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Überprüfbarer Datenempfänger
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Die Erfindung bezieht sich auf einen überprüfbaren Datenempfänger
zum bedarfsweisen Durchschalten eines auf einem Eingang anliegenden binären Nutzsignales
bzw. zum Durchschalten eines hierzu inversen binären Signales, das durch ein dem
Datenempfänger zuführbares Prüfsignal bedingt ist, auf einen gemeinsamen Ausgang.
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Aus der DE-AS 16 90 158 ist eine Einrichtung zum Prüfen des ordnungsgerechten
Betriebsverhaltens von Abgabe- und Empfangseinrichtungen für Meldungen und Kommandos
in Fernwirkanlagen bekannt, bei der die üblicherweise von einer gesteuerten Stelle
an eine Zentrale übermittelten Nutzinformationen, z.B. Schalterstellungsmeldungen,
während eines Prüfbetriebes abgeschaltet und durch andere Informationen ersetzt
werden.
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Dies geschieht in der Weise, daß von der Zentrale ausgesandte Prüfinformationen
in der gesteuerten Stelle angeordnete Schaltmittel einstellen, die ihrerseits diejenigen
Schaltmittel, welche die Nutzinformationen ausgeben, unabhängig von ihrem jeweiligen
Schaltzustand an Spannung legen und zu einem späteren Zeitpunkt zwangsweise abschalten.
Hierdurch werden diese Schaltmittel nacheinander in den einen und in den anderen
Schaltzustand gesteuert, wobei sie Rückmeldungen entsprechend ihrem jeweiligen Schaltzustand
an die Zentrale übermitteln. Dort wird der jeweils übermittelte Schaltzustand der
Schaltmittel mit dem jeweils erwarteten Schaltzustand verglichen; aus einer evtl.
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Diskrepanz zwischen diesen beiden Schaltzuständen
kann
in der Zentrale auf eine Störung im Pusgabetell der gesteuerten Station geschlossen
werden.
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Diese bekannte Einrichtung zur Funktionsprüfung von Melde- und Empfangseinrichtungen
ist relativ aufwendig.
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Die Prüfinformationen müssen sende- und empfangsseitig codiert bzw.
decodiert und in An- und Abschaltsignale für Relais zum Steuern von Rückmeldeschaltmitteln
umgesetzt werden. In entsprechenderWeise müssen auch die Rückmeldesignale codiert
und wieder decodiert werden. Von Nachteil ist ferner, daß durch das Hin- und Herübertragen
von Kommandos und Meldungen sowie das An- und Abschalten von Anschalt-, Zwischen-,
Melde-und Auswerterelais für den Prüfbetrieb eine relativ lange Zeit zur Verfügung
gestellt werden muß, in der keine weiteren Kommandos und Meldungen abgesetzt werden
können.
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Die bekannte Einrichtung zur Funktionsprüfung von Melde- und Empfangseinrichtungen
hat ferner den Nachteil, daß sie nicht überall zur Anwendung kommen kann, nämlich
insbesondere dort nicht, so sichergestellt sein muß, daß durch einen beliebigen
Defekt keine Informationen vorgetäuscht werden dürfen, die für den jeweils gesteuerten
oder überwachten Prozeß gefährlich sein können. Als gefährlich werden solche Informationen
angesehen, die einen relativ gefahrlosen Prozeßzustand kennzeichnen bzw. bedingen;
dies ist üblicherweise der spannungsbehaftete Zustand, d.h. ein binäres Signal der
Wertigkeit "1". Wenn nun Schaltmittel vorgesehen sind, über die während des Prüfbetriebes
eine zwangsweise An- oder Abschaltung von Melderelais herbeigeführt wird, dann ist
nicht mit Sicherheit auszuschliessen, daß nicht beispielsweise durch Aderberührungen
ocer
Fr#mdspannungseinfälle diese Melderelais auch auf?.erhalb des Prüfbetriebes ansprechen
können und an den jeweiligen Datenempfänger, z.B. die Zentraler Informationen übertragen,
die dort einen gefahrlosen Zustand des Prozesses vortäuschen.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung ist darin zu sehen,
daß die Schaltmittel, die im Prüfbezum An- und Abschalten der Relais dienen, ihrerseits
nicht auf Funktionsfähigkeit überwacht werden. So ist nicht auszuschließen, daß
z.B. diejenigen Schaltmittel, die in einer ersten Prüfphase zum An- oder Abschalten
von Melderelais dienten, spätestens bei Beendigung des Prüfbetriebes wieder in ihre
Ausgangsstellung zurückgelangen, so daß die Melderelais dann allein von den sie
steuernden Uberwachungsschaltmitteln beeinflußt werden. Vielmehr verläßt man sich
bei der bekannten Einrichtung durch Verwendung von Relais mit zwangsgeführten Kontakten
darauf, daß beim zwangsweisen Anschalten von Melderelais die zuvor wirksamen Schaltmittel
zum zwangsweisen Abschalten dieser Relais wieder wechseln. Dort wo eine solche Zwangsabhängigkeit
nicht gegeben ist, ist das jeweilige Prüfergebnis mit einer geweissen Unsicherheit
behaftet, weil nicht sichergestellt ist, daß die überprüft Einrichtung nach Beendigung
des Prüfbetriebes wieder in den Zustand zurUckgelangt, in dem sie sich vor Beginn
des Prüfbetriebes befunden hat.
