EP0090398A2

EP0090398A2 - Einrichtung zum zentralen Steuern und Überwachen von Betriebsgeschehen

Info

Publication number: EP0090398A2
Application number: EP83103069A
Authority: EP
Inventors: Christoph Ing. Grad. Zeller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-28
Publication date: 1983-10-05
Also published as: EP0090398A3; DE3301141A1

Abstract

Ein zentrales Steuer- und Meldefeld weist auf seiner dem Betrachter zugewandten Oberseite eine Vielzahl von im Raster angeordneten Sensorelementen (SE1 bis SEn) auf. Diese Sensorelemente sind mit auf der Unterseite des Steuer- und Meldefeldes angeordneten Photodioden (PD1 bis PDn) in Reihe geschaltet; jeweils mehrere der aus einer Photodiode und einem Sensor bestehenden Schaltstrecken sind einander parallel geschaltet und steuern einen gemeinsamen Schalter (V). Die Photodioden werden entweder von einem Video-Projektor (VIP), der auch für die Darstellung der zu steuernden und zu überwachenden Anlage auf dem Steuer- und Meldefeld dient, oder von zugehörigen Leuchtelementen (D1 bis Dn) zyklisch niederohmig geschaltet. Wird ein Sensorelement betätigt, so bricht beim Anreizen der zugehörigen Photodiode durch den Video-Projektor oder ein Leuchtelement die Steuerspannung für den Schalter (V) kurzzeitig zusammen. Aus dem zeitlichen Abstand zwischen dem Ansprechen des Schalters und einem vom Video-Projektor bzw. der Leuchtelementensteuerung gelieferten Synchronisierungssignal (SYN) bestimmt eine Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung (ZMV) das jeweils betätigte Sensorelement.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum zentralen Steuern und Überwachen von Betriebsgeschehen unter Verwendung eines Steuer- und Meldefeldes, auf dem die zu steuernde und zu überwachende Anlage mit ihren Einzelelementen schematisch dargestellt ist und bei der in der Nähe bestimmterEinzelelemente des Steuer- und Meldefeldes Bedienelemente zum gezielten Beeinflussen der betreffenden Anlageelemente angeordnet sind.
Eine derartige, für die Steuerung des Eisenbahnbetriebes ausgelegte Einrichtung ist beispielsweise aus der Siemens Zeitschrift 1964, Heft 10, Seite 734 bis 744 bekannt. Bei der dort beschriebenen Einrichtung wird auf einem sogenannten Gleisbildstelltisch eine zu überwachende Außenanlage schematisch nachgebildet. Dies geschieht über eine Vielzahl im Raster neben-und übereinander angeordneter sogenannter Tischfelder, welche zum Beobachter hin Symbole für das ihnen jeweils zugeordnete Anlageelement und ggf. Stelltasten zur gezielten Beeinflussung dieser Elemente aufweisen. Das jeweilige Betriebsgeschehen der Außenanlage wird durch bedarfsweise farbiges Ausleuchten der Tischfeldsymbole kenntlich gemacht.
Einrichtungen zum zentralen Steuern und Überwachen von Betriebsgeschehen, bei denen die Steuerschaltmittel jeweils neben den Symbolen der zu steuernden Schaltmittel auf einem Anzeigetableau angeordnet sind, haben sich allgemein bewährt. Ihr wesentlicher Vorteil gegenüber Einrichtungen, bei denen die Schaltmittel zum Steuern der Elemente der Außenanlage beispielsweise aus Gründen der besseren Bedienbarkeit von den Uberwachungsschaltmitteln räumlich getrennt sind, ist der, daß wegen der räumlichen Zuordnung von Steuer- und Meldeeinrichtungen Fehlbedienungen relativ selten auftreten, und daß ebenfalls wegen der räumlichen Nachbarschaft von Steuer- und Meldeeinrichtung jede Fehlbedienung als solche schon beim Auslösen von Steuervorgängen durch entsprechende Rückmeldungen erkennbar ist.
Die bekannten Einrichtungen zum zentralen Steuern- und Überwachen von Betriebsgeschehen mit jeweils räumlich benachbarten Steuer- und Meldeelementen lassen sich bisher nur dort sinnvoll einsetzen, wo stets und ständig die gleiche Anlage zu steuern und zu überwachen ist. Vielfach besteht jedoch der Wunsch, in einer zentralen Leitstelle wahlweise den einen oder anderen Anlageteil auf einem Meldefeld darzustellen, um von der Zentrale her steuernd in dieses ausgewählte Anlageteil einwirken zu können.
