DE4030313C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 25 31 664 bekannt.

Bei der Datenfernübertragung, beispielsweise in Fernsteueran­ lagen, aber auch bei der Datenübertragung auf engstem Raum, beispielsweise zwischen den Einzelrechnern eines Mehrrechner­ systems, ist es für den jeweiligen Datenempfänger von entschei­ dender Wichtigkeit, zu wissen, ob sein jeweiliger Sendepartner auf der anderen Seite der Datenverbindung in der Lage ist, Daten abzugeben. Dies gilt insbesondere für Zeiten, in denen von dort keine Daten übermittelt werden. Der jeweilige Datenempfänger weiß dann nicht ohne weiteres, ob das Ausbleiben von Daten daran liegt, daß der jeweilige Partner zur Zeit keine Daten zu übermitteln hat oder ob dieser Partner abgeschaltet oder ausgefallen ist. Um dies erkennen zu können, ist es z. B. aus der vorgenannten DE-OS bekannt, daß die jeweilige Daten­ quelle außerhalb der Zeiten, zu denen Daten übermittelt werden, Signale generiert und diese an die jeweilige Senke übermittelt, die dort das Vorhandensein einer eingeschalteten betriebsfähi­ gen Quelle anzeigen. Diese Signale werden üblicherweise als Abschaltsignale bezeichnet, weil sie bei ihrem Ausbleiben in der Senke den Ausfall oder die Abschaltung der jeweiligen Quelle bezeichnen. Bei der aus der DE-OS 25 31 664 bekannten Einrichtung, die zur Übermittlung relativ lang anstehender binärer Überwachungsmeldungen dient, erfolgt die Kennzeichnung der Betriebsbereitschaft und der Betriebsfähigkeit der je­ weiligen Datenquelle durch Aufschalten eines sich von den binären Meldungen markant abhebenden Hilfssignales, nämlich einer getakteten Spannung, auf die Übertragungsleitungen. Hierzu hat die jeweilige Datenquelle einen zusätzlichen Hilfsgenerator für die Taktsignale vorzuhalten und auf der Empfangsseite der Übertragungsanlage sind Mittel vorzusehen, welche selektiv auf diese Signale ansprechen und diese bewerten; während der eigentlichen Signalübertragung werden die Hilfssignale nicht übermittelt; für die Kennzeichnung der Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit der jeweiligen Datenquelle sind dann die übermittelten Daten heranzuziehen, wozu es offensichtlich unterschiedlicher Wertungsprozeduren während und außerhalb der eigentlichen Datenübertragung bedarf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 anzugeben, die auf der jeweiligen Empfangsseite einer Datenübertragungsanlage eine laufende Über­ wachung der Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit einer Datenquelle ermöglicht, ohne daß unterschiedliche Bewertungspro­ zeduren während und außerhalb der eigentlichen Datenübertragung erforderlich sind. Die Einrichtung soll hierzu mit einem Minimum an Aufwand sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfangsseite der Übertragungsanlage auskommen; sie soll ge­ eignet sein für die Verwendung in Datenübertragungsanlagen zur telegrammweisen Übermittlung einer Vielzahl von Daten zwischen beliebigen Datenquellen und Datensenken.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 bis 3 unterschied­ lich ausgebildete Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ein­ richtung.