DE3627319A1 - Leitsystem fuer industrieanlagen, insbesondere hochspannungsschaltanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Leitsystem für Industrieanlagen, insbesondere Hochspannungsschaltanlagen, mit einer Zentralstation und einer Vielzahl von Unterstationen bzw. Datengebern, wobei in der Zentralstation eine Mehrzahl von Endgeräten und eine Vielzahl von Datenweichen, vorzugsweise eine der Anzahl der Unterstationen bzw. der Datengeber entsprechende An­ zahl von Datenweichen vorgesehen sind und über die Datenweichen die von den Unterstationen bzw. den Datengebern gelieferten Daten den Endgeräten zuleitbar, d. h. auf die Endgeräte verteilbar sind.

Überall dort, wo große Datenmengen gehandhabt werden müssen, besteht das Problem, daß die anfallenden Datenvolumina einer geschickten Handhabung bedürfen, damit man sie überhaupt noch bewältigen kann. In Industrieanla­ gen, für die als besonders bevorzugtes Beispiel jetzt und im folgenden eine Hochspannungsschaltanlage behandelt wird, ist dies ein besonderes Problem bei einem Leitsystem, mit dessen Hilfe eine Vielzahl von Meß-, Melde-, Steuer- und Regelgeräten, insgesamt also eine Vielzahl von Unter­ stationen bzw. Datengebern, geleitet werden müssen (vgl. nur beispielhaft die DE-AS 20 60 523).

Bei dem aus der Praxis bekannten, eingangs erläuterten Leitsystem für Industrieanlagen, insbesondere Hochspannungsschaltanlagen, werden von den Unterstationen bzw. den Datengebern Daten an die Datenweichen geliefert. Im Rahmen der Erfindung kommt es nicht besonders auf die Form der Daten an; häufig wird in derartigen Leitsystemen allerdings mit sogenannten Fernwirksignalen oder mit Impulstelegrammen als Daten gearbeitet. Die Datenweichen bei dem bekannten Leitsystem haben keine andere Aufgabe, als die Daten auf die verschiedenen Endgeräte in der Zentralstation, beispielsweise Bildschirmgeräte, Drucker usw., zu verteilen. Eine daten­ verarbeitungstechnische Behandlung der Daten, also eine Datenverarbei­ tung und eine Datenspeicherung, erfolgt ausschließlich in den Endgerä­ ten, die dazu mit entsprechenden Datenverarbeitungs- und -speichereinhei­ ten versehen sind. Die datenverarbeitungstechnischen Anforderungen an die Datenweichen des bekannten Leitsystems sind gering, da diese eben, wie gesagt, nur der Datenverteilung dienen.

Es hat sich gezeigt, daß mit zunehmender Komplexität und Größe von In­ dustrieanlagen die Datenverarbeitung und Datenspeicherung in den Endge­ räten der Zentralstation mit Problemen behaftet ist. Insbesondere ist der erforderliche Speicherplatz außergewöhnlich groß, da jedes Endgerät äußerstenfalls in der Lage sein muß, sämtliche Daten von allen Unter­ stationen zu speichern. Der Speicherplatz in jedem Endgerät muß dieser Forderung entsprechen. Mit diesem Problem verknüpft ist das Problem, daß bei Ausfall einer Speichereinheit in einem Endgerät dieses vollständig un­ brauchbar ist. Die Betriebssicherheit des bekannten Leitsystems ist also nicht optimal.

Ausgehend von dem zuvor erläuterten, aus der Praxis bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Leitsystem der in Rede stehenden Art anzugeben, bei dem weniger Hardwareaufwand, insbeson­ dere weniger Speicherplatz erforderlich ist und das gleichzeitig eine er­ höhte Betriebssicherheit aufweist.

