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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Steuerung
räumlich verteilter Prozesse in einem von einem Rechner geführten Fernwirknetz,
insbesondere Transport-, Verteilungs- (für Elektrizität, Gas, Wasser, Fernwärme
usw.) oder Verkehrsnetz, bei dem Hauptknoten über Fernwirklinien fest mit einer
Netzleitstelle oder Warte verbunden sind.
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Transport-, Verteilungs- (für Elektrizität, Gas, Wasser, Fernwärme
usw.) sowie Verkehrsnetze werden heute mehr und mehr von einer zentralen Stelle
überwacht und kontrolliert. Dabei sind die wichtigsten Netzknoten in der Regel durch
Datenübertragungsstrecken mit einer rechnergestützten Leitstelle oder Warte fest
verbunden. Die zahlenmäßig überwiegenden Knoten, sogenannte Nebenknoten, sind im
normalen Betrieb unbedeutsam. Es ist jedoch notwendig, daß auch diese Knoten informativ
in der Warte geführt werden.
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Aus wirtschaftlicher und technischer Sicht ist eine feste Verbindung
dieser Nebenknoten mit der rechnergestützten Warte und damit eine Einbeziehung in
das Fernwirknetz der wichtigen Netzknoten oder Hauptknoten nicht möglich. Die Geräte
oder Schalter der Nebenknoten werden derzeit von Hand gesteuert und ihr Zustand
wird über das öffentliche Fernsprechnetz oder den Funkwagen des Einsatzpersonals
fernmündlich
dem Wartenpersonal mitgeteilt, damit dieses das im
Rechner gespeicherte Datenmodell bezüglich dieses Nebenknotens nachführen bzw.
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updaten kann. Dabei erfolgt jedoch die gesamte Kommunikation mit dem
prozeßführenden Rechner, nämlich die Anwahl, Nachführung usw., über mehrere fehlerbehaftete
Schnittstellen "Mensch-Maschine".
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die oben genannte
Anordnung bzw. das Verfahren zur Steuerung räumlich verteilter Prozesse so zu verbessern,
daß auch die Nebenknoten mit dem prozeßführenden Rechner in der Netzleitstelle oder
Warte verbunden sind.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Steuerung räumlich verteilter Prozesse mobile bzw.
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tragbare Ein-/Ausgabegeräte an den Nebenknoten vorgesehen sind, die
über eine Datenübertragungsstrecke und eine Fernwirksteuerung mit dem prozeßführenden
Rechner verbindbar sind.
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Dies hat den Vorteil, daß mittels der mobilen oder tragbaren Ein-/
Ausgabegeräte eine direkte Verbindung zwischen dem Nebenknoten und dem prozeßführenden
Rechner hergestellt werden kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Ein-/
Ausgabegerät eine Leseeinrichtung, die kodierte Informationen zur Identifikation
des Personals "vor Ort", des geographischen Ortes
der Nebenknoten
oder der anzusprechenden Prozeßstrecken einlesen kann, und eine Dateneingang-/Befehlsausgang-Einheit
auf, die als Reaktion auf die von der Leseeinrichtung eingelesenen Daten einen Befehl
an die Fernwirksteuerung abgeben kann, durch den eine Verbindung zwischen dem Ein-/Ausgabegerät
und dem Rechner herstellbar ist.
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Dies hat den Vorteil, daß die Initiative für den Verbindungsaufbau
zwischen Ein-/Ausgabegerät und prozeßführendem Rechner vom Ein-/ Ausgabegerät bzw.
dem Personal "vor Ort" ausgeht, so daß der Rechner nicht dauernd mit allen Nebenknoten
verbunden sein muß, sondern nur mit dem oder den Nebenknoten, bei denen gerade Daten
anliegen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfSndungsgemäßen Anordnung
sind i# den Unteran###Uchei 3 bis 9 beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Verfähren Sue Steuerung räumlich verteilter Prozesse
ist dadurch dddut## gek#HHz#l##net, daß die Nebenknoten mittels mobiler oder transportabler
Ein-/Ausgabegeräte über Datenübertragungsstrecken direkt mit dem Rechner verbunden
werden.
