EP0106191A1 - Multiprozessorsystem für Gefahrenmeldeanlagen - Google Patents

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EP0106191A1
EP0106191A1 EP83109277A EP83109277A EP0106191A1 EP 0106191 A1 EP0106191 A1 EP 0106191A1 EP 83109277 A EP83109277 A EP 83109277A EP 83109277 A EP83109277 A EP 83109277A EP 0106191 A1 EP0106191 A1 EP 0106191A1
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EP
European Patent Office
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module
modules
ala
data
central computer
Prior art date
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Granted
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EP83109277A
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English (en)
French (fr)
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EP0106191B1 (de
Inventor
Ludwig Ing. Grad. Jasper
Sigmund Ing. Grad. Scriba
Werner Dipl.-Ing. Hallmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of EP0106191A1 publication Critical patent/EP0106191A1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B26/00—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station
    • G08B26/008—Alarm systems in which substations are interrogated in succession by a central station central annunciator means of the sensed conditions, e.g. displaying or registering

Definitions

  • the invention relates to a multiprocessor system for hazard detection systems according to the preamble of claim 1.
  • a central data processing system In today's security alarm systems, a central data processing system is often used to process the large amount of information, but also to reduce the number of components. This is associated with the particular risk that one of the central modules could become inoperable, which would result in the failure of the entire alarm system. If, for example, the central computer or essential functions fail, the entire system is system inoperable. To ensure the reliability of such systems, special monitoring modules were provided in the central computer of the data processing system. This problem was also solved in software by separate test routines of the central computer, which then initiate an emergency operation if necessary.
  • DE-OS 28 17 121 describes a hazard alarm system with a plurality of detectors which can be connected to a central unit via alarm lines.
  • This system consists of a number of individual system blocks with connection devices for one or more detectors or for one or more subordinate system blocks, which have a programmed control system for querying and evaluating the incoming detector signals as well as connections for display, operating and registration elements.
  • the system blocks are interconnected with lines, e.g. with a two-wire line, connected in such a way that one of the system blocks can be used as a control center and the other system blocks are subordinate to this control center in one or more hierarchical levels.
  • subordinate system blocks can at least partially take over their assigned functions independently, so that they can maintain emergency operation and still display danger messages.
  • Other measures such as send a message to a main detector or activate control lines, e.g. to It is not intended to open smoke flaps or close fire compartment doors.
  • the object of the invention is to provide a multiprocessor system for hazard alarm systems with a large number of To create functional modules.
  • the aim is to increase reliability and reduce the risk of system failure, particularly if the central computer fails, so that the essential functions are maintained in the case of a distributed system intelligence and no danger message can be lost. Not only is emergency operation to be taken over, but the most important tasks of a hazard alarm system can also be carried out.
  • a system should be adapted to the respective application requirements in a simple manner and should have the ease of use of large systems.
  • the modular hazard alarm system has a large number of modules, so-called function modules. It has different types of modules for different functions, modules of the same type for similar functions and a central computer module. In addition to the central computer module, various types of modules are, for example, an operating and display module, a block lock connection module and an input and output module for serial 'data input and output. Modules of the same structure are autonomous line interface modules for the respective connection of signaling and control lines. All modules are connected to a microprocessor-controlled data bus for the data transmission of the individual modules to each other and to the central computer module.
  • each module is connected to a hardwired signal bus via a marshalling matrix, to which message-specific signals from an autonomous line connection module are given in parallel with the data of the data bus and which thus represents a common bus.
  • the Central computer module connected to each module via a control line, a so-called module select.
  • the central computer module controls the data exchange between the individual modules, periodically checks each module for its functionality and periodically polls each module for new or changed data.
  • the central computer module serves on the one hand as a monitoring device for the other modules and on the other hand as a data exchange device.
  • the central computer module checks itself to increase the fuse. Should it fail, the autonomous line interface modules ensure that alarm or fault messages from the relevant modules or on their signaling lines are sent directly to the local or local alarm transmitter and via the collective bus the control and display field of the control and display module.
  • the control lines assigned to the autonomous line connection module are also activated directly. This has the advantage that even if the central computer fails, data of one or more signal lines of an autonomous line connection module are evaluated and processed. Furthermore, due to the monitoring function of the central computer module, the inoperability of an autonomous line connection module is recognized at an early stage and signaled accordingly.
  • each line connection module has devices for independently checking its functionality.
  • sabotage or faults such as line interruption or line short-circuit simulated with the provided facilities wire break, short-circuit and alarm for the respective signal line. If a fault is found in the test routine, it is sent to both the data bus and the signal bus.
  • a microcomputer and monitoring devices for alarm or short circuit and faults are provided in each autonomous line connection module.
  • Alarm, short circuit or line interruption messages are stored in a dedicated register of the microcomputer with the corresponding message line or detector address and are transferred from the central computer module via the microprocessor-controlled data bus to the central computer module with the next polling cycle and from there to the alarm transmitters and to the control and display panel of the control and display module.
  • an alarm or fault message is sent directly to the hardwired signal bus or collective bus via the marshalling matrix.
  • FIG. 1 shows a basic circuit diagram of the multiprocessor system for hazard alarm systems.
  • Each module is connected to a microprocessor-controlled data bus DB for bidirectional data exchange.
  • the central computer module ZR controls the 'data exchange of the individual modules with each other and with itself.
