DE3041811C2 - Fernwirksystem mit zyklischer Weiterzählung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fernwirksystem mit zyklischer Weiterzählung der in Gemeinschaftsverkehr stehenden bzw. eintretenden Stationen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Fernwirksysteme sind bekannt, ihre zyklische Arbeitsweise wird zumeist so erzeugt, daß durch den Empfang der Adresse der vorhergehenden Station der Anstoß zum Senden für die nachfolgende Station gegeben wird. Im Fehlerfalle wenn z. B. eine Station ausfällt oder ein Telegramm verfälscht wird, schalten sich die einzelnen Stationen des Fernwirksystems zeitgestaffelt an die gemeinsame Busleitung, wobei diejenige Station, deren Staffelzeit zuerst abgelaufen ist, zu senden beginnt und damit die Staffelzeiten der anderen Stationen anhält.

Probleme ergeben sich, wenn beispielsweise nach einem Ausfall einer oder mehrerer Stationen diese wiederum dem System zugeführt werden. Beim Einschalten dieser Stationen entsteht die Gefahr von Telegrammkollosionen und damit der Telegrammverfälschungen, die unter Umständen erst nach relativ langer Zeit wieder einen Normalbetrieb erlauben.

Durch die deutsche Auslegeschrift 24 49 660 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Synchronisation von im Zeitmultiplex arbeitenden, untereinander gleichberechtigten autonomen Geberstationen bekannt geworden, durch die einer oder mehreren Empfangsstationen Informationen auf der gleichen Sendefrequenz

ίο übermittelt werden, wobei jede Geberstation einen Empfänger zur Aufnahme der von anderen zugehörigen Geberstationen ausgesendeten HF-Energie und eines die Empfangsstation zuordnenden Identifikationsmerkmales aufweist und wobei in den empfangenen Geber-Stationen aus dem Identifikationsmerkmal die Position der gerade sendenden Geberstation innerhalb des Sendezyklus bestimmt und in Relation mit der eigenen Position gesetzt wird, die ihrerseits durch ihr eigenes Identifikationsmerkmal bestimmt ist. Hierbei wird nach Aufnähme eines Jdentifikationsmerkmales die Aufnahme weiter gesperrt, bis nach einer Zeit, die durch den Abstand der beiden Positionen innerhalb des Sendezyklus vorgegeben ist, die bisher auf Empfang geschaltete Geberstation zur Sendung freigegeben wird. Bei diesem System ist also ein festes Raster vorgesehen, in dem jede Station eine feste Sendeposition einnimmt, unabhängig davon, ob im Zyklus vorhergehende Stationen senden oder nicht. Nachteilig ist dabei, daß während der Sendezeit ausgefallener Stationen kein Informationsaustausch erfolgen kann. Nachteilig ist ferner, daß aufgrund des starren Rasters bei einer variablen Wortlänge des auszusendenden Informationsblocks, z. B. bei Pulsdauermodulation, eine Füllzeit vorgesehen werden muß, um eine feste Ubertragungszeii zu erlangen. Diese Übertragungszeit muß mindestens so lang sein wie der längstmögliche Informationsblock.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fernwirksystem der oben genannten Art anzugeben, bei dem in recht unaufwendiger Weise der Informationsfluß, sowohl im normalen Betriebsfall als auch bei Störungen, derart verdichtet wird, daß die Zykluszeit in Abhängigkeit von der Anzahl der betriebenen Stationen sich selbsttätig als so kurz wie möglich ergibt, und wobei eine feste Ubertragungszeit gleicher Länge für alle Stationen vermieden wird. Bei diesem so variabel und adaptiv bemessenen Zyklus soll eine schnelle Synchronisation und eine reibungslose Wiederaufnahme und Einreihung in den Zyklus von ausgefallenen und wieder in Betrieb gehenden Stationen ermöglicht sein, auch nach Totalausfällen des ganzen Netzes, unter weitgehender Vermeidung von Telegrammkollisionen.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteingelöst.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Fernwirksystems besteht darin, daß im Normalbetrieb die Telegramme der im Zyklus aufeinanderfolgenden Stationen sich lükkenlos aneinanderreihen dürfen, obgleich sie unterschiedliche Längen aufweisen. Dadurch ist ein dauernder Informationsfluß möglich. Im Störungsfall entsteht lediglich eine kurze Lücke, die abhängig ist von der Wahl der Staffelzeiteinheit Ti welche bei Funksystemen sehr klein gewählt werden kann und welche bei drahtgebundenen Fernwirksystemen weitgehend nur von der Laufzeit des Kanals abhängt und (als theoretisches Mi-

