf das Menschenleben und das Material auswirken dürfen. Dabei darf jedoch eine hohe Verfügbarkeit nicht außer acht gelassen werden, da Anlagen, die über einen längeren Zeitraum ausgefallen sind, die Wirtschaftlichkeit, die Pünktlichkeit und damit die Attraktivität für den Bahnbenutzer erheblich mindern.

Um sich nun gegen einen Ausfall oder gegen falsche Ergebnisse, die zu gefährlichen Zuständen führen können, zu schützen, ist es notwendig, zur Erfüllung der gestellten Aufgaben nicht nur eine einzige Datenverarbeitungsanlage zu verwenden, sondern gleichzeitig mehrere Anlagen, die im Rahmen eines redundanten Systems Parallelarbeit leisten. Eine derartige Anordnung hat im Hinblick auf einen Zweirechner-Betrieb den Vorteil, daß beim Ausfallen einer Anlage noch eine zweite Anlage zur Verfugung steht, die den Betrieb dann weiter aufrechterhalten kann. Hierdurch ist jedoch nur die Forderung nach Zuverlässigkeit erfüllt Das kleinste und wirtschaftlichste Mehrrechner-System, das den Forderungen nach der Sicherheit und Zuverlässigkeit gerecht wird, ist allerdings ein Dreirechner-System, welches im Normalbetrieb mit drei paralle' arbeitenden Datenverarbeitungsanlagen bestückt ist Wenn von einem derartigen Dreirechner-System eine Datenverarbeitungsanlage ausfällt, liegt immer noch ein redundantes System vor. Der Vorteil eines derartigen Datenverarbeitungssystems liegt darin, daß also der Betrieb auch nach dem Ausfallen einer der drei Datenverarbeitungsanlagen oder Mikrocomputern ohne Unterbrechung fortgesetzt werden kann. Die Anwendung derartig redundanter Mehrrechner-Systeme ist beispielsweise in der DE-AS 21 08 496 näher beschrieben. Bei dieser Schaltungsanordnung zur ständigen Funktionskontrolle der Informationsverarbeitung und der Ausgabe von Datentelegrammen geht es darum, die Ergebnisse von

v> drei Rechnern jeweils paarweise, also jeweils die Ergebnisse zweier verschiedener Rechner, auf Übereinstimmung zu prüfen und schließlich Steuerkennzeichen auszulösen, die zum Durchschalten einer einzigen der drei orJnungsgerecht arbeitenden Datenverarbeitungsanlagen zu ermöglichen. Mit einer derartigen Einrichtung ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, die Informationen zweier Datenverarbeitungsanlagen gleichzeitig an diese Informationen weiterverarbeitenden Einrichtungen durchzuschalten.

J5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu modifizieren, daß von den drei Datenverarbeitungsanlagen stets jeweils zwei verschiedene mit zwei Übertragungskanälen verbunden werden

■to zur Übertragung von Daten und Adressen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Auswahl von jeweils zwei der drei Rechner die Schalteinrichtung in der Art eines dreischrittigen Drehschalters aufgebaut ist, der pro Ausgangssignal jedes Rechners zwei Kontaktebenen zur Aufnahme von Adressen- und Datenkanälen der drei Rechner aufweist, sowie pro Ausgang eine Gruppe von jeweils zwei in ihrer Lage zueinander fixierten Schaltarmen, die auf jedem Schritt des Drehschalters die Adressen- und Datenkanäle von zwei verschiedenen der drei Rechner durchschaltet.

Eine bevorzugte Ausbildung besteht darin, daß als dreischrittiger Drehschalter mehrere integrierte elektronische Multiplexschaltungen verwendet sind, deren Eingänge den Kontaktebenen und deren Ausgänge den Schaltarmen des Drehschalters entsprechen, wobei zur Erzielung der fixierten Lage der Schaltarme zueinander gleichartige Steuereingänge der Multiplexschaltungen parallelgeschaltet sind.