Eine Einrichtung, die dieser Forderung mindestens zum Teil gerecht wird, ist beispielsweise in der DE-OS 20 43 730 angegeben. Dort wird eine ebenfalls für die Belange des Eisenbahnwesens entwickelte Einrichtung zum zentralen Steuern und Überwachen von Betriebsgeschehen angegeben, bei der neben einem zentralen Meldefeld für den Überblick über eine Gesamtanlage ein oder mehrere zusätzliche Anzeigeelemente in Form von Kathodenstrahl-Farbbildröhren vorgesehen sind, über die einzelne Zonen der Anlage bedarfsweise darzustellen sind. Den einzelnen Anzeigeelementen sind gesonderte Tastaturen zugeordnet, über die Stell- und Anzeigebefehle einzugeben sind. Bei dieser bekannten Einrichtung besteht der Nachteil, daß die für die Eingabe von Steuerbefehlen vorgesehenen Bedienelemente von der Anzeige getrennt sind, so daß die eindeutige Zuordnung der Steuerelemente zu den Schaltmitteln, auf die einzuwirken ist, nicht gegeben ist.
Diesen Nachteil vermeidet eine Steuer- und Meldeeinrichtung wie sie in der DE-OS 25 10 632 angegeben ist. Dort wird für die Ein- und Ausgabe von Kommandos und Meldungen ein Bildschirmgerät verwendet, mit dem einerseits die zu steuernde und zu überwachende Außenanlage zu Überwachungszwecken darstellbar ist und mit dem andererseits über einen sogenannten Lichtgriffel durch optische Markierung einzelner Anlageelemente steuernd auf die Außenanlage einzuwirken ist. Nachteilig bei dieser bekannten Einrichtung ist die Verwendung eines gesonderten Schreibgerätes für die Eingabe von Steuerbefehlen, weil dieseArt der Bedienung verschieden ist von der üblicherweise ablaufenden Bedienungsprozedur durch Tastenbedienung und weil die "Treffsicherheit" bei der Ansteuerung eines Koordinatenfeldes über ein Schreibgerät geringer ist als die "Treffsicherheit". bei einer Tastenbedienung von Hand. Außerdem macht die Verwendung eines gesonderten Schreibgerätes eine "Zweitastenbedienung", wie sie beispielsweise im Eisenbahnwesen vielfach verlangt wird, nicht ohne weiteres möglich.
Es ist ferner eine Bedien- und Anzeigeeinrichtung für rechnergesteuerte Eisenbahnsignalanlagen bekannt (DE-OS 29 40 551), bei der zur Eingabe von Steuerbefehlen in die Rechner mit den Bildschirmen von Datensichtgeräten verbundene Eingabeeinrichtungen vorgesehen sind, welche von einem Bediener durch Berührung oder anderweitige Markierung ausgewählte Bildorte der Darstellung auswerten und der Datenverarbeitung zuführen. Diese Eingabeeinrichtungen sollen aus einer Anzahl von Infrarotsendern und -empfängern bestehen, die über den Bildschirmen ein Gitter aus parallelen Infrarot-Lichtschranken aufbauen. Jede Berührung eines Bildschirmes führt zur Unterbrechung mindestens zweier Lichtstrahlen; die darauf reagierenden Infrarotempfänger bezeichnen den jeweils berührten Bildort. Diese bekannte Einrichtung hat u.a. den Nachteil, daß sie auch auf unbeabsichtigte Unterbrechungen des Strahlengitters reagiert, wie sie in der Praxis unvermeidbar sind. Ein ganz wesentlicher Nachteil der bekannten Einrichtung ist aber darin zu sehen, daß mit ihr keine Zweitastenbedienung möglich ist. Jede Zweitastenbedienung führt nämlich in die Auswertung zum Aufgriff von bis zu vier Bildorten; die eindeutige Zuordnung zwischen Bedienungshandlung und angesteuerten Anlageelementen ist damit nicht mehr gegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Einrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die einerseits eine wahlfreie Zuordnung einer zu steuernden Außenanlage zu einem zentralen Steuer- und Meldefeld zulassen, andererseits aber eine Steuerung der Außenanlage durch Einwirken auf in der Nähe der jeweils dargestellten Elemente angeordnete, diesen eindeutig zugeordnete Betätigungsschaltmittel ermöglichen. Die Steuerungsprozedur soll die gleiche sein wie bei den herkömmlichen Einrichtungen zum zentralen Steuern und Überwachen von Betriebsgeschehen, also sowohl eine Eintastenals auch eine Zweitastenbedienung zulassen; die Einrichtungen sollen sowohl für die Steuerung und Überwachung kleinerer Anlagen auf relativ kleinen Steuer- und Meldefeldern als auch für die Steuerung- und Uberwachung größerer Anlagen auf großflächigen Steuer- und Meldefeldern geeignet sein; der technische Aufwand für das Weiterleiten von Steuerbefehlen an eine nachgeschaltete, diese Steuerbefehle verarbeitende und in entsprechende Stellkommandos umsetzende Verarbeitungseinrichtung soll im wesentlichen unabhängig sein von der Größe der Darstellung.
