DE4332143A1 - Verfahren zum Betrieb eines Datensichtgerätes und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Betrieb eines Datensichtgerätes und Einrichtungen zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist
aus der DK-Zeitschrift "Järnvägs Teknik" 76/2-3 vom März
1976, Seiten 46 und 47 bekannt.
Bei einem nach diesem Verfahren betriebenen Sichtgerät zur
Steuerung und Überwachung des Betriebsgeschehens einer
Bahnanlage gibt es zwei voneinander völlig unabhängige
Sichtgerätesteuerungen, die im Wechsel auf das Sichtgerät
aufgeschaltet werden; die Umschaltfrequenz beträgt dabei
etwa 1 Hz. Solange beide Sichtgerätesteuerungen dem Sichtge
rät übereinstimmende Daten zuführen, wird dem Beobachter
ein stehendes Bild vermittelt; weichen die an das Sichtge
rät ausgegebenen Daten voneinander ab, so blinken die Dar
stellung oder Teile der Darstellung im Rhythmus der Um
schaltfrequenz. Dies unterrichtet einen Beobachter davon,
daß das ihm dargestellte Prozeßgeschehen nicht dem tatsäch
lichen Prozeßgeschehen entspricht; als Folge davon darf er
fortan sicherheitskritische Kommandos, deren Zulässigkeit
durch das Stellwerk nicht mehr geprüft wird, nicht mehr
ausgeben. Nur wenn das Prozeßgeschehen durch ein stehendes
Bild dargestellt wird, ist dies ein Zeichen dafür, daß die
Darstellung dem aktuellen Prozeßgeschehen entspricht. Auf
dem Bildschirm gibt es zusätzliche Kennzeichen, die dem Be
obachter anzeigen, daß die Darstellung tatsächlich im
Wechsel aus den beiden Sichtgerätesteuerungen gespeist wird
und nicht etwa störungsbedingt aus nur einer Sichtgerätesteuerung
kommt. Zur Funktionsprüfung der Datensichtgeräte
selbst gibt es weitere Prüfverfahren, auf die hier aber
nicht einzugehen ist. Nach der vorgenannten Literaturstelle
besteht auch die Möglichkeit, etwaige Fehlansteuerungen
eines Sichtgerätes automatisch, d. h. ohne Mitwirken eines
Beobachters, zu erkennen.
Das bekannte Verfahren zur signaltechnisch sicheren Dar
stellung eines Betriebsgeschehens hat sich in der Praxis
bewährt; es wird insbesondere bei der Steuerung von Bahnan
lagen verwendet. Neuerdings besteht die Forderung, für die
Darstellung des Prozeßgeschehens in Bahnanlagen sehr viel
höherauflösende Sichtgeräte zu verwenden als bisher. Versu
che haben gezeigt, daß es mit solchen Sichtgeräten - wenn
sie nach dem vorgenannten Verfahren betrieben werden - Pro
bleme gibt, weil es nicht ohne weiteres gelingt, die von
den beiden unabhängigen Sichtgerätesteuerungen gelieferten
Darstellungen aufeinander zu synchronisieren; es entsteht
dann ein mehr oder weniger unruhiges Bild. Aus diesem Grund
besteht Bedarf an einer nach einem anderen Verfahren arbei
tenden Sichtgeräteüberwachung.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, mit dem
es möglich ist, insbesondere bei hochauflösenden Sichtgerä
ten vom darzustellenden Prozeßgeschehen fehlerbedingt ab
weichende Prozeßabbildungen automatisch zu detektieren.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, Einrichtungen zur
Durchführung des Verfahrens für unterschiedliche Anwendun
gen anzugeben.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1. Sie basiert darauf, daß
über die zweikanalig vorliegenden Bilddaten aus nur wenigen
Bytes bestehende Prüfdaten gebildet werden, die sich
problemlos auf Übereinstimmung überwachen lassen.