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Bei einem bevorzugten jéSS4el des erflndu##s#emäßen Verfahrens werden
die Ein-/Absgabegeräte über Modems und akustische Koppler mit einem an das öffentliche
Fernsprechnetz angeschlossenen Fernsprechapparat
verbunden und
die Kommunikation mit dem Rechner erfolgt über das öffentliche Fernsprechnetz.
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Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß das Personal am jeweiligen
Nebenknoten normalerweise mit einem Einsatzwagen ausgerüstet ist, der ein Funktelefon
aufweist.
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Ausführuflgsform mit drahtloser und drahtgebundener Datenübertragungsstrecke; Fig.
2 a bis c verschiedene Ausführungsformen der Verbindung zwischen Ein-/Ausgabegerät
und Fernwirksteuerung der erfindungsgemäßen Anordnung und Fig. 3 eine schematische
Darstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Fernwirksteuerung.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind mehrere Neben-Knoten
(Stationen) NK schematisch dargestellt. Zur Erfassung der jeweiligen Daten des Nebenknotens
NK ist eine Leseeinrichtung OPI vorgesehen,
die kodierte Informationen
zur Identifikation des mobilen Personals, des geographischen Ortes des Nebenknotens
NK oder der anzusprechenden Prozeßstrecken einlesen kann. Mit der Leseeinrichtung
OPI ist eine Dateneingabe-/Befehlsausgabe-Einheit DEBA verbunden, die wiederum mit
einem Nachrichtensender und -empfänger (Modem) verbunden ist. Leseeinrichtung OPI,
die Einheit DEBA und das Modem können als ein mobiles oder tragbares Ein-/Ausgabegerät
oder gerätetechnisch getrennt ausgebildet sein. Die Verbindung zu einem Rechner
in der prozeßführenden Zentrale oder Leitstelle wird über ein weiteres Modem und
eine zwischen Rechner und Modem geschaltete Fernwirksteuerung FWS drahtlos oder
über das öffentliche Fernsprechnetz drahtgebunden hergestellt.
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Zur Identifikation des mobilen Personals, des geographischen Ortes
der Nebenknoten NK bzw. zur Erkennung der anzusprechenden Prozeßstrecken sind beispielsweise
Balkencodstreifen vorgesehen, die in üblicher Weise als Karten in Plastikfolie verschweißt
sind. Diese in kodierter Form die jeweiligen Informationen enthaltenden Karten können
dem Personal als Legitimation dienen und werden in den Nebenknoten als Orts- bzw.
Geräteidentifikation verwendet.
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Der Verbindungsaufbau zum Rechner wird dadurch hergestellt, daß die
vom Lesegerät eingelesenen Daten an die Dateneingabe-/Befehl sausgabe-Einheit DEBA
weitergegeben werden, die wiederum über die
Datenübertragungsstrecke
und die Fernwirksteuerung FWS an den Rechner einen Befehl abgibt, wodurch der Rechner
in der Zentrale zur Bestätigung aufgerufen wird. Nach Prüfung der eingegangenen
Identifikationsdaten kann über die Dateneingabe-/Befehlsausgabe-Einheit zwischen
dem prozeßführenden Rechner in der Leitstelle und dem Personal "vor Ort" ein Dialog
geführt werden. So ist beispielsweise auch eine verbale Kommunikation zwischen dem
Wartenpersonal und dem Personal vor Ort" ohne gesonderte Funk- oder Fernsprechverbindung
möglich, die insbesondere für Hilferufe,besonsere Anweisungen usw. von Vorteil ist.
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Ebenso wie der Verbindungsaufbau durch Initiative des Ein-/Ausgabegeräts
hergestellt wird, wird auch der Verbindungsabbau von dem Ein-/ Ausgabegerät initiiert,
wobei der Rechner den Verbindungsabbau quittiert.
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Als Dateneingabe-/Befehlsausgabe-Einheit DEBA können vorzugsweise
handelsübliche Geräte verwendet werden, die die Größe von Handfunksprechgeräten
aufweisen und üblicherweise mit einer alphanumerischen Tastatur und Anzeige ausgestattet
sind. Um dem Personal vor Ort' die Ausübung der geforderten Tätigkeiten möglichst
zu erleichtern, sind das Balkencodlesegerät OPI und das Modem, die funktionell mit
der Einheit DEBA verbunden sind, vorzugsweise gerätetechnisch in der Dateneingabe-/Befehlsausgabe-Einheit
DEBA integriert. Das so gebildete Ein-/Ausgabegerät kann damit als "mobiles Terminal"
angesehen werden.