Zwei Einrichtungen,welche diese Aufgabe unabhängig voneinander lösen, sind in den Patentansprüchen 1 und 5 angegeben; beide Einrichtungen basieren auf der gleichen erfinderischen Idee; nämlich über eine Bedienungshandlung optische Sensoren wirksamzuschalten, die in einer gegebenen Folge zeitmultiplex angesteuert werden und dabei in Verbindung mit einer Auswerteeinrichtung eine Aussage über den Schaltzustand der Sensoren zulassen und damit eine Bestimmung der veranlassenden Bedienungshandlung ermöglichen.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtungen sind in den Unteransprüchen angegeben. IK
Die Erfindung ist nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Figur 1 schematisch einen Ausschnitt aus einem nach der Erfindung ausgebildeten Steuer- und Meldefeld, in
Figur 2 ein Schaltbild zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise einer ersten erfindungsgemäßen Einrichtung, in
Figur 3 eine Ausführung dieser Einrichtung, die besonders hohen Anforderungen hinsichtlich der Eingabesicherheit genügt und in
Figur 4 ein Schaltbild zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise einer zweiten erfindungsgemäßen Einrichtung.

In Figur 1 ist ausschnittsweise ein nach der Erfindung ausgebildetes Steuer- und Meldefeld SMF dargestellt wie es beispielsweise für die Belange des Eisenbahnwesens benötigt wird. Dieses Steuer- und Meldefeld besteht aus einer mindestens partiell durchscheinenden Platte mit einer Vielzahl von im Raster unterhalb oder innerhalb der Platte angeordneten lichtempfindlichen Schaltmitteln PD, die beispielsweise als Fotodioden ausgebildet sind. Auf die Funktion dieser lichtempfindlichen Schaltmittel wird später eingegangen. Auf ihrer einem Betrachter zugewandten Oberseite ist das Steuer- und Meldefeld SMF mit einer Vielzahl ebenfalls im Raster angeordneter vorzugsweise lichtdurchlässiger Sensorelemente SE versehen. Die Raster für die Anordnung der Sensorelemente und der lichtempfindlichen Schaltmittel sind deckungsgleich; unterhalb jedes Sensorelementes SE ist ein zugeordnetes lichtempfindliches Schaltmittel PD angeordnet.
Wie aus Figur 1 erkennbar trägt das Steuer- und Meldefeld auf seiner dem Betrachter zugewandten Oberseite eine schematische Darstellung der zu steuernden und zu überwachenden Außenanlage, im vorliegenden Beispiel der Gleisanlage eines Stellwerks. Die zu steuernde und zu überwachende Anlage ist auf dem Steuer- und Meldefeld jedoch nicht fest aufgetragen; sie ist vielmehr variabel ausgeführt und kann dem Betrachter beispielsweise durch eine Projektionseinrichtung oder eine Rasterdarstellung vermittelt werden. Als Projektionseinrichtung kann beispielsweise ein von der Rückseite her das Steuer- und Meldefeld beleuchtender Videoprojektor verwendet sein, der mindestens die dynamischen Informationen, welche das Betriebsgeschehen einzelner Anlageelemente kennzeichnen, zur Darstellung bringt. Der sich auf unveränderbare Elemente der Außenanlage beziehende Teil der Darstellung, z.B. Beschriftungen und Anlagekonstellationen, kann ebenfalls durch den Videoprojektor dargestellt sein; er kann aber auch durch einen zusätzlichen Projektor dargestellt werden, der diese Informationen beispielsweise von einem Dia abgreift. Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel heißt dies, daß beispielsweise die Gleise Ga und Gx, die Symbole für die Ein-und Ausfahrsignale Sa und Sx sowie die Schaltmittel SEa und SEx zum Steuern der Signale bzw. Gleiselemente von einem Dia abgegriffen werden, während die dynamischen Informationen wie die Signalausleuchtung und die Ausleuchtung der Gleiselemente Gla durch den Videoprojektor dargestellt werden; dessen Darstellungsinhalt ist laufend entsprechend dem tatsächlichen Betriebsgeschehen der Außenanlage zu aktualisieren. Es ist darauf zu achten, daß die statischen Bildinformationen die lichtempfindlichen Schaltmittel nicht bis oberhalb ihrer Schaltschwelle beeinflussen, weil sonst, wie aus den nachfolgenden Erläuterungen ersichtlich, eine Sensorbetätigung nicht mehr feststellbar ist; dies läßt sich z.B. durch Schwärzen der den Sensorpartien zugeordneten Bildinformationen eines Dias erreichen.