DE3110590A1 - Fernwirkeinrichtung mit mehreren bereichsnetzen - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen: Berlin und München VPA 81 P 6 h 3 8 DE

Fernwirkeinrichtung mit mehreren Bereichsnetzen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernwirkeinrichtung mit mehreren Bereichsnetzen, die jeweils eine Bereichszentrale und mehrere, über einen gemeinsamen Signalübertragungsweg an die Bereichszentrale angeschlossene weitere Stationen enthalten und für Abfragebetrieb oder Abfrage- und Anreizbetrieb ausgebildet sind und bei denen die Bereichszentrale und die zugeordneten weiteren Stationen jeweils mit wenigstens einer Adresse versehen sind und mit Hilfe von Fernwirktelegrammen in zeitlicher Folge Informationen austauschen, wobei das aus den Bereichsnetzen zusammengesetzte Fernwirknetz Baumstruktur hat, am Stamm des Fernwirknetzes eine als Hauptzentrale dienende Bereichszentrale vorgesehen ist und die weiteren Bereichszentralen jeweils über eine Koppeleinrichtung mit einer der weiteren Stationen eines der weiteren Bereichsnetze gekoppelt sind, so daß sie zusammen mit der Koppeleinrichtung und der weiteren Station eine Zentralstation bilden.

Eine derartige Fernwirkeinrichtung ist bereits aus der DE-OS 2 264 085 bekannt. Bei der bekannten Fernwirkeinrichtung sind zwischen einem Hauptnetz und mehreren Bereichsnetzen Koppeleinrichtungen vorgesehen, die das Hauptnetz jeweils unmittelbar mit dem Bereichsnetz verbinden. Die Verbindung geschieht z.B. mit Hilfe von elektronischen Schaltern oder dergleichen. Auf diese Weise wird erreicht, daß in verschiedenen Bereichsnetzen enthaltene Stationen die gleiche Adresse haben können und daß trotzdem ein gezielter Aufruf dieser Stationen

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durch eine Hauptzentrale möglich ist. Die Bereichsnetze arbeiten asynchron und können bei Ausfall des Hauptnetzes ihren Bereich selbständig weiter bedienen. Allerdings ist der aktive Betrieb der Bereichszentralen Jeweils solange unterbrochen„ wie das betreffende Bereichsnetz in das Hauptnetz einbezogen ist» Eine solche Unterbrechung kann insbesondere dann unerwünscht lange andauern, i'jQzm über das Bereichsnetz weiter© Bereichsnetze nachgeordneter Netz©b@n@n in das Hauptnetz einbezogen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer Fernwirkeinrichtung mehrere asynchron arbeitende Bereichsnetze derart miteinander zu-koppeln und zusammenarbeiten zu -lassens daß sich ©in Informationsaustausch zwischen Hauptzentrale einerseits und Bereichszentralen und/oder x^eiteren Stationen andererseits mit möglichst geringer Beeinträchtigung des innerhalb der Bereichsnetze stattfindenden Informationsaustausches vornehmen läßt.

Gemäß der Erfindung wird die Fernwirkeinrichtung zur Lösung dieser Aufgabe, derart ausgebildet, daß in jeder Zentralstation einerseits für jede der weiteren Stationen des eigenen Bereichsnetzss die einzelnen Meldungen und ©ine Sammelinformation und andererseits Sammelinformationen aller über die betreffende Zentralstation erreichbaren v/eiteren Zentralstationen speicherbar sind und daß die Sammelinforxnationen jeweils als Telegramminhalte von der B©r®ichssentrale über die Koppeleinrichtung an die zugeordnete weitere Station übertragbar und in dieser weiteren Station als abrufbare Telegramminhalte speicherbar sind und daß mittels der Zentralstation in der einen Übertragungsrichtung Steuertelegramme und Abfragetelegramne der Hauptzentrale und in der anderen Übertragungsrichtung Meldungstelegrasme von Zentralstationen weiterleitbar sind»

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Dabei werden - durch die Telegrammadresse gesteuert die MeIdungstelegramme der weiteren Stationen Jeweils nur bis zur Bereichszentrale übertragen. Meldungstelegramme von Bereichszentralen, die nur durch ein Abfragetelegramm der Hauptzentrale ausgelöst sein können,werden dagegen - ebenfalls durch die Telegrammadresse gesteuert - durch die Zentralstationen bis zur Hauptzentrale weitergeleitet. Ein direkter Zugriff der Hauptzentrale zur den weiteren Stationen ist nur bei den Befehlstelegrammen vorgesehen. Die Sammelinformationen werden vorzugsweise von den Zentralstationen allein durch Alt-Neu-Vergleich gebildet. Es können jedoch gegebenenfalls durch Alt-Neu-Vergleich in den weiteren Stationen, die den betreffenden Meldungsgebern zugeordnet sind, zunächst stationsbezogene Sammelinformationen und daraus in der Bereichszentrale die auf das Bereichsnetz bezogenen Sammelinformationen gebildet werden. Sammelinformationstelegramme werden jeweils von einer Zentralstation zur nächsten übertragen. Auf diese Weise wächst die Zahl der in den Zentralstationen gespeicherten Sammelinformationen mit wachsender Nähe zur Hauptzentrale immer mehr an. Insbesondere geben die Sammelinformationen darüber Aufschluß, ob die betreffende Zentralstation vorhanden ist oder nicht.und ob in ihrem Bereich eine Meldungs- oder Zustandsänderung stattgefunden hat oder nicht.

In vorteilhafter Weise wird der innerhalb der Bereichsnetze stattfindende Informationsaustausch in besonderem Maße für den Informationsfluß zur Hauptzentrale ausgenutzt. Da durch die Hauptzentrale nur Zentralstationen direkt abgefragt werden, wird der Informationsaustausch innerhalb der Bereichsnetze jeweils nur kurzzeitig unterbrochen. Außerdem wirken beim Informationsaustausch z\iisehen der Hauptzentrale und den Zentralstationen die

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Zentralstationen als Regeneratoren, so daß Zwischenverstärker eingespart werden können. Geben die Sammelinformationen auch Aufschluß darüber, ob die betreffende Station oder Zentralstation vorhanden ist oder nicht, so ergibt sich zugleich ein® Überwachung der Fernwirkeinriehtung^ohne daß hierzu zusätzliche Maßnahmen, z.B.

eine besonder© Abfrage erforderlich sind.

