DE3826893A1 - Fernueberwachungs- und steuervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fernüberwachungs- und Steuervor­ richtung mit einer Hauptstation und einer Anzahl von Neben­ stationen, die Übertragungswege gemeinsam benutzen.

Herkömmlich wird in einem Fernüberwachungssystem mit einer Hauptstation und Nebenstationen, die Übertragungswege ge­ meinsam benutzen, zur Vermeidung von Störungen aufgrund gleichzeitiger Abrufauslösungen von einer Anzahl von Neben­ stationen in den meisten Fällen ein Aufrufverfahren angewen­ det, bei dem die Hauptstation die Nebenstationen nacheinan­ der aufruft. Ein Beispiel für die Codes, die in einem sol­ chen Fall zwischen der Hauptstation und den Nebenstationen ausgetauscht werden, ist auf den Seiten 33 bis 35 des "IEEE TUTORIAL COURSE Fundamentals of Supervisory Control Systems" beschrieben.

Die Fig. 1 der Zeichnung ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für den Aufbau einer herkömmlichen Fernüberwa­ chungsvorrichtung zeigt, bei der Codes wie in der erwähnten Literaturstelle beschrieben ausgetauscht werden. In dieser Abbildung ist 0 eine Hauptstation, 1, 2, ... bis N sind Nebenstationen, und 01, 10, 12, 21, 23, 32, ..., MN, NM sind Ubertragungswege zwischen der Hauptstation 0 und den je­ weiligen Nebenstationen 1, 2, ... N.

In der Hauptstation 0 bezeichnet 001 eine Zentraleinheit, 002 eine Anzeige-Ausgabeschaltung, 003 eine Eingabeschaltung zur Eingabe von Signalen in die Zentraleinheit 001, 004 ein Anzeigefeld zur Anzeige des Inhalts der Ausgänge der Anzei­ ge-Ausgabeschaltung 002, 005 ein Bedienungspult, 006 eine Code-Übertragungsschaltung und 007 einen Modulator zum Modu­ lieren der Ausgangssignale der Code-Übertragungsschaltung 006.

Der Aufbau schließt des weiteren eine Code-Empfangsschaltung 008 und einen Demodulator 009 ein, der die von der Nebensta­ tion 1 über den Übertragungsweg 10 übertragenen Signale demoduliert und das sich ergebende Signal zu der Code-Emp­ fangsschaltung 008 sendet.

In der Nebenstation 1 ist 100 eine Zentraleinheit, 101 eine Ausgabeschaltung zur Ausgabe von Signalen an dazugehörige Geräte, 102 eine Eingabeschaltung zur Eingabe von Signalen von den zugehörigen Geräten, 103 eine Abzweigstelle, die eine Verzweigung eines modulierten Signals, das über den Übertragungsweg 01 geliefert wurde, auf einen Verstärker 104 für ein absteigendes Signal und einen Demodulator 105 be­ wirkt.

Das Bezugszeichen 106 steht für eine Code-Empfangsschaltung und 107 bezeichnet eine Code-Übertragungsschaltung, die auf der Basis von Anweisungen der Zentraleinheit 100 Signale codiert, die in die Eingabeschaltung 102 eingegeben wurden. Das Bezugszeichen 108 bezeichnet einen Modulator, der die Ausgangssignale der Code-Übertragungsschaltung 107 gemäß den Anweisungen von der Zentraleinheit 100 moduliert. Das Be­ zugszeichen 109 bezeichnet eine Einfügungsschaltung und 110 steht für einen Verstärker für ein aufsteigendes Signal. Die Einfügungsschaltung 109 fügt ein Ausgangssignal des Modula­ tors 108 in den Übertragungsweg ein und gibt das sich ergebende Signal an den Verstärker 110 für das aufsteigende Signal.

Die Anordnung der Komponenten in jeder Nebenstation von der Nebenstation 2 bis zu der Nebenstation N ist vollständig die gleiche wie in der Nebenstation 1, und die Hunderter der zu jedem Element zugeordneten Bezugszahl stellen die Nummer der Nebenstation dar, während die Zehner und die Einer die ent­ sprechende Schaltung bezeichnen.

Obwohl der Verstärker N 04 für das absteigende Signal in der Nebenstation N an der Endstelle überflüssig ist, ist es üblich, diesen Verstärker N 04 für das absteigende Signal wegen der Standardisierung der Geräte und der Möglichkeit für das Hinzufügen weiterer Nebenstationen in der Zukunft vorzusehen.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des Aufbaus der Fig. 1 mit Bezug auf das Zeitdiagramm der Fig. 2 der Zeichnung beschrieben. In der Hauptstation 0 der Fig. 1 weist die Zentraleinheit 001 die Code-Übertragungsschaltung 006 an, nacheinander und kontinuierlich ein Aufrufsignal an die einzelnen Nebenstationen 1 bis N zu übertragen, und die Code-Übertragungsschaltung 006 gibt auf der Basis dieser Anweisung ein Aufrufsignal mittels eines seriellen Codes an den Modulator 007.

Der Modulator 007 empfängt das Signal und bewirkt eine Mo­ dulation, beispielsweise eine gleitende Frequenzumtastung (FSK-Modulation), um das sich ergebende Signal über den Übertragungsweg 001 zu der Nebenstation 1 zu senden.

In der Nebenstation 1 erhält die Abzweigstelle 103 das Si­ gnal und bewirkt eine Verzweigung davon auf den Demodulator 105 und den Verstärker 104 für das absteigende Signal.

