DE3448496C2 - Kommunikationseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Aus DE-Z: LOSCH, Fritz: Moderne Bussysteme und ihre Bedeutung in künftigen Gerätekonzepten; In: "messen+ prüfen/automatik" Oktober 1982, H. 10, Seiten 636-639, ist die Ankopplung von Teilnehmern an Busse bekannt, wobei auch auf das Master-Slave-Verfahren eingegangen wird: Bei diesem Master-Slave-Verfahren erhält jeder Busteilnehmer eine bestimmte Zeit zugeordnet, um Daten zu senden oder empfangen zu können. Damit wird sichergestellt, daß Sendefunktion und Empfangsfunktion koordiniert sind. Es kann unterstellt werden, daß mit diesen Bussen Adreß- und Steuerschaltungen, Steuereinheiten, Befehlsregister, Master-Slave-Logikschaltungen, Sender und Ausgangsregister direkt oder indirekt verknüpft sind.

Signal- oder Datenaustauschanlagen unterscheiden sich je nach Anwendungsart und Art der auszutauschenden Informationen bezüglich Bauplan oder Aufbau, Protokoll, Baud-Rate usw. voneinander. Allen diesen Anlagen gemeinsam ist jedoch eine Empfindlichkeit für induzierte Störsignale ("Rauschen"), welche die Signalaustauschgenauigkeit beeinträchtigen können. In Steuersystem- Datenaustauschanlagen der Art, bei welcher eine Zentralsteuerung die Arbeitsweise von einer oder mehreren ferngesteuerten Vorrichtungen steuert, muß den induzierten Störsignalen größte Bedeutung zugemessen werden. Während die herkömmlichen Störsignal-Schutzmaßnahmen, wie Abschirmung der Übertragungsleitungen der Anlage, keine große Störempfindlichkeit gewährleisten, sind sie aufwendig. Wenn zudem die Seriendaten-Austauschanlage in vorhandene Konstruktionen eingebaut werden muß, kann sich die Verwendung abgeschirmter Übertragungsleitungen als unpraktisch erweisen.

Bei der Herstellung eines Seriendatenaustausches zwischen einer zentralen Regel- oder Steuerstation und einer oder mehreren Fernstationen muß durch den Zentralsteuer- Signalprozessor eine Anzahl von Überwachungs- oder Hauptoperationen durchgeführt werden, um den Datenfluß zu steuern und die Datenintegrität zu überwachen. In einem industriellen Einsatzgebiet, also z. B. einer Umgebung mit hohem Störsignalpegel, kann eine Verzerrung des übertragenen Signals durch Umgebungs-Störsignale der bedeutsamste Faktor sein, weil induzierte Störsignale zu fehlerhaften Daten und damit zu falschen Steuerbefehlen führen können. Die Notwendigkeit für eine ständige Fehlerprüfung zur Sicherung der Datenintegrität kann folglich eine umfangreichere Steueranlagen-Überwachung bedingen, wofür ein größerer Signalprozessor als der für das Anlagenprotokoll erforderliche benötigt wird. Mit anderen Worten: der Signalprozessor muß größer sein, einfach um neben den eigentlichen Steuer- bzw. Regelfunktionen auch die Bedürfnisse des Datenaustauschnetzes selbst zu erfüllen.

Das Patent DE 34 38 791 bezweckt die Schaffung einer Seriendaten-Austauschanlage zur Verringerung der organisatorischen Ein/Ausgabe-Operation zwischen einem Zentralstation-Signalprozessor und von der Zentralstation entfernten Ein/Ausgabesignalen; diese Anlage besitzt eine hohe Störsignalunempfindlichkeit, um einen Seriendatenaustausch hoher Integrität auf industriellen Anwendungsbereichen zu gewährleisten.

Eine Seriensignal- oder -daten- Austauschanlage enthält eine Zentralstationseinheit, die über eine Signalübertragungssammelschiene bzw. einen Bus mit symmetrischer Impedanz an eine oder mehrere Fernstationseinheiten angeschlossen ist und die Signal-Ein/Ausgabestellen aufweist, die auf jede Fernstationseinheit sowie den Signalprozessor einer Anwender-Regel- oder -Steueranlage ansprechen, wobei jede Fernstationseinheit ähnlich mit Signal-Ein/Ausgabestellen ausgestattet ist, die auf die Zentralstationseinheit sowie eine zugeordnete ferngesteuerte Vorrichtung der Anwender-Regelanlage ansprechen. Die Übertragungs-Sammelschiene weist eine Signaldaten-Überrtragungsleitung auf, die an jedem Ende mit Tiefpaßfilter- Abschlußnetzen verbunden und auf ihrer Länge an die Signal-Ein/Ausgabestellen der Zentral- und Fernstationseinheiten angeschlossen ist, wobei diese Abschlußnetze eine symmetrische Impedanzanpassung der Übertragungsleitung an die Ein/Ausgabestellen von Zentral- und Fernstationseinheiten auf der gewählten Signalübertragungsfrequenz gewährleisten und eine Gleichtaktunterdrückung von Signalfrequenzen über der gewählten Signalübertragungsrate oder -frequenz bewirken. Darüber hinaus besteht die Daten-Übertragungsleitung aus einer unabgeschirmten verdrillten Doppelleitung, die an jedem Ende mit einem Eingang eines zugeordneten Abschlußnetz-Tiefpaßfilter verbunden ist, dessen andere Seite jeweils mit einer Signal-Massemittelanzapfung des Netzes verbunden ist, wobei die Leitungen auf ihrer Länge mit einer Differential-Signal- Ein/Ausgabestelle an der Zentralstationseinheit und jeder Ferneinheit verbunden sind, so daß die Übertragungsleitung- Signalinformation an den Ein/Ausgabestellen von Zentraleinheit und Fernstationseinheiten differentiell ausgesandt und empfangen wird. Ferner enthält die Übertragungs- Sammelschiene elektrische Stromverteilerleitungen mit Hoch- und Niedrigpotentialleitungen, die zwischen die Hoch- und Niedrigpotentialausgänge einer zugeordneten Stromversorgung und die entsprechenden elektrischen Strom- oder Netzeingänge der Zentral- und Fernstationseinheiten geschaltet sind, wobei die Niedrigpotentialleitung an die Signalmasse- Mittelanzapfung der Übertragungsleitung-Anschlußkreise angeschlossen ist. Ferner gewährleistet die Zentralstationseinheit einen synchronen, bidirektionalen Austausch mit jeder Fernstationseinheit in einem Dreizustands- Signalformat.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für jede derartige Zentral- und Fernstationseinheit eine identische industrielle Kommunikationseinheit (ICU) zu schaffen, die abwechselnd in einem Master- bzw. Hauptmodus für die Benutzung der Zentralstation und in einem Slave- bzw. Nebenstellenmodus für die Benutzung der Fernstation zu arbeiten vermag, wobei jede Kommunikationseinheit eine Differential-Signal-Ein/ Ausgabeschnittstelle mit einer Signalübertragungs-Sammelschiene verbindet und die Signal-Ein/Ausgabeschnittstelle mit einem betreffenden Anwendersystem-Signalprozessor oder einer ferngesteuerten Vorrichtung beliefert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kommunikationseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches gelöst.