Ib weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthält die Koppeleiarichtusg Ewei miteinander gekoppelte Datenspeichers, vos denes der eine an die Bereichszentrale und der ander© an die weitere Station angeschlossen isto Zweckmäßigerweis© ist dabei jeweils wenigstens einer der beiden Datenspeicher mit einer Einrichtung zur Datenverarbeitung versehene

Die Datenspeicher bestehen jeweils insbesondere aus einem oder mehreren Mikrocomputern.

Man kann öl© Fernwlrfeeisfieiatusg derart ausbilden, daß die Zentralstationen derart ausgebildet sind, daß sie Adressen der über die Zentralstation erreichbaren Zentralstationen speiehern und Steuertelegramme derart abhängig von der Adresse weiterleiten oder blockieren, daß die Weiterleitung nur bei Übereinstimmung der Adresse mit einer der gespeicherten Adressen erfolgt.

Dabei wird bei Fernwirkeinrichtungen mit mehr als zwei Hetzebenen in vorteilhafter Weise erreicht, daß das Telegramm nur auf dem zur betreffenden Station führenden Weg übertragen wird₉ so daß nur die auf diesem Wege liegenden Zentralstationen durch die Übertragung arbeitsmäßig belastet werden» Die anderen Bereichsnetze können währenddessen ohne Beeinträchtigung weiter arbeiten»

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Eine besonders vorteilhafte Lösung dieser Art besteht darin, daß die Telegramme jeweils mehrere Adressenbereiche enthalten, von denen der eine jeweils die Adresse einer Bereichszentrale und ein weiterer jeweils die Adresse einer der weiteren Stationen enthält und daß die Zentralstationen derart ausgebildet sind, daß sie die Adressen der über die Zentralstation erreichbaren Bereichszentralen speichern und Steuertelegramme oder Abfragetelegramme abhängig von der Zentralstations-Adresse weiterleiten oder blockieren.

Man kann die Adressen der über die Zentralstation erreichbaren weiteren Zentralstationen je nach Ausgestaltung, Bestückung oder Ausbaustufe des Fernwirknetzes in die Zentralstation zur Speicherung eingeben. Eine vorteilhaftere Lösung besteht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung darin, daß die Adressen der über die Zentralstation erreichbaren weiteren Zentralstationen in der Zentralstation durch Auswertung der während eines vorgegebenen Zeitraumes empfangenen Sammelinformationen feststellbar sind.

Bei einer Abfrage durch ein Abfragetelegramm der Hauptzentrale ist es zweckmäßig ,das Antworttelegramm so schnell wie möglich zurückzumelden. Um auch in diesem Fall den Informationsaustausch innerhalb der Bereichsnetze möglichst wenig zu beeinträchtigen, wird die Fernwirkeinrichtung zweckmäßigerweise derart ausgebildet, daß bei den Zentralstationen bei Weiterleitung eines Abfragetelegrammes der Hauptzentrale jeweils eine Wartezeitschaltung startbar ist, und daß die Zentralstationen während der Wartezeit in der zur Hauptzentrale weisenden Übertragungsrichtung zur Weiterleitung von Antworttelegraminen empfangs- und sendebereit gehalten sind.

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Dadurch, daß die Betriebszustände der durch die Steuertelegramme steuerbaren Organe durch die Meldungseingänge der Bereichszentralen und/oder weiteren Stationen erfaßt sind, kann das Ergebnis der Steuereinformations-Übermittlung durch die Hauptzentrale zu einem späteren Zeitpunkt von der betreffenden Bereichszentrale zu ©inem frei wählbaren Zeitpunkt abgefragt-werden.

Zwackmäßigerwedse sind in den Ber^ichszentralen Einrichtungen zum Alt-Heu-Vergleich enthalten, so daß durch die Meldungstelegrarnm© nur Änderungen von Meldungen übertragen zu werden brauchen. In Weiterbildung der Erfindung ist in diesem Fall vorgesehen,, daß die Hauptzentrale nach Abfrage der Betriebszustände bei der Zentralstation ©in Quittungstelβgranm an die Zentralstation sendet, das dort eine Quittierung der Meldungsänderung in einem Alt-Neu-Vergleicher auslöst» Durch die Quittierung wird der Altspeicher in den Zustand des Neuspeichers überführt, so daß von den Zentralstationen keine Änderungs-Mitteilungen mehr abgegeben werden.

Der gegenseitige Abstand der Zentralstationen ist insbesondere derart gewählt, daß die Signalübertragungs- \f@ge zx'/isehen den Zentralstationen frei von Verstärkern sindο

In tfeiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an wenigstens einer Stelle des Fernwirknetzes zwischen den Datenspeichern einer Zentralstation eine Einrichtung zur Steuerung und/oder zur Ausgabe von Meldungen angeschlossen werden» Dabei werden die von der Einrichtung zur Steuerung stammenden Steuer- und/oder Abfragetelegramme von den Zentralstationen in derselben Weise weitergeleitet, wie Steuer- bzw., Abfragetelegramme der Hauptzentrale ο Auf diese Weise lassen sich gewisse

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Bereiche des Fernwirknetzes von weiteren Stellen aus steuern und/oder überwachen. Die zusätzliche Einrichtung, die vorzugsweise ein Prozeßrechner ist, erfaßt jeweils den Teil des Fernwirknetzes, der über die betreffende Hauptzentrale erreichbar ist, d.h. das betreffende Bereichsnetz und die folgenden Bereichsnetze. In vorteilhafter Weise erhält die als Hauptzentrale dienende Bereichszentrale die auf die Steuerinformationen folgenden Rückmeldungen.

Besonders vorteilhaft ist. es, wenn an wenigstens eine der Bereichszentralen eine Einrichtung zur geographischen Steuerung mit Hilfe eines Lichtgriffels angeschlossen ist.

Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Fernwirkeinrichtung mit mehreren Bereichsnetzen in mehreren Netzebenen,

Fig. 2 den Aufbau der in der Fernwirkeinrichtung verwendeten Telegramme und

Fig. 3 eine aus einem Datenspeicher und einer Einrich- · tung zur Ablaufsteuerung bestehende Hälfte einer Zentralstation.