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nachfolgend auf Figur 2 der Zeichnung Bezug genommen. Figur 2 der Zeichnung zeigt mehrere der in Figur 1 angedeuteten Sensorelemente, die fortlaufend mit SE1 bis SEn bezeichnet sind. Diesen Sensorelementen zugeordnet sind jeweils unterhalb von ihnen angeordnete lichtempfindliche Schaltmittel PD1 bis PDn. Die Sensorelemente sind mit den ihnen zugeordneten lichtempfindlichen Schaltmitteln in Reihe geschaltet und gemeinsam auf einen Schalter V geführt, der auf die Sensorbetätigung reagiert. Gespeist werden die aus Sensorelementen und lichtempfindlichen Schaltmitteln gebildeten Schaltstrecken aus einem Impulsgenerator IG, an den die Schaltstrecken über einen Widerstand R hochohmig angeschlossen sind. Im Ruhezustand, d.h. wenn kein Sensorelement betätigt ist, erhält der Schalter V, der in vorteilhafter Weise als Verstärker ausgebildet ist, ständig die Impulse des Generators IG und leitet diese verstärkt an eine nachgeschaltete Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung ZMV weiter. Wird jedoch ein Sensorelement, z.B. das Sensorelement SE2, berührt und wird das diesem Sensorelement zugeordnete lichtempfindliche Schaltmittel PD2 durch die die Unterseite der Steuer- und Meldetafel im Zeitmultiplexbetrieb bestreichendevideoprojektionseinrichtung VIP angereizt, so wird die Impulsquelle aus Impulsgenerator und Widerstand kurzzeitig so stark belastet, daß der als Schalter wirkende Verstärker V eine zu geringe Eingangsspannung erhält, um an seinem Ausgang Potential auf die nachgeschaltet Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung ZMV zu schalten. Mit dem Ausbleiben dieses Signals bestimmt die Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung einen Zeitwert und führt diesen einer nachgeschalteten Datenverarbeitungseinrichtung COSY zu. Dieser Zeitwert gibt die Zeitspanne zwischen einem vom Videoprojektor gebildeten oder ihm zugeführten Synchronisiersignal SYN, das beispielsweise den Bildanfang der Videoprojektion kennzeichnet, und dem Reagieren des Schalters an. Aus dieser Zeitspanne kann die Zeitmeß-und Vergleichseinrichtung bzw. die ihr nachgeschaltete Datenverarbeitungseinrichtung feststellen, wo sich der Lichtstrahl des Videoprojektors zum Zeitpunkt der Schalterreaktion befunden hat. Damit ist ihr auch das Sensorelement bekannt, das zusammen mit dem ihm zugeordneten lichtempfindlichen Schaltmittel den Schalter betätigt hat. Die Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung kann Bestandteil der Datenverarbeitungseinrichtung sein.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, die zeilenweis nebeneinander angeordneten, vom Video- projektor nacheinander abfragbaren Sensorelemente zusammen mit den ihnen zugeordneten lichtempfindlichen Schaltmitteln jeweils auf gesonderte Schalter arbeiten zu lassen, und die Zuordnungsbereiche ggf. ineinander zu verschachteln. Eine solche Zuordnung der Sensorelemente zu verschiedenen Schaltern ermöglicht eine besonders einfache und genaue Bestimmung der jeweils betätigten Sensorelemente.
Für die Darstellung der zu steuernden und zu überwachenden Anlage auf dem Steuer- und Meldefeld ist es zweckmäßig, die vom Videoprojektor beleuchtete Platte mit einer nachleuchtenden Schicht zu versehen, die eine weitgehend flimmerfreie Darstellung ermöglicht. Bei Verwendung einer derartigen nachleuchtenden Schicht hat die Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung zum Erkennen eines betätigten Sensors, sofern dieser von der nachleuchtenden Schicht beeinflußt ist, in vorteilhafter Weise jeweils die Vorderflanke des auf eine Sensorbetätigung reagierenden Schalters auszuwerten.
Bei Verwendung eines zusätzlichen Projektors für die Darstellung statischer Anlageninformation ist unter dem Steuer- und Meldefeld beispielsweise ein teildurchlässiger Spiegel vorzusehen, der einerseits von dem zusätzlichen Projektor und andererseits von dem Videoprojektor beleuchtet wird und ausgangsseitig eine Bildmischung auf der Unterseite des Steuer- und Meldefeldes bewirkt.
Für eine einwandfreie Steuerung des Anlageprozesses ist es erforderlich, dem Bedienungspersonal die zum Auslösen vorgegebener Reaktion zu betätigenden Sensoren darzustellen. Dies geschieht zweckmäßigerweise durch Ausleuchten entsprechender Oberflächenpartien (SEa und SEx in Figur 1) des Steuer- und Meldefeldes. Dies kann über den die Anlage auf das Steuer- und Meldefeld projizierenden Videoprojektor oder auf beliebige andere Art und Weise, z.B. durch einen zusätzlichen Projektor, geschehen.
Die Sensorelemente können beispielsweise als kapazitive Schalter ausgebildet sein oder sie können wie im angenommenen Ausführungsbeispiel so beschaffen sein, daß sie auf eine Berührung von Hand mit einer auswertbaren Widerstandsänderung reagieren. Es können jedoch auch druckempfindlichen Sensoren oder beliebige andere Sensoren ,verwendet werden. Vorteilhaft ist die Verwendung solcher Sensoren, die einen möglichst ungehinderten Lichtdurchtritt von der Rückseite her ermöglichen, d.h. also entweder selbst relativ kleinvolumig sind oder aber aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Material bestehen.