Die Datenaustauschanlage kennzeichnet sich durch Signalübertragung mit hoher Störsignalempfindlichkeit unabhängig von der Verwendung von nicht abgeschirmten Übertragungsleitungen. Dies beruht auf einem Anlagenaufbau mit einer symmetrischen Übertragungsleitung, die an jedem Ende mit Schmalband-Tiefpaßfilternetzen abgeschlossen ist, die eine Impedanzanpassung bei niedriger Signalfrequenz und eine Gleichtaktunterdrückung bei hoher Signalfrequenz gewährleisten. Auf der Übertragungsleitung wird die Signalinformation zur weiteren Verbesserung der Störsignalunterdrückung an allen Kommunikationseinheiten differentiell gesendet und empfangen. Zudem ermöglicht die fehlende Abschirmung der Übertragungsleitung Anpassungsfähigkeit beim Einbau der Anlage in vorhandene Konstruktionen bei niedrigeren Eigenkosten für die Anlage.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer industriellen Seriendaten-Austauschanlage,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer speziellen Ausgestaltung der Datenaustauschanlage nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Reihe von Wellenformdiagrammen zur Erläuterung der Anlage nach Fig. 2 und

Fig. 4 ein Schaltbild eines bei der Anlage nach Fig. 2 verwendeten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 1 veranschaulicht eine Datenaustauschanlage, die Signalverbindungen oder -austauschvorgänge zwischen einer Anwendersystem-Zentralsteuerung 12 und einer oder mehreren ferngesteuerten Vorrichtungen 14, 16 gewährleistet, die jeweils strichpunktiert eingezeichnet sind.

Die Datenaustauschanlage umfaßt eine zentrale bzw. Haupt- Datenaustausch-Station 18 mit Ein/Ausgangsleitungen 20 und 22 zur Zentralsteuerung und zu einer Signalaustausch- oder -übertragungs-Sammelschiene 24 mit Doppelfunktion. Wie in Verbindung mit Fig. 2 noch näher beschrieben werden wird, enthält die Sammelschiene eine Datenübertragungsschiene mit symmetrischen Abschluß- oder Anschlußnetzen 26, 28 zur Herstellung einer Zeitmultiplexsignal-Verbindung zwischen der Zentralstation und einer oder mehreren Fernnebenstellenstationen bzw. kurz Fernstationen 30, 32 sowie eine Stromschiene zur Lieferung von Gleichstrom zu allen Stationen. Der Gleichstrom wird der Sammelschiene auf Leitungen 34 von einer Stromversorgung 36 zugeführt. Die Fernstationen 30, 32 sind über Leitungen 38, 40 mit ihren zugeordneten ferngesteuerten Vorrichtungen 14, 16 und über Leitungen 42, 44 mit der Sammelschiene 24 verbunden.

Fig. 2 zeigt die Datenaustauschanlage 10 im einzelnen. Dabei enthält die Sammelschiene Leitungspaare 46A, 46B; 48A, 48B, die zur Vereinfachung des Einbaus in die Konstruktion des Anwendersystems und zur Kostensenkung nicht abgeschirmt sind. Das Leitungspaar 46A, 46B bildet die Datenübertragungs-Sammelschiene und besteht vorzugsweise aus einem verdrillten Leitungspaar. Das Leitungspaar 48A, 48B bildet die Stromsammelschiene und ist mit den Niedrig- und Hochspannungspotential-Ausgängen der Stromversorgung 34 verbunden. Dieses Leitungspaar liefert Gleichstrom zu Zentral- und Fernstationen sowie ihren zugeordneten ferngesteuerten Vorrichtungen oder Fernvorrichtungen. Das Leitungspaar 48A, 48B kann ebenfalls, braucht aber nicht unbedingt ein verdrilltes Leitungspaar zu sein.

Da jedes Leitungspaar unabgeschirmt und sowohl hoch- als auch tieffrequenten Umgebungsstörsignalpegeln unterworfen ist, ist das Übertragungsleitungspaar 46 an jedem Ende mit einem Impedanz-Abschlußnetz 26 bzw. 28 verbunden, von denen jedes Tiefpaßfilter 50, 52 bzw. 54, 56 aufweist. Die Filter sind an der Seite des hohen Signals jeweils an die betreffenden Enden der Übertragungsleitungen 46A, 36B und an der Seite des niedrigen Signals an die Mittelanzapfung des Netzes angeschlossen. Die an den Niedrigpotentialausgang der Stromversorgung 34 angeschlossene Stromverteilungsleitung 48B ist ebenfalls mit der Mittelanzapfung 57 bzw. 58 jedes Anschlußnetzes verbunden. Die Leitung 48B ist an der Mittelanzapfung, d. h. an der Niedrigsignalseite jedes Tiefpaßfilters geerdet, um die Stromrückfluß-Signalstrecke für die Leitungstreiberströme von den verschiedenen Stationen auf der Datenübertragungsleitung zu bilden.

Wie noch näher zu beschreiben sein wird, gewährleisten die Filter eine Niederfrequenz-Impedanzanpassung und eine maximale Hochfrequenz-Gleichtaktunterdrückung innerhalb der gewählten Datenübertragungsraten oder -frequenzen. Durch die Erdung der Niedrigsignalseiten derFilter (d. h. der Netz-Mittelanzapfung) wird die kürzeste Störsignal-Rücklaufstrecke geschaffen; die Störsignale höchster Amplitude liegen dabei auf dem Mittelpunkt der Übertragungsleitung. Demzufolge sind die Filter so gewählt, daß sie eine schmale Übertragungsleitung-Bandbreite und eine starke Gleichtaktunterdrückung für hochfrequente Spannungsübergänge oder -einschwingzustände gewährleisten, die durch Fremdsignalquellen, z. B. Relaisspulen und Induktionsmotore, induziert werden.