Fig. 1 zeigt von einer Vielzahl von Bereichsnetzen zusammengesetzten Fernwirkeinrichtungen die Bereichsnetze 1....7 der ersten drei Netzebenen. Jedes Bereichsnetz 1...7 enthält eine Bereichszentrale Z1...Z7 und mehrere weitere Stationen, von denen jeweils drei dargestellt sind. Abgesehen von der Hauptzentrale Z1 ist jeweils eine Bereichszentrale über eine der weiteren Stationen,

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die έΐηβΓ Bereichszentrale der nächst höheren Netzebens zugeordnet sind₉ verbunden» Gegebenenfalls ist die Bereichszentral©, der die genannte Station zugeordnet ist , wiederum mit einer der weiteren Stationen der nächst höheren üfetzetoen© verbwiden usw..Schließlich ist die Bereichszentrale der nächst höheren Netzeben© übar ein© der weiteren Stationen eines ersten Bereichsnetzes verbundene Die Beraichszentrale des ersten BQreichsnstzes dient als Hauptzentrale 1 -und ist als

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Das Femwirkaets ist in mehrere Kietzebenen E1...E3 usw. ©ingeteiltο Die erste Netsebene 11 ist der Prozeßrechner -RI mit der Bereichszentrale Z1 und deren Datenspeieher DI₀ Dabei siad Prozeßrechner R1 und Bereichszentrale Z1 über den Datenspeicher D1 miteinander verbunden»

Die zweite Netzebene Ξ2 sind die Bereichszentralen Z2, Z3 mit ihren Datenspeichern D2j,B3_ffl Die dritte Netzebene 13 enthält die Bereichszentralen ZA, Z5, Z6, Z7 mit den Datenspeichern D4s,D5₉D6jD7«Die 'Vierte und die weiteren Netzebenen sind in der Figur nicht näher dargestellt.

Das aus den Bereichsnetzen zusammengesetzte Fernwirknetz hat Baumstruktur. An Verzweigungsstellen des Fernwirkaetzes befinden sich sogenannte Zentralstationen, die aus einer Bereichszentrale, einem aus zwei in Kette geschalteten Datenspeichern und einer der weiteren Stationen eines weiteren Bereichsnetzes besteht. Anderer seits können die Zentralstationen gegebenenfalls räumlich entfernt von Knoten des Fernwirknetzes angeordnet SeIn₅₁ sofern die Baumstruktur erhalten bleibt.

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Eine Bereichszentrale ist über eine der weiteren Stationen des folgenden Bereichsnetzes mit der nächsten Bereichszentrale verbunden. Die nächste Bereichszentrale ist über eine der weiteren Stationen des wiederum folgenden Bereichsnetzes mit der nächsten Bereichszentrale verbunden. Schließlich ist die Bereichszentrale über eine der weiteren Stationen des ersten Bereichsnetzes mit der Zentralstation Z1 verbunden, die eine Verbindung zum Prozeßrechner R1 ermöglicht.

Das Fernwirknetz ist in mehrere Netzebenen E1...E3 usw. eingeteilt. Die erste Ebene E1 enthält den Prozeßrechner R1 und die Bereichszentrale Z1 mit dem Datenspeicher D1. Die zweite Ebene enthält die Bereichszentralen Z2 und Z3 mit den Datenspeichern D2 und D3. Die dritte Ebene E3 umfaßt die Bereichszentralen Z4,Z5,Z6 und Z7 mit den Datenspeichern D4,D5,D6,D7. Die vierte und die weiteren Ebenen sind in der Figur nicht dargestellt.

Bei den Bezugszeichen der Bereichszentralen Z gibt die Ziffer jeweils die Nummer des Bereiches an, bei den Stationen S die erste Ziffer die Nummer des Bereiches und die zweite Ziffer die Nummer der Station im betreffenden Bereich.

Zu jeder Bereichszentrale gehört ein Datenspeicher D, dessen Zählnummer mit der der Bereichszentrale übereinstimmt. Jede Station hat einen Datenspeicher D und daran angeschlossene Peripheriegeräte P, die mit jeweils derselben Zählnummer bezeichnet sind.

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Die Datenspeicher von Stationen, die in Zentralstationen enthalten sind,, d„h. die Datenspeicher D11,D14,D21,D23,D31 und D33 sind jeweils auf die Bereichsadresse O eingestellt. Dies bedeutet, daß diese Datenspeicher in beiden tJbertragungsrichtmigen Telegramminhalte von allen Fernwirktelegrammen unabhängig von der im Telegramm enthaltenen Bereichsadresse x^eiterleiten.

Di© In Zentralstationen enthaltenen Stationen haben jeweils die Adresse von daran zusätzlich angeschlossenen, in der Figur nicht dargestellten Peripheriegeräten oder eine eigene Adress® für die zyklische Abfrage durch die

Die Datenspeicher der Bereichszentralen sind jeweils manuell mit Hilfe eines Codierschalters oder selbsttätig durch Auswertung empfangener Telegramme so eingestellt , daß sie Telegramminhalte nur von solchen Fernwirktelegrammen weitergeben, deren Bereichsadresse entweder mit der Adresse der Bereichszentrale, der sie angehören oder mit einer Adresse der weiteren über sie erreichbaren Bereichszentralen übereinstimmt.

Die Bereichsnetze haben jeweils weitere Stationen. An diese Stationen sind als Peripheriegeräte jeweils mehrere Signal-Eingabeeinrichtungen und/oder Signalausgabeeinriehtungen angeschlossen, die jeweils eine eigene ρ im Bereichsnatz nur einmal vorkommende Adresse haben» Die Stationen S12,S13_?S22_i!S32,S4i ,S42_SS51 ,S62 ,S71 S72 sind jeweils eine Einrichtung zur Ablaufsteuerung für die daran angeschlossenen Einrichtungen P12,P13, . P22,P32,P41,P51,P62,P71,P72 und hat daher mehrere Adressenp die die Adressen der angeschlossenen Peripheriegeräte sind» Die zwischen Station und Peripheriegeräten angeordnete Koppeleinrichtung ist vorzugsweise jeweils

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als Datenspeicher ausgebildet, der mit einer Einrichtung zur Datenverarbeitung versehen ist und in beiden Richtungen Telegramminhalte weitergibt. Die Signaleingabeeinrichtungen stellen den Meldungen der angeschlossenen Meldungsgeber ihre eigene Adresse voran. Die Station ergänzt die Adresse durch die Bereichsadresse der zugeordneten Bereichszentrale. In der anderen Übertragungsrichtung wertet der Datenspeicher die Bereichsadressen der von der Station übernommenen Telegrammin- halte aus und gibt die Daten nur solcher Telegramme weiter, deren Bereichsadresse mit der Adresse der Bereichszentrale übereinstimmt, der die Station zugeordnet ist. Die Bereichsadresse wird insbesondere mit Hilfe eines bei der Koppeleinrichtung vorgesehenen , als 8-Bit-Adreßschalter ausgebildeten Codierschalters eingestellt.

