DE3234787C2

DE3234787C2 - Überprüfbarer Datenempfänger

Info

Publication number: DE3234787C2
Application number: DE19823234787
Authority: DE
Inventors: Uwe Ing.(grad.) 3300 Braunschweig Nothdorf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-20
Filing date: 1982-09-20
Publication date: 1989-06-08
Also published as: DE3234787A1

Abstract

Der Datenempfänger (DE) schaltet im Normalbetrieb ihm zugeführte binäre Signale (D) an einen Datenverarbeiter (DV) weiter. Der Datenverarbeiter analysiert die ihm zugeführten Signale und leitet für die Funktionsprüfung des Datenempfängers hieraus Prüfsignale (PD) ab, die er über gesonderte Kanäle dem Datenempfänger zuführt. Dort bewirken die Prüfsignale die Ausgabe von zu den anliegenden binären Signalen (D) inversen Signalen (D). Dies geschieht durch Kurzschließen des Datenempfängereinganges bzw. Einspeisung dieses Eingangs mit einem von einem Prüfsignal abgeleiteten bzw. von diesem geschalteten Potential.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen in seinem Funktionsverhalten durch Prüfsignale überprüften Datenempfanger zum Aufnehmen und Fortschalten von eingangsseitigen binären Nutzsignalen an eine ausgangsseitige Datenverarbeitungseinrichtung, die die Reaktionen des Datenempfängers auf die von ihr veranlaßten Prüfsignale überwacht.

Aus der DE-AS 1690158 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. 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. Diskrepanz zwischen diesen beiden Schaltzuständen kann in der Zentrale auf eine Störung im Ausgabeteil der gesteuerten Station geschlossen werden.

Diese bekannte Einrichtung zur Funktionsprüfung von Melde- und Empfangseinrichtungen ist relativ aufwendig. Die Prüfinförmationen müssen sende- und empfangsseitig codiert bzw. decodiert und in An- und Abschaltsignale für Relais zum Steuern von Rückmeldeschaltmitteln umgesetzt werden. In entsprechender Weise 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.

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. Durch Äderberührungen und Fremdspannungseinfälle könnten ungewollt außerhalb des Prüfbetriebes die Schaltmittel ansprechen, über die während des Prüfbetriebes eine zwangsweise An- oder Abschaltung von Melderelais herbeigeführt wird.

Die Melderelais würden daraufhin reagieren und in der Zentrale tatsächlich nicht vorhandene Betriebszustände vortäuschen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung ist darin zu sehen, daß die Schaltmittel, die im Prüfbetrieb zum An- und Abschalten der Relais dienen, ihrerseits nicht auf Funktionsfähigkeit überwacht werden. So ist nicht auszuschließen, d£»ß z. B. diejenigen Schaltmittel, dia in der Prüfphase zum An- oder Abschalten von Melderelais dienen, bei Beendigung des Prüfbetriebes nicht wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgelangen und die Melderelais weiterhin beeinflussen. 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 ebenfalls wechseln. Dort wo eine solche Zwangsabhängigkeit nicht gegeben ist, ist das jeweilige Prüfergebnis mit

6Q einer gewissen Unsicherheit behaftet, weil nicht sichergestellt ist, daß die überprüfte Einrichtung nach Beendigung des Prüfbetriebes wieder in den Zustand zurückgelangt, in dem sie sich vor Beginn des Prüfbetriebes befunden hat.

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 Rück-Wirkungen mehr auf die jeweils überprüften Bausteine haben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen in seinem Funktionsverhalten durch Prüfsignale überprüfbaren Datenempfanger nach dem Oberbegriff ίο des Patentanspruches 1 zu schaffen, der in der Lage ist, ihm zugeführte binäre Nutzsignale oder hierzu inverse binäre Signale, die durch die Prüfsignale bedingt sind, auf einen gemeinsamen Ausgang durchzuschalten, wobei sichergestellt sein soll, daß sich innerhalb des Prüfbetriebes die Prüfsignale gegenüber den Nutz-Signalen durchsetzen. Der überprüfbare Datenempfanger soll darüber hinaus so beschaffen sein, daß für den Prüfbetrieb eine nur sehr geringe Unterbrechung des Nutzbetriebes erforderlich ist und daß vom Prüfbetrieb jederzeit wieder in den Nutzbetrieb übergegangen werden kann. Die Funktionsprüfung des Datenempfängers soll ohne Einbeziehung von Schaltmitteln oder Steuersignalen derjeweiligen Datenquelle erfolgen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein steuerbarer Schalter vorgesehen ist, dessen Schaltstrecke dem Eingang des Datenempfängers parallelgeschaltet ist und dessen Steuereingang von der Datenverarbeitungseinrichtung her mit Prüfsignalen zu belegen ist, die den steuerbaren Schalter einstellen und dabei für die Dauer der Einstellung den Datenempfanger kurzschließen.