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Abschaltsignalerkennung bei einer Fernwirkanlage zu sehen mit einer im linken Teil der Fig. 1 dargestellten Quelle und einer mehr oder weniger weit davon entfernt angeordneten, im rechten Teil der Fig. 1 dargestellten Senke. Von der Quelle zur Senke sollen Daten D sowie ein die Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit der Quelle kenn­ zeichnendes Abschaltsignal übermittelt werden. Das Aus­ bleiben des Abschaltsignals in der Senke wird dort als Zeichen dafür gewertet, daß die Quelle nicht in der Lage ist, nach sicherungstechnischen Gesichtspunkten zustandegekommene Daten auszugeben und führt zu hier nicht näher anzugebenden Reaktio­ nen wie z. B. zur Umschaltung auf eine andere Datenquelle. Als Ausgabeschaltung für die Datenquelle dienen in Fig. 1 Gegenstromtreiber GT, derem Signaleingang Daten D und derem Steuereingang das Abschaltsignal zugeführt sind. Der in der Zeichnung obenliegende Ausgang der Gegenstromtreiber schaltet die Daten in Form von H/L-Potentialen auf eine zur Senke führende Ader einer Doppelleitung L, während der andere bei vorhandenem Abschaltsignal der jeweils anderen Ader der Doppelleitung antivalente L/H-Potentiale zuführt. Bei nicht vorhandenem Abschaltsignal sperrt die Ausgabeschaltung die Ausgabe von Daten auf die beiden Adern der Doppelleitung über tri-state-Ausgänge. Solange das Abschaltsignal jedoch vorhanden ist, kommt ein Stromfluß über die in der Senke an die Doppelleitung angeschlossenen Sendedioden von Optokopplern zustande, dessen Größe über einen Begrenzungswiderstand RJ einstellbar ist. Die Optokoppler dienen zum Erkennen der jeweiligen Stromrichtung auf den Adern der Doppelleitung und zur Potentialtrennung; sie sind Teil von senkeseitigen Schwellwertschaltern S1 und S2, die über die Sendedioden der Optokoppler in unterschiedlicher Polarität an die Doppelleitung angeschlossen sind. Die Schwellwertschalter reagieren daher auf unterschiedliche Richtungen der ihnen zugeführten Ströme und schalten bei genügend hohem Strompegel der jeweils zugeordneten Phasenlage ihre Ausgänge durch. Unter der Voraussetzung, daß keine Daten zu übertragen sind oder Daten der Wertigkeit L anliegen und daß das Abschaltsignal vorhanden ist, schaltet der obere Ausgang der Gegenstromtreiber L-Potential auf die obere Ader der Doppelleitung und der untere Ausgang schaltet H-Potential auf die untere Ader der Doppelleitung. Es kommt dabei ein Stromfluß über die Sendediode des Optokopplers im Schwellwertschalter S2 zustande, der daraufhin durchschaltet und ein entsprechendes Ausgangssignal H an den einen Eingang eines EXOR-Gliedes E0 legt. Die Sendediode im Optokoppler des Schwellwertschalters S1 wird in Sperrichtung betrieben; das Ausgangspotential des Schwellwertschalters S1 weist die binäre Wertigkeit L auf. Dieses Potential wird dem Dateneingang der Senke als Datum D zur Verfügung gestellt. Außerdem gelangt es auf den jeweils anderen Eingang des EXOR-Gliedes E0. Das EXOR-Glied stellt fest, daß einem und nur einem seiner Eingänge Potential der Wertigkeit H zugeführt ist und legt seinen Ausgang auf H-Pegel. Über einen aus einem RC-Glied bestehenden Tiefpaß und einen nachgeschalteten Schmitt- Trigger T wird das Ausgangssignal des EXOR-Gliedes als Abschalt­ signal der Datensenke zugeführt. Das RC-Glied soll dazu dienen, immer vorhandene unterschiedliche Signaldurchlaufzeiten der dem EXOR-Glied vorgeschalteten Bauelemente, insbesondere der Optokoppler, unschädlich zu machen, um so zu verhindern, daß durch unterschiedliches Ansprechverhalten der beiden Schwell­ wertschalter insbesondere während der Datenübertragung das EXOR-Glied kurzzeitig sein Ausgangssignal abschaltet; der Schmitt-Trigger dient der Impulsformung.