b5 nimum) auf die doppelte maximale Laufzeit des Kanals (ohne Berücksichtigung von Schaltzeiten) eingestellt werden kann.

Da die Staffelzeit jeweils unmittelbar nach jedem

ordnungsgemäßen empfangenen Telegramm gebildet wird, ist 1. ein laufender Synchronismus ermöglicht und 2. kann bei der jeweils zum Senden freigegebenen Station sofort nach dem letzten Informationsfci des zuletzt empfangenen Telegramms und nach Ablauf einer beispielsweise (einheitlichen) Pausenzeit mit dem Senden beginnen; der Sendezeitpunkt braucht also nicht auf die fallende Flanke des Empfangspegels des Empfangs-Modems bezogen werden, welche Flanken sehr stark in der zeitlichen Lage in Abhängigkeit vom jeweiligen Modem differieren, so daß die Staffelzeiteinheit T weiter reduziert und in die Nähe des theoretischen Minimums gebracht werden kann.

Es folgt nunmehr die Beschreibung der Erfindung anhand der Figur. Jeder Station, die beispielsweise aufgrund eines Fehlerfalles in den Gemeinschaftsverkehr eintritt, wird zunächst ein Startstatus gegeben und ihre Staffelzeit auf den Maximalwert tn=π χ Tgesetzt. Die Station bezieht damit eine Lauschposition. Innerhalb dieser maximalen Staffelzeit muß im Normalfall von mindestens einer Station ein Telegramm abgegeben werden. Empfängt die Station ein ordnungsgemäßes Telegramm, so erfolgt sofort die Lösung des Startstatus, und es erfolgt der Übergang in den normalen Fernwirkprozedurablauf, indem die Telegrammadresse /erkannt wird und daraus die Berechnung der Staffelzeit aus die ser empfangenen Adresse / und der eigenen Adresse η nach tn = snx !"erfolgt, wobei

1 + Sn = (ή— /+ /7,)ηιο<ωο ή

ist. Damit hat sich die Station mit dem übrigen Netz synchronisiert, es wird das Zeitglied Tn eingestellt und angestoßen und der Empfang eines nächsten Telegramms erwartet.

Läuft jedoch die maximale Staffelzeit tn ab, ohne daß ein ordnungsgemäßes Telegramm empfangen wurde, so wird die Station nochmals auf Staffelzeit gesetzt, diesmal auf eine zweite Staffelzeit, die sich nur aus ihrer eigenen Adresse ableitet mit tn'=nxT. Anschließend wird der Startstatus gelöscht und das ansprechend eingestellte Zeitglied Tn angestoßen. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß beim gleichzeitigen Einschalten mehrerer Stationen Telegrammkollisionen entstehen.

Das Flußdiagramm enthält noch weitere Abfragen, die im folgenden Fehlerfall zum Tragen kommen. Befinden sich nur wenige Stationen in einem Fernwirknetz, insbesondere zwei Stationen, kann es vorkommen, daß die Stationen aufgrund von Störungen fälschlicherweise zur gleichen Zeit Telegramme aussenden. Da danach jeweils die gleiche Staffelzeit berechnet wird, bleibt dieser Zustand über längere Zeit bestehen. Diesem Fehlzustand wird begegnet, indem mittels einem Zeitglied Tu überwacht wird, ob zwischen zwei Sendevorgängen einer Station ein ordnungsgemäßes Telegramm einer an-

deren Station empfangen wurde. Ist das nicht der Fall, also das Zeitglied Tu gelaufen, so wird auf Startstatus gegangen, das heißt, die Station tritt in den Gemeinschaftsverkehr ein, in dem, wie zu Anfang geschildert, zunächst die maximale Staffelzeit in gebildet und auf Lauschposition gegangen wird. Da nach Ablauf der maximalen Staffelzeit tn in der Station jeweils die Eigenstaffelzeit tn' in das Zeitglied Tn eingestellt wird, wird somit das gleichzeitige Senden mehrerer Stationen aufgelöst.