Dieser Vergleich soll gemäß Anspruch 2 nicht ständig statt
finden, sondern in vorgegebenen zeitlichen Mindestabstän
den, oder auch ereignisgesteuert beim Ausfuhren sicher
heitskritischer Kommandos. Bei der Beurteilung der Zuläs
sigkeit solcher Kommandos durch einen Bediener ist es be
sonders wichtig, daß das zur Darstellung gebrachte Be
triebsgeschehen auch tatsächlich dem aktuellen Betriebsge
schehen entspricht. Die näheren Angaben zu den zeitlichen
Folgeabständen der einzelnen Prüfvorgängen sind in den An
sprüchen 3 und 4 angegeben.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Einrich
tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
im Anspruch 5 näher bezeichnet. Sie sieht vor, daß vonein
ander unabhängige Sichtgerätesteuerungen verwendet werden,
die auch die Prüfdaten bestimmen und daß der Prüfdatenver
gleich in einem signaltechnisch sicheren Rechner oder in
einem signaltechnisch sicheren Vergleicher erfolgt; ein
solcher sicherer Vergleich außerhalb der Bausteine, die in
die Datenverarbeitung der beiden Sichtgerätesteuerungen
einbezogen sind, gewährleistet für den Störungsfall eine
Störungserkennung mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit.
Dort wo keine voneinander unabhängigen Sichtgerätesteuerun
gen vorhanden sind, sondern wo beide Sichtgerätesteuerungen
gemäß Anspruch 6 durch zwei nicht sicher voneinander
unabhängige Verarbeitungskanäle eines einzigen Rechners
dargestellt sind, müssen zusätzliche Maßnahmen zum Auf
decken nicht auszuschließender gleichzeitiger und gleichar
tiger Fehler in den beiden Verarbeitungskanälen getroffen
werden. Dies geschieht nach der Lehre des Anspruches 6
durch eine zusätzliche Funktionsprüfung des Redundanzka
nals. Die Funktionsprüfung des Redundanzkanals sieht gemäß
Anspruch 7 das Generieren und Prüfen eines bekannten Test
bildes vor (Funktionsprüfung des Grafiktools), wobei die
Generierung selbst in den Ansprüchen 10 und 11 beschrieben
ist. Anspruch 10 sieht eine bewußte Verfälschung der Daten
vorgabe vor zur Funktionsprüfung eines die Prüfdaten ver
gleichenden gemeinsamen Vergleichers für beide Verarbei
tungskanäle.
Nach der Lehre des Anspruches 11 sollen im Rahmen des
letztgenannten Prüfvorgangs von Fall zu Fall unterschiedli
che Daten verfälscht werden, um systematische Fehler nach
Möglichkeit auszuschließen. Anspruch 12 schließlich sieht
die gegenständliche Realisierung der beiden Bildspeicher in
einem gemeinsamen Speicherbaustein vor. Anspruch 13 regelt
den Prozeßzugriff im Störungsfall und markiert eine etwaige
Störung auch optisch am Datensichtgerät.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform einer Einrichtung zur Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei vollstän
dig getrennten Verarbeitungskanälen und signaltechnisch
sicherem Prüfdatenvergleich,
Fig. 2 eine Einrichtung mit nicht vollständig getrennten
Verarbeitungskanälen aber ebenfalls signaltechnisch siche
rem Prüfdatenvergleich zusammen mit Mitteln zur Funktions
prüfung des Referenzkanals,
Fig. 3 eine entsprechende Einrichtung, bei der die bewer
tenden Rechner nicht signaltechnisch sicher ausgeführt sind
und
Fig. 4 eine Ausführungsform einer Einrichtung für eine
sicherungstechnische Anwendung des Verfahrens mit nicht
sicherungstechnischen Rechnern und einem gemeinsamen Ver
gleicher für den Prüfdatenvergleich.
Für einander entsprechende Funktionselemente wurden in den
Figuren der Zeichnung jeweils die gleichen Bezugszeichen
verwendet.