Die Zentralstation und die Fernstation enthalten identische industrielle oder Kommunikationseinheit- Module (ICU), die jeweils in gleicher Weise mit den Übertragungs- und Stromleitungen der Datenübertragungs- Sammelschiene verbunden sind. Diese Module sind entweder in einem Haupt- oder einem Nebenstellenmodus programmierbar, unabhängig vom jeweiligen Einsatz des betreffenden Moduls in der Zentral- oder einer Fernstation. Das Zentralstation-Hauptmodul 60 nimmt die vier Eingangssignale von der Sammelschiene über Leitungen 22 ab und bildet eine Ein/Ausgabe- Schnittstelle mit dem Zentralsteuerung-Signalprozessor über Leitungen 62-65 (in den Leitungen 20 nach Fig. 1 enthalten). Auf ähnliche Weise nehmen die Nebenbetriebsregeleinheits-Module 68, 70 der Fernstationen vier Eingangssignale von der Sammelschiene über Leitungen 42, 44 ab und gelangen über Leitungen 72-74 und 76-78 (in den Leitungen 38, 40 gemäß Fig. 1 enthalten) mit den zugeordneten Fernvorrichtungen in Schnittstellen-Verbindung.

Zur Gewährleistung größter Störsignal-Unempfindlichkeit sind die nicht abgeschirmten Übertragungsleitungen 46A, 46B vorzugsweise ein verdrilltes Leitungspaar eines Querschnitts von 0,20-0,86 mm² (18-24 AWG) mit einer charakteristischen Impedanz von etwa 100 Ohm und einer Kapazität von etwa 60 pF/m. Die Stromverteilerleitungen 48A, 48B besitzen einen Mindestquerschnitt von etwa 0,50 mm² (20 AWG), wobei dieser Querschnitt von der Leitungslänge abhängt und der kleinste Querschnitt für eine maximale Leitungslänge von 305 m gilt. Die Stromleitung dient zur Lieferung von Strom nur zu nichtinduktiven Gleichspannungs-Lasten an den Stationen, und der Strom ist auf einen maximalen Spannungsabfall von 2,0 V (Gleichspannung) auf der Stromrückleitung beschränkt. Wenn induktive Lasten, große Gleichspannungs- Lasten oder Wechselspannungs-Lasten durch die Fernstationen gesteuert werden, werden diese durch getrennte lokale Stromquellen gespeist, wobei sie von den Fernstation-Modulen (ICU) elektrisch getrennt sind.

Das Austauschanlagen-Protokoll liegt in einem synchronen Halbduplex-Serienleitungsformat vor, wobei das Haupt-Modul (ICU) der Zentralstation bidirektional mit bis zu 60 Neben-Moduleinheiten der Fernstationen in Verbindung tritt. Das Serienleitungs- Protokoll ist in Fig. 3 dargestellt. Das Haupt- Modul (ICU) dient zur Übertragung von Daten zu jedem Fernstations-Modul und zum Empfangen von Daten von diesem in aufeinanderfolgenden Sende/ Empfangszyklen 80 (Fig. 3(a)). Jeder Zyklus enthält ein Synchronfeld 82, gefolgt von 128 Informationsfeldern, die gleichmäßig zwischen einem Sendeintervall 84 (Hauptmodul überträgt zu Neben- Modulen) und einem Empfangsintervall 86 (Haupt-Modul empfängt von den Neben-Modulen) verteilt sind. Jedes Informationsfeld ist durch einen Leitungs-Taktimpuls markiert, der mit der Systemtaktfrequenz übertragen wird. Das Synchronfeld 82 bewirkt einmal pro Zyklus eine Synchronisation zwischen Haupt- und Neben-Modulen. Es enthält zwei Leitungs-Taktintervalle, die - wenn sie zu den 128 Informationsfeld-Taktimpulsen addiert sind - 130 auf gleiche Abstände verteilte Leitungs-Taktintervalle für jeden Sende/Empfangszyklus erfordern.

Zur Gewährleistung höchster Störsignalunterdrückung sind Systemfrequenz und Baud-Rate auf der niedrigsten Frequenz gewählt, die erforderlich ist, um der betreffenden Regelung oder Steuerung zu entsprechen; die Bandbreite ist zum Ausgleich für die nicht abgeschirmte Übertragungsleitung begrenzt. In einer beispielhaften, für die Verwendung in der Fahrstuhlsteueranlage vorgesehenen Ausführungsform, wie sie in einer Parallelanmeldung beschrieben ist, beträgt die Sende/Empfangszykluszeit 104 ms, um eine Sende/Empfangsfrequenz (d. h. Abtastzeitfrequenz) von etwa 9,6 Hz zu liefern. Bei insgesamt 130 Taktimpulsen und einer gewählten Zykluszeit von 104 ms beträgt die Leitungs-Taktfrequenz 1250 Hz (Taktperiode=800 ms). Fig. 3(b) zeigt, daß die 130 Taktimpulse zwei Synchronfeld-Taktimpulse (S1, S2) und 128 Informationsfeld-Taktimpulse enthalten, die gleichmäßig zwischen dem Sendefeld 84 (Taktimpulse 1-64) und dem Empfangsfeld 86 (Taktimpulse 65-128) verteilt sind. Tatsächlich fehlen die Synchronfeld-Taktimpulse. Das Synchronfeld selbst ist als das "Totzeit"-Intervall, die fehlenden Taktimpulse S₁, S₂ enthaltend, zwischen dem 128. Taktimpuls eines vorhergehenden Zyklus und dem 1. Impuls eines augenblicklichen Zyklus definiert. Für die Zykluszeit von 104 ms beträgt die Totzeit 2300 ms.

Die 64 Informationsfelder in den Sende- und Empfangsintervallen bedienen bis zu einer Höchstzahl von 60 Neben-Modulen (ICU). Die ersten Gruppe von vier Informationsfeldern in jedem Intervall 88, 90 (Taktimpulse 1-4 und 65-68) sind für Sonderbefehlsinformationen zu den Modulen aller Stationen reserviert, z. B. für Diagnose/Wartungsprüfung oder für die Steuerung etwaiger wahlweiser Einrichtungen, die in die ferngesteuerten Vorrichtungen einbezogen sein können; die restlichen 64 Informationsfelder sind Datenfelder. Das Haupt-Modul überträgt die Informationen zu jedem Neben-Modul in einem zugeordneten Sendeintervall-Datenfeld, und es empfängt Daten von jedem Neben-Modul in einem entsprechenden Empfangsintervall-Datenfeld. Alle Fernstations-Nebenmodule empfangen und speichern die Befehle der Felder 1-4 und 65-68 als interne, auf ihren Betrieb bezogene Befehle. Diese Befehle können Ein- oder Ausschaltbefehle für die Neben- Module (alle Module oder eine ausgewählte Zahl derselben) enthalten oder die Neben-Module anweisen, spezielle Datenmuster in einem Diagnosemodus zu senden, um eine Integritätsprüfung durch die Zentralsteuerung zuzulassen.