  • the central computer module cyclically queries all autonomously working modules for new or changed data for further processing. The query cycle is reduced because there is no constant data exchange, but only new data is transmitted. This increases the query speed for the connected lines.
  • one control line ASL a so-called module select, leads from the central computer module ZR to the respective module.
  • the modules for different functions are shown to the left of the central computer module ZR.
  • the operating and display module BA has the known display and input elements of a comfortable alarm system.
  • the input and output module EA has a standardized serial interface SST (V24), for example for the connection of a telephone dialing device for establishing a connection to an external reporting point.
  • other peripheral devices for example a printer DR, can be connected, which logs all processes of the hazard alarm system.
  • the entire system or certain monitoring areas are armed or disarmed via the block lock connection module BSA with the block locks BS connected to it.
  • the externally arranged alarm transmitters AG for local or local alarms, eg alarm sirens, rotating beacons, main detectors, are connected to the block lock connection module BSA via a routing matrix RM.
  • the block lock connection module BSA can have a so-called intellectual lock, which enables arming / disarming in addition to the key for the block lock only if a secret code, for example a combination of numbers, is additionally entered with a device provided for this purpose.
  • the hazard alarm system has modules of the same structure, shown in the drawing to the right of the central computer module, as autonomous line connection modules ALA.
  • autonomous line connection modules ALA Up to eight signal lines ML and up to eight control lines STL are connected to each autonomous line connection module ALA, which will be explained in more detail later.
  • All modules are each connected to a hardwired signal bus SB, also referred to as a collective bus, via a routing matrix RM.
  • message-specific data from an autonomous line interface module ALA which has triggered a message, such as an alarm or fault, are simultaneously and in parallel to the data output on the data bus DB also on the collective bus SB.
  • the collective signals from corresponding modules for example the operating and display module BA and the block switching module BSA, can be tapped via the respective routing matrix RM in order to be processed directly in the relevant module. Since the individual autonomous line connection modules ALA work automatically, a collective alarm or fault message can arrive directly at the operating and display module BA in the event of failure of the central computer module ZR and be displayed there.
  • the ML detection line on which a detector has been triggered is displayed by the relevant autonomous line connection module ALA (AL-ANZ).
  • the central computer module ZR fails, the alarm transmitters AG or HM, which can be routed directly to the signal bus SB (RM) in the block lock connection module BSA, can be controlled.
  • the autonomous line interface module ALA applies a signal to the control line STL assigned to the signal line ML in order to connected control device to operate. Certain control lines can also be connected directly to the signal bus SB via the marshalling matrix RM.
  • FIG. 2 shows the block diagram of an autonomous line connection module ALA, which, among other things, has a microcomputer MR.
  • the microcomputer MR is connected for data exchange with the central computer module ZR and the other modules with the data bus DB.
  • the autonomous line connection module ALA is controlled via the control line ASL (module select) from the central computer module ZR.
  • the eight signaling lines ML shown here are connected via a controllable analog switch AS to the line interface device LAE, to which the line voltage LSP is applied.
  • the eight lines are routed to a line multiplexer LM which can be controlled by the microcomputer MR via a first address line ADR1.
  • the line multiplexer LN is connected to the microcomputer MR via an analog / digital converter A / D.
  • control lines STL to which control elements or devices are connected, are connected to a control line connection device STL-A, which is directly controlled by the microcomputer MR and is also connected to the first address line ADR1.
  • Certain control lines can also be connected directly to the signal bus SB via the marshalling matrix, which is not specifically shown here.
  • the alarm display device AL-ANZ is connected to the alarm output circuit AL-AUS, which in turn is controlled directly by the microcomputer MR.
  • the alarm output circuit AL-AUS is connected to the address line ADR1.
  • the alarm output circuit AL-AUS and the control line connection device STL-A provide the So-called "C-output" represents. If there is an alarm message, the alarm is sent as a so-called collective alarm directly to the signal bus SB via the alarm output circuit AL-OFF. At the same time, an alarm is transmitted from a specific detection line during the cyclical query from the central computer module via the central computer module to the operating and display module BA.
  • the alarm is displayed on the display of the control and display module with details of the triggering signal line of an autonomous interface module and, if individual identification is provided, the number of the triggering detector.
  • the triggering signal line (ML) is also shown on the alarm display AL-ANZ of the relevant autonomous line connection module ALA.
  • a display of the individual detectors is not provided there because the triggering detector (s) are displayed on the control panel of the operating and display module BA.
  • each module has the controllable analog switch AS and a monitoring device for alarm or short circuit AL / KU, which periodically simulates an interruption, a short circuit and an alarm for the respective signal line, controlled by the microcomputer MR.
  • the microcomputer MR is connected via a second address line ADR2 and a line for control command STB to a switch-off flip-flop AFF which drives the analog switch AS.
  • the line multiplexer LM is controlled via the first address line ABR1 and is connected to the analog switch AS via the line interface device LAE.
  • the two independent address controls ensure increased security, because the function of the line multiplex is due to the two independent address lines verifiable.
  • the signals coming from the line multiplexer LN and converted in the analog / digital converter A / D are evaluated in the microcomputer MR.
  • the monitoring device for an alarm or short circuit AL / K-Ü is acted upon by the microcomputer MR and connected to the analog-digital converter A / D.
  • a fault monitoring device ST ⁇ -Ü is provided in the autonomous line connection module ALA, which is connected to the microcomputer MR.