Der besondere Vorteil beider Lösungen besteht in der überraschend einfachen und sicheren Konzeption der Schalteinrichtung, so daß sichergestellt ist, daß auf jeden Fall ein an den zweikanaligen Übertragungsweg angeschlossener Vergleicher echte redundante Infor-

f>5 mationen erhält, die stets von zwei verschiedenen Rechnern oder Mikrocomputern herrühren. Somit ist sichergestellt, daß beim Defekt einer der beiden Informationsquellen ein für den Vergleicher erkennba-

rer Fehler eintritt, wodurch auf ein anderes, intaktes Datenverarbeitungspaar umgeschaltet werden kann.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Schalteinrichtung in Form eines dreischrittigen Drehschalters und

F i g. 2 eine Schalteinrichtung unter Verwendung von integrierten Multiplexschaltungen.

Das Blockschaltbild nach F i g. 1 zeigt scherr.atisch ein Dreirechner-System mit drei dieselben Informationen verarbeitenden Datenverarbeitungsanlagen DVA1, DVA 2 und DVA3. Der Übersichtlichkeit halber sind, da es zur Erläuterung der Erfindung unwesentlich ist, Einrichtungen, die für den Betrieb der drei Datenverarbeitungsanlagen im Verbundsystem notwendig sind, und solche Einrichtungen, die zwischen dem zu steuernden Prozeß und den Datenverarbeitungsanlagen DVA 1 bis DVA 3 liegen, nicht weiter dargestellt. Als Koppelelement zwischen einer Verarbeitungseinheit VE und den drei Datenverarbeitungsanlagen DVA 1 bis DVA 3 dient ein dreischrittiger Drehschalter mit zwei fest zueinander fixierten Schaltarmen SI und S2, denen in jeweils einer Kontaktebene Schaltkontakte SIl, S12 und S13 bzw. S 21, S 22 und S 23 zugeordnet sind. Da zur vereinfachten Darstellung angenommen ist, daß jede der Datenverarbeitungsanlagen DVAi bis DVA 3 nur einen einzigen Ausgang hat, der zu gegebener Zeit mit der Verarbeitungseinrichtung VF verbunden werden soll, konnte die Darstellung auf jeweils eine einzige Kontaktebene mit einem einzigen zugeordneten Schallarm reduziert werden. Für weitere Ausgänge (nicht dargestellt) jeder der drei Datenverarbeitungsanlagen DVA 1 bis DVA 3 können zusätzliche Kontaktebenen mit jeweils zugeordneten Schaltarmen vorgesehen werden, wobei die letzteren jeweils synchron mit den Schaltarmen Sl und S 2 verstellbar sind. Zum wahlweisen Durchschalten von jeweils zwei verschiedenen der drei Datenverarbeitungsanlagen DVA 1 bis D VA 3 zur Verarbeitungseinrichtung VE ist die Datenverarbeitungsanlage DVA 1 ausgangsseitig mit den Schaltkontakten SIl und S12 verbunden. Entsprechendes gilt sinngemäß für die Datenverarbeitungsanlage D VA 2 bezüglich der Schaltkontakte S13 und S 22 und für die Datenverarbeitungsanlage DVA 3 im Hinblick auf die beiden Schaltkontakte S 21 und S 23.

Die Verarbeitungseinrichtung VE hat unter anderem eine Prüfschaltung (nicht dargestellt), die in der Lage ist, zu prüfen, ob die über die Schaltarme Si und S2 angebotenen Informationen übereinstimmend sind. Ist dies nicht der Fall, werden zwei andere der drei dieselben Informationen verarbeitenden Datenverarbeitungsanlagen DVA 1 bis DVA 3 durchverbunden. Zu dem Zweck dient eine durch die strichpunktierte Linie L1 angedeutete Steuerung für die Schaltarme S1 und S 2.

Bei einer anderen Ausführungsform könnte die Steuerung der Schaltarme Si und S2 auch durch Signale der Datenverarbeitungsanlagen DVA 1 bis DVA 3 erfolgen.