Während der Datenübertragung wird beim Vorhandensein von H-Potential am oberen Ausgang der Gegenstromtreiber der Schwellwertschalter S1 durchgeschaltet; gleichzeitig sperrt der Schwellwertschalter S2, weil die Sendediode seines Opto­ kopplers in Sperrichtung beaufschlagt ist. Der Schwellwert­ schalter S1 gibt ein entsprechendes Kennzeichen H an den Dateneingang der Datensenke ab und steuert den oberen Eingang des EXOR-Gliedes E0 an. Der untere Eingang dieses Gliedes ist vom Schwellwertschalter S2 her mit L-Potential beaufschlagt. Der Ausgang des EXOR-Gliedes liegt auf H-Pegel = Abschaltsignal, das der Datensenke über den Tiefpaß und den Schmitt-Trigger zugeführt wird.

Damit ist eine ständige Übertragung des Abschaltsignals von der Quelle zur Senke gewährleistet, unabhängig davon, ob jeweils Daten zu übertragen sind oder nicht. Dies geschieht mit einem Minimum an Aufwand sowohl auf der Quelle- als auch auf der Senkeseite. Das Abschaltsignal liegt senkeseitig auch dann an, wenn die Daten übertragen werden, d. h. dieses Signal muß für diese Zeiten nicht durch gesonderte Maßnahmen aus den Daten abgeleitet werden. Das senkeseitig gebildete Abschaltsignal ist damit ein statisches Signal, das unabhängig ist vom Vorhandensein und von der Darstellung der zu übermittelnden Daten. Die zeitliche Bewertung des EXOR-Ausgangssignals kann auch statt in einem Tiefpaß in einem Rechner per software erfolgen. Dieser Rechner bewertet L-Potential am Ausgang des EXOR-Gliedes nur dann als fehlendes Abschaltsignal, wenn dieses Signal während einer bestimmten Anzahl von Abfragezyklen vor­ liegt. Sehr kurzzeitige Abschaltsignal-Unterbrechungen, wie sie durch unterschiedliches Ansprechverhalten vorgeschalteter Schaltmittel auftreten können, werden so nicht als Störungen erkannt und führen nicht zu vorgegebenen Abschaltroutinen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind Datenquelle und Datensenke eng benachbart angeordnet; hierbei kann es sich um miteinander kommunizierende Rechner eines Mehrrechnersystems handeln. Die quelleseitige Ausgabeschaltung besteht aus zwei UND-Gliedern U1 und U2, die eingangsseitig mit den Daten D und mit dem Abschaltsignal beaufschlagt sind. Das Abschalt­ signal wird dem einen Eingang der beiden UND-Glieder U1 und U2 zugeführt, die Daten dem anderen Eingang des einen UND-Gliedes U1 und über einen Inverter N1 dem anderen Eingang des anderen UND-Gliedes U2. Die senkeseitige Eingabeschaltung entspricht im wesentlichen der der Fig. 1; für entsprechende Bauelemente wurden die einmal gewählten Bezeichnungen beibehalten. Anstelle eines Hardware-EXOR-Gliedes erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die EXOR-Verknüpfung der von den Schwellwertschal­ tern geschalteten Signale softwaremäßig in einem senkeseitigen Empfangsrechner MC.

Für den Fall, daß keine Daten oder Daten der Wertigkeit L zu übertragen sind und das Abschaltsignal vorhanden ist, schaltet das UND-Glied U2 H-Potential auf seinen Ausgang; gleichzeitig liegt L-Potential am Ausgang des UND-Gliedes U1. Dabei kommt ein Stromfluß über die Doppelleitung L und den Begrenzungs­ widerstand RJ ausschließlich über die Sendediode des Optokopp­ lers im Schwellwertschalter S2 zustande. Dieser Schwellwert­ schalter spricht daraufhin an und schaltet H-Potential auf seinen Ausgang. Der Rechner MC liest das am Ausgang des Schwellwertschalters S1 anliegende L-Potential als Datum ein, sofern die EXOR-Verknüpfung der beiden Schwellwertschalter-Aus­ gangssignale zu einem positiven Ergebnis führt.

Bleibt das quelleseitige Abschaltsignal aus, so führen beide UND-Glieder U1 und U2 L-Potential. Keiner der senkeseitigen Schwellwertschalter kann ansprechen und die EXOR-Verknüpfung fällt negativ aus. Damit weiß die Senke um die fehlende Be­ triebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit der Quelle.