  • the outputs of the fault monitoring device ST ⁇ -Ü lead both to the data bus DB and to the signal bus SB.
  • the line type switch is set using the LPS line programming switch (e.g. a 16 DIP-Fix switch).
  • LPS line programming switch e.g. a 16 DIP-Fix switch.
  • the micro-computer MR controls the respective message lines ML cyclically and detects an alarm, short circuit or line break on one of the message lines ML by means of the monitoring device for alarm or short-circuit AL / K-Ü and the micro-computer MR and stored in the register of the microcomputer MR with the associated address.
  • the data are transmitted via the data bus DB to the central computer module ZR and from there to the operating and display module BA for display and alarm signaling. If an alarm is triggered by a detector in a detection line, it is also sent directly to the signal bus SB via the alarm output circuit AL-AUS of the line connection module ALA as a so-called collective alarm.
  • the fault monitoring device ST ⁇ -Ü has the task, when a fault occurs, e.g. the failure of the module or the microcomputer to identify and forward the fault.
  • a fault occurs, e.g. the failure of the module or the microcomputer to identify and forward the fault.
  • the microcomputer MR As long as the microcomputer MR is intact, fault messages are sent from the microcomputer to the data bus DB. Faulty or failed modules and faulty signal lines with address details are displayed on the operating and display module. If the microcomputer fails, this fault is sent directly to the Signalbus.SB. This disturbance can also act on the control line ASL, so that the autonomous line connection module with the failed microcomputer, for example, cannot be controlled.
  • fault messages such as a short circuit or line break in a detection line or faults in a module of the autonomous interface module, are reported to the central computer module via the microcomputer and the data bus. Otherwise, a fault is given directly to the signal bus as a so-called collective fault and displayed directly on the display panel of the control and display module
  • the modules in the test field are adjusted. This eliminates the need for adjustment during assembly or maintenance. If a line interface module is to be replaced, i.e. removed, the data stored in the microcomputer of the module, such as the line setpoints, must not be lost. For this reason, the control panel of the control and display module BA has a command button BT which causes the stored data in the line connection module ALA to be read out and read into a memory provided for this purpose in the central computer module ZR. In addition, it must be entered on the control panel which line connection module is to be removed. A visual display on pulling module lights up so that no wrong module is accidentally removed.
  • the central computer ZR sets the data traffic on the data bus DB while the optical display is lighting up, so that no data is falsified by the removal and insertion of a module. A newly inserted line connection module is then written on command (BT) with the data transferred into the central computer module, so that a new measurement is not necessary.
  • the modules are easily interchangeable, on the other hand, additional line interface modules can be added to the control center if required. Since each module works autonomously, the data exchange takes place via two separate data channels, the modules monitor themselves and, moreover, the central computer module routinely checks the functionality of the other modules, the highest level of security is guaranteed.
  • the central computer module controls the individual modules via the data bus by giving an enable signal via the respective control line so that they recognize that it is their turn.
  • the central computer module also controls the read and write signals. The synchronization during data exchange is carried out via acknowledgment signals.
  • Messages are generated by the individual modules and can also be passed on to other modules by the central computer module. For example, the message that the system is armed is signaled by the block lock connection module to the individual line connection modules via the central computer module.

Abstract

An eine Zentrale (Z) sind eine Vielzahl von Meldern über Meldeleitungen (ML) und Steuereinrichtungen über Steuerleitungen (STL) angeschlossen. Neben einem Zentralrechnermodul (ZR) und einem Bedien- und Anzeigenmodul (BA) sind ein Blockschloßanschalt- und ein Ein-/Ausgabe-Modul (BSA, EA) und mehrere autonome Leitungsanschaltmodule (ALA) in der Zentrale vorgesehen. Sämtliche Module sind an einem mikroprozessorgesteuerten Datenbus (DB) und zusätzlich an einem fest verdrahteten Signalbus (SB) angeschlossen. Auf diesem (SB) werden parallel zum Datenbus (DB) meldungsspezifische Signale eines meldungsauslösenden Leitungsanschaltmoduls (ALA) gleichzeitig gegeben. Der Zentralrechnermodul (ZR) ist außerdem mit jedem Modul (ALA, BSA, usw.) über eine Ansteuerleitung (ASL) verbunden und steuert den Datenaustausch zwischen den einzelnen Modulen und prüft sie zyklisch auf ihre Funktionsfähigkeit und fragt sie nach neuen Daten ab.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Multiprozessorsystem für Gefahrenmeldeanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei Sicherungs- und Gefahrenmeldeanlagen ist wesentlich, daß fehlerhafte Anlagenteile erkannt und angezeigt werden. Darüber hinaus soll die Anlage verfügbar, d.h. möglichst dauernd und möglichst vollständig betriebsfähig sein. Bei herkömmlichen Anlagen wird meist für jede Meldeleitung eine eigene zentrale Baugruppe benötigt, die sowohl Auswerte- als auch Anzeigeelemente enthält, und lediglich Alarm- und Störungsmeldungen zu einer übergeordneten Sammelanzeige oder Registrierung weiterleitet. Durch die ständig ansteigende Zahl der an einer Meldeanlage angeschalteten Melder und Meldertypen und wegen der Anzeige des einen einzelnen Alarm aussendenden Melders steigt die zu verarbeitende Informationsmenge. Dadurch werden immer mehr Baugruppen benötigt, was durch die steigende Anzahl von Bauteilen gleichzeitig auch zu einer Erhöhung des Ausfallrisikos führt.