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Bei der zunehmenden Steuerung von Prozessen mit Hilfe von Datenverarbeitungsanlagen,
insbesondere Mikrocomputern, besteht daher Bedarf an einer Einrichtung, über die
gezielt einzelne Melde- und Empfangsbausteine
ggf. abhängig von
der Wertigkeit der ihnen zugeführten Nutzsignale auf ihre Funktionsfähigkeit hin
überprüft werden können und bei der sichergestellt ist, daß die übermittelten Prüfsignale
nach Beendigung des Prüfbetriebes keine Rückwirkungen mehr auf die jeweils überprüften
Baustein haben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen überprüfbaren
Datenempfänger zu schaffen, der in der Lage ist, entweder ihm zugeführte binäre
Nutzsignale oder hierzu inverse binäre Signale, die durch dem Datenempfänger zuführbare
Prüfsignale bedingt sind, auf einen gemeinsamen Ausgang durchzuschalten und der
dabei so beschaffen ist, daß er die vorstehend genannten Bedingungen erfüllt. Der
überprüfbare Datenempfänger soll darüber hinaus so beschaffen sein, daß für den
Prüfbetrieb eine nur sehr geringe Unterbrechung des Nutzbetriebes erforderlich ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein von dem am Eingang
für die binären Nutzsignale abgreifbaren Potential gespeister Schalter vorgesehen
ist, der durch ein Prüfsignal einstellbar ist und dabei den Eingang für die binären
Nutzsignale kurzschließt.
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Dort wo es zulässig ist, im Prüfbetrieb anstelle von Nutzsignalen
der Wertigkeit O Signale der Wertigkeit "1" auszugeben, sind nach einer Weiterbildung
der Erfindung Schaltmittel zum Beaufschlagen des Eingangs des Datenempfängers für
die binären Nutzsignale mit einem von einem weiteren Prüfsignal abgeleiteten Potential
vorgesehen. Bei einer solchen Ausführung des überprüfbaren Datenempfängers läßt
sich eine Funktionskontrolle sowohl bei einem Nutzsignal der Wertigkeit "1"
als
auch einem der Wertigkeit "O" herbeiführen.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Figur 1 der Zeichnung zeigt einen Datenempfänger und einen nachgeschalteten
Datenverarbeiter, von dem aus der Datenempfänger überprüfbar sein soll und Figur
2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenempfängers.
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Der in Figur 1 dargestellte Datenempfänger DE weist zwei voneinander
unabhängige Eingänge für binäre Nutzsignale (D) und binäre Prüfsignale (PD) sowie
einen gemeinsamen Ausgang zum Übermitteln von Nutzsignalen(D) und von diesen verschiedenen,
durch die Prüsignale (PD) bedingten Signalen (D) an einen nachgeordneten Datenverarbeiter
(DV) auf. Dieser Datenverarbeiter analysiert die ihm während des normalen Betriebes
übermittelten Nutzsignale und leitet hieraus für die Funktionsprüfung des Datenempfängers
ein Prüfsignal (PD) ab, das im Datenempfänger dazu führt, daß das bislang ausgegebene
Nutzsignal invertiert wird. Aus der Rückmeldung erkennt der Datenverarbeiter, daß
bzw. ob der Datenempfänger auf das Prüfsignal hin ordnungsgerecht reagiert hat oder
nicht.
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Die Ausgabe von Prüfsignalen kann abhängig gemacht sein von einer
bestimmten Wertigkeit der empfangenen Nutzinformation.
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Der in Figur 2 dargestellte nach der Erfindung ausgebildete überprüfbare
Datenempfänger besteht im
wesent#rn'chen aus zwei Optokopplern öKI
und 0erz. Der Optokoppler OK1 dient zum Durchschalten eines ihm zugeführten binären
Nutzsignales (D) auf seinen Ausgang.