Jedes Neben-Modul weist eine zugewiesene Taktzähladresse auf. Die Leitungs-Taktimpulse werden durch die Neben-Module nach jeden Synchronfeld gezählt und dekodiert, um das Vorhandensein einer zugewiesenen Zähladresse zu bestimmen, zu welchem Zeitpunkt das Modul eine Dateneinheit aus der Übertragungsleitung ausliest oder auf diese aufschreibt. Die Formate für die Informationsfelder, sowohl Sonderbefehlsfelder 88, 90 als auch Datenfelder, sind identisch, wie dies durch das Informationsfeld 92 in Fig. 3(c) dargestellt ist. Das Feldzeitintervall ist in acht Stufen von 100 ms unterteilt. Die erste Stufe (0-100 ms) entspricht dem Taktimpulsintervall 94 und muß eine Mindestbreite von 50 ms besitzen, um gültig zu sein. Die zweite Stufe 95 (100-200 ms) ist ein "Totzeit"-Intervall, das Ansprechzeittoleranzen und Abtastzeitverzögerungen (Laufzeiten) zwischen dem Feld-Taktimpuls und den Datenbits berücksichtigt. Die nächsten fünf Stufen 96-100 (200-700 ms) sind fünf Signalbit-Zeitintervalle, von denen die ersten vier (96-99) den vier Datenbits D₁-D₄ entsprechen. Die Bitzeit ist der Stufenzeit gleich, bzw. sie entspricht 100 ms für die gewählte Sende/Empfangszykluszeit von 104 ms. Das fünfte Bit ist ein Spezialmerkmalsbit, das von jedem der Neben-Module empfangen und übertragen werden kann. Dieses fünfte Bit wird für spezielle Merkmalsinformation benutzt, die Prüfroutinen, d. h. Paritätsprüfung, umfassen kann. In bevorzugter Ausführungsform wird das fünfte Bit zur Übertragung der speziellen Information in 36 der verfügbaren Informationsfelder in jedem Sende- und Empfangsintervall benutzt, d. h. - genauer gesagt - in den Informationsfeldern 5-40. Die letzte Stufe 101 ist ebenfalls ein Totzeit-Intervall vor dem Beginn des folgenden Datenfelds.

Gemäß Fig. 3 ist das Signaldatenformat ein Dreizustandsformat, d. h. ein bipolares Format. Die Übertragungsleitung gewährleistet eine differentielle Dreizustands-Signalübertragung, bei welcher das Signal, zwischen den Übertragungsleitungsadern 46A, 48A gemessen, in einem von drei Zuständen vorliegt. Die Leitung 46A ist die Tatkeingangsleitung zu den Modulen (ICU); die Leitung 46B ist die Dateneingangsleitung. Die drei differentiellen Zustände oder Stufen sind in bezug auf die Potentialdifferenz zwischen Leitungen 46A und 46B gemessen. Wenn die Signalgröße auf der Leitung 46A größer ist als die Summe aus der Signalgröße auf der Leitung 46B plus einer Schwellenwertspannung (V_th) 104, dann ist der differentielle Zustand gleich einem Leitungs-Taktimpuls (94 in Fig. 3(c)). Wenn die Signalgröße auf der Leitung 46B größer ist als die Summe aus der Größe auf der Leitung 46A plus der gewählten Schwellenwertspannung, wird der Differentialzustandseingang in Signalbitzeiten 96-100 als logische "1" erkannt. Wenn die Differenzgröße zwischen den Leitungen 46A, 46B kleiner ist als der Schwellenwert, wird der differentielle Zustand als Signalbit 102 einer logischen "0" erkannt.

Die ungefähre Daten-Rate für die gewählte Zykluszeit von 104 ms beträgt 10 KBAUD für die vier Datenbits (D1-D4) und das spezielle fünfte Prüf-Bit jedes Informationsfelds. Es ist jedoch zu beachten, daß die Anlage weder auf die angegebene Baud-Rate noch auf die Bitzahl beschränkt ist. Bei der vorliegenden Austauschanlage können höhere Daten-Raten und/oder größere Informationsbitzahlen gegen maximale Leitungslänge und Erfordernisse bezüglich der Störsignalunempfindlichkeit abgewogen werden.

Wie in Fig. 4 schematisch dargestellt ist, umfaßt jedes Modul 60 (68, 70) eine Kommunikationseinheit (ICU) 110 in Verbindung mit der zu beschreibenden peripheren Schaltung. Die Datenübertragungsleitungen 46A, 46B sind über Eingangs-Filter 112, 114 zu den Differentialdateneingängen (L₂, L₁) des Moduls geführt. Die Filter sind typischerweise RC-Netze erster Ordnung mit einer von der Arbeitsgeschwindigkeit der Anlage abhängenden Zeitkonstante. Bei der Zykluszeit und den Daten-Raten, wie sie für die beispielhafte Ausführungsform der Fahrstuhlsteueranlage gewählt sind, liegt jede Filter- Zeitkonstante in der Größenordnung von 2,5 ms (typischerweise 5 kΩ und 500 pF), wodurch Gleichtakt- Spannungsübergänge oder -einschwingzustände ohne Beeinträchtigung der Daten-Rate der Anlage begrenzt werden. Die Eingangsleitung zur Kommunikationseinheit (ICU) ist eine geregelte Gleichspannung (V_DD), die durch einen Spannungsregler 115 von der Stromschiene geliefert wird. Beim Spannungsregler handelt es sich um eine an sich bekannte dreipolige Einheit (LM78L08 oder LM317L).