Fig. 1 zeigt einen Rechner BAR (Bedien- und Anzeigerech
ner), dem von einem nicht weiter dargestellten Prozeß,
z. B. einer zu steuernden und zu überwachenden Bahnanlage,
Meldungen M über Prozeßzustände sowie von einer Eingabeein
richtung Eingaben E zur Beeinflussung des Prozesses zuge
führt werden. Die Meldungen und gegebenenfalls auch die
Eingaben sind auf noch zu erläuternde Weise in eine Pro
zeßdarstellung einzubinden und auf einem Sichtgerät S zur
Darstellung zu bringen. Bei dem Rechner BAR handelt es sich
um einen signaltechnisch sicheren Rechner; darunter ist ein
Rechner oder Rechnersystem zu verstehen, das so konzipiert
ist, daß jeder Fehler sowohl in der Hard- als auch in der
Software sicher offenbart wird und unter keinen Umständen
zu einem unerkannten, unzulässigen Fehlerzustand im Rechner
oder in der Rechnerausgabe führen kann. Dem signaltechnisch
sicheren Rechner BAR nachgeschaltet sind zwei herkömmliche,
signaltechnisch nicht sichere Rechner BPR (= Bedienplatz
rechner) und RR (= Referenzrechner). Diese beiden Rechner
beinhalten u. a. Speicher SP1 und SP2, in denen das jeweils
darzustellende Prozeßgeschehen in binärer Form hinterlegt
ist; es gibt also zwei identische Prozeßabbilder in den
beiden Rechnern. Die gespeicherten Prozeßabbilder werden
laufend durch die vom Prozeß kommenden Meldungen M und die
Eingabe E der Kommandoeingabe aktualisiert. Jede Meldung
beinhaltet Angaben über das Element, dem die Meldung
zuzuordnen ist, und den jeweiligen Elementzustand. Durch
eine Verfahrenssicherheit, auf die hier nicht einzugehen
ist, ist sichergestellt, daß die in den Speichern SP1 und
SP2 hinterlegten Prozeßabbilder dem tatsächlichen Prozeß
geschehen entsprechen; bei etwaigen Abweichungen soll dies
der signaltechnisch sichere Rechner BAR erkennen und hier
aus bestimmte Routinen ableiten, auf die hier auch nicht
näher einzugehen ist.
Für die bedarfsweise Darstellung unterschiedlicher Prozeß
geschehen, z. B. die Darstellung des einen oder anderen
Bahnhofes einer Eisenbahnanlage am Sichtgerät, sind in den
Speichern SP1 und SP2 die laufend aktualisierten Datensätze
einer entsprechenden Vielzahl von Prozeßabbildungen hinter
legt, wobei aus dieser Vielzahl von Abbildungen jeweils im
mer nur eines ausgewählt ist und der Darstellung am Daten
sichtgerät zugeführt wird. Die Entscheidung darüber, wel
ches Prozeßgeschehen zur Darstellung gelangt (Anl. 1 . . . n),
kann der signaltechnisch sichere Rechner aufgrund eines ihm
zugeführten Bedienerkommandos treffen.
Den beiden Speichern SP1 und SP2 sind je ein Graphiksystem
GT1 und GT2 nachgeschaltet. Diese dienen in an sich bekann
ter Weise dazu, die in den Speichern SP1 und SP2 abgelegten
Daten in eine für die Prozeßdarstellung geeignete Form um
zusetzen. Zu diesem Zweck sind in den beiden Grafiksystem
Einzelbilder über das darzustellende Prozeßgeschehen z. B.
in Form von Weichen und Signalen als Grunddarstellung hin
terlegt ohne Prozeßausprägung. Die Information, wo was dar
zustellen ist, entnehmen die Grafiksysteme den vorgeordne
ten Speichern SP1 uns SP2. In diesen Speichern ist hinter
legt, an welcher Stelle ein Prozeßelement darzustellen ist
und wie es in Form und Farbe auszulegen ist. Das einzelne
Grafiksystem holt für jedes Zeichen, das darzustellen ist,
eine Anzahl Bytes aus seinem Speicher, bestimmt entspre
chend der bitmäßigen Belegung dieser Bytes in den Speichern
SP1 und SP2 die für die Darstellung dieses Zeichens erfor
derlichen Pixel und legt sie farbig aus. Die farbige Ausle
gung wird dabei durch die Meldezustände der darzustellenden
Elemente und die Meldetelegramme bestimmt, die der signal
technisch sichere Rechner BAR den Speichern SP1 und SP2 zu
geführt hat. Die beiden Grafiksysteme hinterlegen die von
ihnen bestimmten Pixel byteweise in einem zugeordneten
Bildspeicher FB1 bzw. FB2. Aus dem Bildspeicher FB1 werden
die Pixel über eine Bildaufbausteuerung zyklisch ausgelesen
und als RGB-Signale dem Sichtgerät S zur Darstellung zuge
führt. Beim Bildspeicher FB2 ist das nicht der Fall, weil
diesem kein Sichtgerät nachgeschaltet ist; im übrigen aber
stellt der Bildspeicher FB2 an seinem Ausgang - ordnungs
gerechtes Funktionsverhalten vorausgesetzt - die gleichen
Daten zur Verfügung wie der Bildspeicher FB1.