Bei einem zu übertragenden Datum der Wertigkeit H und vor­ handenem Abschaltsignal liegt am Ausgang des UND-Gliedes U1 H-Potential an, während am Ausgang des UND-Gliedes U2 L-Poten­ tial anliegt. Es kommt dann ein Stromfluß über die Sendediode des Schwellwertschalters S1 zustande. Das am Ausgang des Schwellwertschalters S1 abgreifbare Potential der Wertigkeit H wird vom Rechner MC eingelesen, wenn die EXOR-Verknüpfung der beiden Schwellwertschalter-Ausgangssignale positiv verläuft. Durch eine zusätzliche Zeitbewertung der Schwellwertschalter- Ausgangssignale läßt sich auch hier das Zeitverhalten der Tief­ paßschaltung gemäß Fig. 1 im Rechner nachempfinden.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Ausgabeschaltung der Quelle durch UND-Glieder mit nachgeschalteten Gegenstrom­ treibern dargestellt, von denen jedoch nur die P-aktiven Aus­ gänge beschaltet sind. Das UND-Glied U4 wird wie das UND-Glied U2 der Fig. 2 über einen Inverter N3 betrieben. Anstelle von Schwellwertschaltern, die über Optokoppler an die Doppelleitung angeschlossen sind, sind senkeseitig auf vorgegebene Polaritäten reagierende bipolare Schnittstellen-Bausteine SB1, SB2 (line receiver) vorgesehen, deren einander entsprechende Eingänge jeweils an unterschiedliche Adern der Doppelleitung angeschlossen sind. Das Funktionsverhalten der Einrichtung ist das gleiche wie das der Fig. 1 und 2, mit dem Unterschied, daß die Schnittstellen-Bausteine nicht die Richtung eines über die Doppelleitung L fließenden Stromes detektieren, sondern die Phasenlage einer an einem Widerstand RU abgreifbaren Spannung. Die Ausgänge der Schnittstellen-Bausteine sind außer an das EXOR-Glied E0 auf zwei Dateneingänge der Senke geführt. Dabei werden am Ausgang des Schnittstellen-Bausteins SB1 den quelle­ seitig anliegenden Daten D entsprechende Daten D abgegriffen und am Ausgang des Schnittstellen-Bausteins SB2 dazu anti­ valente Daten . In Abhängigkeit von der Ausbildung der Senke verarbeitet diese entweder nur die von dem einen oder dem anderen Schnittstellen-Baustein kommenden Daten, oder aber sie verarbeitet die von beiden Schnittstellen-Bausteinen gelieferten Daten zweikanalig oder einkanalig im Wechsel von dem einen oder dem anderen Schnittstellen-Baustein. Die Ab­ leitung des Abschaltsignals aus den am Ausgang der Schnitt­ stellen-Bausteine abgreifbaren Potentialen geschieht wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 über eine Hardware-EXOR-Ver­ knüpfung dieser Potentiale.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet es, mit einfachsten, im täglichen Einsatz bewährten Schaltmitteln eine ständige Übertragung von Abschaltsignalkennungen zu bewirken, die unab­ hängig ist vom Datenfluß und darauf basiert, daß bei vorhande­ ner Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit der Quelle stets gegenphasige Signale an den beiden Adern einer Doppelleitung zur Senke anliegen. Diese Gegenphasigkeit wird aufgehoben beim Nichtvorhandensein des Abschaltsignals. Damit ist es senke­ seitig lediglich erforderlich, Maßnahmen zum Erkennen dieser Gegenphasigkeit bzw. zum Erkennen der Nichtgegenphasigkeit der Signale auf der Doppelleitung vorzusehen. Die fehlende Betriebs­ bereitschaft bzw. Betriebsfähigkeit einer Quelle wird senke­ seitig dadurch bestimmt, daß die beiden Adern der Doppelleitung entweder beide H- oder beide L-Potential führen (Fig. 2 und Fig. 3) oder daß sie beide hochohmig abgeschaltet sind (Fig. 1).

Die in den Ausführungsbeispielen verwendeten unterschied­ lichen quelleseitigen Ausgabeschaltungen und senkeseitigen Eingabeschaltungen lassen sich in beliebiger Weise kombinieren. Bei Datenquellen mit parallel vorliegenden Daten wird nur jeweils ein Datenbit des zu übertragenden Datenbytes in der quelleseitigen Ausgabeeinrichtung mit dem Abschaltsignal ver­ knüpft; die übrigen Datenbits des Datenbytes werden den Aus­ gabebausteinen der Datenquelle direkt zugeführt.