Der Demodulator 105 demoduliert das erhaltene Signal und liefert das Ergebnis an die Code-Empfangsschaltung 106. Andererseits verstärkt der Verstärker 104 für das abstei­ gende Signal das Signal, das im Übertragungsweg 01 und der Abzweigstelle 103 abgeschwächt wurde, auf einen vorbestimm­ ten Pegel und sendet das erhaltene Signal über den Über­ tragungsweg 12 zu der Nebenstation 2.

In der Nebenstation 2 werden die gleichen Operationen wie in der Nebenstation 1 bewirkt; und wird auf die gleiche Weise wird das von der Code-Übertragungsschaltung 006 der Haupt­ station 0 ausgegebene Aufrufsignal von den Code-Empfangs­ schaltungen 106, 206, ... N 06 der jeweiligen Nebenstationen 1 bis N empfangen.

Das von der Code-Übertragungsschaltung 006 der Hauptstation 0 ausgesendete Aufrufsignal ist in der Fig. 2(00) gezeigt und enthält als erste Information ein Synchronisationsbit, dem eine bestimmte Adresse (A ₁, A ₂, usw.), ein Funktionscode (wobei in diesem Fall F ein Aufrufsignal anzeigt), ein Feh­ lererkennungscode S und ein Codeendbit als Schlußinformation folgt.

Wenn die Code-Übertragungsschaltung 006 der Hauptstation 0 der Fig. 1 ein Aufrufsignal der in der oberen linken Ecke der Fig. 2(00) gezeigten Art aussendet, erreicht dieses Aufrufsignal die Code-Empfangsschaltungen 106, 206, ..., N 06 der jeweiligen Nebenstationen 1 bis N wie oben beschrieben; da jedoch der Adressenteil A ₁ die Nebenstation 1 bestimmt, führen die Zentraleinheiten 200, ..., N 00 der anderen Neben­ stationen 2 bis N, die die Adresse decodieren, die Übertra­ gung nicht aus, das heißt, daß nur die Zentraleinheit 100 der Nebenstation 1 zuerst eine Trägerwelle des Modulators 108 aussendet und daraufhin veranlaßt, daß die Code-Über­ tragungsschaltung 107 ein Antwortsignal an die Hauptstation 0 abgibt.

Im vorliegenden Zustand enthält das Antwortsignal nur die Adresse A ₁ der eigenen Stelle und einen Funktionscode F (zur Anzeige, daß in diesem Fall keine Zustandsänderung vor­ liegt), wie es in der Fig. 2(01) dargestellt ist, da keine bestimmte Zustandsänderung festgestellt wird. Diese Code-In­ formation erreicht den Demodulator 009 der Hauptstation 0 über die Einfügungsschaltung 109, den Verstärker 110 für das aufsteigende Signal und den Übertragungsweg 10 und wird darin demoduliert, um an die Code-Empfangsschaltung 008 geliefert zu werden.

Beim Erhalt des demodulierten Signales sendet die Code-Emp­ fangsschaltung 008 ein Interruptsignal an die Zentraleinheit 001, die in Reaktion auf dieses Interruptsignal den erhal­ tenen Inhalt aus der Code-Empfangsschaltung 008 ausliest.

Da der so ausgelesene erhaltene Inhalt keine Tatsache, daß eine Zustandsänderung erfolgt ist, besonders anzeigt, weist die Zentraleinheit 001 die Code-Übertragungsschaltung 006 an, ein Aufrufsignal auszusenden, das die Nebenstation 2 anspricht.

Die Code-Übertragungsschaltung 006 wandelt das Signal in einen seriellen Code um (vergleiche Fig. 2(00)) und gibt den Code über den Modulator 007 auf den Übertragungsweg 01. Dieses Aufrufsignal erreicht die Code-Empfangsschaltungen 106, 206, ... N 06 der Nebenstationen 1 bis N, wie im oben beschriebenen Fall des Anrufens der Nebenstation 1; da jedoch der Adressenteil A ₂ in diesem Fall die Nebenstation 2 bestimmt, veranlaßt zuerst die Zentraleinheit 200 der Neben­ station 2, daß die Trägerwelle des Modulators 208 übertragen wird, und sie veranlaßt dann die Code-Übertragungsschaltung 207, ein Antwortsignal an die Hauptstation 0 zu senden.

Da in dieser Situation in der Nebenstation 2 wieder keine besondere Zustandsänderung festgestellt wird, schließt das Signal wie im Falle der Nebenstation 1 nur die Adresse A ₂ der eigenen Stelle, den Funktionscode F und den Fehlererken­ nungscode S ein, wie es in Fig. 2(02) genau gezeigt ist.

Wenn das Antwortsignal über die Code-Empfangsschaltung 008 in der Hauptstation 0 erhalten wurde, weist die Zentralein­ heit 001 die Code-Übertragungsschaltung 006 an, ein Auf­ rufsignal abzusenden, das die Nebenstation 3 bestimmt.

Der Aufrufvorgang wird auf diese Weise bis hin zu der Neben­ station N wiederholt, wie es in der Fig. 2 bei (00), (01), (02), ... (0 N) gezeigt ist, woraufhin der Aufrufvorgang wieder zu der Nebenstation 1 zurückkehrt. Wenn in den Neben­ stationen keinerlei Zustandsänderungen vorliegen, wird der obige Vorgang auf zyklische Art wiederholt.