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Die Datenfernübertragung kann durch irgendein bekanntes Verbundsystem
von Nachrichtensendern und -empfängern (Modem) realisiert werden. Dabei kann die
kodierte Nachricht als moduliertes, hochfrequentes Signal oder als drahtgebundenes
Signal übertragen werden.
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Außer den bereits in Fig. 1 dargestellten Obertragungsmöglichkeiten
können z. B. auch noch die in den Fig. 2 a bis c dargestellten Möglichkeiten Verwendung
finden. Dabei ist jeweils beim Ein-/Ausgabegerät ein Modem integriert. Bei Fig.
2 a wird die kodierte Nachricht in Form eines modulierten HF-Signals vom Modem im
Ein-/Ausgabegerät zu einem Konzentrator KT übertragen, der einerseits ein Modem
sowie das Gegenstück zur Dateneingabe-/Befehlsausgabe-Einheit DEBA aufweist und
andererseits über eine Schnittstelle V.24 mit der Fernwirksteuerung FWS verbunden
ist. Selbstverständlich sind auch andere genormte Schnittstellen möglich.
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Obersteigt die Entfernung zwischen der Leitstelle und dem "mobilen
Terminal" die Reichweite des HF-Senders im Ein-/Ausgabegerät, so ist unter Einschaltung
einer oder mehrerer Relaisstellen RS in den HF-Kanal trotzdem noch eine drahtlose
Obertragung möglich. Diese Relaisstellen RS können das von der Einheit DEBA bzw.
dem Konzentrator KT abgegebene HF-Signal,beispielsweise im 70 cm-Band,beliebig unter
Einhaltung der postalischen Bestimmungen auf andere HF-Bänder umsetzen.
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Es muß jedoch sichergestellt werden, daß die Relaisstelle an den Endpunkten
der Datenfernübertragung wieder kompatibel zu der Einheit
DEBA
bzw. dem Konzentrator KT sind.
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Bei der in Fig. 2 c dargestellten Ausführungsform wird Gebrauch gemacht
vom öffentlichen Fernsprechnetz, wodurch größere Entfernungen zwischen der Leitstelle
und dem Personal "vor Ort" überbrückt werden können. Hierzu wird der oben beschriebene
Konzentrator KT in die Reichweite des HF-Senders in der Einheit DEBA gebracht und
über eine Schnittstelle V.24 mit einem akustischen Koppler AK verbunden, der die
Verbindung zum Fernsprechapparat bzw.Funktelefon im Einsatzwagen herstellt.
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In gleicher Weise ist auf der anderen Seite der Fernsprechleitung
der dortige Fernsprechapparat über einen akustischen Koppler AK und eine Schnittstelle
V.24 mit der Fernwirksteuerung FWS verbunden.
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Fig. 3 zeigt den schematischen Aufbau einer Fernwirksteuerung FWS.
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Die Fernwirksteuerung FWS weist einen Prozessor CPU, einen Arbeitsspeicher
RAM, einen Festwertspeicher EPROM sowie einen universellen Datensender/-empfängerbaustein
UART auf, die über eine Sammelleitung oder einen bus miteinander und mit einem Netzteil
NT verbunden sind.
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Zur Wartung der Fernwirklinie kann temporär außerdem ein EPROM-Programmiergerät
PROG, ein weiterer universeller Datensender/-empfängerbaustein UART mit Fernschreiber
oder Sichtgerät sowie ein Steuergerät für ein Floppy-disk FDC mit dem Bus verbunden
sein.
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Mit der Erfindung wird eine mobile Fernwirklinie" geschaffen, die
vorzugsweise durch handelsübliche Baugruppen und Geräte realisierbar ist. Da zudem
von bereits vorhandenen Einrichtungen, wie Funktelefon beim Einsatzwagen und dem
öffentlichen Fernsprechnetz Gebrauch gemacht wird, zeichnet sich die erfindungsgemäße
Anordnung zur Steuerung räumlich verteilter Prozesse besonders dadurch aus, daß
sie leicht und kostengünstig hergestellt werden kann.
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Änderungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungsformen
sind für den Fachmann ohne weiteres möglich und fallen in den Rahmen der Erfindung.