Um zu verhindern, daß eine Station, deren Empfänger defekt ist, das übrige Netz stört, wird das Anstoßen der Startroutine auf m Versuche begrenzt. Entsprechend wird bei jedem Durchlauf des rechten Zweiges des Flußdiagramms eine 1-Addition im Merker vorgenommen und der Inhalt des Merkers auf m abgefragt. Nach m-maligem Anstoß der Einschaltroutine verharrt die Station in einer Lauschposition, in der nur auf Empfang eines ordnungsgemäßen Telegramms überwacht wird.

Sobald ein solches eintrifft, werden das Zeitglied Tu rückgesetzt, Merker und Startstatus gelöscht und die normale Staffelzeit berechnet, eingestellt und angestoßen, wodurch der Normalbetrieb wieder erreicht wird.

Es wäre denkbar, daß zwei Stationen gleichzeitig auf Lauschposition sind, während alle anderen Stationen sendegestört sind. Dann würden die beiden an sich funktionstüchtigen Stationen jeweils auf Lauschposition verharren, obwohl sie Informationen austauschen könnten. In diesem Fall, der nicht dargestellt ist, ist es vorteilhaft, daß die Stationen jeweils nach einer individuellen Lauschverharrungszeit wieder aktiv zu senden beginnen und damit den Zyklus wieder anreizen. Diese Zeit wird zweckmäßig nach einem statistischen Algorithmus in den Stationen errechnet, womit das Zeitglied Tu eingestellt wird. Praktische Werte für Tu sind groß gegenüber der Zykluszeit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Fernwirksystem mit zyklischer Weiterzählung der in Gemeinschaftsverkehr stehenden bzw. eintretenden π Stationen, denen die Stationsadressen 0... ή— 1 zugeordnet sind und in denen nach einem ordnungsgemäß empfangenen Telegramm eine Staffelzeit tn aus der Differenz zwischen eigener π und zuletzt empfangener Stationsadresse i, multipliziert mit einer Staffelzeiteinheit T, gebildet wird, wobei durch diejenige Station ein Telegramm abgesandt wird, in der die Staffelzeit tn abgelaufen ist und wobei in einer in Betrieb zu nehmenden Station zum Zwecke der unverzüglichen Synchronisation das Aussenden eines Telegramms um eine voreinstellbare Zeit verzögert wird, sofern kein Telegramm empfangen wurde, dadurch gekennzeichnet, daß sich die voreinstellbare Zeit zusammensetzt aus der maximalen Staffelzeit tn, die aus der höchsten Stationsadresse ή multipliziert mit der Staffelzeiteinheit Γ gebildet wird, und aus einer zweiten Staffelzeit tn', die aus der eigenen Stationsadresse π multipliziert mit der Staffelzeiteinheit Γ gebildet wird, und daß die Verzögerung der Telegrammaussendung in einer Station dann erfolgt, wenn kein ordnungsgemäßes Telegramm innerhalb einer Zeit Tu empfangen wurde, und daß die Staffelzeit tn unmittelbar nach jedem ordnungsgemäßen empfangenen Telegramm gebildet wird.

2. Fernwirksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Telegrammaussendung in einer Station und die anschließende Telegrammaussendung /77-mal wiederholt wird, wenn in dieser Zeit kein ordnungsgemäßes Telegramm empfangen wurde und daß anschließend so lange kein Telegramm ausgesendet wird, bis ein ordnungsgemäßes Telegramm empfangen wird.

3. Fernwirksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit TO in den Stationen jeweils statistisch errechenbar ist.

4. Fernwirksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Staffelzeiten bei Empfangspegel angehalten werden.