Beim Blockschaltbild nach Fig.2 wird ebenfalls angenommen, daß innerhalb eines Dreirechner-Systems von drei dieselben Informationen verarbeitenden Datenverarbeitungsanlagen Dl, Ü2 und D3 zwei verschiedene mit der Verarbeitungseinrichtung VE verbunden werden sollen. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 weist jede der drei Datenverarbeitungsanlagen D\ bis D 3 vier Ausgänge auf, und

zwar die Datenverarbeitungsinlage D1, die Ausgänge D10, D11, D12 und D13, die Datenverarbeitungsanlage D2 die Ausgänge £>20, D21, D22 und D23 und schließlich die dritte Datenverarbeitungsanlage D 3 die Ausgänge D 30, D31, D 32 und D 33. Jeweils gleichartige Ausgänge, also D10, D20 und D 30 der Datenverarbeitungsanlagen führen im ordnungsgerechten Betrieb dieselben Informationen, also Adressen- oder Datenbits. Als Schalteinrichtung zum Verbinden von jeweils zwei der drei Datenverarbeitungsanlagen D1 bis D3 mit der Verarbeitungseinrichtung VE dienen mehrere integrierte elektronische Multiplexschaltungen, die in zwei verschiedene Gruppen aufgeteilt einerseits mit MRA 1, MRA 2 und andererseits mit MRBX und MRB 2 bezeichnet sind. Entsprechend der Anzahl von vier Ausgängen je Datenverarbeitungsanlage Di bzw. D 2 oder D 3 stellt jede Gruppe der Multiplexschaltungen MRA I und MRA 2 bzw. MRB 1 und MRB2 mit ihren vier mal vier Eingängen praktisch die Kontaktebenen eines dreischrittigen Schalters dar. Da es sich bei den Multiplexschaltungen um handelsübliche Bausteine handelt, bei denen pro Baustein zwei mal vier Eingänge zur Verfügung stehen, von denen jedoch nur zwei mal drei Eingänge für den vorliegenden Anwendungsfall benötigt werden, sind bei der Multiplexschaltung MRA 1 die Eingänge £4 11 und EA 12 nicht beschaltet. Dies gilt sinngemäß auch für die Eingänge EA 21, EA 22, EBU. Eßl2, Eß21 und Eß22 der anderen Multiplexschaltungen MRA 2, MRBi und MRB 2. Die nicht beschalteten Eingänge £4 11, £4 12, £4 21, £4 22, Eßll, Eßl2, ES 21 und ES 22 können zur Aufnahme von speziellen Signalen dienen, die eine Prüfung bzw. Kontrolle der Bausteine gestatten. Im einfachsten Fall können die bisher nicht beschalteten Eingänge £4 11 bis EA 22 auf tiefes Versorgungspotential und die bisher nicht benutzten Eingänge EB 11 und EB 22 auf konstant hohes Versorgungspotential gelegt werden.

Zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung sind die Verbindungslinien zwischen den einzelnen Ausgängen der drei Datenverarbeitungsanlagen Dl, D2 und D3 und den Eingängen der Multiplexschaltungen MRAi, MRA 2, MRBi und MRB 2 nicht gezeichnet, sondern an die Eingänge dieser Multiplexschaltungen sind die Bezugszeichen derjenigen Ausgänge der drei Datenverarbeitungsanlagen DI bis D3 geschrieben, mit denen eine galvanische Verbindung bestehen soll.