Die Schalter sind an das Funktionsverhalten der Sensorelemente anzupassen; es kommen spannungs- oder stromempfindliche Schalter infrage aber auch solche, die auf Kapazitäts- oder Induktivitätsänderungen reagieren. Soll ein Steuervorgang nicht durch eine Eintastenbedienung sondern durch eine Zweitastenbedienung ausgelöst werden, so ist es erforderlich, die jeweils infragekommenden Sensorelemente mindestens vorübergehend gleichzeitig zu betätigen, wobei sich in der nachgeschalteten Datenverarbeitungseinrichtung ggf. auch noch die Reihenfolge der Betätigung auswerten läßt. Das Kriterium einer Zweitastenbedienung und die Zulässigkeit ihrer gemeinsamen Betätigung läßt sich in an sich bekannter Weise durch hierfür entwickelte Prüfverfahren feststellen. Auch bei einer Zweitastenbedienung ist eine eindeutige Zuordnung zwischen Sensorelement und Anlageelement gegeben, weil der Videoprojektor die lichtempfindlichen Schaltmittel unabhängig von einereventuellen Sensorbetätigung nacheinander anreizt. Die auswertende Zeitmeß-und Vergleichseinrichtung erkennt aus den zeitlichen Abständen zwischen dem Synchronisierungssignal und dem Reagieren des bzw. der über die jeweils betätigten Sensoren gesteuerten Schalter oder aus dem zeitlichen Abstand der Schalterbetätigungen, welche Sensoren jeweils betätigt wurden.
Bei dem vorstehend näher beschriebenen Ausführungsbeispiel ist angenommen worden, daß der für die Darstellung des Betriebsgeschehens und ggf. auch der statischen Anlagenkonfiguration verwendete Video-Projektor zum Anreizen der lichtempfindlichen Schaltmittel dient. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Vielmehr ist es durchaus möglich, zum Anreizen der lichtempfindlichen Schaltmittel einen gesonderten Video-Projektor oder eine ähnlich wirkende Abtasteinrichtung vorzusehen. Dieser Video-Projektor könnte völlig unabhängig arbeiten von dem für die Darstellung des Anlagenaufbaus und des Betriebsgeschehens vorgesehenen Projektor; er könnte insbesondere mit einer von diesem unabhängigen Abtastgeschwindigkeit arbeiten, die für die Auswertung der Sensorbetätigung besonders geeignet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in Figur 3 dargestellt. Bei dem dort dargestellten Ausführungsbeispiel sind für die Beleuchtung des Steuer- und Meldefeldes zwei Videoprojektoren VIP1 und VIP2 vorgesehen, die über die lichtempfindlichen Schaltmittel gesonderte Schalter V1 und V2 steuern und über diese auf zugeordnete Zeitmeß- und Vergleichseinrichtungen ZMV1 und ZMV2 wirken; deren Ausgangssignale werden in zwei gesonderten Datenverarbeitungseinrichtungen COSY 1 und COSY 2 verarbeitet. Über beide Videoprojektoren läßt sich die zu steuernde und zu überwachende Anlage mindestens hinsichtlich des dynamischen Betriebsgeschehens auf dem Steuer- und Meldefeld darstellen. Beide Videoprojektoren werden durch eine Umschalteinrichtung UM im Wechsel angeschaltet, wobei die Umschaltfrequenz etwa zwischen 0,5 und 5 Hz liegt. Solange beide Projektoren übereinstimmende Bilder liefern, ist der Umschaltvorgang für einen Betrachter selbst als solcher nicht erkennbar und die von den ,beiden Videoprojektoren unabhängig voneinander synchronisierten Zeitmeß- und Vergleichseinrichtungen bzw. die ihnen nachgeschalteten Datenverarbeitungseinrichtungen erkennen beim Betätigen eines Sensorelementes übereinstimmend dieses Sensorelement als betätigt an. Sobald jedoch, aus welchem Grund auch immer, einer der Videoprojektoren in seiner Darstellung von der Darstellung des anderen Videoprojektors abweicht, ist dies für den Beobachter durch eine im Rhythmus der Umschaltfrequenz der beiden Videoprojektoren wechselnde Darstellung erkennbar; die Störung wird als solche erkannt und läßt sich durch Nichtanerkennung der gestörten Darstellung in ihrer Auswirkung einschränken. Durch an die Videoprojektoren angeschlossene Vergleichseinrichtung lassen sich unterschiedliche Darstellungen beider Projektoren auch automatisch erkennen und in entsprechende Meldekennzeichen umsetzen. Für die Darstellung statischer Anlageelemente kann auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung einjzusätzlicher Projektor verwendet sein.
Erkennen die beiden Zeitmeß- und Vergleichseinrichtungen jeweils verschiedene Sensorelementbetätigungen, so liegt offensichtlich eine Störung vor. Eine Auswertung der Sensorbetätigung muß unterbunden werden und die aufgetretene Störung ist zu kennzeichnen; ggf. ist das Eingeben weiterer Steuerbefehle zu unterbinden.