Die Kommunikationseinheit-Eingangsdaten an den Eingängen L1, L2 werden von Differentialkomparatoren 116, 118 abgenommen, die gemeinsam einen Differentialleitungsempfänger bilden. Die Daten und die Leitungstakt- Schwellenwertspannungen Vth (104 in Fig. 3(c)), die der Empfänger zum Erfassen eines Taktimpulses am Eingang L₂ in bezug auf den Dateneingang L₁ und zur Erfassung der Datenbits am Eingang L₁ in bezug auf den Eingang L₂ benutzt, sind Spannungsdifferenzen; das Vorhandensein einer Gleichtakt-Gleichspannung beeinflußt dabei nicht den Schwellenwert-Sollpunkt. Typischerweise entspricht die Schwellenwertspannung Vth der Hälfte der Mindestspannungsschwingung auf der Übertragungsleitung oder des Mindest-Leitungsstroms (Io_MIN), multipliziert mit der Mindest-Leitungsimpedanz (Z_L), typischerweise 0,5-0,6 V. Die Signalausgänge jedes Komparators entsprechen jeweils einer logischen "0", wenn die Eingangssignale an den Eingängen L₁ und L₂ kleiner sind als die Schwellenwertspanung Vth.

Die Ausgangssignale jedes Komparators werden an Digitalfilter 120, 122 angelegt. Für die gewählten Anlagen-Daten-Raten sind die Filter bevorzugt Vierbit- Digitalfilter mit einer Abtast- oder Probenrate von 8,9 ms. Die Filter benutzen die besten drei von vier Abtast-Mittelwertalgorithmen, bevor die Filterausgänge ihre Zustände ändern können. Das Ausgangssignal vom Filter 120 für Leitungstakt (L₂) wird gleichzeitig einer Adressenwähl/erkennungs- Logikschaltung 124, einer Steuereinheit 126 und über einen Ausgangspuffer 128 dem Seriendatentaktausgang von der Kommunikationseinheit (SCLK), die als periphere Ausrüstung verwendet werden können, zugeliefert. Die Signaldaten vom Filter 122 (L₁) werden auf einer Leitung 129 einem Seriendateneingang eines Ein/Ausgabe- Schieberegisters 130, d. h. einem Mehrfunktions- Fünfbit-Schieberegister mit Doppel-Reihen : Parallel- Modus zugeführt. Die auf der Leitung 129 empfangenen Seriendaten werden durch das Register parallel formatiert und der Kommunikationseinheit-Sammelschiene 132 aufgeprägt, welche das Register 130 mit einem Befehlsregister 134, einem Ausgangsregister 136 und der Fünfbit-Ein/Ausgabe-Logikschaltung 138 verbindet.

Letztere dient zum bedarfsweisen Übertragen und Empfangen der fünften Bit-Information zu den bzw. von den zugeordneten Fernvorrichtungen. Das Ein/Ausgabe-Schieberegister 130 ist mit der Logikschaltung 138 über Steuerleitungen 139, 140 verbunden und empfängt die Befehlsinformation von der Steuereinheit 126 auf Leitungen 142. Die Steuereinheit 126 liefert außerdem Befehlsinformationen zu einer Betriebsregeleinheit- Datenübertragerschaltung 143 mit UND-Glied 144 und Leitungstreiber 146, zur Logikschaltung 138, zur Kommunikationseinheit-Haupt/Neben-Logikschaltung 148 und zum Kommunikationseinheit- Ausgangsregister 136.

In bevorzugter Ausführungsform arbeitet die Steuereinheit sequentiell; sie liefert eine Reihe von geordneten chronologischen Befehlen innerhalb jedes Informationsfelds. Die Steueralgorithmus-Befehle sind mit einem Steuereinheits-Takt markiert, der eine höhere Frequenz besitzt als der Leitungsfrequenztakt. Die genaue Steuereinheits-Frequenz ist wählbar; sie hängt von der Zahl der angewandten Folgeschritte ab. Typischerweise liefert die Steuereinheit eine Sequenz oder Folge von 17 Befehlsanweisungen, und die Steuertaktimpulse werden von der Oszillator- und Taktteilerschaltung 152 auf Leitungen 154 mit einer Frequenz in der Größenordnung von 20 kHz bei der gewählten Zykluszeit von 104 ms geliefert.

Im Betrieb der Kommunikationseinheit (ICU) werden die empfangenen Taktimpulse auf der Leitung 121 durch die Adressenschaltung 124 gezählt und mit der zugewiesenen Kommunikationseinheit-Adresse verglichen, nämlich nach Programmierung durch den Mehrbit-Adressenschaltungseingang (J₁-J_Q). Der Adresseneingang ist entweder festgelegt (für eine Neben-Kommunikationseinheit) oder dynamisch (für Haupt-Kommunikationseinheit). Der Haupt/Nebenstatus wird durch die Logikschaltung 148 vorgegeben; für eine Haupt- Kommunikationseinheit in der Zentralstation (18 in Fig. 1) wird der Eingang 150 (SLV) auf eine logische "0" gesetzt, für eine Neben-Kommunikationseinheit wird der Eingang SLV auf eine logische"1" gesetzt. Für die Haupt-Kommunikationseinheit der Zentralstation werden die Eingänge J₁-J_Q über Adressenleitungen 156 zum Signalprozessor der Zentralsteuerung (12 in Fig. 1) durchgeschaltet, damit letztere die Haupt- Kommunikationseinheit-Adresse ändern kann, so daß damit ein Zugriff zu spezifischen Informationsfeldern während des Ein/Ausgabeübergangs möglich ist. In einer Neben-Kommunikationseinheit können die Adresseneingänge durch Verbindung der einzelnen Eingänge mit Signalmasse oder V_DD fest kodiert sein, um die gewählte Binäradresse zu liefern.

Durch Verfolgung der Eingangsadressenzählung differenziert die Kommunikationseinheit-Adressenerkennungslogik 124 zwischen Kommunikationseinheit-Lese- und -Schreibzyklen; diese beiden Zyklen sind in Haupt- und Neben-Kommunikationseinheiten in bezug auf Leitungstaktzählung zueinander umgekehrt. Die Neben- Betriebsregeleinheiten lesen Befehlsinformationen aus der Haupteinheit in den ersten vier Informationsfeldern des Hauptsendeintervalls (84 in Fig. 3) im Anschluß an das Synchronfeld (82 in Fig. 3) aus. Ein fünftes Datenbit (100 in Fig. 3(c)) wird von der Haupt-Kommunikationseinheit zu den Neben-Kommunikationseinheiten während jedes Informationsfelds des Hauptübertragungs- oder -sendeintervalls (84 in Fig. 3) übertragen. Die Neben-Kommunikationseinheiten können nach Befehl das fünfte Datenbit der Informationsfelder 4-40 zu den Ausgängen der Bits der Ein/Ausgabe-Logikschaltung 138 (T_T in Fig. 4) vervielfachen. Alle Neben-Kommunikationseinheiten lesen Hauptdaten in den Hauptsendeintervall-Informationsfeldern 5-64aus. Die Haupteinheit liest jeden der Datenausgänge der Neben-Kommunikationseinheiten im Hauptempfangsintervall (86 in Fig. 3) auf Leitungstakten 68-128 aus; durch die Nebeneinheiten werden keine Daten in die Adressen 65-68 geschrieben, welche die Lesefelder der Haupt-Kommunikationseinheit für Adressen 1-4 darstellen. Falls die Adressenerkennungsschaltung einen Adressierfehler entdeckt, z. B. mehr als 128 Leitungs-Taktimpulse, werden der Kommunikationseinheit-Sender oder -Übertrager 143 deaktiviert und ein "Synchronisationsverlust" am Kommunikationseinheit-Ausgang (LSYNC) 158 gemeldet. Dies geschieht sowohl in der Haupt-Kommunikationseinheit als auch in den Neben-Kommunikationseinheiten, wobei der Synchronsignalverlustzustand bis zur Erfassung eines neuen Synchronfelds andauert.