In dem Fall, daß unter den obigen Bedingungen eine Zustand­ änderung in der Nebenstation 1 auftritt (beispielsweise die automatische Auslösung eines Schalters), wie es in den Codes von der oberen rechten Ecke zu der unteren linken Ecke der Fig. 2 dargestellt ist, und wenn ein Aufrufsignal von der Hauptstation 0 die Nebenstation 1 (mittels der Adresse A ₁) bezeichnet, weist die Zentraleinheit 100 der Nebenstation 1 die Code-Übertragungsschaltung 107 an, den Funktionscode F so anzusetzen, daß das Auftreten der Zustandsänderung ange­ zeigt wird, und darauffolgend die Daten (die Positionsnummer des mit der Zustandsänderung verknüpften Gerätes und die Richtung der Änderung) zu übertragen.

Beim Erhalt der obigen Anweisungssignale sendet die Code- Übertragungsschaltung 107 die in der Fig. 2 bei (01) bis (11) gezeigten Codes. Wenn die Code-Empfangsschaltung 008 in der Hauptstation 0 diese Informationen erhält, liest die Zentraleinheit 001 diese Informationen und gibt dann über die Anzeige-Ausgabeschaltung 002 eine Warnung aus, bei­ spielsweise durch das Aufleuchten und Blinken einer zuge­ hörigen Anzeigelampe im Anzeigefeld 004 und das Auslösen einer Glocke.

Nach diesem Vorgang weist die Zentraleinheit 001 die Code- Übertragungsschaltung 006 an, ein Aufrufsignal auszusenden, das die Nebenstation 2 bestimmt, und bewirkt dann einen kontinuierlichen Ablauf der Aufrufe für die anderen Neben­ stationen.

In dem Fall, daß eine Bedienungsperson am Bedienungspult 005 einen Vorgang zur Steuerung eines Gerätes der Nebenstation N bewirkt, liest die Zentraleinheit 001 die entsprechende Ein­ gabe über die Eingabeschaltung 003 und weist die Code-Über­ tragungsschaltung 006 an, die Steuer-Befehlsdaten (die Posi­ tionsnummer und die Richtung der Steuerung des zugehörigen Gerätes) mit einem auf N eingestellten Nebenstation-Adres­ sencode und einem auf die Steuerbefehle eingestellten Funk­ tionscode F abzusenden.

Beim Erhalt dieser Anweisungen gibt die Code-Übertragungs­ schaltung 006 den in der Fig. 2(10) gezeigten Code aus, das heißt den in der Mitte des oberen Teiles der unteren Linien gezeigten Code. Wie im Falle des Aufrufsignales wird dieser Code auch von den Code-Empfangsschaltungen 106, 206, ..., N 06 der anderen Nebenstationen empfangen; nur die Zentral­ einheit N 00 der Nebenstation N stellt jedoch fest, daß die Anweisung zu der eigenen Station übertragen wird, und gibt die Steuerbefehle über die Ausgangsschaltung N 01 auf der Basis der Daten des erhaltenen Codes an das dazugehörige Gerät aus.

Wenn das dazugehörige Gerät eine Antwort abgibt, wird diese sich ergebende Antwort in die Eingabeschaltung N 02 eingege­ ben, die Zentraleinheit N 00 liest das Ergebnis und weist die Code-Übertragungsschaltung N 07 an, einen Code an die Haupt­ station 0 zu senden, der die mit der Antwort verbundene Zu­ standsänderung bezeichnet. Beim Erhalt der Anweisung sendet die Code-Übertragungsschaltung N 07 somit den in der Fig. 2 (IN) gezeigten Code aus.

In der Hauptstation 0 nimmt die Code-Empfangsschaltung 008 den Code auf und läßt dann beispielsweise wie im Falle der oben beschriebenen Zustandsänderung eine zugehörige Anzeige­ leuchte im Anzeigefeld 004 mittels der Ausgabeschaltung 003 aufleuchten, um die Antwort des dazugehörigen Gerätes der Bedienungsperson anzuzeigen.

Da die Zentraleinheit 001 die Information gespeichert hat, daß die Steuerbefehle an das dazugehörende Gerät ausgesendet wurden, wird in diesem Fall die so erhaltene Meldung über die Zustandsänderung als Anwort betrachtet. Folglich gibt die Zentraleinheit 001 keine Warnung wie das Blinkenlassen der Anzeigelampe und das Ertönenlassen einer Glocke ab.

Danach weist die Zentraleinheit 001 die Code-Übertragungs­ schaltung 006 an, ein Aufrufsignal für die Nebenstation 1 abzugeben, und kehrt in den normalen Zustand des Bewirkens von Aufrufen für die einzelnen Nebenstationen zurück.

In dem Fall, daß eine beträchtliche Zeitdauer für die Antwort des dazugehörenden Gerätes in der Nebenstation N erforderlich ist, kann die Zentraleinheit N 00 der Neben­ station N zuerst eine Anwort ausgeben, daß die Steuerbefehle erhalten wurden, und die Anwort des dazugehörenden Gerätes wird weitergegeben, wenn das nächste Aufrufsignal erhalten wird.

Auch ist ein sogenanntes Zwei-Aktionen-Steuerverfahren in Gebrauch, bei dem der Steuervorgang nicht auf einmal aus­ geführt wird, sondern zuerst eine Auswahloperation für ein Gerät erfolgt und dann, nachdem die Auswahloperation be­ stätigt ist, die Steuerinformation übertragen wird.