Zum Anreizen bzw. Abfragen der lichtempfindlichen Schaltmittel dient bei den Ausführungsbeispielen der erläuterten erfindungsgemäßen Einrichtung ein Video-Projektor, über den ggf. auch mindestens ein Teil der darzustellenden Anlage und/oder das Betriebsgeschehen zur Anzeige gebracht werden können. Wo ein solcher Video- Projektor nicht verfügbar ist oder nicht zur Anwendung kommen soll, schlägt die Erfindung zum Eingeben und Erkönnenvon Bedienungshandlungen eine Einrichtung vor wie sie durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 5 bestimmt ist. Diese Einrichtung baut auf der gleichen Erkenntnis auf wie die bereits erläuterte Einrichtung, bedient sich jedoch in ihrer Realisierung einer anderen Technik.
Die Einrichtung ist nachstehend anhand eines in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind über ein Steuer- und Meldefeld verteilt eine Vielzahl von Sensorelementen SE1 bis SEn angeordnet, die in ihrem technischen Aufbau den Sensorelementen der zuvor erläuterten Einrichtung entsprechen. Unterhalb der einzelnen Sensorelemente sind zugehörige lichtempfindliche Schaltmittel PD1 bis PDn angeordnet, die mit den zugehörigen Sensorelementen elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die einzelnen lichempfindlchen Schaltmittel sind einander über die zugehörigen Sensorelemente parallel geschaltet. Diese Parallelschaltung wird über einen Widerstand R von einem Impulsgeber IG gespeist und wirkt auf einen zugeordneten Schalter V3, der ausgangsseitig auf Spannungseinbrüche an seinen Eingangsklemmen reagiert. Dem Schalter V3 nachgeschaltet ist eine Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung ZMV3, die in bekannter Weise auf eine zugeordnete Datenverarbeitungseinrichtung COSY3 wirkt.
Zum Anreizen bzw. Abfragen der lichtempfindlichen Schaltmittel PD1 bis PDn dienen in unmittelbarer Nähe dieser Schaltmittel angeordnete Leuchtelemente D1 bis Dn, z.B. Leuchtdioden oder Gasentladungszellen. Diese Leuchtelemente können mit den lichtempfindlichen Schaltmitteln Einheiten bilden; sie haben dann die Funktion von Optokopplern. Angeschaltet werden die Leuchtelemente von einer Leuchtelementensteuerung ST, an die sie über ein aus Zeilenleitungen Z1 bis Z3 und Spaltenleitungen S1 bis Sn bebildetes Koppelfeld angeschlossen sind. Die in den einzelnen Koppelpunkten angeordneten Leuchtelemente werden von der Leuchtelementensteuerung im Zeitmultiplexbetrieb angesteuert. Dabei werden die einzelnen Leuchtelemente nacheinander angeschaltet, wobei sie die ihnen zugeordneten lichtempfindlichen Schaltmittel beleuchten. Ist ein Sensorelement betätigt, so bricht beim Beleuchten des zugehörigen lichtempfindlichen Schaltmittels die Eingangsspannung am Verstärker V3 zusammen und die Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung ZMV3 erkennt aus dem Zeitpunkt für das Zusammenbrechen der Eingangsspannung und der Kenntnis des jeweils angeschalteten Leuchtelementeswelches Sensorelement die Eingangsspannung des Verstärkers kurzgeschlossen hat.
Die Zuordnung der einzelnen Leuchtelemente zu den einzelnen Koppelpunkten des Koppelfeldes ist prinzipiell beliebig zu wählen. Wichtig ist lediglich, daß die Leuchtelementensteuerung bzw. die zugehörige Datenverarbeitungseinrichtung darüber unterrichtet ist, wo die einzelnen Leuchtelemente genau angeordnet sind und welcher Folge sie angeschaltet werden, um hieraus auf das jeweils zugehörige Sensorlement schließen zu können.
Bei der anhand der Figur 4 erläuterten Einrichtung kann die Darstellung des zu steuernden und zu überwachenden Betriebsgeschehen auf dem mit den Sensorelementen versehenen Steuer- und Meldefeld prinzipiell in jeder beliebigen Weise vorgenommen sein, beispielsweise durch einen Video-Projektor oder eine Rasterdarstellung mit Hilfe von Plasmaanzeigen, leuchtdioden, Meldelampen oder ähnlichem. Eine solche Ausbildung des Steuer- und Meldefeldes böte die Möglichkeit, bedarfsweise unterschiedliche Anlagenkonfigurationen auf demselben Steuer-und Meldefeld darzustellen.
Zum Darstellen des Betriebsgeschehens und zum Bestimmen betätigter Sensorelemente können jeweils verschiedene Leuchtelemente vorgesehen sein, die von einer gemeinsamen Leuchtelementensteuerung in einer gegebenen Reihenfolge anschaltbar sind. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß über die Leuchtelementensteuerung zunächst nur die Leuchtelemente angesteuert werden, welche für die Darstellung eines bestimmten Betriebsgeschehens vorgesehen sind und daß anschließend die Leuchtelemente angesteuert werden, über die Bedienungshandlungen in die Steuerung eingegeben werden können. Es ist aber auch möglich, die für unterschiedliche Funktionen vorgesehenen Leuchtelemente beispielsweise in der Reihenfolge nacheinander anzusteuern, in der sie zeilen- oder spaltenweise neben- bzw. untereinander angeordnet sind.
Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung sieht vor, daß mindestens zwei Leuchtelementensteuerungen vorgesehen sind, von denen dieeine zum Steuern der für die Darstellung von Betriebsgeschehen vorgesehenen Leuchtelemente und die andere zum Steuern der für die Bestimmung betätigter Sensorelemente vorgesehenen Leuchtelemente dient. Bei einer solchen Ausbildung der Erfindung ist eine vollständige Entkopplung der Darstellung von der Bedienung insbesondere auch hinsichtlich der Geschwindigkeit möglich, mit der die einzelnen Leuchtelemente angesteuert werden. Zweckmäßig veranlaßt die zum Steuern der für die Bestimmung betätigter Sensorelemente vorgesehene Leuchtelementensteuerung auch die optische Markierung der einzelnen Sensorbereiche. Dies erfordert im Bereich der Sensorelemente eine mindestens durchscheinende Ausbildung des Steuer- und Meldefeldes.
Es ist aber auch möglich, die gleichen Leuchtelemente sowohl zum Darstellen des Betriebsgeschehens als auch zum Bestimmen betätigter Sensorelemente zu verwenden. Bei einer solchen Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung muß jedoch unterschieden werden zwischen den beiden Funktionen, die den einzelnen Leuchtelementen im Wechsel zugewiesen werden. Über eine gemeinsame oder unterschiedliche Leuchtelementensteuerungen muß im zeitlichen Wechsel einmal die Anschaltung der Leuchtelemente zur Darstellung bestimmter Betriebsgeschehen veranlaßt und danach die Anschaltung dieser Leuchtelemente zur Beeinflussung der zugehörigen lichtempfindlichen Schaltmittel veranlaßt werden. Dies ist durch eine geeignete die Leuchtelementensteuerung bzw. steuerungen steuernde Datenverarbeitungseinrichtung unschwer möglich.
Das von den jeweils angeschalteten Leuchtelementen ausgehende Licht kann im sichtbaren Bereich des optischen Spektrums liegen; es ist aber auch möglich, heuchtelemente zu verwenden, die im angeschalteten Zustand Licht im nicht sichtbaren Bereich des Spektrums aussenden und diese mit lichtempfindlichen Schaltmitteln zusammenwirken zu lassen, die in der Lage sind, auf diese Strahlung zu reagieren, d.h. bei Bestrahlung niederohmig zu werden. Die Verwendung derartiger Schaltmittel hätte den Vorteil, daß das Anreizen der für die Bedienungserkennung vorgesehenen Leuchtelemente auf dem Steuer-und Meldefeld keinerlei die Beobachtung störende Leuchte erscheinungen hervorrufen könnte.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfidnung sieht vor, für die Darstellung des Betriebsgeschehens und ggf. auch der Anlagenkonfiguration einen oder mehrere Video-Projektoren zu verwenden und für die Ermittlung von Sensorbetätigungen in das Steuer- und Meldefeld zusätzlich Leuchtelemente einzubringen, die von einer gesonderten Leuchtelementensteuerung angereizt werden. Eine solche Ausbildung der Erfindung führt zu einer vollständigen Entkopplung der Sensorermittlung von der optischen Darstellung und vermeidet damit Interferenzen zwischen beiden Vorgängen.
Die Einrichtungen nach der vorliegenden Erfindung haben den großen Vorteil, daß sie universell verwendbar sind, daß heißt, daß auf ihnen bedarfsweise die eine oder andere Anlage oder ein Teil davon zur Darstellung gelangen kann und daß sofort mit der Darstellung dieser Anlage auch eine vollständige Bedienbarkeit gegeben ist. Voraussetzung ist lediglich, daß der die Sensorbedienungen auswertenden Datenverarbeitungseinrichtung die jeweils dargestellte Lage, der Darstellungsmaßstab und die Reihenfolge, in der die einzelnen lichtabhängigen Schaltmittel anreizbar sind, bekannt sind, so daß es ihr möglich ist, die einzelnen Sensorelemente den einzelnen Anlageelementen eindeutig zuzuordnen. Die erfindungsgemäßen Einrichtungen lassen sich mit Vorteil überall dort anwenden, wo es darum geht, unterschiedliche Steuerungs-und Uberwachungsbereiche von einer zentralen Steuerstelle aus nicht nur zu überwachen, sondern von dort aus auch gezielt in den Überwachungsbereich einzugreifen.