Das erfindungsgemäße Leitsystem, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe ge­ löst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß je­ de Datenweiche eine eigene Datenverarbeitungs- und -speichereinheit auf­ weist und die von den Unterstationen bzw. den Datengebern gelieferten Da­ ten in den Datenweichen ggf. verarbeitet und gespeichert werden. Erfin­ dungsgemäß sind die Datenverarbeitungs- und insbesondere die Datenspeicher­ funktionen von den Endgeräten in die Datenweichen verlegt worden. Das führt dazu, daß der insgesamt erforderliche Speicherplatz erheblich ab­ nimmt. Im Gegensatz zu dem bekannten Leitsystem, das zuvor erläutert worden ist, muß der Speicherplatz der Datenverarbeitungs- und -speicher­ einheit einer Datenweiche im erfindungsgemäßen Leitsystem nur auf die maximal zu erwartenden Daten einer, nämlich der zugeordneten Untersta­ tion zugeschnitten sein. Wenn beim Stand der Technik je Unterstation x Da­ ten maximal zu erwarten sind, n Unterstationen existieren und m Endgerä­ te vorhanden sind, so ist der erforderliche Speicherplatz in der Zentral­ station insgesamt mindestens Y = x×n×m. Demgegenüber ist bei dem erfin­ dungsgemäßen Leitsystem wegen der in die Datenweichen dezentralisierten Datenspeicherung der maximale Speicherplatz Z = x×n. Diesem erheblichen Vorteil steht lediglich der geringe schaltungstechnische Mehraufwand für den Abruf der Daten von den Endgeräten her gegenüber.

Bei dem erfindungsgemäßen Leitsystem für Industrieanlagen ist gegenüber dem bekannten Leitsystem auch die Betriebssicherheit erhöht, da der Aus­ fall einer Datenverarbeitungs- und -speichereinheit nur die eine Daten­ weiche betrifft, andere Datenweichen nicht tangiert sind und insbesondere die Endgeräte dadurch nicht ausfallen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfin­ dung auszugestalten und weiterzubilden. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre der Erfindung sollen aus der nachfolgenden Er­ läuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung deutlich werden. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Leit­ systems für Industrieanlagen, insbesondere Hochspannungsschaltanlagen.

Das in der einzigen Figur dargestellte Leitsystem für Industrieanlagen weist eine Zentralstation 1 und eine Vielzahl von Unterstationen 2 auf. In der Zentralstation 1 sind eine Mehrzahl von Endgeräten 3 und eine Vielzahl von Datenweichen 4 vorgesehen. Die Anzahl der Datenweichen 4 entspricht vorzugsweise und im dargestellten Ausführungsbeispiel der An­ zahl der Unterstationen 2. Über die Datenweichen 4 werden die von den Unterstationen 2 gelieferten Daten den Endgeräten 3 zugeleitet. Mit an­ deren Worten gesagt, werden die Daten über die Datenweichen 4 auf die Endgeräte 3 verteilt.

Bei dem erfindungsgemäßen Leitsystem kann die Verbindung der Daten­ weichen 4 mit den Endgeräten 3 auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zur Verbindung der Datenweichen 4 mit den Endgeräten 3 spezielle Datenübertragungsleitungen vorgesehen, die in besonderer Weise auf die Bedürfnisse bei der Datenübertragung zu­ geschnitten sind und als Datenbus 5 bezeichnet werden. Es ist jedoch auch möglich, alle Endgeräte über einen Datenbus mit allen Datenweichen oder jedes Endgerät direkt mit allen Datenweichen zu verbinden.

Wie die einzige Figur leicht und deutlich erkennen läßt, weist im darge­ stellten Leitsystem jede Datenweiche 4 eine eigene Datenverarbeitungs­ und -speichereinheit 6 auf. Die von den Unterstationen 2 gelieferten Daten werden also in den Datenweichen 4 verarbeitet und gespeichert. An­ stelle einer hier als Gesamtheit bezeichneten Datenverarbeitungs- und -speichereinheit 6 kann auch eine Datenverarbeitungseinheit und getrennt davon eine Datenspeichereinheit vorgesehen sein. Im übrigen sind im ein­ zelnen in der Zeichnung nicht mit Bezugszeichen versehene Anschlußein­ heiten (Interfaces) vorgesehen. Der weiter oben schon erläuterte Vorteil der Verlagerung der Datenverarbeitung und -speicherung in die Daten­ weichen 4 besteht in einer drastischen Verringerung des erforderlichen Speicherplatzes in der Zentralstation 1 und in einer erhöhten Betriebs­ sicherheit des gesamten Leitsystems.

Im in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel und nach be­ vorzugter Lehre der Erfindung ist jedem Endgerät 3 ein eigener Daten­ bus 5 zur Verbindung mit allen Datenweichen 4 zugeordnet. Anstelle einer Einzelverbindung jedes Endgerätes 3 mit jeder der Datenweichen 4 wird also hier ein Bussystem gewählt. Das ist in der Datenübertragungs­ technik eine an sich bekannte und besonders zweckmäßige, weil leitungs­ sparende Konzeption.