Dort, wo es zulässig ist, im Prüfbetrieb anstelle von Nutzsignalen der Wertigkeite »0« 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 Ausfuhrung des überprüfbaren Datenempfängers läßt sich eine Funktionskontrolle sowohl bei einem Nutzsignal der Wertigkeit »1« als auch einem der Wertigkeit »0« herbeiführen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Datenempfanger und einen nachgeschaiteten Datenverarbeitcr, von dem aus der Datenempfanger überprüfbar sein soll und

Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Datenempfängers.

Der in Fig. 1 dargestellte Datenempfanger 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 Prüfsignale (PD) bedingten Signalen (D) an einen nachgeordneten Datenverarbeiter (DV) auf. Dieser Datenverarbeiter analysiert die ihm während des 6Q normalen Betriebes übermittelten Nutzsignale und leitet hieraus für die Funktionsprüfung des Datenempfängers ein Prüfsignal (PD) ab, das im Datenempfanger dazu führt, daß das bislang ausgegebene Nutzsigna] invertiert wird. Aus der Rückmeldung erkennt de/ Datenverarbeiter, daß bzw. ob der Datenempfanger auf das Prüfsignal hin ordnungsgerecht reagiert hat oder nicht.

Die Ausgabe von Prüfsignalen kann abhängig gemacht sein von einer bestimmten Wertigkeit der empfangenen Nutzinformation.

Der in Fig. 2 dargestellte nach der Erfindung ausgebildete überprüfbare Datenempfänger besteht im wesentlichen aus zwei Optokopplern OKI und OKI. De·· Optokoppler OATl dient zum Durchschalten eines ihm zugeführten binären Nutzsignals (D) auf seinen Ausgang. Bei einem binären Nutzsignal der Wertigkeit »0« ist die Empfangsdiode des Optokopplers OKI stromlos und der zugehörige Fototransistor hochohmig geschaltet. Am Ausgang des Optokopplers ist dann das über einen Widerstand RA anliegende positive Potential abgreifbar. Bei einem Nutzsignal der Wertigkeit »1« ist die Empfangsperiode des Optokopplers OKI stromdurchflossen und leuchtet für die Dauer dieses Nutzsignales auf. Hierdurch wird die Schaltstrecke des zugehörigen Fototransistors niederohmig geschaltet, so daß nunmehr am Ausgang d«s Datenempfängers Massepotential anliegt.

Um nun überprüfen zu können, ob der Optokoppler OATl ordnungsgerecht arbeitet oder nicht, analysiert der dem Datenempfanger nachgeschaltete Datenverarbeiter das ihm zugeführte Nutzsignal hinsichtlich seiner Wertigkeit und führt be: einem Nutzsignal der Wertigkeit »1« über einen gesonderten Prüfkanal dem zweiten Optokoppler OKI ein Prüfsignal (PDl) zu. Dieses Prüfsignal bewirkt ein Aufleuchten der Empfangsdiode des Optokopplers OKI und damit das Durchschalten des zugehörigen Fototransistors. Dieser Fototransistor ist den Eingangsklemmen der Empfangsdiode des Optokopplers OATl parallelgeschaltet. In seinem niederohmigen Schaltzustand schließt er die Empfangsdiode des Optokopplers kurz, so daß für die Dauer des Prüfsignals der Fototransistor des Optokopplers OKI wieder hochohmig wird und die Verbindung zwischen Ausgang des Datenempfängers und Masse auftrennt. Bei ordnungsgerechtem Funktionsverhalten des Datenempfangers ist dann für die Dauer des Prüfbetriebes am Ausgang des Datenempfängers wieder positives Potential abgreifbar.