Bei dem beschriebenen Aufbau der bekannten Fernüberwachungs­ vorrichtung sendet somit die Hauptstation 0 das Aufrufsignal nacheinander zu den Nebenstationen 1 bis N, die dann eine Operation bewirken, die auf das Aufrufsignal anspricht; folglich verstreichen lange Zeiten, bis wieder eine Gelegen­ heit zur Kommunikation einer Nebenstation mit der Haupt­ station besteht, wenn die Nebenstation gerade mit der Haupt­ station in Verbindung stand. Wenn somit eine Zustandsände­ rung unmittelbar nach einer solchen Kommunikation auftritt, muß die entsprechende Nebenstation im Ergebnis für eine recht lange Zeit auf die nächste Gelegenheit zur Kommuni­ kation warten, mit der Folge, daß die zu der Zustandsände­ rung gehörende Warnung und Anzeige in der Hauptstation ver­ zögert wird.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist die sogenannte "Token- Passing-Methode" bekannt, das heißt das Weiterleiten eines Signals an die nachfolgende Station (Automatisierungstech­ nische Praxis, 28. Jahrgang, Heft 9, 1986, Abschnitt 2c "Token Ring" und 2d "Token Bus"). Wie in dieser Literatur­ stelle beschrieben, ist dieses Verfahren jedoch nur für den Fall geeignet, daß die Übertragungswege in Ringform oder in Busform ausgebildet sind, und daß die Funktionen aller Sta­ tionen vergleichmäßigt sind mit Ausnahme der Funktion der Überwachung, ob die Übertragung korrekt ausgeführt wird oder nicht. Dieses Verfahren ist folglich zwar für lokale Netz­ werke geeignet, bei denen die Übertragungswege eine Ringform oder eine Busform haben, die gemeinsam mit einem Privatnetz benutzt werden. Dieses System ist jedoch nicht anwendbar auf Fernüberwachungssysteme, bei denen die Übertragungswege in einer linearen oder verzweigten Art über gewöhnlich große Abstände verlaufen und bei denen die Hauptstation und die Nebenstationen funktionell getrennt sind, um gegensätzliche Operationen auszuführen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile da­ durch zu vermeiden, daß eine Fernüberwachungs- und Steuer­ vorrichtung geschaffen wird, die in der Lage ist, Zustands­ änderungen in einer Nebenstation mit hoher Geschwindigkeit zu der Hauptstation zu übermitteln, wobei die Funktionen und Merkmale des Aufrufverfahrens erhalten bleiben sollen.

Die erfindungsgemäße Fernüberwachungsvorrichtung enthält zu diesem Zweck eine Hauptstation und eine Anzahl von Nebensta­ tionen, die gemeinsam Übertragungswege benutzen, die mit der Hauptstation verbunden sind, wobei die Nebenstationen eine Token-Übertragungs- und Relaisschaltung aufweisen, die einen "belegten" Token-Zustand anzeigt, wenn Daten vorhanden sind, die in Anwort auf ein Aufrufsignal von der Nebenstation zu der Hauptstation zu übertragen sind, und die einen "freien" Token-Zustand anzeigt, wenn keine zu der Hauptstation zu übertragenden Daten vorhanden sind.

Ausführungsbeispiele der Fernüberwachungsvorrichtung und deren Vorteile werden mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des Aufbaues einer bekannten Fernüberwachungsvorrichtung;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm für die Betriebsweise der Vorrich­ tung der Fig. 1;

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild des Aufbaues einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fernüberwa­ chungsvorrichtung;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm für ein Beispiel des Betriebsab­ laufes bei der in der Fig. 3 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 5 ein Zeitdiagramm für ein zweites Beispiel des Be­ triebsablaufs bei der in der Fig. 3 gezeigten Vor­ richtung; und die

Fig. 6 bis 8 schematische Darstellungen für Beispiele der Verbindung zwischen der Hauptstation und den Neben­ stationen bei Anwendung der erfindungsgemäßen Fern­ überwachungsvorrichtung.

Anhand der Fig. 3 der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Fernüberwachungsvorrichtung erläutert. Die in der Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 1 bezeich­ neten Blöcke sind jeweils entsprechende funktionelle Blöcke. Zur besseren Erläuterung ist in der Fig. 3 anstelle der Nebenstation 2 eine Nebenstation M gezeigt, die im Verhält­ nis zu der Nebenstation N an der nächsthöheren Stelle ange­ ordnet ist (M=N-1).

Die in der Fig. 1 nicht enthaltenen Blöcke 111, ..., M 11 und N 11 und die Blöcke 112, ..., M 12 und N 12 sind Demodulatoren und Token-Übertragungs- und Relaisschaltungen. Letztere werden im folgenden abgekürzt als Tokenschaltungen bezeich­ net. Die Tokenschaltungen 112, ..., M 12, N 12 sind jeweils so aufgebaut, daß der Tokenzustand "frei" und "belegt" ent­ sprechend den Anweisungen der jeweiligen Zentraleinheit 100, ..., M 00 bzw. N 00 ausgegeben wird.

Die Demodulatoren 111, ..., M 11 und N 11 demodulieren die Ausgangssignale von den Modulatoren 208, ..., N 08 und (N + 1)08 (nicht gezeigt) und senden die sich ergebenden Signale an die Tokenschaltung 112, ..., M 12 bzw. N 12. NM stellt einen Übertragungsweg dar.

In der Nebenstation N sind der Verstärker N 04 für das ab­ steigende Signal und der Demodulator N 11 an dieser Endsta­ tion nicht erforderlich; jedoch trotzdem aus Gründen der Standardisierung der Geräte und der Möglichkeit des weiteren Hinzufügens von Nebenstationen zu einem späteren Zeitpunkt vorhanden.

Die Arbeitsweise des Aufbaus der Fig. 3 wird nun mit Bezug auf das Zeitdiagramm der Fig. 4 beschrieben. In der Haupt­ station 0 der Fig. 3 weist die Zentraleinheit 001 die Code- Übertragungsschaltung 006 an, kontinuierlich ein Aufrufsi­ gnal auszusenden, ohne eine besondere Nebenstation zu be­ stimmen, und auf der Basis dieser Anweisung gibt die Code- Übertragungsschaltung 006 ein Aufrufsignal an den Modulator 007.

