DE3301821C2

DE3301821C2 -

Info

Publication number: DE3301821C2
Application number: DE19833301821
Authority: DE
Inventors: Christoph Ing.(Grad.) 3300 Braunschweig De Zeller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-01-20
Filing date: 1983-01-20
Publication date: 1991-11-07
Also published as: DE3301821A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device according to Preamble of claim 1.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 31 05 103 bekannt. Sie dient dort zur Eingabe von Daten in Rechner und Datenprozessoren. Die Eingabevorrichtung besteht aus einer im wesentlichen transparenten Tafel mit darauf in einem Raster angeordneten als Taster fungierenden Sensoren. Diese Sensoren bestehen ebenfalls aus einem im wesentlichen transparenten Werkstoff. Sie lassen damit den Blick frei auf an der Rückseite der Platte auf beliebige Weise, beispielsweise durch Zeichenprojektion darstellbare Kennzeichnungen. Die einzelnen Sensoren bilden die Koppelpunkte einer aus Zeilen- und Spaltenleitungen bestehenden Schaltmatrix. Die einzelnen Koppelpunkte werden durch eine Ansteuer- und Auswerteschaltung im Zeitmultiplex-Betrieb angesteuert. Ist einer der Sensoren durch Berührung oder anderweitige Markierung aktiviert, so erkennt dies die Auswerteschaltung beim Ansteuern des betreffenden Koppelpunkts, weil die Kopplung zwischen der diesem Koppelpunkt zugeordneten Zeilen- und Spaltenleitung deutlich verschieden ist von der Kopplung zwischen den Zeilen- und Spaltenleitungen bei unbeeinflußtem Sensor.Such a device is for example from the DE-OS 31 05 103 known. It is used to enter Data in computers and data processors. The input device consists of an essentially transparent Blackboard with a grid arranged on it as a button functioning sensors. These sensors also exist made of an essentially transparent material. they leave the view at the back of the Plate in any way, for example by projection of characters representable markings. The single ones Sensors form the crosspoints of a line and Column lines existing switching matrix. The single ones Crosspoints are through a control and evaluation circuit Controlled in time-division multiplex operation. Is one the sensors by touching or otherwise marking them activated, this is recognized by the evaluation circuit at Activate the relevant crosspoint because the coupling between the line and column line is significantly different from the coupling between the row and column lines with unaffected Sensor.

Wenn auch die Technik bei der zeitmultiplexen Abfrage der einzelnen Sensoren eines Sensorfelds als ausgereift anzusehen ist, so sind sporadisch auftretende Fehler bei der Ortung aktivierter Sensoren grundsätzlich nicht auszuschließen. Solche Fehler können beispielsweise durch von außen her auf die Ansteuer- und Auswerteschaltungen wirkende elektromagnetische Störungen verursacht sein, die beispielsweise zu Adressierungsfehlern beim Aufrufen der einzelnen Sensoren führen. Ein solcher Adressierungsfehler hat Auswirkung auf den zeitmultiplexen Aufruf eines Sensorelements, nicht jedoch auf die Auswertung der Sensormarkierung. Die Auswerteschaltung ordnet daher einem von ihr als markiert erkannten Sensorpunkt eine Solladresse zu, die auf Grund des Adressierungsfehlers aber verschieden ist von der Ist-Adresse des aktivierten Sensors. Die Folge davon ist, daß die Auswerteschaltung einen tatsächlich nicht betätigten Sensor als betätigt erkennt und hieraus einen tatsächlich nicht gewollten Steuerbefehl ableitet. Eine solche denkbare Fehlbewertung einer Bedienungshandlung muß mindestens dort ausgeschlossen werden können, wo über das Bedienfeld auch Steuerbefehle ausgegeben werden können, die ohne weitere Analyse und Sicherung an den Prozeß ausgegeben werden und dort ggf. zu Gefährdungen führen können. Ein solcher Fall ist beispielsweise im Eisenbahnsicherungswesen bei der Steuerung des Eisenbahnverkehrs gegeben. So ist z. B. zu gewährleisten, daß bei der Eingabe von Stellaufträgen in die Steuerungsebene eines Stellwerks Ortungsfehler der vorgenannten Art mit Sicherheit auszuschließen sind, weil derartige Ortungsfehler nicht in jedem Fall durch die Sicherungsebene des Stellwerks abgefangen werden können.If only the technology with the time-multiplexed query of the individual sensors of a sensor field as mature can be seen, there are sporadic errors the detection of activated sensors cannot be ruled out. Such errors can be caused, for example, by from the outside to the control and evaluation circuits acting electromagnetic interference may be caused, for example addressing errors when calling the individual Sensors. Such an addressing error has an effect on the time-multiplexed call of a sensor element, but not on the evaluation of the sensor marking. The evaluation circuit assigns one to her as marked as marked Sensor point to a target address due to the addressing error but is different from the actual address of the activated sensor. The consequence of this is that the evaluation circuit a sensor that is actually not actuated as actuated recognizes and from this one actually not wanted Derives control command. Such a possible misjudgment of a Operation must be excluded at least there control commands can also be issued via the control panel can be sent to the customer without further analysis and backup Process are issued and possibly lead to hazards there can. Such a case is, for example, in the railway safety system given in the control of rail traffic. So z. B. to ensure that when entering positioning orders location errors in the control level of a signal box of the aforementioned type can be excluded with certainty, because such location errors are not always caused by the Interlocking level of the signal box can be intercepted.