Claims

1. Einrichtung zum zentralen Steuern und Überwachen von Betriebsgeschehen unter Verwendung eines Steuer- und Meldefeldes, auf dem die zu steuernde und zu überwachende Anlage mit ihren Einzelelementen schematisch dargestellt ist und bei der in der Nähe bestimmter Einzelelemente des Steuer- und Meldefeldes Bedienelemente zum gezielten Beeinflussen der betreffenden Anlageelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer- und Meldefeld (SMF) aus einer von der Rückseite her über mindestens einen Videoprojektor (VIP) beleuchteten Platte mit einer Vielzahl von im Raster angeordneten lichtempfindlichen Schaltmitteln (PD1 bis PDn) besteht, die durch den Viedeoprojektor zeitmultiplex anreizbar sind, daß diese Platte ferner mit einer Vielzahl von von der Oberseite her bedienbaren Sensorelementen (SE1 bis SEn) versehen ist, die jeweils oberhalb der rückseitig vorgesehenen lichtempfindlichen Schaltmittel (PD1 bis PDn) angeordnet sind, daß die Sensorelemente (z.B. SE2) mit den ihnen zugeordneten lichtempfindlichen Schaltmitteln (PD2) in Reihe geschaltet und auf mindestens einen auf die Sensorbetätigung reagierenden Schalter (V) geführt sind und daß eine von dem Videoprojektor gesteuerte Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung (ZMV) vorgesehen ist, welche die Zeitdifferenz zwischen einem Video-Synchronisiersignal (SYN) und dem Ansprechen des Schalters (V) feststellt und hieraus das jeweils aktivierte Sensorelement erkennt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Videoprojektor (VIP) für die Darstellung mindestens eines Teiles der zu steuernden und zu überwachenden Anlage auf dem Steuer- und Meldefeld eingerichtet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für-die Projektion statischer Informationen ein zusätzlicher Projektor vorgesehen ist, dessen Bildinformationen die lichtempfindlichen Schaltmittel jedoch nicht oder nur unterhalb ihrer Ansprechschwelle beeinflussen und daß der Video- projektor (VIP) nur für die Darstellung dynamischer Informationen sowie für das Eingeben von Steueraufträgen vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Beleuchtung des Steuer- und Meldefeldes zwei die gleichen Daten verarbeitende Videoprojektoren (VIP1, VIP2) vorgesehen sind, die im Wechsel anschaltbar sind und daß die Umschaltfrequenz der Videoprojektoren zwischen 0,5 und 5 Hz liegt.

5. Einrichtung zum zentralen Steuern und Überwachen von Betriebsgeschehen unter Verwendung eines Steuer- und Meldefeldes, auf dem die zu steuernde und zu überwachende Anlage mit ihren Einzelelementen schematisch dargestellt ist und bei der in der Nähe bestimmter Einzelelemente des Steuer- und Meldefeldes Bedienelemente zum gezielten Beeinflussen der betreffenden Anlageelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer- und Meldefeld aus einer Platte mit einer Vielzahl von im Raster unterhalb oder innerhalb der Platte angeordneten lichtempfindlichen Schaltmittel (PD1 bis PDn) besteht, die durch räumlich benachbarte Leuchtelemente (D1 bis Dn) anreizbar sind, daß diese Platte ferner mit einer Anzahl von von der Oberseite her bedienbaren Sensorelementen (SE1 bis SEn) versehen ist, die oberhalb der lichtempfindlichen Schaltmittel (PD1 bis PDn) angeordnet und mit diesen in Reihe geschaltet sind, daß die Sensorelemente auf mindestens einen auf die Sensorbetätigung reagierenden Schalter (V3) geführt sind und
daß eine die den Sensorelementen (SE1 bis SEn) zugeordneten Leuchtelemente (D1 bis Dn) zeitmultiplex anschaltende Leuchtelementensteuerung (ST) und eine von dieser gesteuerte Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung (ZMV3) vorgesehen ist, welche die Zeitdifferenz zwischen mindestens einem Synchronisiersignal der Leuchtelementensteuerng (ST) und dem Ansprechen des bzw. der Schalter (V3) feststellt und hieraus das bzw. die jeweils aktivierten Sensorelemente bestimmt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorelemente (SE1 bis SEn) lichtdurchlässig ausgeführt sind.

7 . Einrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung der jeweils benötigten Sensorelemente zum Beeinflussen der auf dem Steuer- und Meldefeld (SMF) dargestellten Anlageelemente (z.B. SEa, SEx) durch optische Markierung der Sensorbereiche erfolgt.

8 . Einrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitmeß- und Vergleichseinrichtung (ZMV) zum Erkennen eines betätigten Sensorelementes die Vorderflanke des vom Schalter (V) geschalteten Signals auswertet.

9 . Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Darstellen des Betriebsgeschehens und zum Bestimmen betätigter Sensorelemente jeweils verschiedene Leuchtelemente vorgesehen sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtelemente sowohl zum Darstellen des Betriebsgeschehens als auch zum Bestimmen betätigter Sensorelemente dienen, wobei diese beiden Funktionen vermittels der Leuchtelementensteuerung zeitlich abwechselnd realisiert sind.