Bei einem Teil der Bereichszentralen, und zwar bei den Bereichszentralen Z5 und Z6, ist jeweils eine Steuer- und/oder Ausgabeeinrichtung vorgesehen. Als derartige Einrichtungen dienen die Prozeßrechner R5 bzw. R6, mit deren Hilfe der von der betreffenden Bereichszentrale Z5 bzw. Z6 erfaßte Bereich und die weiteren, über die betreffende Bereichszentrale erreichbaren weiteren Bereiche bedient werden können. Der Prozeßrechner ist jeweils an die Schnittstelle zwischen den beiden Datenspeichern der Zentralstation angeschlossen, der die betreffende Bereichszentrale angehört.

Ein derartiger Prozeßrechner kann bei einem Ausfall des zentralen Prozeßrechners R1 dessen Funktion für einen Teil des Fernwirknetzes übernehmen, zusätzlich steuernd eingreifen oder den Informationsaustausch passiv auswerten und ausgeben bzw. zur Anzeige bringen. Greift einer der weiteren Rechner R5,R6 aktiv ein, so wird der

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Rechner R1 mittels der aus dem betreffenden Teil des Fernwirknetzes einlaufenden Telegramme informiert.

All© Bereiehszentral en fragen zyklisch die weiteren Stationen des Bereichsnetzes ab. Die Bereichszentralen sind untereinander nicht synchronisiert. Alle Bereichszentralen geben nach jedem Zyklusende die Information ^ieh bin vorhanden" und "mein Bereichsnetz ist in Ordmmg" oder die Information "ich bin vorhanden" und "mein Bereichsnetz ist nicht in Ordnung¹¹ an den Datenspeicher der weiteren Station des folgenden Bereichsnetzes ab₀ an der sie angekoppelt gindo Die Bereichszeatralen der vierten Netsebene E4, d_oh. die Bereichszsntralen Z4_PZ5_SZ6 und Z7 geben über die zugeordnete Koppeleinrichtung jeweils auf ein Bereichsnetz bezogene Sammelinformationen an die in der betreffenden Zentralstation enthaltene weitere Station ab. Die Bereichszentral© Z2 der zweiten Netzebene gibt Sammelinformationen der Bereiehszentralen Zk₉ Z5» die Bereichszentrale Z3 Sammelinforaationen der Bereichszentralen Ζβ und Z7 an di© Hauptzentrale Z1 weiter.

Hat der Prozeßrechner R keine Steuerungsaufgabe, dann empfängt er dauernd Polgen aus je sieben Telegrammen, in denen die sieben Bereichszentralen Z1....Z7 dem Prozeßrechner R1 ihre Sammelinformationen mitteilen. Melden sich all© Bereichszentralen„dann erhält der Prozeßrechner R in bestimmten Abständen sieben Telegramme» Die Telegramme werden in den Zentralstationen jeweils nach ihren Bersichsadressen geordnet und kommen somit nacheinander entsprechend der Reihenfolge ihrsr Bereichsadressen as.»

Es gibt fünf Telegrammarten:Das Abfragetelegramm, das Quittiertelegramm, das Zustandstelegramm, jeweils vom Typ T2 nach Fig. 2 und das Steuertelegramm und das Meldungstelegramm jeweils vom Typ T1 nach Fig. 2. Dabei bedeuten in Fig. 2 jeweils ο ein Informations-Bit und χ ein Parity-Bit. Die Telegramme haben folgende Aufgaben.

Das Zustandstelegramm wird von den einzelnen Bereichszentralen über weitere Stationen und Zentralen höherer Netzebenen zum Prozeßrechner R1 geführt und teilt dem Prozeßrechner R mit, ob eine Sammelmeldung vorliegt, insbesondere ob sich etwas geändert hat.

Das Abfragetelegramm ist ein Telegramm ,das vom Prozeßrechner R1 gesendet wird. Der Prozeßrechner R1 sendet das Abfragetelegramm aus, sobald er von irgendeiner Bereichszentrale die Information empfangen hat, daß sich bei ihr etwas geändert hat.

Das Steuertelegramm ist ein Telegramm, das der Prozeßrechner R1 aussendet, um in irgendeiner Station irgendeines Netzes etwas zu steuern.

Das Meldungstelegramm ist ein Telegramm einer Bereichszentrale an den Prozeßrechner R1. Das Meldung st el egramrn wird immer nach einem Abfragetelegramm des Prozeßrechners R1 an eine Bereichszentrale ausgelöst.

Meldungstelegramme gibt es auch zwischen einer der weiteren Stationen und der zugeordneten Bereichszentrale. Abfragetelegramme gibt es auch zwischen einer Bereichszentrale und ihren Stationen.

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Das Quxttiertelegramm wird von dem Prozeßrechner R1 ausgesendet« Es hat folgende Aufgabe; Der Prozeßrechner R1 sendet ein Abfragetelegramm an eine Bereichszentrale. Die Bereichszentrale antwortet auf das Abfragetelegramm und teilt mit? was sich in ihrem Bereichsnetz geändert hat« Erreicht das Abfragetelegramm den Prozeßrechner R1, dann sendet der Prozeßrechner R1 das Qui tti ertelegramm an die Bereiehszsntrale aus» Empfängt die Bereichszentral© das QuittiertelegramHj, dann quittiert sie in ihrem Datenspeicher die Zustandsänderung und wird dann nur noch aussenden, daß bei ihr keine Infor-

Kommt das Quittiert el egramm nicht "bei der Bereiehszentrale art,., dann sendet sie weiterhin die nicht quittierte Sammelinformation aus.