  • Bei den heute gebräuchlichen Sicherungsmeldeanlagen wird zur Verarbeitung der großen Informationsmenge, aber auch zur Verringerung der Zahl der Bauteile vielfach eine zentrale Datenverarbeitungsanlage eingesetzt. Damit verbindet sich aber das besondere Risiko, daß eine der zentralen Baugruppen einmal funktionsunfähig werden könnte, was den Ausfall der gesamten Meldeanlage zur Folge hätte. Fällt zum Beispiel der zentrale Rechner oder wesentliche Funktionen davon aus, so ist die gesamte anlage funktionsunfähig. Um die Zuverlässigkeit derartiger Anlagen sicherzustellen, wurden im zentralen Rechner der Datenverarbeitungsanlage besondere Uberwachungsbaugruppen vorgesehen. Dieses Problem wurde auch softwaremäßig durch gesonderte Prüfroutinen des zentralen Rechners gelöst, die soweit erforderlich dann einen Notbetrieb einleiten.
  • Es wurde auch schon vorgeschlagen, bei Gefahrenmeldeanlagen eine gewisse Dezentralisierung anzustreben. So ist beispielsweise in der DE-OS 28 17 121 eine Gefahrenmeldeanlage mit einer Mehrzahl von über Meldeleitungen an einer Zentrale anschaltbaren Meldern beschrieben. Diese Anlage ist aus einer Anzahl von einzelnen Systemblöcken mit Anschalteinrichtungen für einen oder mehrere Melder bzw. für einen oder mehrere untergeordnete Systemblöcke gebildet, die eine programmierte Steuerung zur Abfrage und Auswertung der ankommenden Meldersignale sowie Anschlüsse für Anzeige-, Bedien- und Registrierelemente besitzen. Die Systemblöcke sind untereinander mit Leitungen, z.B. mit einer Zweidrahtleitung, derart verbunden, daß einer der Systemblöcke als Zentrale verwendbar und die übrigen Systemblöcke dieser Zentrale in einer oder mehreren hierarchischen Ebenen untergeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, daß bei Ausfall des übergeordneten Systemblocks untergeordnete Systemblöcke ihre zugeordneten Funktionen zumindest teilweise selbständig übernehmen können, so daß diese einen.Notbetrieb aufrecht erhalten und Gefahrenmeldungen noch anzeigen können. Weitere Maßnahmen, wie z.B. eine Meldung zu einem Hauptmelder abzusetzen, oder Steuerleitungen zu aktivieren, um z.B. Rauchklappen zu öffnen oder Brandabschnittstüren zu schließen, sind dabei nicht vorgesehen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Multiprozessorsystem für Gefahrenmeldeanlagen mit einer Vielzahl von Funktionsmodulen zu schaffen. Dabei soll die Zuverlässigkeit erhöht und das Ausfallrisiko der Anlage verringert werden, insbesondere bei Ausfall des zentralen Rechners, so daß bei einer verteilten Systemintelligenz die wesentlichen Funktionen aufrecht erhalten bleiben und keine Gefahrenmeldung verloren gehen kann. Es soll nicht nur ein Notbetrieb übernommen, sondern die wesentlichsten Aufgaben einer Gefahrenmeldeanlage durchgeführt werden können. Ferner soll eine derartige Anlage an die jeweiligen Anwendungserfordernisse in einfacher Weise angepaßt werden und den Bedienungskomfort von Großanlagen aufweisen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
  • Die modular aufgebaute Gefahrenmeldeanlage besitzt eine Vielzahl von Baugruppen, sogenannte Funktionsmodule. Sie weist für unterschiedliche Funktionen verschiedenartige Module, für gleichartige Funktionen gleichartige Module und einen Zentralrechnermodul auf. Verschiedenartige Module sind neben dem Zentralrechnermodul beispielsweise ein Bedien- und Anzeigemodul, ein BlockschloBanschaltmodul und ein Ein- und Ausgabemodul für serielle- ' Datenein- bzw. -ausgabe. Gleichartig aufgebaute Module sind autonome Leitungsanschaltmodule für den jeweiligen Anschluß von Melde- und Steuerleitungen. Sämtliche Module sind an einem.mikroprozessorgesteuerten Datenbus für die Datenübertragung der einzelnen Module untereinander und zum Zentralrechnermodul angeschlossen. Zusätzlich ist jeder Modul über eine Rangiermatrix an einen fest verdrahten Signalbus angeschlossen, auf den parallel zu den Daten des Datenbusses meldungsspezifische Signale eines autonomen Leitungsanschlußmoduls gegeben werden und der somit einen Sammelbus darstellt. Ferner ist der Zentralrechnermodul jeweils über eine Ansteuerleitung, einem sogenannten Modul-Selekt, mit jedem Modul verbunden.