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Bei einem binären Nutzsignal der Wertigkeit "O" ist die Empfangsdiode
des Optokopplers OK1 stromlos und der zugehörige Fototransistor hochohmig geschaltet.
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Am Ausgang des Optokopplers ist dann das über einen Widerstand RA
anliegende positive Potential abgreifbar.
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Bei einem Nutzsignal der Wertigkeit "1" ist die Empfangsdiode des
Optokopplers #K1 stromdurchflossen und leuchtet für die Dauer dieses Nutzsignales
auf. Hierdurch wird die Schaltstrecke des zugehörigen Fototransistors niederohmig
geschaltet, so daß nunmehr am Ausgang des Datenempfängers Massepotential anliegt.
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Um nun überprüfen zu können, ob der Optokoppler OK1 ordnungsgerecht
arbeitet oder nicht, analysiert der dem Datenempfänger nachgeschaltete Datenverarbeiter
das ihm zugeführte Nutzsignal hinsichtlich seiner Wertigkeit und führt bei einem
Nutzsignal der Wertigkeit 1 über einen gesonderten Prüfkanal dem zweiten Optokoppler
OK2 ein Prüsignal (PD1) zu. Dieses Prüfsignal bewirkt ein Aufleuchten der Empfangsdiode
des Optokopplers OK2 und damit das Durchschalten des zugehörigen Fototransistors.
Dieser Fototransistor ist den Eingangsklemmen der Empfangsdiode des Optokopplers
OK1 parallelgeschaltet. In seinem niederohmigen Schaltzustand schließt er die Empfangsdiode
des Optokopplers kurz, so daß für die Dauer des Prüfsignals der Fototransistor des
Optokopplers OK1 wieder hochohmig wird und die Verbindung zwischen Ausgang des Datenempfängers
und Masse auftrennt. Bei ordnungsgerechtem Funktionsverhalten des Datenempfängers
ist dann für die Dauer des Prüfbetriebes am Ausgang des Datenempfängers
ir
itio# Potential abreifbai~, Im unteren Teil der Figur 2 sind diejenigen Schaltmittel
dargestellt, die für die Funktionsprüfung des Datenempfängers bei einem anliegenden
Nutzsignal der Wertigkeit "O" erforderlich sind. Diese Schaltmittel bestehen im
wesentlichen aus einem Wandler W, der von der Verarbeitungseinrichtung her über
einen weiteren Prüfkanal mit einem weiteren Prüfsignal (PD2) beschickt wird und
daraufhin ausgangsseitig Potential abgibt. Seine Ausgangsleitungen sind den Eingangsklemmen
der durch die Nutzsignale steuerbaren Empfangsdiode des Optokopplers OK1 parallelgeschaltet.
Für die Dauer des weiteren Prüfbetriebes wird diese Leuchtdiode über den Wandler
W angeschaltet und veranlaßt damit das Aufschalten von Massepotential an die Ausgangsleitung
des Datenempfängers. Um Rückwirkungen zwischen den Nutzsignalen und dem vom Wandler
W geschalteten Potential zu vermeiden, sind in die Zuleitungen für die Nutzsignale
und das über den Wandler W zugeführte Potential Entkopplungsdioden E geschaltet;
zur Strombegrenzung sind in diese Zuleitungen ferner Begrenzungswiderstände R geschaltet.
Das Absetzen des durch die weiteren Prüfsignale (PD2) gesteuerten Wandlers von den
beiden Optokopplern des Datenempfängers durch eine gestrichelte Linie soll andeuten,
daß dieser Wandler nur dort vorzusehen ist, wo es systembedingt zulässig ist, ein
Nutzsignal der Wertigkeit "O" durch ein Prüfsignal der Wertigkeit 1 zu überblenden.
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Der erfindungsgemäße Datenempfänger gestattet eine außerordentlich
rasche Funktionsprüfung seines Ein-und Ausgabeschaltmittels, weil diese Schaltmittel
durch
die Prüfsignale quasi direkt steuerbar sind~ Nach beendigung
des Prüfbetriebes ist der Datenempfänger sofort wieder bereit zur Weitergabe von
Nutzsignalen.
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Die Nutzsignale liegen auch während des Prüfbetriebes am Eingang des
Datenempfängers an und setzen sich sofort nach Abschalten des Prüfbetriebes, d.h.
Ausbleiben der Prüfsignale PD1 bzw. PD2, durch, ohne daß es hierzu irgendwelcher
weiterer Schaltmaßnahmen bedarf.
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5 Patentansprüche 2 Figuren