Alle Telegramme haben zwei Adressenbytes. Im ersten Adressenbyte stecken die Adressen der weiteren Stationen der Bereichsnetze. Das zweite Adressenbyte enthält die Adressen der Bereichszentralen*

Die Bereichszentrale Z1 ruft mit einem Abfragetelegramm ZoBo die weitere Station S11 auf. Die weitere Station S11 antwortet mit einem eigenem Meldungstelegramm und den Zustandstelegrammen der Bereichszentralen Z2, Z4, Z5 und Z8 der zweitens, dritten und vierten Ebene. Die Zustandtelegramme dieser Bereichszentralen werden im Datenspeicher D1 der Barsichszentrale Z1 abgespeichert.

Die Reihenfolge der Zustandstelegramme ist die Reihenfolge der Adressen d©r Bereichssentralen. Das Zustandstelegramm besteht entsprechend Figo 2 jeweils aus einem Steuerbyt©s einem ersten Adressbyte, das die Adresse der weiteren Station enthält und dem zweiten Adressbyte,

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das die Adresse der Bereichszentrale enthält, einem Datenbyte, in dem die Sammelinformation enthalten ist, und dann anschließend einem Kontrollbyte.

Gibt der Prozeßrechner R eine Steuerinformation an die weitere Station S62 des Bereichsnetzes 6, dann sendet er ein Steuertelegramm aus, das entsprechend Fig. 2 aus einem Synchronbyte, einem Steuerbyte, einem ersten Adressbyte, in dem die Adresse der weiteren Station S62 enthalten ist, einem zweiten Adressbyte, in dem die Adresse der Bereichszentrale, also hier die Adresse 6 enthalten ist und drei Datenbytes, in denen die Steuerinformation enthalten ist, und dem Kontrollbyte besteht.

Das Steuertelegramm läuft zuerst über den Datenspeicher D1 in die Bereichszentrale Z1, wird in einem geeigneten Augenblick ausgesendet und geht an alle weiteren Stationen des Bereichsnetzes 1. Der Datenspeicher D2 der Bereichszentrale 2 weist das Telegramm zurück, weil der Datenspeicher D2 bereits gespeichert hat, daß über ihn keine Bereichszentrale mit der Adresse 6 erreichbar ist. Der Datenspeicher D3 der Bereichszentrale Z3 dagegen hat gespeichert, daß die Bereichszentrale Z6 über ihn erreichbar ist und gibt das Telegramm weiter.

Die Bereichszentrale Z3 sendet im geeigneten Augenblick das Telegramm an die weiteren Stationen ihrer Bereichsnetze. Die weiteren Stationen empfangen es und der Datenspeicher D7 der Berachszentrale Z7 lehnt das Telegramm ab, weil er bereits gespeichert hat, daß die Bereichszentrale Z7 über ihn nicht erreichbar ist.

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Der Datenspeicher D6 übernimmt jedoch den Telegramminhalt und seine Bereichszentrale Ζβ gibt das Telegramm zum geeigneten Augenblick an ihre weiteren Stationen. Di© weitere Station S62 empfängt das Telegramm, das für sie bestimmt ist und führt die Steuerinformation des Prozeßrechners R1 aus*

Di© Datenspeicher der Bereiehszentralen speichern, welche Bereiehszentralen über sie erreichbar sind» Dadurch ergibt sich ein© optimale Art der Wegesuche. Das vom Prozeßrechner ausgesendete Telegramm kann dabei keine Bereiehszentralen uanötig ©a ihrer Äbfrageroutine behindern.

Jeder Datenspeicher ©iner Bereichszentrale hat sowohl den Meldesustand des Bereichsnetzes, als auch den Status seiner Stationen gespeichert und bildet daraus eine Samaelinformation. Meldet eine Bereichszentrale, ZoBo die Bereiehssentrale Z5 an den Prozeßrechner R1, daß sie vorhanden ist und daß sich in ihrem Bereichsnetz etwas geändert hat, dann sendet der Prozeßrechner R1 ein Abfragetelegramm aus.

Das Abfragetelegranra des Prozeßrechners R1 besteht entsprechend Fig, 2 aus einem Steuerbyte, einem·, er st en Adressbyte,, das keine Adresse enthält, einem zweiten Adressbyte ρ das die Adresse der Bereichszentrale Z5 enthält und einem Datenbyte, in dem die Information enthalten ist_s die Zentrale Z5 möge mitteilen, was sich in ihrem Bereichsnetz an Informationen geändert hatο Der Wag des Telegrammes verläuft wiederum über die einzelnen Bereichssentralen= Nur die Datenspeicher der Bereichszentralen, die gespeichert haben, daß die Bereichszentrale Z5 über sie erreichbar ist, geben das Telegramm weiter« Die anderen Bereichszentralen blockieren das Telegramm,,

ZU

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Durch das Telegramm wird ein Kanal vorbereitet, der entsprechend der Adresse im zweiten Adressbyte des Telegramms aufgebaut wird. Im vorliegenden Fall, in dem das Telegramm zur Bereichszentrale Z5 laufen muß, wird ein Kanal über die Bereichszentralen Z1 und Z2 zur Bereichszentrale Z5 aufgebaut.

Wenn die Bereichszentrale Z1 das Telegramm an die Bereichszentrale Z2 weitergibt, dann erwartet sie eine Antwort für eine bestimmte Zeit. Wenn die Bereichszentrale Z2 das Abfragetelegramm an die Zentrale Z5 weitergibt, erwartet sie auch eine Antwort für eine bestimmte Zeit. Die Zeit ist in den Datenspeichern der Bereichszentralsn durch einei Timer festzulegen. Die Bereichszentrale Z5 empfängt das Abfragetelegramm des Prozeßrechners R1 und gibt dann die gewünschte Antwort zurück an die weitere Station S23. Die weitere Station S23 gibt das Telegramm weiter an ihre Bereichszentrale Z2. Die Bereichszentrale Z2 gibt das Telegramm sofort weiter an die weitere Station S11 der Bereichszentrale Z1. Die weitere Station S11 gibt es sofort an die Bereichszentrale Z1 weiter. Die Bereichszentrale Z1 gibt es schließlich and?n ProzeßrechnerRI weiter.