  • Der Zentralrechnermodul steuert den Datenaustausch zwischen den einzelnen Modulen, überprüft periodisch jeden Modul auf seine Funktionsfähigkeit und fragt zyklisch jeden Modul nach neuen bzw. geänderten Daten ab. Der Zentralrechnermodul dient einerseits als Überwachungseinrichtung der übrigen Module und andererseits als Datenvermittlungseinrichtung. Dabei prüft sich zur Erhöhung der Sicherung der Zentralrechnermodul selbst. Sollte er dennoch ausfallen, so ist durch die autonomen Leitungsanschaltmodule sichergestellt, daß Alarm- bzw. Störungsmeldungen der betreffenden Module oder auf deren Meldeleitungen direkt über den Sammelbus an die örtlichen oder überörtlichen Alarmgeber und auch an das Bedien- und Anzeigenfeld des Bedien- und Anzeigemoduls gelangen. Ebenso werden direkt die dem autonomen Leitungsanschaltmodul zugeordneten Steuerleitungen aktiviert. Das hat den Vorteil, daß auch bei Ausfall des Zentralrechners Daten einer oder mehrere Meldeleitungen eines autonomen Leitungsanschaltmoduls ausgewertet und bearbeitet werden. Ferner wird aufgrund der Uberwachungsfunktion des Zentralrechnermoduls frühzeitig die Funktionsunfähigkeit eines autonomen Leitungsanschaltmoduls erkannt und entsprechend signalisiert.
  • Um das Ausfallrisiko von einzelnen Baugruppen eines autonomen Leitungsanschaltmoduls möglichst gering zu halten, weist in einer vorteilhaften Weiterbildung jeder Leitungsanschaltmodul Einrichtungen zur selbständigen Überprüfung seiner Funktionsfähigkeit auf. Dabei wird neben der üblichen Abfrage der Meldeleitungen auf Alarm, Sabotage oder Störungen wie Leitungsunterbrechung oder Leitungskurzschluß mit dafür vorgesehenen Einrichtungen Drahtbruch, Kurzschluß und Alarm für die jeweilige Meldeleitung simuliert. Wird bei der Prüfungsroutine eine Störung festgestellt, so wird diese sowohl auf den Datenbus als auch auf den Signalbus gegeben. Dafür sind in jedem autonomen Leitungsanschaltmodul ein Mikrorechner und Überwachungseinrichtungen auf Alarm bzw. Kurzschluß und Störungen vorgesehen. Alarm-, Kurzschluß- oder Leitungsunterbrechungsmeldungen werden in einem dafür vorgesehenen Register des Mikrorechners mit der entsprechenden Meldeleitung bzw. Melderadresse eingespeichert und mit dem nächsten Abfragezyklus vom Zentralrechnermodul über den mikroprozessorgesteuerten Datenbus an den Zentralrechnermodul übertragen und von dort zu den Alarmgebern und zum Bedien- und Anzeigefeld des Bedien- und Anzeigemoduls übertragen. Gleichzeitig wird aber eine Alarm- bzw. Störungsmeldung direkt über die Rangiermatrix auf den fest verdrahten Signalbus bzw. Sammelbus gegeben.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen des Multiprdzessorsystems für Gefahrenmeldeanlagen sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben und werden anhand einer Zeichnung im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigen
    • Fig. 1 eine Prinzipschaltung des erfindungsgemäßen Multiprozessorsystems,
    • Fig. 2 ein Blockschaltbild eines autonomen Leitungs- anschaltmoduls.
  • In Fig. 1 ist ein Prinzipschaltbild des Multiprozessorssystems für Gefahrenmeldeanlagen dargestellt. Jeder Modul ist für den bidirektionalen Datenaustausch an einem mikroprozessorgesteuerten Datenbus DB angeschlossen. Der Zentralrechnermodul ZR steuert den' Datenaustausch der einzelnen Module untereinander und mit sich selbst. Zudem fragt der Zentralrechnermodul zyklisch sämtliche autonom arbeitenden Module nach neuen oder geänderten Daten zur Weiterverarbeitung ab. Der Abfragezyklus ist dadurch verringert, weil nicht ständig ein Datenaustausch stattfindet, sondern nur neue Daten übertragen werden. Dadurch erhöht sich für die angeschlossenen Linien die Abfragegeschwindigkeit. Zur Ansteuerung der jeweiligen Module führt vom Zentralrechnermodul ZR je eine Ansteuerleitung ASL, ein sogenannter Modul-Selekt, zum jeweiligen Modul. Im Ausführungsbeispiel sind die Module für unterschiedliche Funktionen links vom Zentralrechnermodul ZR dargestellt. Der Bedien- und Anzeigemodul BA weist die an sich bekannten Anzeige- und Eingabeelemente einer komfortablen Gefahrenmeldeanlage auf. Der Ein- und Ausgabemodul EA besitzt eine normierte serielle Schnittstelle SST (V24) beispielsweise für den Anschluß einer Telefonwähleinrichtung zur Verbindungsherstellung zu einer externen Meldestelle. Daneben können weitere periphere Geräte, z.B. ein Drucker DR, angeschlossen sein, der sämtliche Vorgänge der Gefahrenmeldeanlage protokolliert. Über den Blockschloßanschaltmodul BSA wird mit den daran angeschlossenen Blockschlössern BS die gesamte Anlage oder bestimmte Uberwachungsbereiche scharf bzw. unscharf geschaltet. Die extern angeordneten Alarmgeber AG für örtlichen oder überörtlichen Alarm, z.B. Alarmsirene, Rundumleuchte, Hauptmelder, sind über eine Rangiermatrix RM am Blockschloßanschaltmodul BSA angeschlossen. Diese Einrichtungen können zumindest teilweise auch direkt auf den Sammelbus SB rangiert werden. Daneben kann das Blockschloßanschaltmodul BSA einen sogenannten geistigen Verschluß aufweisen, der ein Scharf-/Unscharfschalten neben dem Schlüssel für das Blockschloß nur ermöglicht, wenn zusätzlich ein geheimer Code, z.B. Zahlenkombination, mit einer dafür vorgesehenen Einrichtung eingegeben wird.