Aus der GB 20 59 657 A ist ein Bedienfeld mit einer Vielzahl von im Raster angeordneten berührungsempfindlichen Sensoren bekannt, bei dem eine Auswerteeinrichtung einen aktivierten Sensor nur dann als aktiviert ansieht, wenn sie ihn in mehreren aufeinanderfolgenden Abfrage- und Bewertungszyklen übereinstimmend als betätigt erkennt. Durch diese Maßnahme lassen sich Ortungsfehler durch nur kurzzeitig wirkende Störeinflüsse weitgehend vermeiden; Ortungsfehler durch länger einwirkende Störeinflüsse können nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden, dann nämlich nicht, wenn die Störeinflüsse über mehrere Abfrage- und Bewertungszyklen unverändert andauern.From GB 20 59 657 A is a control panel with a variety of touch-sensitive sensors arranged in a grid is known in which an evaluation device an activated Sensor only considers activated if it is used in several consecutive polling and evaluation cycles recognizes as actuated. This measure can be Location errors largely due to interferences that only have a short-term effect avoid; Location errors due to longer-lasting interference cannot be excluded with certainty then not if the interference influences over several query and assessment cycles remain unchanged.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß Ortungsfehler als solche erkannt und damit in ihrer Auswirkung auf den Prozeß eliminiert werden können. The object of the present invention is a device to train according to the preamble of claim 1, that location errors are recognized as such and thus in their impact on the process can be eliminated.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention solves this problem by the characterizing Features of claim 1. Advantageous Training of the device according to the invention are in specified in the subclaims.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt schematisch eine Bedieneinrichtung zur Vorgabe von Steuerbefehlen für eine beliebige Prozeßsteuerung. Die Bedieneinrichtung besteht aus einem Sensorfeld mit an sich bekannten, durch Berühren oder anderweitiges Markieren aktivierbaren Sensoren SE 00 bis SE 2n. Diese Sensoren bilden die Koppelpunkte eines aus Zeilenleitungen Z0 bis Z1 und Spaltenleitungen S0 bis Sn bestehenden Netzwerks; die erste Ziffer der den Sensoren beigegebenen Zeichnungen kennzeichnet die jeweilige Zeilenleitung und die zweite Ziffer die Spaltenleitung, an die die Sensoren angeschlossen sind.The drawing shows schematically an operating device for specifying control commands for any process control. The operating device consists of a sensor field with sensors SE 00 to SE 2 n which are known per se and can be activated by touching or otherwise marking. These sensors form the coupling points of a network consisting of row lines Z 0 to Z 1 and column lines S 0 to Sn; the first digit of the drawings attached to the sensors identifies the respective row line and the second digit the column line to which the sensors are connected.