Die Befehlsdateneinheit in den ersten vier Informationsfeldern wird durch das Kommunikationseinheit- Befehlsregister von der Kommunikationseinheit-Datensammelschiene 132 ausgelesen. Eine neben-Kommunikationseinheit nimmt die Befehlsdateneinheit von der Übertragungsleitung 46 über den Reiheneingang des Registers 130 ab; die Haupt-Kommunikationseinheit empfängt die Befehlsdaten an parallelen Eingängen (I₁-I_p) 160 des Registers 130 von Leitungen 162 und von der Anwendersystem-Zentralsteuerung. Die Funktionen jedes Befehlsbits, der vier Datenbits und des speziellen fünften Bits sind auf der Grundlage der Erfordernisse des Anwendersystems vorgegeben. Mindestens ein Bit (das signifikanteste Bit) wird jedoch für Paritätsanzeigen benutzt.

Neben Befehlseingängen erfaßt die Kommunikationseinheit (ICU) die zugewiesene Adresse anhand der Taktzählung, und sie verriegelt das Datenfeld von Leitung 129 auf die Datensammelschiene 132. Die von der Neben-Kommunikationseinheit übertragenen Daten (Hauptempfangsintervall 86 in Fig. 3) sind die Daten, die von der Neben-Kommunikationseinheit an Eingängen 160 von den zugeordneten Fernvorrichtungen (14, 16 in Fig. 1) auf Leitungen 162 empfangen werden. Die Daten werden in Bits 1-4 des Ein/Ausgaberegisters 130 während des Hauptsendeintervalls 84 (Fig. 3) verriegelt. Das fünfte Datenbit (falls vorhanden) wird von der Ein/Ausgabe-Logikschaltung 138 für das fünfte Bit geladen. An der Neben-Kommunikationseinheit verschiebt das Sendeadressenzustands- Register 130 die Fünfbit-Information seriell über die Leitung 132 zum UND-Glied 144, welches den Leitungstreiber 146 des Kommunikationseinheit-Übertragers 143 steuert. Die Steuereinheit 126 liefert auf Leitungen 142 ein Torelement-Freigabesignal, so daß eine Dateneinheit entsprechend einer logischen "1" den Leitungstreiber 146 durchschaltet und ein logisches Signal "0" ihn sperrt. Die Kommunikationseinheit- Daten werden über den Ausgang (XMT) 164 und eine Leitdiode 166 zur Übertragungsleitung 46B übertragen. Die Diode 166 läßt während der Übertragung von logischen Signalen "1" den Kommunikationseinheit/"Source"-Strom zur Übertragungsleitung durch, verhindert aber ein "Absinken" des Stroms, wenn die Übertragungsleitung stärker positiv ist als der Ausgang XMT. Hierdurch wird ein Verriegelungs- oder Latch-Up-Effekt der Kommunikationseinheit verhindert.

Die Kommunikationseinheit-Datenübertragung ist in bezug auf Masse, z. B. Leitung 46B, unsymmetrisch. Die Abschlußnetze bilden daher einen einheitlichen Teil des Kommunikationseinheit-Übertragers, so daß eine Masse-Rückführstrecke für die Source-Ströme entsprechend einer logischen "1" auf der Leitung gebildet wird. Der Kommunikationseinheit-Leitungsempfänger (Komparatoren 116, 118) ist differentiell, so daß die Empfänger die Gleichtakt-Störsignalunterdrückung gewährleisten.

Das Verriegeln der Daten an den Eingängen 160, das Verschieben der Übertragungsleitungsdaten vom Filter 122 zum Ein/Ausgaberegister 130 und das Verschieben aller Daten vom Register 130 zur Datensammelschiene 132 erfolgen nach Folgebefehlen von der Steuereinheit 126.Ähnlich läßt die Steuereinheit das Ausgangsregister 136 das Register 130 in einem Reiheneingang/Parallelausgang-Modus benutzen, um die Übertragungsleitungsdaten von der Leitung 129 zur Datensammelschiene 132 zu verschieben. Vier Datenbits werden von der Sammelsammelschiene als Ausgänge O₁-O_p (LSB-MSB) in die Ausgangsverriegelungsstufe parallel geladen. Das fünfte Datenbit wird über die Ein/Ausgabe- Logikschaltung 138 in jedem der Hauptempfangsintervall- Informationsfelder zum Ausgang T_T 167 der Haupt-Kommunikationseinheit und auf Befehl in Feldern 4-20 des Hauptsendeintervalls zum Ausgang T_T der Neben-Kommunikationseinheiten geliefert. Die Kommunikationseinheit- Ausgangsdatenbits (O₁-O_p) werden über Leitungstreiber 168-170 zu Ein/Ausgabeleitungen 64 (73, 77) zur zugeordneten Anwendersystem-Ausrüstung (z. B. Zentralsteuerung oder Fernvorrichtungen) geliefert.

Die peripheren Elemente der Neben-Kommunikationseinheit umfassen einen Quarz (XTL) 172, der zwischen den Eingang (XTL) 174 des Oszillators 152 und die Leitung 176 zur geregelten Spannung V_DD geschaltet ist. Der Quarz liefert typischerweise ein Signal von 3,58 MHz zum Oszillator. Der XTL-Eingang 174 der Haupt-Kommunikationseinheit ist mit dem Leitungstakt-Treiberausgang der Ein/Ausgabe- Schnittstelle mit der Zentralsteuerschaltung verbunden.