  • Für gleichartige Funktionen weist die Gefahrenmeldeanlage gleichartig aufgebaute Module, in der Zeichnung rechts vom Zentralrechnermodul dargestellt, als autonome Leitungsanschaltmodule ALA auf. An jedem autonomen Leitungsanschaltmodul ALA, der später noch näher erläutert wird, sind bis zu acht Meldeleitungen ML und bis zu acht Steuerleitungen STL angeschlossen.
  • Sämtliche Module sind über jeweils eine Rangiermatrix RM an einem fest verdrahten Signalbus SB, auch als Sammelbus bezeichnet, angeschlossen. Dabei werden meldungsspezifische Daten eines autonomen Leitungsanschaltmoduls ALA, der eine Meldung, wie Alarm oder Störung, ausgelöst hat, gleichzeitig und parallel zur Datenausgabe auf dem Datenbus DB auch auf den Sammelbus SB gegeben. Dort können die Sammelsignale von entspechenden Modulen, z.B. dem Bedien- und Anzeigemodul BA und dem Blockschaltanschaltmodul BSA über die jeweilige Rangiermatrix RM abgegriffen werden, um im betreffenden Modul direkt weiterverarbeitet zu werden. Da die einzelnen autonomen Leitungsanschaltmodule ALA selbsttätig arbeiten, kann bei Ausfall des Zentral- 'rechnernoduls ZR eine Sammel-Alarm- bzw. Störungsmeldung direkt an den Bedien- und Anzeigemodul BA gelangen und dort angezeigt werden. Es ist dann aber nicht mehr möglich, die einzelnen Meldelinien, die dem auslösenden autonomen Leitungsanschaltmodul ALA zugeordnet sind, anzuzeigen. Die Meldelinie ML, auf der ein Melder ausgelöst wurde, wird aber vom betreffenden autonomen Leitungsanschaltmodul ALA angezeigt (AL-ANZ). Ferner können bei Ausfall des Zentralrechnermoduls ZR die Alarmgeber AG bzw. HM, die direkt im Blockschloßanschaltmodul BSA auf den Signalbus SB rangiert (RM) sein können, angesteuert werden. Ebenso wird vom autonomen Leitungsanschaltmcdul ALA die der Meldeleitung ML zugeordnete Steuerleitung STL mit einem Signal beaufschlagt, um die angeschlossene Steuereinrichtung zu betätigen. Es können auch bestimmte Steuerleitungen über die Rangiermatrix RM direkt auf den Signalbus SB gelegt werden.
  • In Fig. 2 ist das Blockschaltbild eines autonomen Leitungsanschaltmoduls ALA dargestellt, der u.a. einen Mikrorechner MR aufweist. Der Mikrorechner MR ist für den Datenaustausch mit dem Zentralrechnermodul ZR und den übrigen Modulen mit.dem Datenbus DB verbunden. Die Ansteuerung des autonomen Leitungsanschaltmoduls ALA erfolgt über die Ansteuerleitung ASL (Modulselekt) vom Zentralrechnermodul ZR aus. Die hier dargestellten acht Meldeleitungen ML sind über einen steuerbaren Analog- schalter AS an die Linienanschalteinrichtung LAE ange-' schaltet, die mit der Linienspannung LSP beaufschlagt ist. Die acht Leitungen sind auf einen Linienmultiplexer LM geführt, der vom Mikrorechner MR über eine erste Adressleitung ADR1 ansteuerbar ist. Der Linienmultiplexer LN ist über einen Analog/Digitalwandler A/D mit dem Mikrorechner MR verbunden. Die acht Steuerleitungen STL, an die Steuerorgane bzw. -einrichtungen angeschaltet werden, sind an einer Steuerleitungsanschalteinrichtung STL-A angeschlossen, die vom Mikrorechner MR direkt angesteuert wird und außerdem mit der'ersten Adreßleitung ADR1 verbunden .ist. Bestimmte Steuerleitungen können auch über die Rangiermatrix, die hier nicht eigens dargestellt ist, direkt auf den Signalbus SB geschaltet werden. Für die Alarmanzeige am autonomen Leitungsanschaltmodul der alarmauslösenden Meldelinie ist die Alarmanzeigeeinrichtung AL-ANZ mit der Alarmausgangsschaltung AL-AUS verbunden, die ihrerseits direkt vom Mikrorechner MR angesteuert wird. Zur Adressierung der Anzeigeelemente der Alarmanzeigeeinrichtung AL-ANZ ist die Alarmausgangsschaltung AL-AUS an die Adreßleitung ADR1 angeschlossen. Die Alarmausgangschaltung AL-AUS und die Steuerleitungsanschalteinrichtung STL-A stellen den sogenannten "C-Ausgang" dar. Liegt eine Alarmmeldung vor, so wird der Alarm als sogenannter Sammelalarm direkt auf den Signalbus SB über die Alarmausgangsschaltung AL-AUS gegeben. Gleichzeitig wird ein Alarm von einer bestimmten Meldelinie bei der zyklischen Abfrage vom Zentralrechnermodul her über den Zentralrechnermodul an den Bedien- und Anzeigemodul BA übertragen.