Ein Beispiel für das Aufrufsignal, das von der Code-Übertra­ gungsschaltung 006 ausgesendet wird, ist in der Fig. 4(00) gezeigt, das heißt in der oberen linken Ecke davon. Das Übertragungssignal enthält ein Synchronisationsbit, dem ein Code P (zum Beispiel "01"), der ein Aufrufsignal anzeigt, das nicht eine bestimmte Nebenstation anspricht, und ein Schlußbit "1" folgt, das das Ende des Codes anzeigt.

Der Modulator 007 moduliert das von der Code-Übertragungs­ schaltung 006 erhaltene Aufrufsignal und sendet das modu­ lierte Signal über den Übertragungsweg 01 zu der Nebensta­ tion 1. Durch einen Vorgang, der ähnlich wie im Falle der Fig. 1 abläuft, erreicht das Aufrufsignal in der Folge die Code-Empfangsschaltungen 106, ..., M 06 und N 06 der einzelnen Nebenstationen 1 bis N.

Die Zentraleinheiten 100, ..., M 00 und N 00 der einzelnen Nebenstationen 1, ..., M und N lesen den jeweils durch die Code-Empfangsschaltungen 106, ..., M 06 und N 06 empfangenen Code und erkennen, daß das erhaltene Aufrufsignal keine Information enthält, die eine bestimmte Nebenstation angibt.

Wenn die Zentraleinheit N 00 der Nebenstation N an der End­ position feststellt, daß das obige Aufrufsignal erhalten wird, weist die Zentraleinheit N 00 die Tokenschaltung N 12 an, den Tokenzustand T "frei" (zum Beispiel "10") wie in der Fig. 4(0 N) gezeigt abzusenden, wenn keine zu der Hauptsta­ tion 0 zu übertragenden Daten vorhanden sind; oder einen Tokenzustand T "belegt" (zum Beispiel "01") abzusenden, wenn Daten vorhanden sind, die zu der Hauptstation 0 zu übertra­ gen sind, wobei die Zentraleinheit N 00 die Code-Übertra­ gungsschaltung N 07 danach anweist, die entsprechenden Daten zu codieren und abzusenden.

Unter der Annahme, daß keine entsprechenden Daten vorhanden sind, die in dieser Situation zu der Hauptstation 0 zu über­ tragen sind, sendet die Tokenschaltung N 12 nur das Tokensi­ gnal "frei" aus; die zu übertragenden Codes enthalten folg­ lich, wie in der Fig. 4(0 N) gezeigt, ein Synchronisations­ bit, das Tokensignal T "frei" und das Endbit. Die Code-In­ formation wird im Modulator N 08 moduliert und über den Übertragungsweg NM zu der Nebenstation M gegeben.

In der Nebenstation M moduliert der Demodulator M 11 die Code-Information und gibt das sich ergebende Signal an die Tokenschaltung M 12 weiter. Beim Erhalt des Signals teilt die Tokenschaltung M 12 der Zentraleinheit M 00 mit, daß das Signal den Tokenzustand "frei" enthält. Wenn auch in der Nebenstation M keine besonderen Daten vorhanden sind, die in diesem Zustand zu der Hauptstation 0 zu übertragen sind, weist die Zentraleinheit M 00 die Tokenschaltung M 12 an, den erhaltenen "freien" Tokenzustand für die Übertragung weiter­ zugeben.

Entsprechend dieser Anweisung sendet die Tokenschaltung M 12 den in der Fig. 4(0 M) gezeigten Code aus. Das Codesignal wird durch den Modulator M 08 moduliert und das sich erge­ bende Signal erreicht über den Übertragungsweg ML die Neben­ station L (L=M-1, nicht gezeigt).

Wenn in den Nebenstationen L bis 2 keine bestimmten Daten vorhanden sind, die zu der Hauptstation 0 zu übertragen sind, wird der "freie" Tokenzustand über den Übertragungsweg 21 zu der Nebenstation 1 übertragen und durch den Demodula­ tor 111 demoduliert; danach wird das demodulierte Signal zu der Tokenschaltung 112 gegeben.

Auch in der Nebenstation 1 wird, wenn keine bestimmten Daten vorhanden sind, die zu der Hauptstation 0 zu senden sind, der "freie" Tokenzustand für die weitere Übertragung wie in der Fig. 4(01) gezeigt weitergegeben, und das erhaltene Si­ gnal wird durch den Modulator 108 demoduliert, um über den Übertragungsweg 10 zu der Hauptstation 0 geliefert zu werden.

In der Hauptstation 0 wird das erhaltene Signal vom Demodu­ lator 009 demoduliert und dann an die Code-Empfangsschaltung 008 weitergegeben, die ihrerseits den Inhalt des erhaltenen Signals an die Zentraleinheit 001 führt. In der Zentralein­ heit 001 wird bestätigt, daß in keiner Nebenstation bestimm­ te Daten wie Daten über eine Zustandsänderung eines Gerätes vorhanden sind, die zu der Hauptstation 0 zu übertragen gewesen wären, woraufhin die Code-Übertragungsschaltung 006 angewiesen wird, kontinuierlich das nächste Aufrufsignal auszusenden.