Claims (12)

1. Einrichtung zur Abschaltsignalerkennung einer Quelle durch mindestens eine mit dieser dauernd oder zeitweise verbundene Senke, bei der die Qelle ihre Betriebsbereitschaft und Betriebsfähigkeit ständig überwacht und ein diesbezügliches Kennzeichen = Abschaltsignal () generiert und dieses lei­ tungsgebunden an die Senke übermittelt und bei dem die Senke das Vorhandensein dieses Abschaltsignales überwacht und bei seinem Ausbleiben eine vorgegebene Schaltroutine ausführt, insbesondere zur Anwendung bei aus mehreren miteinander kommunizierenden Einzelrechnern bestehenden Mehrrechner­ systemen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Quelle eine Ausgabeschaltung (GT; U1, U2; U3, U4) mit mindestens zwei Ausgängen aufweist, von denen einer zu übertragende Daten (D) in Form von H/L-Potentialen auf eine zur Senke führende Ader einer Doppelleitung (L) schaltet, während der andere bei vorhandenem Abschaltsignal () der jeweils anderen Ader der Doppelleitung antivalente Potentiale zuführt,
• - daß die Ausgabeschaltung bei nicht vorhandenem Abschaltsignal die Ausgabe von Daten auf die beiden Adern der Doppelleitung sperrt,
• - daß die Doppelleitung in einer Eingangsschaltung der Senke an die Eingänge zweier auf unterschiedliche Phasenlagen oder Richtungen von Spannungen oder Strömen ansprechende Schwellwert­ schalter (S1, S2) angeschlossen ist, von denen mindestens einer die Senke speist,
• - und daß die Ausgangssignale beider Schwellwertschalter einer EXOR-Verknüpfung (E0) unterzogen sind zur senkeseitigen Ablei­ tung des Abschaltsignales aus den jeweils an der Doppelleitung anliegenden Potentialen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausgabeschaltung durch Gegenstrom­ treiber (GT) dargestellt ist, derem Signaleingang die Daten (D) und derem Steuereingang das Abschaltsignal () zugeführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß die Gegenstromtreiber tri-state Ausgänge aufweisen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß die Ausgabeschaltung aus zwei UND-Gliedern (U1, U2) besteht und daß die Quelle die Daten (D) den einen Eingängen dieser UND-Glieder und das Abschaltsignal () dem anderen Eingang des einen (U1) und über einen Inverter (N1) dem anderen Eingang des anderen UND-Gliedes (U2) zuführt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Schwellwertschalter als bipolare Schnittstellen-Bau­ steine (SB1, SB2) ausgeführt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Schwellwertschalter (S1, S2) Optokoppler beinhalten, deren Sendedioden in unterschiedlicher Polarität an die Doppelleitung (L) angeschlossen sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß die EXOR-Verknüpfung in der Senke softwaremäßig reali­ siert ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß die EXOR-Verknüpfung in einem Hardware-EXOR-Gatter (E0) erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß dem EXOR-Gatter (E0) ein Tiefpaß (RC) nachgeschaltet ist, dessen Verzögerungszeit die unterschiedlichen Signaldurchlauf­ zeiten der vorgeschalteten Bauelemente (SB1, SB2) unschädlich macht.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet,

• - daß dem Tiefpaß (RC) ein Schmitt-Trigger (T) nachgeschaltet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet,

• - daß ein Rechner (MC) vorgesehen ist, der die Schwellwert­ schalter-Ausgangssignale bzw. die Ausgangssignale des EXOR- Gliedes (E0) bewertet und die Meldung über das Nichtvorhanden­ sein des Abschaltsignals () abhängig macht vom Ausbleiben dieses Signals während mehrerer aufeinanderfolgender Abfrage­ zyklen.

12. Einrichtung nach Anspruch 1 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß entweder der eine (S1) oder der andere Schwellwert­ schalter (S1, S2) oder beide Schwellwertschalter gemeinsam oder im Wechsel die Senke speisen.