  • Auf dem Anzeigenfeld des Bedien- und Anzeigemoduls wird der Alarm mit Angabe der auslösenden Meldeleitung eines autonomen Anschaltmoduls und wenn Einzelidentifizierung vorgesehen ist, die Nummer des auslösenden Melders angezeigt. Die auslösende Meldeleitung (ML) wird auch an der Alarmanzeige AL-ANZ des betreffenden autonomen Leitungs-Anschaltmoduls ALA angezeigt. Eine Anzeige der einzelnen Melder ist dort nicht vorgesehen, weil der oder die auslösenden Melder am Bedienfeld des Bedien- und Anzeigemoduls BA angezeigt werden.
  • Für die routinemäßige Selbstprüfung des autonomen Leitungsanschaltmoduls ALA weist jeder Modul den ansteuerbaren Analogschalter AS und eine Überwachungs- einrichtung auf Alarm bzw. Kurzschluß AL/K-U auf, die vom Mikrorechner MR gesteuert periodisch eine Unterbrechung, einen Kurzschluß und einen Alarm für die jeweilige Meldeleitung simuliert. Zur Simulierung von Leitungsunterbrechungen ist der Mikrorechner MR über eine zweite Adreßleitung ADR2 und einer Leitung für Steuerbefehl STB mit einem Abschalt-Flip-Flop AFF verbunden, das den Analogschalter AS ansteuert. Gleichzeitig wird über die erste Adreßleitun ABR1 der Linienmultiplexer LM angesteuert, der über die Linienanschalteinrichtung LAE mit dem Analogschalter AS verbunden ist. Die zwei voneinander unabhängigen Adreßsteuerungen sorgen dabei für erhöhte Sicherheit, denn durch die zwei unabhängigen Adressleitungen ist die Funktion des Linienmultiplexes überprüfbar. Im Mikrorechner MR werden die vom Linienmultiplexer LN kommenden, im Analog-Digital-Wandler A/D umgesetzten Signale ausgewertet. Die Überwachungseinrichtung auf Alarm bzw. Kurzschluß AL/K-Ü ist vom Mikrorechner MR beaufschlagt und mit dem Analog-Digital-Wandler A/D verbunden. Ferner ist im autonomen Leitungsanschaltmodul ALA eine Störungsüberwachungseinrichtung STÖ-Ü vorgesehen, die mit dem Mikrorechner MR verbunden ist. Die Ausgänge der Störungsüberwachungseinrichtung STÖ-Ü führen sowohl auf den Datenbus DB als auch auf den Signalbus SB.
  • Mit dem Linienprogrammierschalter LPS (z.B. ein 16 DIP-Fix-Schalter) wird die Einstellung der Linienart vorgenommen. Dabei werden vier Linienarten unterschieden: Einbruchmeldelinie ohne und mit Überwachung im unscharfen Zustand, Sabotage- und Überfall-Linie.
  • Neben der periodischen Selbstüberprüfung des autonomen Leitungsanschaltmoduls ALA werden vom Mikrorechner MR gesteuert die jeweiligen Meldelinien ML zyklisch abgefragt und ein Alarm, Kurzschluß oder eine Leitungsunterbrechung auf einer der Meldelinien ML mittels der Überwachungseinrichtung für Alarm bzw. Kurzschuß AL/K-Ü und dem Mikrorechner MR erkannt und im Register des Mikrorechners MR mit zugehöriger Adresse abgespeichert. Bei der zyklischen Abfrage der einzelnen autonomen Leitungsanschaltmodule ALA werden die Daten über den Datenbus DB zum Zentralrechnermodul ZR und von dort zum Bedien- und Anzeigemodul BA zur Anzeige- und Alarmgabe übertragen. Wird von einem Melder einer Meldelinie ein Alarm ausgelöst, so wird dieser zusätzlich direkt über die Alarmausgangsschaltung AL-AUS des Leitungsanschaltmoduls ALA als sogenannter Sammelalarm auf den Signalbus SB gegeben.
  • Die Störüberwachungseinrichtung STÖ-Ü hat die Aufgabe, beim Auftreten einer Störung, z.B. dem Ausfall der Baugruppe oder des Mikrorechners, die Störung zu erkennen und weiterzuleiten. Solange der Mikrorechner MR intakt ist, werden Störungsmeldungen vom Mikrorechner auf den Datenbus DB gegeben. Dabei werden gestörte oder ausgefallene Baugruppen und gestörte Meldeleitungen mit Adressenangabe am Bedien- und Anzeigemodul angezeigt. Sollte der Mikrorechner ausfallen, so wird diese Störung direkt auf den Signalbus.SB gegeben. Diese Störung kann auch auf die Ansteuerleitung ASL wirken, so daß der autonome Leitungsanschaltmodul mit dem ausgefallenem Mikrorechner beispielsweise nicht nehr'.ansteuerbar ist. Im normalen Betrieb werden Störungsmeldungen, wie Kurzschluß oder Leitungsunterbrechung einer Meldelinie oder Störungen einer Baugruppe des autonomen Anschaltmoduls über den Mikrorechner und den Datenbus zum Zentralrechnermodul gemeldet. Andernfalls wird eine Störung direkt auf den Signalbus als sogenannte Sammelstörung gegeben und direkt am Anzeigefeld des Bedien- und Anzeigemoduls angezeigt.