Im unteren Teil der Fig. 2 sind diejenigen Schaltmittel dargestellt, die für die Funktionsprüfung des Datenempfangers bei einem anliegenden Nutzsignal der Wertigkeit »0« erforderlich sind. Diese Schaltmittel bestehen im wesentlichen aus einem Wandler W, der von der Verarbeitungseinrichtung her über einen weiteren Prüfkanal mit einem weiteren Prüfsignal (PDl) beschickt wird und daraufhin ausgangsseitig Potential abgibt. Seine Aingangsleitungen sind den Eingangsklemmen der duch die Nutzsignale steuerbaren Erapfangsdiode des Optokopplers OKI parallelgeschaltet. Füi die Dauer des weiteren Prüfbetriebes wird diese Leuchtdiode über den Wandler W angeschaltet und veranlaßt damit das Aufschalten von Massc-potential an die Ausgangsleitung des Datenempfangers. Um Rückwirkungen zwischen den Nutzsignalen und dem vom Wandler W geschalteten Potential zu vermeiden, sind in die Zuleitungen für die Nutzsignaie und das über den Wandler W zugeführte Potential Entkopplungsdioden E geschaltet; zur Strombegrenzung sind in diese Zuleitungen ferner Begrenzungswiderstände R geschalte!. Das Absetzen des durch die weiteren Prüfsignale (PDl) gesteuerten Wsnd'ers von den beiden Optokopplern des Datenempfangers durch eine gestrichelte Linie soll andeuten, daß dieser Wandler nur dort vorzusehen ist, wo es systembedingt zulässig ist, ein Nutzsignal der Wertigkeit »0« durch ein Prüfsignal der Wertigkeit»!«

zu überblenden.

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 Datenempfanger sofort wieder bereit zur Weitergabe von Nutzsignalen. 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 PDi bzw. PDl, durch, ohne daß es hierzu irgendwelcher weiterer Schaltmaßnahmen bedarf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. In seinem Funktionsverhalten durch Prüfsignale überprüfbarer Datenempfanger zum Aufnehmen und Fortschalten von eingangsseitigea binären Nutzsignalen an eine ausgangsseitige Datenverarbeitungseinrichtung, die die Reaktionen des Datenempfängers auf die von ihr veranlaßten Prüfsignale überwacht, dadurch gekennzeichnet, daß ein steuerbarer Schalter {OKI} vorgesehen ist, dessen Schaltstrecke dem Eingang des Datenempfängers (.OKI) parallelgeschaltet ist und dessen Steuereingang von der Datenverarbeitungseinrichtung (Z)F) her mit Prüfsignalen (FDl) zu belegen ist, die den steuerbaren Schalter (OKI) einstellen und dabei für die Dauer der Einstellung den Datenempfanger (OKI) kurzschließen.

2. Überprüfbarer Datenempfanger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenempfanger zum Fortschalten der binären Nutzsignale (D) einen Optokoppler (OKI) aufweist und daß zum Kurzschließen der Empfangsdiode dieses Optokopplers ein weiterer durch das Prüfsignal (H)V) der Datenverarbeitungseinrichtung einstellbarer Optokoppler (OKI) vorgesehen ist, dessen Schaltstrecke der Empfangsdiode des ersten Optokopplers parallelgeschaltet ist.

3. Überprüfbarer Datenempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (W, zum Beaufschlagen des Eingangs des Datenempfängers für die binaren Nutzsignale mit einem von einem weiteren Prüfsignal (PDl) abgeleiteten Potential vorgesehen rad.

4. Überprüfbarer Datenempfanger nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe des Prüfsignals bzw. des weiteren Prüfsignals (FDl, PDl) durch die Datenverarbeitungseinrichtung von der Wertigkeit (»1«, »0«) des vom Datenempfanger jeweils empfangenen binären Nutzsignals (D) abhängig gemacht ist.

5. Überprüfbarer Datenempfanger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zuführen des Prüfsignals und des weiteren Prüfsignals (FDU PDl) gesonderte Prüfdatenkanäle vorgesehen sind.