Die Ausgänge A 11, A 12, A 21 und A 22 der in der einen Gruppe vorgesehenen Multiplexschaltungen MRA 1 und MRA 2 bilden einen gemeinsamen Übertragungskanal A, der in die Verarbeitungseinrichtung VE führt. Entsprechendes gilt sinngemäß für die andere Gruppe von Multiplexschaltungen MRBi und MRB2 bezüglich der Ausgänge Bii, B12, B21 und ß22 hinsichtlich des Übertragungskanales B. Da die Steuereingänge £4 1, £4 2, Eßl und £ß2 der vier Multiplexschaltungen MRA 1, MRA 2, MRB1 und MRB 2 parallelgeschaltet und über eine gemeinsame Steuerleitung SLG mit der Verarbeitungseinrichtung VE verbunden sind, erfolgt bei entsprechenden Steuerkennzeichen für alle vier Multiplexschaltungen MRA 1 bis MRB 2 eine synchrone gleichartige Steuerung zur Verbindung der Ein- und Ausgänge. In der dargestellten Schahiage sind somit die Ausgänge A 11, A 12, A 21 bzw. A 22 mit denjenigen Eingängen der Multiplexschaltungen verbunden, an welche die Ausgänge D10, D11. D12 und D 13 der Datenverarbeitungsanlage D1 angeschlossen sind. Entsprechendes gilt sinngemäß für

die Ausgänge BU. B 12, Ö21 und B 22 der Multiplexschaltungen MRB 1 und MRB2, die in der vorliegenden Schaltlage Informationen der Datenverarbeitungsanlage D3 übertragen. Damit ist klar, daß in der dargestellten momentanen Schaltlage der Multiplexschaltungen MRAi bis MRB 2 die Verarbeitungseinrichtung Vfüberdie beiden Ubertragungskanäle A und B Informationen von zwei verschiedenen der drei dieselben Informationen verarbeitenden Datenverarbeitungsanlagen D 1, D2 bzw. D3 erhält.

Wenn beispielsweise aufgrund eines anderen Steuerkennzeichens über die Steuerleitung SLG die Multiplexschaltungen gleichzeitig und gleichartig so gesteuert werden, daß eine Verbindung des jeweiligen Ausganges,

z. B. A II, mit dem jeweils zweiten Eingang von oben erfolgt, werden Informationen von den beiden Datenverarbeitungsanlagen Dl und D2 übertragen. In der noch nicht erwähnten dritten Schaltsteliung der Multiplexschaltungen sind dagegen die Datenverarbeitungsanlagen D 2 und D 3 mit der Verarbeitungseinrichtung VE verbunden. Es ist also gewährleistet, daß bei allen möglichen über die Steuerleitung SLC gegebenen Auswahlkriterien grundsätzlich stets zwei verschiedene der drei Datenverarbeitungsanlagen D\ bis D3 auf die Übertragungskanäle A und B geschaltet werden, so daß in der Verärbeitungseinrichtung VEw.a. eine sinnvolle Prüfung auf Übereinstimmung der jeweils paarweise zugeführten Informationen erfolgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Pa tentansprüche:

1. Schalleinrichtung für ein Dreirechner-System in Eisenbahnanlagen zum Verbinden einer vorgegebenen Anzahl der Rechner mit deren Informationen weiterverarbeitenden Einrichtungea dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswahl von jeweils zwei der drei Rechner (DVA 1, DWl 2, DVA 3 in Fig. 1; DX bis D 3 in F i g. 2) die Schalteinrichtung in der Art eines dreischrittigen Drehschalters aufgebaut ist, der pro Ausgangssignal jedes Rechners zwei Kontaktebenen (SW bis S13 bzw. 521 bis 523 in Fi g. 1) zur Aufnahme von Adressen- und Datenkanälen der drei Rechner aufweist, sowie pro Ausgang eine Gruppe von jeweils zwei in ihrer Lage zueinander fixierten Schaltarmen (S 1,52 in F i g. 1), die auf jedem Schritt des Drehschalters die Adressen- und Datenkanäle von zwei verschiedenen der drei Rechner durchschallet

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als dreischrittiger Drehschalter mehrere integrierte elektronische Multiplexschaltungen (MRA 1. MRA 2, MRB 1, MRB 2) verwendet sind, deren Eingänge den Kontaktebenen und deren Ausgänge (AU, A 12, /4 21, A 22, All, ßl2. £21. ß22) den Schaltarmen des Drehschalters entsprechen, wobei zur Erzielung der fixierten Lage der Schaltarme zueinander gleichartige Steuereingänge (EA 1, £4 2, FSl, EB 2) der Multiplexschaltungen parallelgeschaltet sind (F i g. 2).