Die Komparatoren 116, 118 des Kommunikationseinheit- Leitungsempfängers sind durch ein Gleichspannungssignal vom V_EE-Eingang 178 negativ, d. h. in Sperrichtung vorgespannt. Die Vorspannung wird auf der Leitung 180 von der V_EE-Ladungspumpe 182 geliefert. Die Ladungspumpe, die auch an eine -Signalfrequenz vom Oszillator 152 am BIAS-Ausgang 184 angeschlossen ist, enthält einen Reihen-Kondensator 186, der über zwei entgegengesetzt gepolte parallele Dioden 187, 188 mit gegenüberliegenden Seiten eines zweiten Kondensators 189 verbunden ist. Die Diode 188 und der Kondensator 189 liegen an Signalmasse. Die Kondensatoren (jeweils etwa 0,01 µF) bewirken in Kombination mit den Dioden das Invertieren und Gleichrichten des Vorspannungsausgangs (BIAS) von 1,78 MHz, um jeden Komparator mit einer Gleichspannung von etwa -6,0 V, 1,0 mA zu beschicken. Diese negative Vorspannung vergrößert den negativen Gleichtaktbereich des Komparators, um die Komparatoreingänge nominell auf einen Mittelwert zu setzen und einen optimalen Gleichtaktbereich für die differentiellen Eingangssignale auf den Übertragungsleitungen 46A, 46B zu liefern.

Bei einer Seriendaten-Austauschanlge der beschriebenen Art bestehen drei Hauptursachen für Rauschabstandsverschlechterung, nämlich 1. Signaldämpfung aufgrund der Länge der Übertragungsleitung (maximal 305 m), 2. Signalreflexionen aufgrund fehlangepaßter Impedanzen (sowohl charakteristische oder Eigen-Leitungsimpedanz und Ein/Ausgangsimpedanz der Kommunikationseinheit) und 3. Gleichtakt-Störsignal oder -Rauschen wegen des Fehlens einer Abschirmung der Übertragungsleitung. Bei der vorliegenden Anlage ist das verdrillte Übertragungsleitungspaar bevorzugt verdrillt, um einfacheren Einbau und niedrigere parasitäre Kapazität zu gewährleisten. Im Fall von Leitungsquerschnitten von 0,20-0,86 mm² variiert die charakteristische Impedanz (Wellenwiderstand) zwischen 90 und 120 Ω pro 305 m Länge. Bei Daten-Raten von 10 Kilobaud liegt die Signaldämpfung in der Größenordnung von 0,25 dB/30,5 m bzw. von 2,5 dB bei einer Übertragungsleitung von 305 m Länge. Ein am einen Ende einer Leitung von 305 m Länge übertragenes logisches Signal "1" von 2,5 V kommt - unter Vernachlässigung von Signalreflexionen - mit einer Größe von 1,87 V am anderen Ende an. Die Auswirkung ist vernachlässigbar, und bei zweckmäßiger Wahl der Schwellenwertpegel V_th hat die Leitungsdämpfungswirkung keinen Einfluß auf die Datenübertragung bzw. den Datenaustausch.

Signalreflexionen aufgrund von Lastfehlanpassung zwischen Kommunikationseinheit-Fernstationen (oder aufgrund von Fernstations-Leitungsanzapfungen von der Übertragungsleitung) werden durch die Anschluß- oder Abschlußnetze an jedem Ende der Übertragungsleitung gedämpft. Die Abschlußnetz-Impedanz wird der charakteristischen Impedanz der Übertragungsleitung Zo (bestimmt durch den Leitungsquerschnitt) gleich eingestellt. die Übertragungsleitungs-Lastimpedanz Z_L ist die Parallelkombination der Abschlußnetz-Impedanz und der Eingangs/Ausgangsimpedanzen aller an die Leitung angeschlossenen Kommunikationseinheiten. Letztere sind vorzugsweise komplementäre Metalloxid- Halbleitervorrichtungen in integrierter Schaltkreisbauweise. Die Kommunikationseinheit-Eingangsimpedanz (Kommunikationseinheit-Leitungsempfänger) liegt in der Größenordnung von 100 kΩ, während die Kommunikationseinheit Ausgangsimpedanz (Dreizustands-Leitungstreiber 146; Fig. 4) in der Größe von 5 MΩ liegt. Bei einer Höchstzahl von 60 Fernstationen beträgt die äquivalente Ein/Ausgangsimpedanz etwa 800 Ω. Dieser Wert, parallel zur Abschlußnetz-Impedanz (entsprechend der charakteristischen Impedanz Zo der Leitung, z. B. etwa 100 Ω), resultiert in einer Lastimpedanz von etwa 88,4 Ω. Der Leitungsreflexions-Koeffizient entspricht

mit ZL=Lastimpedanz (88,4 Ω) und Z_O=charakteristische Leitungsimpedanz (100 Ω), d. h. ρ_v=0,062. Im Fall eines am einen Ende der Leitung eingespeisten Impulses von 2,5 V werden 0,16 V zur sendenden Kommunikationseinheit zurückreflektiert, während 2,34 V den Endpunkt erreichen. Der Reflexionskoeffizient ist vernachlässigbar und kann ebenfalls durch entsprechende Wahl der Kommunikationseinheit-Schwellenwertspannungen (V_TH) berücksichtigt werden.

Signalreflexionen aufgrund von Fernstationsanzapfungen von der Übertragungsleitung sind ebenfalls vernachlässigbar, weil 1. die charakteristische Impedanz der Stations-Anzapfung dieselbe ist wie die der Haupt-Übertragungsleitung, 2. das verdrillte Leitungspaar-Kabel für Kabellängen von mehr als einer Viertel Wellenlänge nicht aufgedreht ist und 3. die Anzapfungslängen typischerweise um drei Größenordnungen kleiner sind als eine Viertelwellenlänge.