Zum Feststellen eines aktivierten Sensors dienen Schaltmittel, welche die einzelnen Sensoren im Zeitmultiplex- Verfahren über ihre zugehörigen Zeilen- und Spaltleitungen ansteuern und beim Aufrufen der einzelnen Koppelpunkte die Kopplung zwischen den betreffenden Leitungen überwachen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getroffen, daß ein Abfragesignalgenerator ASG nacheinander an die einzelnen Zeilenleitungen Z0 bis Z2 eine beispielsweise hochfrequente Spannung legt und daß während der Anschaltung der einzelnen Zeilenleitungen eine Schalteinrichtung SEG A nacheinander sämtliche Spaltenleitungen S0 bis Sn abtastet und auf von den Zeilenleitungen eingekoppelte Spannungen überwacht. Ist nämlich einer der Sensoren entweder durch Betätigen von Hand oder anderweitige Markierung aktiviert worden, so ist die dann feststellbare Kopplung zwischen den dem jeweils aktivierten Sensor zugeordneten Zeilen- und Spaltenleitungen deutlich verschieden von der Kopplung dieser Leitungen im unbeeinflußten Zustand des Sensors. Beim Feststellen einer derartigen Kopplungsänderung setzt die Schalteinrichtung SEG A eine die von ihr jeweils angeschaltete Spaltenleitung bezeichnende Meldung MA an eine zugehörige Auswerteschaltung AWS A ab. Über diese Auswerteschaltung erfolgt die Ansteuerung sowohl des Abfragesignalgenerators ASG als auch der Schalteinrichtung SEG A zur zeitmultiplexen Ansteuerung der einzelnen Koppelpunkte. Hierzu vermittelt die Auswerteschaltung dem Abfragesignalgenerator die Adresse ADR Z der jeweils anzuschaltenden Zeilenleitung und der Schalteinrichtung SEG A die Adresse ADR SA der jeweils anzuschaltenden Spaltenleitung. Aus der Kenntnis der dem Abfragesignalgenerator mitgeteilten Zeilenadressen und der im Zeitpunkt der Meldungsabgabe von der Schalteinrichtung SEG A jeweils abgefragten Spaltenleitung bestimmt die Auswerteschaltung AWS A, bei welchem Sensor sich die Kopplung in charakteristischer Weise geändert hat. Den jeweils ermittelten Sensor meldet die Auswerteschaltung AWS A an einen zugehörigen Prozessor COSY A zur weiteren Behandlung weiter. Die Auswerteeinrichtung AWS A kann auch Bestandteil dieser weiteren Datenverarbeitungseinrichtung sein.Switching means are used to determine an activated sensor, which control the individual sensors in time-division multiplexing via their associated row and gap lines and monitor the coupling between the lines concerned when the individual coupling points are called up. In the present exemplary embodiment, the arrangement is such that an interrogation signal generator ASG applies, for example, a high-frequency voltage to the individual row lines Z 0 to Z 2 and that a switching device SEG A sequentially scans and opens all the column lines S 0 to Sn during the connection of the individual row lines Voltages coupled in from the row lines are monitored. If one of the sensors has been activated either by manual actuation or other marking, the coupling that can then be determined between the row and column lines assigned to the respectively activated sensor is clearly different from the coupling of these lines in the unaffected state of the sensor. When such a change in coupling is ascertained, the switching device SEG A sends a message MA, which designates the column line it has switched on, to an associated evaluation circuit AWS A. This evaluation circuit controls both the interrogation signal generator ASG and the switching device SEG A for time-multiplexed control of the individual coupling points. For this purpose, the evaluation circuit provides the interrogation signal generator with the address ADR Z of the row line to be connected in each case and the switching device SEG A with the address ADR SA of the column line to be connected in each case. From the knowledge of the row addresses communicated to the interrogation signal generator and the column line queried by the switching device SEG A at the time of the message, the evaluation circuit AWS A determines the sensor in which the coupling has changed in a characteristic manner. The AWS A evaluation circuit reports the sensor determined in each case to an associated processor COZY A for further treatment. The evaluation device AWS A can also be part of this further data processing device.