Der beschriebene Vorgang wird wiederholt, solange in keiner Nebenstation irgendwelche bestimmten Daten auftreten, die zu der Hauptstation 0 zu übertragen sind. Es sei nun angenom­ men, daß in der Nebenstation M bestimmte Daten wie solche über eine Zustandsänderung eines Gerätes auftreten, die zu der Hauptstation 0 zu übertragen sind. In diesem Fall er­ folgt, wenn der "freie" Tokenzustand von der Nebenstation N beim nächsten Aufrufvorgang die Nebenstation M erreicht, eine Anweisung der Zentraleinheit M 00 an die Tokenschaltung M 12, den erhaltenen "freien" Tokenzustand T für die weitere Übertragung in den "belegten" Tokenzustand T zu ändern, woraufhin die Code-Übertragungsschaltung M 07 angewiesen wird, die Datenübertragung auszuführen.

Die Tokenschaltung M 12 gibt auf der Basis der Anweisung von der Zentraleinheit M 00 ein Codesignal wie im zweiten Teil der Fig. 2(0 M) gezeigt mit einem Synchronisationsbit, dem "belegten" Tokenzustand, einer Nebenstationadresse, einem Funktionscode (der die aufgetretene Zustandsänderung an­ zeigt), weitere Daten (die Positionsnummer des Gerätes mit der Zustandsänderung und die Richtung der Änderung) und einen Fehlererkennungscode aus.

Das Codesignal wird im Modulator M 08 moduliert und dann über den Übertragungsweg ML zu der Nebenstation L (nicht gezeigt) übergeben. Da das Codesignal den "belegten" Tokenzustand T anzeigt, gibt die Nebenstation L das Codesignal ohne beson­ dere Bearbeitung weiter, und das Codesignal erreicht in der Folge auf diese Weise die Nebenstation 1. In der Nebensta­ tion 1 wird das Codesignal ebenso weitergegeben, so daß der im zweiten Teil der Fig. 4(01) gezeigte Code an die Haupt­ station 0 geliefert wird, in der der Code durch den Demodu­ lator 009 demoduliert und durch die Code-Empfangsschaltung 008 aufgenommen wird.

Die Zentraleinheit 001 liest den von der Code-Empfangsschal­ tung 008 erhaltenen Code und gibt dann eine Warnung aus, beispielsweise durch Aufleuchtenlassen der entsprechenden Anzeigelampe im Anzeigefeld 004 und durch das Ertönenlassen einer Glocke.

Nach dem beschriebenen Vorgang weist die Zentraleinheit 001 die Code-Übertragungsschaltung 006 an, das Abrufsignal aus­ zusenden, wodurch der gewöhnliche Arbeitsablauf wie in der Fig. 4(00) gezeigt wieder wiederholt ausgeführt wird.

Wenn die Bedienungsperson am Bedienungspult 005 einen Vor­ gang zur Steuerung eines Gerätes der Nebenstation N bewirkt, liest die Zentraleinheit 001 die entsprechende Eingabe über die Eingabeschaltung 003 und weist die Code-Übertragungs­ schaltung 006 an, ein Aufrufsignal auszusenden, das einen Code P (zum Beispiel "01") zur Anzeige der Festlegung einer bestimmten Nebenstation, anschließend eine Adresse (A _N ) der anzusprechenden Nebenstation N, einen Funktionscode F (zur Anzeige eines Steuerbefehles in diesem Fall) und Daten für den Steuerbefehl (die Positionsnummer und Richtung der Steuerung an dem entsprechenden Gerät) enthält.

Beim Erhalt dieser Anweisung sendet die Code-Übertragungs­ schaltung 006 den in der Fig. 4(10) gezeigten Code aus. Der Code wird von den Code-Empfangsschaltungen 106, ..., M 06 und N 06 der einzelnen Nebenstationen wie im Falle des Aufrufsi­ gnales erhalten; nur die Zentraleinheit N 00 der Nebenstation N stellt jedoch fest, daß die Anweisung für die eigene Sta­ tion gilt, und gibt dann auf der Basis der Daten des erhal­ tenen Codes über die Ausgabeschaltung N 01 zu dem entspre­ chenden Gerät die Steuerbefehle aus.

Wenn das dazugehörende Gerät eine Antwort ausgibt, wird diese der Eingabeschaltung N 02 eingegeben. Die Zentralein­ heit N 00 liest den Inhalt des sich ergebenden Signales und weist die Tokenschaltung N 12 an, den "belegten" Tokenzustand anzugeben, und sie weist weiter die Code-Übertragungsschal­ tung N 07 an, einen Code auszusenden, der der Hauptstation 0 die der Antwort entsprechende Zustandsänderung anzeigt.

Auf der Basis dieser Anweisungen bewirken die Tokenschaltung N 012 und Code-Übertragungsschaltung N 07 eine Übertragung des in der Fig. 4(1 N) gezeigten Codes.

Der Code wird im Modulator N 08 moduliert und das sich erge­ bende Signal erreicht die Nebenstation M über den Übertra­ gungsweg. Da das Signal den "belegten" Tokenzustand anzeigt, weist die Zentraleinheit M 00 die Tokenschaltung M 12 an, das Signal direkt weiterzugeben, und folglich wird der in der Fig. 4(1 M) gezeigte Code von der Nebenstation M abgesendet. Auf ähnliche Weise erreicht das Signal in der Folge die Ne­ benstation 1, die das Signal genauso über den Übertragungs­ weg 10 zu der Hauptstation 0 gibt. Das Signal wird dort im Demodulator 009 demoduliert und von der Code-Empfangsschal­ tung 008 aufgenommen. Die Zentraleinheit 001 liest dann den von der Code-Empfangsschaltung 008 erhaltenen Code und läßt die zugehörige Anzeigelampe im Anzeigefeld 004 mittels der Ausgabeschaltung 002 in ähnlicher Weise wie im Falle der oben beschriebenen Zustandsänderung aufleuchten, wodurch die Anwort von dem entsprechenden Gerät der Bedienungsperson angezeigt wird. Es wird jedoch keine Warnung durch Blinken­ lassen der Lampe ausgegeben, aus dem gleichen Grund, wie er für die Fig. 1 beschrieben ist.