Gleichtakt-Störspannungsquellen können aus Signalen, die dicht neben der Übertragungsleitung laufen, z. B. von der Stromverteilerleitung, oder anderen, dem Anwendersystem zugeordenten Steuerspannungssignalen bestehen. Störsignalquellen können auch Leuchtstofflampen oder Elektromotoren sein. Im Fall von 60 Hz- Störsignalquellen begrenzen die Übertragungsleitung- Abschlußnetze und die Eingangs-RC-Filter an jedem Kommunikationseinheit-Leitungsempfänger die Gleichtaktspannungen auf etwa 1 mV. Bei Störsignalquellen höherer Frequenzen, wie Motoren oder Relais, die ein Breitband-Störsignalspektrum von bis zu 5-10 MHz erzeugen, erscheint ein bedeutend höherer Gleichtakt- Störsignalpegel an den Kommunikationseinheit-Eingängen. Bei z. B. einem kapazitiv angekoppelten Störsignal von 10 MHz kann das Gleichtakt-Spannungssignal bei einer Störsignalamplitude von 300 V bis zu 290 V reichen, wenn die Leitungsdämpfung vernachlässigt wird. In der Praxis ist die Größe dieser hochfrequenten Gleichtaktsignale wesentlich geringer, und zwar aufgrund von Effekten zweiter Ordnung, die durch nicht-lineare Vorgänge in der Störsignalquelle selbst hervorgerufen werden. Zudem verringern Übertragungsleitungs- Signaldämpfungen die hochfrequenten Gleichtaktsignale erheblich, so daß ihre Gleichtaktamplitude auf einige wenige Volt gegenüber mehreren Volt begrenzt ist. Schließlich besitzen die im Kommuniktionseinheit-Leitungsempfänger verwendeten Differential-Komparatoren Gleichtakt-Unterdrückungsverhältnisse (CMRR) in der Größenordnung von 60 db, so daß das erfaßte Gleichtaktsignal von den Hochfrequenzquellen auf den Millivolt-Pegel reduziert wird.

Wie erwähnt, sind die Haupt-Kommunikationseinheit der Zentralstation und die Neben-Kommunikationseinheiten der Fernstationen jeweils über Anschlüsse mit einer Länge von einem Viertel der Wellenlänge oder weniger von der Übertragungsleitung 46 abgezweigt, wodurch Signalreflexionen zur Übertragungsleitung zurück begrenzt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Zentralstation mit der Haupt-Kommunikationseinheit an das eine Ende der Übertragungsleitung angeschlossen, während die Kommunikationseinheiten der Fernstationen über die Länge der Übertragungsleitung zwischen der Haupt-Kommunikationseinheit und dem entfernten Abschlußnetz verteilt sind. Bei dieser Ausführungsform ermöglicht die Anordnung der Haupt-Kommunikationseinheit dicht an einem Leitungs- Abschlußnetz deren Anschluß mittels einer einfachen Viertelwellen-Anzapfung oder -Abzweigung. Ersichtlicherweise braucht die Haupt-Kommunikationseinheit nicht unbedingt an das eine Ende der Übertragungsleitung angeschlossen zu sein. Falls sie jedoch an eine andere Stelle als ein Ende der Übertragungsleitung angeschlossen ist, benötigt die Haupt- Kommunikationseinheit selbst ein Abschlußnetz zusätzlich zu den mit den Enden der Übertragungsleitung verbundenen Abschlußnetzen.

Claims (1)

1. Kommunikationseinheit (110, Fig. 4) mit einer Adreß- und Steuerschaltung (124), einer Steuereinheit (126), einem Befehlsregister (134), einer Master-Slave-Logikschaltung (148), einem Sender (143) und einem Ausgangsregister (136), dadurch gekennzeichnet, daß

   • - ein Differentialleitungsempfänger (116, 118) auf ein Eingangsdatensignal auf einem Datenbus (46B) an einem ersten Dateneingang (L1) der Kommunikationseinheit, um das Eingangsdatensignal an einem Ausgang (129) des Differentialleitungsempfängers (116, 1118) zu liefern, und auf ein Eingangstaktsignal auf einem Taktbus (46A) an einem zweiten Dateneingang (L2) der Kommunikationseinheit, um das Taktsignal an einem anderen Ausgang (121) des Differentialleitungsempfängers (116, 118) zu liefern, anspricht,
   • - die Adreß- und Steuerschaltung (124) auf das Eingangstaktsignal und ein Adreßeingangssignal (156) anspricht, um die Größe des Adreßeingangssignals (156) mit der Größe einer gezählten Anzahl von Eingangstakten, die in einer gewählten Periode des Eingangstaktsignales empfangen sind, zu vergleichen und das Adreßeingangssignal (156) dann zu liefern, wenn die gezählte Anzahl der Eingangstakte gleich dem Adreßeingangssignal (156) ist,
   • - ein Mehrfunktions-Schieberegister (130) auf ein Freigabebefehlssteuersignal (142) und ein Eingangsdatensignal (129), um das Eingangsdatensignal zu speichern und das gespeicherte Eingangsdatensignal auf einem parallelen Datenbus (132) zu liefern, und auf das Freigabebefehlssteuersignal (142) und ein Stationseingangssignal (162), um das Stationseingangssignal (162) zu speichern und das Stationseingangssignal auf einer seriellen Leitung (131) in serieller Form zu liefern, anspricht,
   • - die Steuereinheit (126) auf das Eingangstaktsignal (121) und das Adreßeingangssignal (156) sowie auf ein zweites Taktsignal mit einer höheren Frequenz als diejenige des Eingangstaktsignales anspricht, um eine Reihe geordneter Befehlssignale (142) einschließlich eines Freigabebefehlssignales (142) zum Freigeben oder Verriegeln einer Datenübertragung zu liefern,
   • - das Befehlsregister (134) auf das zweite Taktsignal und Befehle auf dem Datenbus (132) anspricht, um Befehle zu speichern und diese zur Steuereinheit (126) zu liefern,
   • - die Master-Slave-Logikschaltung (148) auf ein Master- Slave-Wählsignal an einem Eingang (150) der Kommunikationseinheit anspricht, wobei die Adreß- und Steuerschaltung (124), die Steuereinheit (126) und das Befehlsregister (134) in einer ersten Alternative auf ein Slave-Wählsignal ansprechen, um Befehls- und Dateninformation auf dem Datenbus (46B) von einem Master in einem Master-Sendeintervall (84) zu empfangen und um von einer Fernstation (14, 16) an einem Paralleleingang empfangene Slavedaten während einer gewählten Periode eines Masterempfangsintervalles zu senden, und in einer Master-Alternative auf ein Master- Wählsignal ansprechen, um Befehlsdaten an dem Paralleleingang (160) von einer Zentralsteuerung (12) zu empfangen, um Daten von dem Datenbus (46B) von Slaves während des Masterempfangsintervalls (86) zu empfangen und um Befehle und Daten auf dem Datenbus (46B) zu den Slaves während des Mastersendeintervalles (84) zu senden,
   • - der Sender (143) auf Daten und Befehle auf der serieller Leitung (131) von dem Mehrfunktions-Schieberegister (130) anspricht, um die Daten und Befehle zu dem Datenbus (46B) zu liefern, und
   • - das Ausgangsregister (136) auf Datensignale auf dem Datenbus (132) anspricht, um Datensignale (64) zu der Fernstation (14, 16) in der Slave-Alternative und zu der Zentralsteuerung (12) in der Master-Alternative zu liefern.