Wenn aufgrund eines Adressierungsfehlers vom Abfragesignalgenerator ASG eine andere Zeilenleitung angeschaltet ist als von der Auswerteschaltung AWS A vorgegeben, wenn die Schalteinrichtung SEG A die im Zeitpunkt der Meldungsaufgabe aufgeschaltete Spaltenleitung falsch klassifiziert oder wenn die an die Auswerteschaltung ASW A übermittelte Meldung MA fehlerbehaftet oder in der Auswerteschaltung falsch interpretiert wird, so bestimmt die Auswerteschaltung beim Empfang einer Meldung MA einen Sensor als betätigt, der tatsächlich gar nicht betätigt ist. Um ein solches Fehlverhalten der Schaltmittel zum Feststellen aktivierter Sensorelemente erkennen zu können und damit Auswirkungen auf den Prozeß zu vermeiden, ist erfindungsgemäß neben der Auswerteschaltung AWS A eine weitere Auswerteschaltung AWS B vorgesehen. Diese Auswerteschaltung steuert in gleicher Weise wie die andere Auswerteschaltung AWS A, aber unabhängig von dieser über eine ihr zugeordnete Schalteinrichtung SEG B die einzelnen Spaltenleitungen S0 bis Sn der Schaltmatrix nacheinander an. Die Schalteinrichtung SEG B prüft dabei in gleicher Weise wie die andere Schalteinrichtung SEG A, ob sich an dem elektrischen Zustandsbild der Spaltenleitung etwas ändert. Registriert die Schalteinrichtung SEG B eine Änderung des Zustandsbilds, beispielsweise das Ansteigen der Spannung auf einer Spaltenleitung über einen gegebenen Schwellwert hinaus, so gibt sie genau wie die Schalteinrichtung SEG A eine entsprechende Meldung MB an die ihr zugeordnete Auswerteschaltung AWS B. Die Kenntnis über die zum Zeitpunkt der Meldungsabgabe jeweils angeschaltete Zeilenleitung erhält die Auswerteschaltung AWS B von einem Codewandler CS, der an die Zeilenleitungen angeschlossen ist und ausgangsseitig ein Adressensignal ADR Z* über die vom Abfragesignalgenerator abgibt. Die Auswerteschaltung AWS B analysiert die ihr von der zugehörigen Schalteinrichtung und vom Codewandler zugeführten Spalten- und Zeilenadressen und bestimmt hieraus den jeweils aktivierten Sensor. Das Ermittlungsergebnis gibt die Auswerteschaltung an eine zugehörige Verarbeitungseinrichtung COSY B weiter.If, due to an addressing error, the interrogation signal generator ASG has switched on a different line than that specified by the evaluation circuit AWS A, if the switching device SEG A incorrectly classifies the column line that was activated at the time the message was submitted, or if the message MA transmitted to the evaluation circuit ASW A contains errors or in the evaluation circuit is interpreted incorrectly, the evaluation circuit determines, when receiving a message MA, that a sensor is actuated that is actually not actuated at all. In order to be able to recognize such a malfunction of the switching means for determining activated sensor elements and thus to avoid effects on the process, according to the invention, in addition to the evaluation circuit AWS A, a further evaluation circuit AWS B is provided. This evaluation circuit controls the individual column lines S 0 to Sn of the switching matrix one after the other in the same way as the other evaluation circuit AWS A, but independently of the latter via a switching device SEG B assigned to it. The switching device SEG B checks in the same way as the other switching device SEG A whether something changes in the electrical status of the column line. If the switching device SEG B registers a change in the status picture, for example the voltage on a column line rises above a given threshold value, then, just like the switching device SEG A, it sends a corresponding message MB to the evaluation circuit AWS B assigned to it When the message line that is switched on is sent, the evaluation circuit AWS B receives a code converter CS, which is connected to the line lines and outputs an address signal ADR Z * on the output side by means of the interrogation signal generator. The evaluation circuit AWS B analyzes the column and row addresses supplied to it by the associated switching device and by the code converter and uses this to determine the respectively activated sensor. The evaluation circuit forwards the result of the determination to an associated processing device COZY B.

Wenn infolge eines Adressierungsfehlers beispielsweise der Abfragesignalgenerator ASG eine Zeilenleitung bespielt, die verschieden ist von der von der Auswerteschaltung AWS A vorgegebenen Zeilenleitung, so bestimmt diese Auswerteschaltung beim Zuführen eines entsprechenden Meldekennzeichens MA unter Berücksichtigung der von ihr an den Abfragesignalgenerator übermittelten Solladresse ADR Z einer Zeilenleitung ein Sensorelement als aktiviert, das tatsächlich nicht aktiviert ist. Dagegen bestimmt die Auswerteschaltung AWS B aus der Kenntnis der ihr vom Codewandler CS zugeführten Ist-Adresse ADR Z* der vom Abfragesignalgenerator tatsächlich bespielten Zeilenleitung und aus der Kenntnis der vom zugehörigen Schaltgerät SEG B jeweils angeschalteten Spaltenleitung das tatsächlich aktivierte Sensorelement. Durch einen Vergleich der ermittelten Sensoren läßt sich eine etwaige Diskrepanz leicht feststellen und damit die Ausführung der durch die Sensorbetätigung definierten Steuerbefehle verhindern. Für die Durchführung des Vergleichs ist in vorteilhafter Weise ein signaltechnisch sicher arbeitender Vergleicher vorzusehen. Ein derartiger Vergleicher stellt sicher, daß eine Diskrepanz zwischen den als aktiviert erkannten Sensoren auch tatsächlich festgestellt wird und nicht etwa infolge eines defekten Vergleichers für die Auswertung verloren geht.If, for example, as a result of an addressing error the interrogation signal generator ASG uses a row line, which is different from that of the evaluation circuit AWS A specified row line, so determined this evaluation circuit when feeding a corresponding one Registration number MA taking into account that of your target address transmitted to the interrogation signal generator ADR Z a row line a sensor element as activated, which is actually not activated. On the other hand determines the evaluation circuit AWS B from the knowledge the actual address ADR Z * supplied to it by the code converter CS the one actually recorded by the interrogation signal generator Row line and from knowledge of the associated Switching device SEG B each connected column line the sensor element actually activated. Through a Any comparison of the determined sensors can be made Easily determine discrepancy and thus the execution the control commands defined by the sensor actuation prevent. For making the comparison is advantageously a safe in terms of signaling to provide working comparators. Such one Comparator ensures that there is a discrepancy between the sensors recognized as activated is determined and not as a result of a defect Comparator for the evaluation is lost.