Um zu kontrollieren, ob die für die Darstellung am Sicht
gerät S zur Verfügung gestellten Daten auf ihrem Wege vom
Speicher SP1 über das Grafiksystem GT1 zum Bildspeicher FB1
nicht verfälscht wurden, werden die auf getrenntem Wege
generierten und in den Bildspeichern FB1 und FB2 abgelegten
Daten in an sich bekannter Weise auf Übereinstimmung ge
prüft. Dies erfolgt erfindungsgemäß aber nicht durch den
Vergleich der dort anstehenden Nutzdaten; dies wäre wegen
der Vielzahl der Daten, z. B. etwa 1,3 Megabyte, technisch
kaum machbar. Vielmehr werden nach der Lehre der Erfindung
über die in den Bildspeichern gespeicherten Daten nach
einem an sich bekannten mathematischen oder sonstigen Ab
bildungsverfahren in Prüfdatenbildnern PD1, PD2 Prüfdaten
gebildet, deren Umfang gegenüber den tatsächlich dort ge
speicherten Daten außerordentlich stark reduziert ist. Die
Prüfdaten umfassen nur einige wenige Bytes, die sich ohne
großen Aufwand aufinhaltliche Übereinstimmung überprüfen
lassen. Diese Prüfung findet im signaltechnisch sicheren
Rechner BAR statt. Ist die Prüfung positiv verlaufen, dann
ist das die Gewähr dafür, daß die im Bildspeicher FB1 an
stehenden Daten unter der Voraussetzung das aktuelle Pro
zeßgeschehen wiedergeben, daß die Prozeßdaten selbst in si
gnaltechnisch sicherer Weise in den Speichern SP1 und SP2
abgelegt wurden. Aus den dem Vergleich im signaltechnisch
sicheren Rechner zugeführten Prüfdaten lassen sich die zu
gehörigen Nutzdaten zwar nicht mehr erkennen; dennoch be
steht ein mathematischer Zusammenhang zwischen den auf
Übereinstimmung geprüften Prüfdaten und den zugehörigen
Nutzdaten für die Prozeßdarstellung. Weichen die Nutzdaten
störungsbedingt voneinander ab, so ergeben sich in beiden
Rechnerkanälen auch unterschiedliche Prüfdaten und der
Prüfdatenvergleich verläuft negativ; dies ist ein Zeichen
für eine fehlerhaft arbeitende Sichtgerätesteuerung.
Der vorstehend erläuterte Prüfvorgang läuft nicht ständig
ab. Für die Funktionsüberwachung der Grafiksysteme und der
Bildspeicher reicht es vielmehr aus, diesen Prüfvorgang in
nerhalb vorgegebener Mindestzeitspannen durchzuführen.
Diese Mindestzeitspannen sind bestimmt durch die für das
Darstellungssystem insgesamt zulässige Fehleroffenbarungs
zeit, die ihrerseits wiederum abhängig ist von einer rech
nerisch bestimmbaren, kürzesten Folgezeit MTBF (meantime
between failures) zwischen dem Auftreten zweier voneinander
unabhängiger Fehler auf dem Weg vom signaltechnisch
sicheren Rechner BAR zum Sichtgerät S.
Sollen von der Darstellung am Sichtgerät sicherheitskriti
sche Kommandos K* abgeleitet werden, deren Ausführung durch
keine weitere Automatik mehr überwacht wird, so ist die
Ausführung eines solchen Kommandos u. a. abhängig zu machen
von der Durchführung des vorstehend näher erläuterten
Verfahrens zur Funktionsprüfung der Bildschirmdarstellung.
Der sichere Rechner BAR verhindert dann die Ausführung
eines sicherheitskritischen Kommandos K*, bis der Prüfvor
gang erfolgreich abgeschlossen worden ist. Erst danach wird
die Ausgabe des Kommandos zugelassen. Bei negativem Ver
gleichsergebnis wird dies auf geeignete Weise einem Bedie
ner über das Sichtgerät und ggf. noch akustisch angezeigt.
Um sicherzugehen, daß die im Bildspeicher FB1 gespeicherten
und über eine Bildaufbausteuerung auf dem Sichtschirm zur
Darstellung gebrachten Darstellungen nicht im Sichtgerät
selbst verfälscht werden, weil dort möglicherweise be
stimmte Darstellungsbereiche in ihrer Farbaussage gar nicht
mehr steuerbar sind, wird in bekannter Weise in größeren
zeitlichen Abständen außerhalb des vorstehend erläuterten
Prüfbetriebes das Sichtgerät selbst einer Funktionsprüfung
unterzogen, indem es über den gesamten Bildschirm nachein
ander mit allen darstellbaren Farben beaufschlagt wird;
dabei erfolgt eine optische Kontrolle dieses Prüfvorganges
durch einen Beobachter am Sichtgerät. Zusätzlich wird im
Bild in bekannter Weise ein fest projektierter Farbbalken
mit allen sicherheitsrelevanten Farben dargestellt, der dem
Beobachter ständig eine Kontrolle über die korrekte
Farbdarstellung ermöglicht.