Das Abfragetelegramm des Prozeßrechners R1 an die Bereichszentrale Z5 hat also einen Übertragungsweg aufgebaut, der von den einzelnen Bereichszentralen und Stationen z.B. für jeweils etwa eine Sekunde aufrecht erhalten wird. Das Antworttelegramm der Zentrale Z5 erfolgt sofort, und die weiteren Stationen und Bereichszentralen, die das Antworttelegramm weiterleiten,blockieren die Weiterzählung, bis das Telegramm oder die Telegramme durchgelaufen sind. Daran anschließend warten sie weiter, bis die Wartezeit abgezählt ist, fallen schließlieh in den asynchronen Abfragezyklus zurück.

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ist ein Unterschied, ob der Prozeßrechner R1 ein Abfragetelegranmä oder ein Steuertelegramm aussendet. Ein Abfragetelegramm hält den Kanal den das Abfragetelegramm durchläuft für die Dauer der Wartezeit aufrecht, um ein Antworttelegramm durchzulassen. Ein Steuertelegramm sucht sich zwar aueh den ¥eg_s aber der Weg bricht hinter dem Steuertslegramm sofort zusammenο Die Steuerinfonaation wird ausgeführt und erst in dem normalen Zyklus wird die Bereichsgentrale, die die Steuerinforisation ausgeführt hat, dem Prozeßrechner R1 mitteilen, daß sie bei ihr ©twas geändert hat.

Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn der Prozeßrechner R1 eine Sammelsteuerung an mehrere Bereichszentralen absendet, damit der Prozeßrechner R1 dann nicht mit den Informationen der Bereichszentralen überlastet wird, die im einzelnen mitteilen, welche Steuerinformationen ausgeführt wurden» Die Information, besagt zunächst nur "bei den Bereichszentralen hat sich etwas geändert".,

Der Prozeßrechner R1 kannt dann eine Bereichszentrale nach der anderen abfragen, ob sie die richtigen Steuerinformationen ausgeführt hat oder nicht. Das geschieht in der vorstehend beschriebenen Weise, wobei nacheinander Abfragetelegramme an die Bereichszentralen ausgesendet werden, wobei der Weg, den sich die Abfragetelegramme gesucht habenρ für die Dauer der Wartezeit für die Rückantwort bestehen bleibt.

Der Prozeßrechner R1 erhält von der Bereichszentrale Z5 das M©ldungst@legramnip daß sich etwas geändert hat. Daraufhin sendet der Prozeßrechner R1 ein Abfragetelegramm an die Bereiehszentrale Z5. Der Übertragungskanal, der durch das Abfragetelegramm gebildet wird, wird für

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z.B. etwa eine Sekunde aufrecht erhalten, um die Antwort zurückzugeben. Empfängt der Prozeßrechner R1 ordnungsgemäß die Antwort der Bereichszentrale Z5, in der enthalten ist, was sich in ihr geändert hat, dann sendet der Prozeßrechner R1 ein Quittiertelegramm an die Bereichszentrale Z5. Empfängt die Bereichszentrale Z5 ordnungsgemäß das Quittiertelegramm, dann quittiert ihr Datenspeicher D5 die Meldungs- oder Zustandsänderung und die Bereichszentrale Z5 wird dann in ihrem nächsten Zustandstelegramm wieder dem Prozeßrechner R1 mitteilen, daß sie vorhanden ist und daß alles quittiert ist.

Bei einem Fernwirknetz mit Baumstruktur ist es zweckmäßig, die Zweige zweidrähtig auszulegen und den Stamm und die dem Stamm naheliegenden Äste vierdrähtig auszuführen, weil in dem Stamm der. Informationsfluß wesentlich größer ist, als in den Zweigen.

Für den Fall, daß die Bereichszentralen viele Stationen, z.B. bis zu 120 Stationen haben, ist es zweckmäßig, diese Bereichsnetze mit Anreizsystemen auszustatten,damit Zustandstelegramme schneller zu dem Prozeßrechner R1 gelangen.

Die Baumstruktur des Fernwirknetzes hat unter anderem den Vorteil, daß an jeder Zentralstation eine Telegrammregeneration stattfindet, so daß bei längeren Strecken bzw. über größere Entfernungen hin Zweidraht- bzw. Vierdrahtverstärker eingespart werden und dadurch auch die Stabilität erhöht wird. Es ist besonders vorteilhaft, die Abstände der Zentralstationen derart zu wählen, daß im Fernwirknetz keine Verstärker nötig sind.

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Die Nahtstelle zwischen Prozeßrechner R1 und Mensch wird besonders vorteilhaft durch eine graphische Anzeige realisiert, die den Zustand des Fernwirknetzes anzeigt. Steuerinformationen, die in das Fernwirknetz gasendet \^erden_s werden in diesem Fall zweckmäßigerweise mit Hilf© eines Lichtgriffels über einem geographischen Sichtgerät ausgelöste

Fig, 3 zeigt den Aufbau einer Bereiehszentrale oder Station einer Zentralstation* Die Schaltungsanordnung enthält zwei Mikrocomputer 1 und 2, wobei der Mikrocomputer 1 als Ablaufsteuerung die Telegramme auf .Seiten der Fernleitung 11 seriell sendet, empfängt und auswertets der Mikrocomputer 2 als Datenspeicher die Daten der Telegramme speichert und gegebenenfalls verarbeitet und sie über die Schnittstelle S seriell an die Schnittstelle S einer weiteren gleichartigen Schaltungsanordnung weitergibt oder Daten von der weiteren Schaltungsanordnung seriell empfängt und sie für den Mikrocomputer 1 zum Aussenden als Fernwirktelegramm bereithält. Der Mikrocomputer 1 enthält den Programmspeicher 13» den Timer 14, den Datenspeicher 16 und den Mikroprozessor 17, die an den Bus 15 angeschlossen sind» Der Mikrocomputer 2 enthält den Programmspeicher 23? den Timer 24, den Datenspeicher 26 und den Mikroprozessor 27, die am Bus 25 liegen«, Die Mikrocomputer 1 und 2 können in vorteilhafter Weise, beide für sich, für ihre speziellen Aufgaben programmiert werden«, Insbesondere führt der Mikrocomputer 1 irgendeinen Telegrammaustausch mit "anderen Stationen durch; Der Mikrocomputer 2 verarbeitet die Daten ψοώ, dem anderen Datenspeicher der Zentralstation oder vom Mikrocomputer 1 und gibt sie nach einer bestimmten Prozedur vielter.,