Die Verdopplung der die Spaltenleitungen auf eventuelle Kopplungsänderungen überwachenden Schalteinrichtungen führt dazu, daß auch bei einem Defekt in einer der Schalteinrichtungen die eingetretene Störung erkannt werden kann, weil die jeweils andere dann noch ordnungsgerecht arbeitet. Die beiden Schalteinrichtungen sind hierzu eingangsseitig zu entkoppeln, damit Defekte der einen Schalteinrichtung keine Auswirkungen auf das Funktionsverhalten der anderen Schalteinrichtung haben.The doubling of the column lines to any Switching devices that monitor coupling changes leads to the fact that even with a defect in one of the Switching devices recognized the malfunction can be because the other then still properly is working. The two switching devices are To do this, decouple on the input side so that defects in the a switching device has no effect on the functional behavior the other switching device.

Wenn eine Bedienungshandlung eine Mehrtastenbedienung beinhaltet, so hat der Vergleichsvorgang sämtliche als aktiviert erkannten Sensoren zu umfassen. Erst dann, wenn die Übereinstimmung der von beiden Auswerteschaltungen insgesamt ermittelten Sensoren festgestellt ist, darf der durch die Bedienungshandlung definierte Steuerbefehl an die Prozeßsteuerung weitergegeben werden.When an operation is a multi-key operation includes, the comparison process has all as activated to include detected sensors. Only, if the match of the two evaluation circuits total sensors determined is determined, the control command defined by the operating action be passed on to the process control.

Die beiden Auswerteschaltungen arbeiten vollkommen unabhängig voneinander. Sie können, brauchen jedoch nicht synchronisiert sein. Auch die Reihenfolge, in der sie über die Schalteinrichtungen die Spaltenleitungen abfragen, kann durchaus verschieden voneinander sein.The two evaluation circuits work completely independently from each other. You can, but don't need be synchronized. Even the order in which they are query the column lines via the switching devices, can be quite different from each other.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels können der Abfragesignalgenerator und der Codewandler auch an den Spaltenleitungen der Matrix angeschlossen sein während die Zeilenleitungen mit den beiden Schalteinrichtungen verbunden sind.In a modification of the illustrated embodiment can the interrogation signal generator and the code converter also connected to the column lines of the matrix be while the row lines with the two switching devices are connected.

Claims

1. Device for recognizing sensors activated by touching or otherwise marking a sensor field, in particular an operating device for entering control commands into a process control, in which the sensors represent the coupling points of a switching matrix consisting of row and column lines and switching means for time-multiplexed activation of the sensors as well Evaluation switching means are provided, which monitor the coupling between the row and column lines and, in the event of a coupling change caused by activation of a sensor, determine the respectively activated sensor from the knowledge of the coupling point being controlled, characterized in that
that two independent circuits (AWS A, AWS B) are provided for time-multiplexed control of the sensors (SE 00 to SE 2 n), one of which (AWS A) has both the row and the column lines (Z 0 to Z 2 and S 0 to Sn), while the other (AWS B) controls either only the column or only the row lines (e.g. S 0 to Sn) that the switching means (SEG A, SEG B) reacting to coupling changes the separately switchable column or row lines (S 0 to Sn) are connected
and that these switching means act on evaluation switching means (AWS A, AWS B) assigned to them, of which one (AWS A) takes into account the row and column lines (via ADR Z) respectively controlled by the one circuit for determining an activated sensor, while the others (AWS B) use the output signal (ADR Z *) of a code converter (CS) in addition to the column or row line connected by the associated switching device (SEG B), which on the input side connects to the row or column lines (Z 0 to Z 2 ) is connected and on the output side outputs a signal (ADR Z *) which identifies the respectively driven row or column line.

2. Device according to claim 1, characterized in that the two evaluation switching means, those controlled by the respectively activated Defined row and column lines Addresses of the sensors they have identified as activated to make a comparison in the event of inequality of the Addresses prevents the execution of a control command.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the comparison at a control command defined by a multi-button operation checking everyone in the respective operating action integrated sensors.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized characterized in that for performing the Comparative a signal-safe comparator is provided is.