Solange die beiden Verarbeitungskanäle wie beim Ausfüh
rungsbeispiel der Fig. 1 in getrennten Rechnern realisiert
sind, reicht der vorgenannte Prüfdatenvergleich zur Funk
tionsprüfung der auf das Sichtgerät aufgeschalteten Sicht
gerätesteuerung aus. Wenn aber die beiden Rechnerkanäle
nicht mehr voneinander völlig getrennt sind, sondern wie
beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 durch einen gemeinsa
men, nur teilweise zweikanalig ausgeführten Rechner reali
siert sind, müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden,
um sicherzustellen, daß durch ein Fehlverhalten nicht in
beiden Kanälen gleichartige oder gleichwirkende Fehler auf
treten, die durch Vergleich der Speicherinhalte der beiden
Bildspeicher nicht mehr sicher erkannt werden können. Vor
zugsweise sind dann auch keine getrennten Bildspeicher vor
handen, sondern für beide Kanäle ist jeweils ein bestimmter
Speicherbereich in einem gemeinsamen Bildspeicher reser
viert; auch das Grafiksystem GT1/2 wird für beide Rechner
kanäle gemeinsam genutzt. Um nun für den Fall der Realisie
rung des Darstellungs- und des Referenzkanals durch einen
einzigen Rechner BPR eine signaltechnisch sichere Darstel
lung eines Betriebsgeschehens zu gewährleisten, muß zusätz
lich zu dem bereits geschilderten Vergleich der reduzierten
Prüfdaten im signaltechnisch sicheren Rechner BAR noch
durch einen gesonderten Prüfvorgang festgestellt werden,
daß der Referenzkanal zum Zeitpunkt des Prüfvorganges ord
nungsgerecht arbeitet. Dies geschieht in der Weise, daß im
Referenzkanal ein bekanntes Testbild generiert wird, über
das ebenfalls ein reduziertes Prüfdatum gebildet und im si
gnaltechnisch sicheren Rechner mit einem dort bekannten
oder aus dem Testbild abgeleiteten Prüfdatum verglichen
wird. Um dieses Testbild zu generieren, sind im Speicher
SP2 neben den Daten für den Aufbau der Anlagendarstellungen
auch die Daten für ein oder mehrere Grunddarstellungen
eines Testbildes hinterlegt. Dieses Testbild beinhaltet
sämtliche am Sichtschirm darstellbaren Prozeßelemente je
weils so häufig, wie diese Prozeßelemente unterschiedliche
Ausprägungen erfahren können. Durch Zugriff auf Daten in
einem Zustandsspeicher ZP werden die im Speicher SP2 abge
speicherte Element-Grund-Darstellungen des Testbildes modi
fiziert, so daß letztendlich sämtliche möglichen Elemente
in sämtlichen möglichen Betriebszuständen vorliegen. Das
Grafiksystem GT1/2 setzt diese Daten um in die für die Dar
stellung geeignete Form und übermittelt sie dem Bildspei
cher FB2. Über die abgespeicherten Daten wird in bekannter
Weise ein Prüfdatum gebildet und mit einem für das Testbild
geltenden Prüfdatum verglichen, das in einem gesonderten
Speicher SPS hinterlegt ist oder das sich der signaltech
nisch sichere Rechner aus dem im Speicher SP2 abgelegten
Datenbestand des Testbildes ermittelt. Stimmt das aus dem
Testbild zurückgelesene Prüfdatum mit dem abgespeicherten
bzw. selbst ermittelten Prüfdatum überein, ist dies ein
Beleg dafür, daß sowohl das Grafiksystem GT2 als auch der
Bildspeicher FB2 offensichtlich ordnungsgerecht gearbeitet
haben. Wenn dies feststeht, kann die anschließend in den
Referenzbildspeicher FB2 geschaltete Prozeßdarstellung als
Vergleichsnormal für die Prozeßdarstellung des Anzeigeka
nals verwendet werden selbst dann, wenn beide Verarbei
tungskanäle in einem einzigen Rechner realisiert sind.