Der Datenaustausch zwischen den beiden Mikrocomputern

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1 und 2 erfolgt so, daß der serielle Daten- bzw. Telegrammfluß an den seriellen Schnittstellen der Mikrocomputer nicht gestört wird. Der Mikrocomputer 1 bestimmt den Zeitpunkt des Datenaustausches zwischen den Mikrocomputern 1 und 2. Die Daten werden byte- oder wortweise und in definierten Blöcken von mehreren Bytes übergeben. Da der Zeitpunkt der Datenabgabe und -annähme vom Mikrocomputer 1 bestimmt wird, haben die Interrupte Int1 und Int2 Priorität vor allen Interrupten des Mikrocomputers 2. Außerdem ist der Mikrocomputer 2 nach Auftreten eines Interruptes Int1 oder Int2 innerhalb einer bestimmten Zeit bereit, die Datenblöcke vom Mikrocomputer 1 anzunehmen oder an den Mikrocomputer 1 abzugeben.

Von der Fernleitung bzw. Leitung 11 kommt ein serielles Fernwirktelegramm entweder asynchron, wobei jedes Byte in einem Anlauf und Trennschritt verpackt ist oder entsprechend Fig. 2 synchron mit einem Datenblock von acht Bytes BD1 ... BD4, der mit einem Synchronbyte Syn beginnt und mit einem Byte K für die Fehlerkontrolle endet.

Der Peripherie-Baustein 12, z.B. vom Typ SAB 8251, dient als Serien-Parallelumsetzer. Er speichert das einlaufende Byte und bietet es parallel dem Prozessor 17 des Mikrocomputers 1 an, während das nächste Byte einläuft und zwischengespeichert wird. Ist das letztgenannte Byte eingelaufen, überschreibt es das vorhergehende Byte. Der Prozessor 17 im Mikrocomputer 1 muß also das n-te parallel anliegende Byte abholen, solange das n+1-te Byte einläuft, sonst wird es überschrieben.

Die im Mikrocomputer 1 gespeicherten Adress- und

VPA ⁸¹ P 6 '· 3 8 DE

Datenbytes eines Telegramms werden auf Parity-Fehler imd/oder über das Kontrollbyte auf Bitfehler untersucht. Bei Fehlerfreiheit ruft der Mikrocomputer 1 über Interrupt Int1 den Mikrocomputer 2 auf und gibt die fünf Bytes nacheinander, ^edes Byte mit einem Strobeimpuls Strobei versehen, über den Peripherie-Baustein 81 des Mikrocomputers 1, z.B. vom Typ SAB 8255» au. den Peripherie-Baustein 82 des Mikrocomputers 2, im genannten Beispiel ebenfalls vom Typ SAB

Mit dem Strobeimpuls wird das am Peripherie-Baustein 81 anliegende Byte in den Peripherie-Baustein 82 gespeichert und gibt für den Prozessor 62 des Mikrocomputers 2 einen Interrupt aus, der bis zum nächsten Strobeimpuls bedient werden muß, sonst wird das gespeicherte Byte vom nächsten Byte überschrieben.

Hat der Mikrocomputer alle fünf Bytes angenommen, so gibt der Peripherie-Baustein die Daten mikroprozessorgesteuert seriell-«STden-Datenspeicher weiter.

Während der Peripherie-Baustein 22 die Daten an den anderen Datenspeicher weitergibt, kann über Interrupt Int2 eine Anforderung nach Datenabgabe an den Mikrocomputer 1 gestellt werden. Hat der Mikrocomputer 2 keine Daten weiterzugeben, dann legt er an den Peripherie-Baustein 81 des Mikrocomputers 1 ein vorgegebenes Byte, z.B. das Byte FF hexadezimal an. Der Mikrocomputer 1 erkennt dies und nimmt seine Byteanforderung zurück. Bietet der Mikrocomputer 2 jedoch ein Byte an₅ das nicht gleich FF hexadezimal ist, so nimmt es der Mikrocomputer 1 an und fordert

JU

-25- VPA 81 P 6 * 3 8 OE

mit den Strobeimpulsen Strobe 2 die nächsten vier Bytes an· Diese insgesamt fünf Bytes sendet der Mikrocomputer 1 anschließend in einem Teigrammrahmen als Fernwirktelegramm aus und fordert über Interrupt Int2 die nächsten fünf Bytes an. Gibt der Mikrocomputer 2 das vorgegebene Byte, z.B. FF ab, so wird die Anforderung beendet.

Während der Mikrocomputer 2 die Byteanforderung des Mikrocomputers 1 bedient, kann er gleichzeitig die Datenübergabeprozedur vom oder zum anderen Datenspeicher abwickeln, da die parallele Übergabe von fünf Bytes vom oder zum Mikrocomputer 1 schneller ist als die zeitliche Dauer eines von oder zum anderen Datenspeicher laufenden seriellen Bytes.

Das serielle Byte hat bei einer üblichen Bitrate von 2400 Bit/s eine zeitliche Länge von 4,6 ms*, die Datenübergabe von fünf zeitlich aufeinander folgenden Bytes Jeweils parallel erfolgt, z.B. bei Verwendung des Peripherie-Bausteines SAB 8255, in etwa 360 us.

Entsprechend Fig. 3 sind die im Pufferspeicher enthaltenen Datenregister in zwei Peripherie-Bausteinen enthalten, mit denen die beiden Mikrocomputer versehen sind. Jeder der beiden Peripherie-Bausteine 81, 82 enthält je Übertragungsrichtung ein Register. Das Senderegister des einen ist jeweils mit dem Empfangsregister des anderen Mikrocomputers verbunden.