Da die von den Unterstationen 2 gelieferten Daten nach der Lehre der Er­ findung in den Datenverarbeitungs- und -speichereinheiten 6 der Daten­ weichen 4 gespeichert werden, müssen sie von den Endgeräten 3 her abge­ rufen werden können. Dazu empfiehlt es sich, daß zur Datenanforderung aus den Datenverarbeitungs- und -speichereinheiten 6 der Datenweichen 4 ein Anrufmodul 7 vorgesehen ist. Es kann durchaus ein zentraler Anruf­ modul 7 vorgesehen sein, der einerseits eine Datenweiche 4, andererseits ein Endgerät 3 für die Datenübertragung auswählt. Besonders zweckmäßig ist es aber, wenn jedes Endgerät 3 einen eigenen Anrufmodul 7 aufweist. Nach einer weiter bevorzugten Lehre der Erfindung empfiehlt es sich, daß der Anrufmodul 7 eine der Anzahl der Datenweichen 4 entsprechende Anzahl von Anrufauslösern 8 aufweist.

Um bestimmte, hervorgehobene und besonders bedeutsame Daten in besonderer Weise identifizieren zu können, empfiehlt es sich, am Endgerät 3 spezielle Leuchtelemente zur Signalanzeige bei Vorliegen oder Fehlen dieser bestimm­ ten Daten vorzusehen. Hierbei kann es sich beispielsweise als Daten um Alarmmeldungen bei Funktionsfehlern in einer Datenweiche 4 handeln. Zweck­ mäßigerweise sollte also dazu die Anzahl der Leuchtelemente 3 mit der An­ zahl der Unterstationen 2, im wesentlichen also der Anzahl der Daten­ weichen 4, übereinstimmen.

Weiter oben ist schon ausgeführt worden, daß es sich bei den Endgeräten 3 um Datensichtgeräte handeln kann. Mindestens einige Endgeräte 3 einer Zen­ tralstation 1 werden also üblicherweise einen Bildschirm 9 aufweisen. Ist dies der Fall, so empfiehlt es sich, daß zur Signalanzeige bei Vorliegen oder Fehlen bestimmter Daten Leuchtsignale auf den Bildschirmen 9 der Endgeräte 3 erscheinen, vorzugsweise an einer bestimmten Stelle der Bild­ schirme 9 und vorzugsweise mit einer Identifikationskennung. Dies ist allerdings der einzigen Figur der Zeichnung nicht zu entnehmen.

Als Leuchtelemente könnte der Anrufmodul 7 bzw. ein Anrufmodul 7 auch Leuchtbausteine aufweisen, und zwar durchaus auch neben einer entsprechen­ den Anzahl von Anrufauslösern 8. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Anrufauslöser 8 des Anrufmoduls 7 bzw. eines Anrufmoduls 7 als Leucht­ taster ausgeführt sind. Dadurch läßt sich optisch kenntlich machen, wel­ cher der Anrufauslöser 8 gerade betätigt ist, welche Datenweiche 4 also angerufen wird. Durch eine entsprechende Modifizierung des vom Leucht­ taster abgegebenen Lichts kann dann beispielsweise eine Fehlfunktion der Datenweiche 4 angezeigt werden.

Hinsichtlich der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Leitsystems nach Betätigen des Anrufmoduls 7 bzw. eines Anrufmoduls 7 geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, daß nach Betätigung des Anrufmoduls 7 die Da­ ten der Datenweichen 4 räumlich sortiert auf einem Bildschirm 9 min­ destens eines Endgeräts 3 anzeigbar sind. Das ist in der einzigen Figur natürlich im einzelnen nicht zu erkennen. Nicht zu erkennen ist auch, daß es zweckmäßig ist, daß die Daten entsprechend bestimmten Bereichen der Industrieanlage sortiert anzeigbar sind. Im übrigen kann es zweck­ mäßig sein, die Daten der Datenweichen 4 zeitlich sortiert anzuzeigen.

Zum Abruf der Daten aus den Datenweichen 4 bzw. den Datenverarbeitungs­ und -speichereinheiten 6 der Datenweichen 4 empfiehlt sich eine serielle Technik, evtl. auch in einem direkten Zugriff auf die Datenverarbeitungs­ und -speichereinheit 6 der Datenweiche 4.