Auch hier müssen in vorgegebenen Zeitabständen oder ereig
nisgesteuert immer wieder erneut Prüfvorgänge zum Aufdecken
etwaiger Unregelmäßigkeiten in der Arbeitsweise der Sicht
gerätesteuerungen durchgeführt werden, wobei diese Prüfvor
gänge neben dem Vergleich der in den beiden Kanälen ermit
telten Prüfdaten jedesmal auch den Vergleich der für das
Testbild geltenden Prüfdaten beinhalten.
Wenn vorstehend jeweils von einem Testbild die Rede war, so
beinhaltet dies begrifflich auch den Fall, daß mit einem
einzigen Testbild nicht sämtliche möglichen Elementzustände
erfaßt werden können, sondern daß dies beispielsweise nur
durch zwei oder noch mehr unterschiedliche Testbilder mög
lich ist. In diesem Fall sind dann alle Testbilder nachein
ander aufzuschalten und die einzelnen Prüfdaten zum Ver
gleich zurückzulesen. Die Testbilder selbst sind einmal bei
der Inbetriebnahme eines Systems daraufhin zu kontrollie
ren, daß tatsächlich auch alle Elemente in allen ihren
Ausprägungen erfaßt und korrekt dargestellt werden. Nachdem
dies durch Vergleich einer graphischen Darstellung des
Testbildes mit einer Liste sämtlicher möglicher Elementzu
stände festgestellt worden ist, können das Testbild bzw.
die Testbilder in den dafür vorgesehenen Speichern des
Referenzkanals hinterlegt werden; sie haben dann Geltung
für alle nachfolgenden Prüfvorgänge.
Bei den beiden vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen
findet der Vergleich der aus den zweikanalig generierten
Darstellungsdaten gewonnenen Prüfdaten in einem signaltech
nisch sicheren Rechner oder in einem signaltechnisch siche
ren Vergleicher statt, wobei mindestens dann, wenn die bei
den Verarbeitungskanäle für die Generierung der Anzeige
und der Referenzdaten nicht völlig unabhängig voneinander
sind, Testbilder zur Funktionsprüfung des jeweiligen Refe
renzkanals verwendet werden.
Zum Steuern und Überwachen sicherheitskritischer Prozesse
können auch paarweise zusammenwirkende nicht sichere Rech
ner verwendet werden, wenn sichergestellt ist, daß jeder
Rechner für sich beim Erkennen von Abweichungen zwischen
den aus den Speicherinhalten abgeleiteten Prüfdaten die
weitere Ausgabe sicherheitskritischer Kommandos bleibend
verhindert.
Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Mel
dungen M und die Eingabe E werden getrennten Rechnern R1,
R2 zugeführt, die signaltechnisch nicht sicher ausgeführt
sind. Die Rechner bewerten unabhängig voneinander die Prüf
daten des Anzeige- bzw. Referenzkanals und wirken in der
Weise zusammen, daß sicherheitskritische Kommandos K* nur
dann an den Prozeß ausgegeben werden können, wenn beide
Rechner R1 und R2 unabhängig voneinander Übereinstimmung
zwischen den von den Prüfdatenbildnern PD1 und PD2 gebilde
ten Prüfdaten erkennen. Die Anordnung kann dabei auch so
getroffen sein, daß einer der beiden Rechner R1 oder R2
durch den Rechner BPR dargestellt wird, so daß für die si
gnaltechnisch sichere Darstellung nur noch ein weiterer
Rechner R1 oder R2 vorzuhalten ist.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Einrichtung
zur Durchfuhrung des Verfahrens mit nicht sicherungstechni
schen Rechnern zum Erkennen von Darstellungsfehlern. Bei
dieser Anordnung findet der Vergleich der Prüfdaten nicht
in den beiden Rechnern des bewertenden Rechnersystems oder
in einem signaltechnischen Rechner oder Vergleicher statt,
sondern innerhalb eines signaltechnisch nicht sicher ausge
führten Vergleichers V. Dieser Vergleicher kann Bestandteil
des Rechners BPR sein, er kann jedoch auch in diskreter
Bauweise ausgeführt sein oder zu einem beliebigen anderen
Rechner gehören. Da der Vergleicher V annahmegemäß als si
gnaltechnisch nicht sicher ausgeführt ist, ist er auf ord
nungsgerechtes Funktionsverhalten zu überprüfen. Für die
Funktionsprüfung des Vergleichers gelten die gleichen Über
legungen wie für die Funktionsprüfung der Bauelemente des
Referenzkanals, d. h. er ist in regelmäßigen Mindestabstän
den oder ereignisgesteuert vorzunehmen. Die Funktionsprü
fung des Vergleicher V geschieht in der Weise, daß beide
Rechner R1 und R2 jeder für sich einen gemeinsam Zufallsge