Die auszuführende Operation, wenn eine beträchtliche Zeit­ spanne für die Antwort von dem entsprechenden Gerät erfor­ derlich ist, und die Möglichkeit eines Verfahrens, bei dem vorher eine Auswahl des Gerätes bewirkt wird und nach dieser Auswahl der Steuervorgang ausgeführt wird, erfolgt auf die gleiche Weise wie im Falle der Anordnung der Fig. 1.

Obwohl das bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete Aufrufsignal ein Format hat, das sich von dem Format eines gewöhnlichen Aufrufsignales unterscheidet, kann die gleiche Operation durch Verwendung des gewöhnlichen Aufrufsignales ausgeführt werden. In diesem Fall ist jedoch die Abtast­ periode etwas verlängert.

Die Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm von Codes, die zwischen der Hauptstation und den einzelnen Nebenstationen ausge­ tauscht werden. Verglichen mit der Fig. 4, ist das Format des Aufrufsignales, das von der Hauptstation 0 ausgesendet wird, in der Fig. 5 das gleiche wie das gewöhnliche Format, wie es in der Fig. 2 gezeigt ist; die Adresse zur Bestimmung einer Nebenstation ist jedoch so eingestellt, daß keine be­ stimmte Nebenstation angesprochen wird (zum Beispiel "00000000").

Beim Erhalt des Aufrufsignales führen die Code-Übertragungs­ schaltungen 106, ..., M 06 und N 06 der einzelnen Nebensta­ tionen die gleiche Operation aus wie in dem Fall, daß das Aufrufsignal mit dem speziellen Format der Fig. 4 erhalten wird.

Wenn ein Steuereingriff auszuführen ist, wird ein Signal übermittelt, wie es in der Fig. 5(1 M) gezeigt ist, das eine Nebenstationadresse (eine Adresse A _M für die Nebenstation M in diesem Fall), einen Funktionscode (zur Bezeichnung des Steuerbefehles), Steuerdaten (die Positionsnummer des ent­ sprechenden Gerätes und die Steuerrichtung) und den Fehler­ erkennungscode enthält.

Für die Anzeige der Anwort von dem entsprechenden Gerät gibt, da es durch die Zentraleinheiten 100, ..., M 00 und N 00 der einzelnen Nebenstationen bereits erkannt ist, daß die Nebenstation M durch das Aufrufsignal angesprochen ist, die Zentraleinheit M 00 der angesprochenen Nebenstation M eine Anweisung an die Tokenschaltung M 12, den "belegten" Token­ zustand auszugeben, und sie weist die Code-Übertragungs­ schaltung M 07 an, Daten auszusenden, die die Zustandsände­ rung für die Antwort anzeigen.

Auf der Basis dieser Anweisungen geben die Tokenschaltung M 12 und die Code-Übertragungsschaltung M 07 den in der Fig. 5(1 M) gezeigten Code aus, und die Nebenstationen an den höheren Stellen vermitteln den Code an die Hauptstation 0 weiter.

An Stelle der Operation, in der Adresse für die Nebensta­ tionen des gewöhnlichen Aufrufsignales keine bestimmte Nebenstation anzugeben, kann nach einem anderen Verfahren auch eine Nebenstation an einem Ende des Übertragungsweges angegeben werden, wodurch der gleiche Vorgang erhalten wird.

In den beschriebenen Ausführungsformen sind die Hauptstation und die einzelnen Nebenstationen miteinander in einer line­ aren Form verbunden, wie es schematisch in der Fig. 6 ge­ zeigt ist; die Hauptstation und die einzelnen Nebenstationen können jedoch auch in einer verzweigten Form miteinander verbunden sein, wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, wobei die beschriebenen Verfahren oder etwas erweiterte Verfahren angewendet werden können.

Bei einem dieser Verfahren wird eine Nebenstation, die an einem Ende des Übertragungsweges angeordnet ist, durch das Aufrufsignal angesprochen. Im Falle der Fig. 7, wenn die Hauptstation 0 die Nebenstation 2 bestimmt, können die Daten der Nebenstationen 2 und 1 erhalten werden, während bei einer Bestimmung der Nebenstation 4 die Daten der Nebensta­ tionen 4 und 3 erhalten werden; es ist folglich nur erfor­ derlich, die Nebenstationen 2 und 4 kontinuierlich und wiederholt anzusprechen.

Auch im Falle der Fig. 8 können die Daten aller Nebensta­ tionen nur durch wiederholtes Ansprechen der Nebenstationen 4 und 6 in aufeinanderfolgender Weise erhalten werden.

Bei dem Aufbau der Fig. 8 läuft der Tokenzustand durch die Nebenstationen 1 und 2, wenn sowohl die Nebenstation 4 als auch die Nebenstation 6 angesprochen wird. Die Gelegenheit für eine Datenübermittlung ist damit für die Nebenstationen 1 und 2 verdoppelt.