Andererseits kann jeder der beiden Peripherie-Bausteine für die Senderichtung ein Register enthalten oder es kann jeder der beiden Peripherie-Bausteine ein Register enthalten, wobei ein Register des einen Peripherie-Bausteines mit einem Register des anderen

-«- VPA SI P 6 4 3 8 OE

Peripherie-Bausteines verbunden ist. Im letztgenannten Fall ist bei Datenübergabe vom Mikrocomputer 1 zum Mikrocomputer 2 das Register des Mikrocomputers 1 auf Senden und das Register des Mikrocomputers 2 auf Empfang gesteuert. Bei Datenübergabe vom Mikrocomputer 2 zum Mikrocomputer 1 ist das Register des Mikrocomputers 2 auf Senden und das Register des Mikrocomputers 1 auf Empfang gesteuert.

Der Datenaustausch zwischen der Station und dem Mikroeomputer 2 wird zwischen längeren Pausen sehr schnell durchgeführt, da zwischen den beiden Mikrocomputern eine parallele Datenübergabe vorgesehen ist.

10 Patentansprüche
3 Figuren

IS

Leerseite

Claims (6)

1. . Patentansprüche

   -85- ¥PA B1 P B 4 3 8 DE

   f 1. iFarnwirkeinriehtung mit mehreren Bereichsnetzen, όϊθ jeweils eine Bereichszentrale und mehrere, über ©inen gemeinsamen Signalübertragungsweg an die Bereichs zentrale angeschlossene weitere Stationen enthalten raid für Abfragebetrieb oder Abfrage- und Anr@ig"betrieb ausgebildet sind und bei denen die Bereiehssentrale und dl© zugeordneten weiteren Stationen 3<bwb±1s mit wenigstens ©iner Adresse versehen sind und mit Hilfe von Fernwirktelegrammen in zweitlicher Folge Informationen austauschen j, wobei das aus den Bereichs-Bstzen msaiamsngesetzte Fernwirknetz Baunsstruktur hat, am Stamm des Fernwirknetzes eine als Hauptzentrale dieaead© Bsreishszentrale vorgesehen ist und die weiteren Bereichszentralen jeweils über eine Koppeleinrichtung mit einer der weiteren Stationen eines der weiteren -Bereiehsnetze gekoppelt sind, so daß sie zusammen mit der Koppeleinrichtung und der weiteren Station eine Zentralstation bilden, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zentralstation einerseits für jede der weiteren Stationen des eigenen Bereichsnetzes die einzelnen Meldungen lind ©ine SamDielinformation und andererseits Sammelinformationen aller über die betreffende Zentralstation erreichbaren weiteraa Zentralstationen speicherbar sind und daß die Sammelinforraationen jeweils als Telegramminhalte von der Bereichssentrale über die Koppeleinrichtung an die zugeordnete weitere Station übertragbar und in dieser weiteren Station als abrufbare Telegraraminhalt© speicherbar sind und daß mittels der Zentralstationen in d©r einen Übertragungsrichtung Steuertelegramme und Abfragstelegramme der Hauptzentrale und in der anderen Übertragungsrichtung Meldungstelegramme von Zentralstationen weiterleitbar sind.

   311059Q
2. 2. Fernwirkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß die Kopp el einrichtung zwei miteinander gekoppelte Datenspeicher enthält, von denen der eine an die Bereichszentrale und der andere an die weitere Station angeschlossen ist.
3. 3. Fernwirkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wenigstens einer der beiden Datenspeicher mit einer Einrichtung zur Datenverarbeitung versehen ist.
4. 4. Fernwirkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennz ei chnet, daß die Telegramme jeweils mehrere Adressenbereiche enthalten, von denen der eine jeweils die Adresse einer Bereichszentrale und ein weiterer jeweils die Adresse einer der weiteren Stationen enthält und daß die Zentralstationen derart ausgebildet sind , daß sie die Adressen der über die Zentralstation erreichbaren Bereichszentralen speichern und Steuertelegramme oder Abfragetelegramme abhängig von der Zentralstations-Adresse weiter oder blockieren.
5. 5. Fernwirkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen der

   über die Zentralstation erreichbaren weiteren Zentralstationen in der Zentralstation durch Auswertung der während eines vorgegebenen Zeitraumes empfangenen Sammelinformationen feststellbar sind. 30
6. 6. Fernwirkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennz ei chnet, daß bei den Zentralstationen bei Weiterleitung eines Abfragetelegramms der Hauptzentrale jeweils eine Vartezeitschaltung startbar ist, und daß die Zentral-

   31 1 b fe Ö ö

   Js^ t_m Bi P tu ί Il

   Stationen während der Wartezeit ia der ssiif trale weisenden ÜbertragungariefeiÄg Stil tung von Antworttelegrafrifflea
   gehalten sind.

   ' 7» Peraulrkeinrietrtusg zaaök iSJäöf^üeh 6 ^ ti Si ö ti s* e h g © k e η η ζ © i e Ja a & t * uäB die W jsacL· Abfrage der BetriebateiiötÖatid bei tielr f-Öri ststion ein Quittnasg

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   naag in ©inem Alt°M©ti'='?©f^agloiökDS^J

   g naek ftiii^M rtöi¹ iliiB|jrllfcikö ^ bis .7» d a d u r c h g a .is e rt u S ir ί ti H h ;4 t ₉ daß der gegenseitige.. Abstfirid .d^ä' iy

   derart gewählt ist, daß diu äiga,ü s"wischen den Zentraletatleaea f^ui van "Yüt sind.

   .9. Fernwirkeinrichtung naeia! tiflayki dö'r bis S₉ dadurch g ö k « H *1 ?, h i b daß "an^wenigstens einer Siöllo dbti fe'id zwischen den Datenspeich©ri;i üiteöi¹ ^OJdtrtlti^j Einrichtung (R5, R6) ßüS" Sttyfihfc^lig tüld/bileä^a fe*i·- Alls gäbe von Meldungen asgesekiöüMtiri iU'bi

   10o- Fernwirkeinpichttmg naefe, o^idH

   Ansprüche, d a d u r ο h if H !'υ H M ίί fei W ii. b Ii "·

   η e t j daß an t?snig;stcsföu üAäü l4üsⁱ¹ Öö^eitjiikJtiöMtfe'aieti ©ine Einrichtung (B) gur geeijMpkietiiiöJd iteiieruag mit Hilf© eines Lichtgriffels mayoselnloisuea ist»