nerator ZG anstoßen, der vorübergehend entsprechend seinem
jeweiligen inneren Zustand ganz bestimmte Daten entweder im
Speicher SP2 oder im Bildspeicher FB2 verändert. Über den
Vergleicher V wird festgestellt, ob bei diesem Prüfvorgang
der Vergleicher erwartungsgemäß eine Ungleichheit der ihm
zugeführten Prüfdaten erkennt oder nicht. Erkennt er sie,
so ist dies ein Beleg dafür, daß der Vergleicher noch funk
tionsfähig ist, andernfalls liegt ein Fehlverhalten des
Vergleichers vor. Wenn die Rechner R1, R2 über die tatsäch
lich manipulierten Daten unterrichtet sind, kann auch der
Absolutwert der Datenverfälschung in den Prüfvorgang einbe
zogen werden. Zusätzlich zur Funktionsprüfung des Verglei
chers V hat auch eine Funktionsprüfung des Referenzkanals
stattzufinden, die in bereits erläuterter Weise durch Auf
schalten einer oder mehrerer Testbilder vor sich geht.
Claims (13)
1. Verfahren zum Betrieb eines Datensichtgerätes zum Dar
stellen eines Prozeßgeschehens unter Verwendung mindestens
einer Sichtgerätesteuerung, welche die gleichen Eingangsda
ten zweikanalig verarbeitet und welche ihre Ausgangsdaten
über zugeordnete Bildspeicher mindestens mittelbar einem
Vergleich auf inhaltliche Übereinstimmung zuführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß über die in den Bildspeichern (FB1, FB2) abgelegten
Ausgangsdaten nach einem an sich bekannten mathematischen
oder sonstigen Abbildungsverfahren getrennte, von der Da
tenmenge her reduzierte Prüfdaten gebildet werden und daß
diese Prüfdaten auf inhaltliche Übereinstimmung geprüft
werden, wobei etwaige Abweichungen das Vorhandensein einer
Störung in der Sichtgerätesteuerung anzeigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Prüfdatenvergleich innerhalb vorgegebener zeitli
cher Mindestabstände und/oder ereignisgesteuert durchge
führt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zeitliche Mindestabstand für die Ermittlung der
Prüfdaten und den Prüfdatenvergleich bestimmt wird durch
die zulässige Fehleroffenbarungszeit der Sichtgerätesteue
rung.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anwendung des Datensichtgerätes in einem System zur
bedarfsweisen Ausgabe sicherheitskritische Kommandos (K*)
auf der Grundlage der jeweiligen Darstellung des Prozeßge
schehens durch das Datensichtgerät die Ausführung jedes
solchen Kommandos u. a. von einer im Rahmen der Kommando
bearbeitung durchgeführten Prüfdatenermittlung mit an
schließendem Prüfdatenvergleich mindestens über die Daten
des zur Anzeige anstehenden Prozeßgeschehens abhängig ge
macht ist.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei voneinander unabhängige Sichtgerätesteuerungen
vorgesehen sind, von denen jede als signaltechnisch nicht
sicherer Rechner (BPR, RR in Fig. 1) ausgeführt ist,
daß der eine Rechner (BPR) den Anzeigekanal bildet und über
einen ersten Bildspeicher (FB1) auf ein Datensichtgerät (S)
speist und daß der andere Rechner (RR) einen auf einen
zweiten Bildspeicher (FB2) speisenden Referenzkanal bildet,
daß die beiden Rechner über die in ihren Bildspeichern
jeweils abgelegten Daten die Prüfdaten ermitteln und daß
der Vergleich dieser Prüfdaten außerhalb der beiden Rechner
in einem signaltechnisch sicheren Rechner (BAR) oder in
einem signaltechnisch sicheren Vergleicher stattfindet.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Sichtgerätesteuerung ein einziger signaltech
nisch nicht sicherer Rechners (BPR in Fig. 2) mit zwei
Verarbeitungskanälen vorgesehen ist, von denen der eine den
Anzeigekanal bildet und über einen ersten Bildspeicher
(FB1) auf ein Datensichtgerät (S) speist und von denen der
andere einen auf einen zweiten Bildspeicher (FB2) speisen
den Referenzkanals bildet, der im Zusammenhang mit jedem
Prüfdatenvergleich auf ordnungsgerechtes Funktionsverhalten
zu prüfen ist, daß der Rechner über die in den beiden Bild
speichern jeweils abgelegten Daten je ein Prüfdatum bildet
und daß der Vergleich dieser Prüfdaten in einem signaltech
nisch sicheren Rechner (BAR) oder Vergleicher oder in min
destens zwei signaltechnisch nicht sicheren Rechnern statt
findet, von denen jeder unabhängig vom anderen eine Störung
detektieren kann.
7. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem zweiten Bildspeicher (FB2) über den Referenzkanal
in vorgegebenen zeitlichen Mindestabständen und/oder ereig
nisgesteuert anstelle von Prozeßdaten mindestens ein
dem/den die Prüfdaten bewertenden Rechner/Rechnern (BAR in
Fig. 2, R1, R2 in Fig. 4) bekanntes Testbild zuführbar
ist, daß dieser/diese Rechner über die für das mindestens
eine Testbild im zweiten Bildspeicher abgelegten Daten vor
zugsweise nach den gleichen Gesetzmäßigkeiten wie bei der
Prozeßdarstellung mindestens ein reduziertes Prüfdatum bil
det/bilden und dieses vergleicht/vergleichen mit dem oder
den aus dem mindestens einen Testbild direkt ableitbaren
oder abgeleiteten Prüfdatum.
8. Einrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mindestens eine Testbild alle darzustellenden Pro
zeßelemente in all ihren verschiedenen Prozeßausprägungen
umfaßt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Elementzustandsdaten des mindestens einen Testbil
des in einem Speicher (ZP) hinterlegt sind, aus dem sie be
darfsweise abgerufen und einem weiteren Speicher (SP2) zu
führbar sind, in dem die Elementzustandsdaten eine dort
hinterlegte Grunddarstellung des Testbildes ohne Zustands
ausprägung ergänzen oder eine dort bei einem früheren Prüf
vorgang hinterlegte Zustandsausprägung überschreiben.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Vergleich der Prüfdaten in beiden Rechnerkanälen ein gemeinsamer Vergleicher (V in Fig. 4) vorgesehen ist, der sein jeweiliges Vergleichsergebnis zur Bewertung einem oder mehreren Rechnern (R1, R2) zuführt,
daß dieser/diese Rechner in vorgegebenen zeitlichen Min destabständen und/oder ereignisgesteuert durch einen ent sprechenden Befehl den Dateninhalt des Bildspeichers (FB2) im Referenzkanal zu verändern sucht/suchen und
daß der oder die bewertenden Rechner (R1, R2) das Auftreten eines ungleiche Prüfdaten anzeigenden Vergleicherausgangs signals erkennen und eine Störung anzeigen.
daß zum Vergleich der Prüfdaten in beiden Rechnerkanälen ein gemeinsamer Vergleicher (V in Fig. 4) vorgesehen ist, der sein jeweiliges Vergleichsergebnis zur Bewertung einem oder mehreren Rechnern (R1, R2) zuführt,
daß dieser/diese Rechner in vorgegebenen zeitlichen Min destabständen und/oder ereignisgesteuert durch einen ent sprechenden Befehl den Dateninhalt des Bildspeichers (FB2) im Referenzkanal zu verändern sucht/suchen und
daß der oder die bewertenden Rechner (R1, R2) das Auftreten eines ungleiche Prüfdaten anzeigenden Vergleicherausgangs signals erkennen und eine Störung anzeigen.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum vorübergehenden Verändern des Bildspeicher-Datenbe
standes ein Zufallsgenerator (ZG) vorgesehen ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6, 7, oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens die beiden Bildspeicher (FB1, FB2) durch un
terschiedliche Speicherbereiche eines gemeinsamen Speichers
dargestellt sind.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der/die die Prüfdaten bewertenden Rechner beim Fest
stellen etwaiger Abweichungen in den zu vergleichenden
Prüfdaten einen etwaigen Zugriff auf den zu überwachenden
Prozeß verhindert/verhindern und/oder mindestens am Sicht
gerät eine Störungsmeldung setzt/setzen.
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