Häufig handelt es sich bei den Daten, die von den einzelnen Unterstatio­ nen 2 kommen, um sogenannte Fernwirksignale. Bei der bisher beschriebe­ nen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Leitsystems werden diese Fern­ wirksignale als solche in den Datenverarbeitungs- und -speichereinhei­ ten 6 der Datenweichen 4 gespeichert. Werden nun von den Endgeräten 3, die mit Bildschirmen 9 ausgerichtet sind, die in den Datenverarbeitungs­ und -speichereinheiten 6 der Datenweichen 4 gespeicherten Fernwirksig­ nale abgerufen, dann müssen diese in den Endgeräten 3 erst in Videosig­ nale umgesetzt werden, also in solche Signale, mit denen die Bildschir­ me 9 der Endgeräte 3 angesteuert werden können; diese Umsetzung kann durchaus Sekunden dauern. Deshalb geht eine weitere Lehre der Erfindung, der, auch für sich, besondere Bedeutung zukommt, dahin, daß in den Da­ tenweichen 4 die von den Unterstationen 2 gelieferten Daten in Videosig­ nale umgesetzt werden. Die Folge dieser Lehre ist, daß dann, wenn von den Endgeräten 3 die Datenweichen 4 angesteuert werden, dort gespeicher­ te Videosignale zur Verfügung stehen, die ansonsten für eine Umsetzung der Formwirksignale in Videosignale noch erforderliche Zeit also nicht mehr benötigt wird.

Claims (16)

1. Leitsystem für Industrieanlagen, insbesondere Hochspannungsschaltan­ lagen, mit einer Zentralstation und einer Vielzahl von Unterstationen bzw. Datengebern, wobei in der Zentralstation eine Mehrzahl von Endgeräten und eine Vielzahl von Datenweichen, vorzugsweise eine der Anzahl der Untersta­ tionen bzw. der Datengeber entsprechende Anzahl von Datenweichen vorge­ sehen sind und über die Datenweichen die von den Unterstationen bzw. den Datengebern gelieferten Daten den Endgeräten zuleitbar, d. h. auf die Endgeräte verteilbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Datenweiche (4) eine eigene Datenverarbeitungs- und -speicher­ einheit (6) aufweist und die von den Unterstationen (2) gelieferten Da­ ten in den Datenweichen (4) ggf. verarbeitet und gespeichert werden.

2. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Endge­ räte über einen Datenbus mit allen Datenweichen verbunden sind.

3. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Endge­ rät (3) über einen eigenen Datenbus (5) mit allen Datenweichen (4) ver­ bunden ist.

4. Leitsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Endge­ rät direkt mit allen Datenweichen verbunden ist.

5. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Datenanforderung aus den Speichereinheiten (6) der Daten­ weichen (4) ein Anrufmodul (7) vorgesehen ist.

6. Leitsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Endge­ rät (3) einen eigenen Anrufmodul (7) aufweist.

7. Leitsystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ rufmodul (7) eine der Anzahl der Datenweichen (4) entsprechende Anzahl von Anrufauslösern (8) aufweist.

8. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Endgerät (3) spezielle Leuchtelemente zur Signalanzeige bei Vor­ liegen oder Fehlen bestimmter Daten vorgesehen sind.

9. Leitsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leuchtelemente (3) mit der Anzahl der Unterstationen (2) übereinstimmt.

10. Leitsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens einige Endgeräte Bildschirme aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorlie­ gen oder Fehlen bestimmter Daten Leuchtsignale auf den Bildschirmen (9) der Endgeräte (3) erscheinen, vorzugsweise an einer bestimmten Stelle der Bildschirme (9) und vorzugsweise mit einer Identifikationskennung.

11. Leitsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anrufmodul Leuchtbausteine aufweist.

12. Leitsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anrufauslöser (8) des Anrufmoduls (7) als Leuchttaster ausge­ führt sind.

13. Leitsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß nach Betätigung des Anrufmoduls (7) die Daten der Datenweichen (4) räumlich sortiert auf einem Bildschirm (9) mindestens eines Endgerä­ tes (3) anzeigbar sind.

14. Leitsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten entsprechend bestimmten Bereichen der Industrieanlage sortiert anzeigbar sind.

15. Leitsystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten der Datenweichen (4) zeitlich sortiert anzeigbar sind.

16. Leitsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Datenweichen (4) die von den Unterstationen (2) bzw. den Datengebern gelieferten Daten in Videosignale umgesetzt werden.