Bei einem anderen Verfahren werden die Nebenstationen in Gruppen in Abhängigkeit von dem Verbindungszweig eingeteilt, und durch das Aufrufsignal wird eine Gruppennummer bestimmt. Das heißt, daß im Falle des im Zeitdiagramm der Fig. 4 ge­ zeigten Formates des Aufrufsignales das Aufrufsignal P ("10") nicht eine bestimmte Nebenstation anspricht, sondern nur in ein Aufrufsignal P ₁ ("10") zur Bestimmung eines ersten Zweiges (Nebenstationen 1 und 2 in der Fig. 7) und ein Aufrufsignal P ₂ ("11") zur Bestimmung eines zweiten Zweiges (Nebenstationen 3 und 4 in der Fig. 7) aufgeteilt zu werden braucht.

Wenn viele Verzweigungen vorhanden sind, kann die Anzahl der Bits zur Erzielung einer höheren Zuverlässigkeit vergrößert sein.

Im Falle der Fig. 5 kann auch ein Verfahren angewendet wer­ den, bei dem eine Adresse 00000000 und eine Adresse 11111111 den ersten bzw. den zweiten Zweig bezeichnen.

Im Falle der Fig. 8 können mehrere Verfahren zur Aufteilung der Nebenstationen in Gruppen angewendet werden. Bei einem dieser Verfahren werden die Nebenstationen in drei Gruppen aufgeteilt, das heißt, daß die Nebenstationen 1 und 2 die erste Gruppe bilden, die Nebenstationen 3 und 4 die zweite und die Nebenstationen 5 und 6 die dritte Gruppe. Wenn in diesem Fall der Aufruf für die zweite oder dritte Gruppe bewirkt wird, erkennen die Zentraleinheiten der ersten Gruppe diesen Zustand und bewirken nur eine Weitergabe der entsprechenden Aufrufsignale.

Auch kann eine Aufteilung in zwei Gruppen derart erfolgen, daß die Nebenstationen 1 bis 4 die erste Gruppe und die Nebenstationen 5 und 6 die zweite Gruppe bilden sowie ein Verfahren, bei dem die Nebenstationen 1 bis 4 die erste Gruppe und die Nebenstationen 1, 2, 5 und 6 die zweite Gruppe bilden, das heißt, daß die Nebenstationen 1 und 2 in beide Gruppen eingeschlossen sind (die Operationen sind in diesem Fall ähnlich dem Fall, daß die Stationen am Ende der Verzweigungen angesprochen werden).

Erfindungsgemäß ist die Fernüberwachungsvorrichtung somit derart aufgebaut, daß auch dann, wenn die Hauptstation einen Aufruf für jede Nebenstation bewirkt, der Tokenzustand se­ quentiell von der Nebenstation am Ende des Übertragungsweges in nur einer Aufrufoperation übertragen wird; folglich ist die Zeit, die eine Nebenstation benötigt, um eine Zustands­ änderung an einem Gerät an die Hauptstation zu melden, stark herabgesetzt; und zusätzlich kann wie bei den herkömmlichen Aufrufverfahren die Übertragung eines gewöhnlichen Aufrufsi­ gnales, das nur eine Nebenstation anspricht, sowie die Über­ tragung von Steueranweisungen erhalten werden.

Claims (5)

1. Fernüberwachungs- und Steuervorrichtung mit einer Haupt­ station (0) und einer Anzahl von Nebenstationen (1, 2, ..., N), die Übertragungswege gemeinsam benutzen, die mit der Hauptstation verbunden sind und bei denen das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Daten, die zu der Hauptstation zu senden sind, von der Hauptstation abgefragt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebensta­ tion (N) an einem Ende des Übertragungsweges auf ein Aufruf­ signal anspricht, daß von der Hauptstation (0) ausgegeben wird, wobei, wenn an die Hauptstation zu sendende Daten vor­ handen sind, die Nebenstation (N) einen Code aussendet, der einen "belegten" Tokenzustand anzeigt und bestimmte Daten enthält, wobei der Code zu der Nebenstation (M) an der nächsthöheren Stelle gegeben wird; und wenn keine Daten vor­ handen sind, die zu der Hauptstation zu senden sind, die Nebenstation (N) am Ende des Ubertragungsweges einen Code für einen "freien" Tokenzustand zu der Nebenstation (M) an der nächsthöheren Stelle abgibt; wobei die Nebenstationen an den Stellen zwischen der Haupt­ station (0) und der Nebenstation (N) am Ende des Übertra­ gungsweges dann, wenn ein Code mit einem "belegten" Token­ zustand von einer Nebenstation an niedrigerer Stelle erhal­ ten wird, die Nebenstationen den gesamten Code, der mit dem "belegten" Tokenzustand verknüpft ist, zu der Nebenstation an der nächsthöheren Stelle bzw. der Hauptstation weiter­ geben, und wobei beim Erhalt eines Code mit einem "freien" Tokenzustand und wenn Daten vorhanden sind, die zu der Hauptstation zu senden sind, die jeweilige Nebenstation den "freien" Tokenzustand durch den "belegten" Tokenzustand ersetzt und dann den zu den Daten gehörenden Code ausgibt, und wenn keine Daten vorhanden sind, die zu der Hauptstation zu senden sind, die Nebenstation den Code mit dem "freien" Tokenzustand zu der Nebenstation an der nächsthöheren Stelle bzw. der Hauptstation weitergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrufsignal keine bestimmte Nebenstation anspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrufsignal eine Nebenstation (N) an einem Ende des Übertragungsweges anspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß der Übertragungsweg eine verzweigte Form hat, das Aufrufsignal einen Code enthält, der jeweils eine Gruppe von Nebenstationen anspricht, die entsprechend der Verzweigung des Übertragungsweges eingeteilt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß der Übertragungsweg eine verzweigte Form hat, das Aufrufsignal einen Code enthält, der jeweils eine Nebenstation an einem Ende jedes Zweiges anspricht.