  • Um ein autonomes Leitungsanschaltmodul gegen ein anderes in einfacher Weise auszutauschen, weil ein Bauteil defekt ist, sind die Module im Prüffeld abgeglichen. Dadurch erübrigt sich ein Abgleich bei der Montage oder Wartung. Wenn ein Leitungsanschaltmodul ausgetauscht, also gezogen werden soll, dürfen die im Mikrorechner des Moduls gespeicherten Daten, z.B. die Liniensollwerte, nicht verloren gehen. Deshalb weist das Bedienfeld des Bedien-und Anzeigemoduls BA eine Befehlstaste BT auf, die das Auslesen der gespeicherten Daten im Leitungsanschaltmodul ALA und das Einlesen in einem dafür vorgesehenen Speicher im Zentralrechnermodul ZR veranlaßt. Zudem muß am Bedienfeld eingegeben werden, welches Leitungsanschaltmodul gezogen werden soll. Eine optische Anzeige am zu ziehenden Modul leuchtet auf, so daß aus Versehen kein falsches Modul entfernt wird. Außerdem stellt der Zentralrechner ZR während die optische Anzeige aufleuchtet den Datenverkehr auf dem Datenbus DB ein, damit durch das Ziehen und Stecken eines Moduls keine Daten verfälscht werden. Ein neu eingesetztes Leitungsanschaltmodul wird dann auf Befehl (BT) mit den in das Zentralrechnermodul übernommenen Daten beschrieben, so daß sich eine neue Messung erübrigt.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Multiprozessorsystem wird eine bessere Montage- und Servicefreundlichkeit und eine bequeme Ausbaufähigkeit erreicht. Einerseits sind die Module leicht austauschbar, andererseits können bei Bedarf weitere Leitungsanschaltmodule ergänzend in die Zentrale eingesetzt werden. Da jedes Modul autark arbeitet, der Datenaustausch über zwei getrennte Datenkanäle erfolgt, die Module sich selbst überwachen und zudem das Zentralrechnermodul die übrigen Module routinemäßig auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft, ist ein höchstes Maß an Sicherheit gewährleistet. Dabei kontrolliert das Zentralrechnermodul über den Datenbus die einzelnen Module, indem er über die jeweilige Ansteuerleitung ein Freigabesignal gibt, damit diese erkennen, daß sie an der Reihe sind. Ferner steuert das Zentralrechnermodul die Lese- und Schreibsignale. Die Synchronisation beim Datenaustausch wird über Quittungssignale vorgenommen.
  • Meldungen werden von den einzelnen Modulen erzeugt und können vom Zentralrechnermodul auch an andere Module weitergegeben werden. Beispielsweise wird die Meldung, daß scharfgeschaltet ist , vom Blockschloßanschaltmodul über das Zentralrechnermodul an die einzelnen Leitungsanschaltmodule signalisiert.
    • Liste der Bezugszeichen
    • A/D Analog/Digitalwandler
    • ADR Adress-leitung
    • ASE An-schalt-einrichtung
    • AFF Abschalt-Flip-Flop
    • AG Alarm-geber
    • ALA autonomer Leitungs-anschalt-Modul
    • AL-ANZ.Alarmanzeige-einrichtung
    • AL-AUS Alarm-ausgangsschaltung (C-Ausgang)
    • AL/K-Ü Alarm-/Kurzschluß-Überwachungseinrichtung
    • AS Analog-schalter
    • ASL An-steuer-leitung (Modul-Select)
    • BA Bedien- und Anzeige-Modul
    • BS Block-schloß
    • BSA Block-schloß-anschalt-Modul
    • ZR Zentral-rechner-Modul
    • DB mikroprozessorgesteuerter Daten-bus
    • EA Ein-/Ausgabe-Modul
    • HM Haupt-melder
    • LAE Linien-anschalt-einrichtung
    • LPS Linien-programmier-schalter
    • LSP Linien-spannung
    • ML Melde-leitung
    • SPA Spannungs-abschalteeinrichtung
    • RM Rangiermatrix
    • SB festverdrahteter Signal-bus (Sammel-bus)
    • STB Steuer-Befehl
    • STL Steuer-leitung (C-Ausgang)
    • STL-A Steuerleitungs-anschalteeinrichtung (C-Ausgang)
    • STÖ-Ü Störungs-überwachungs-einrichtung

Claims (9)

1. Multiprozessorsystem für Gefahren-, insbesondere Einbruchmeldeanlagen mit einer modular aufgebauten Zentrale (Z), an die eine Vielzahl von Meldern über Meldeleitungen (ML) und eine Vielzahl von Steuereinrichtungen über Steuerleitungen (STL) angeschlossen sind, wobei die Zentrale (Z) neben einem Zentralrechnermodul (ZR) und einem Bedien- und Anzeigemodul (BA) weitere Module sowohl für unterschiedliche als auch für gleichartige Funktionen aufweist,
dadurch qekennzeichnet, daß für unterschiedliche Funktionen mehrere verschiedenartige Module (BSA, EA) und für gleichartige Funktionen autonome Leitungsanschaltmodule (ALA) vorgesehen sind,
daß sämtliche Module (BA, EA, BSA, ZR,ALA) an einen mikroprozessorgesteuerten Datenbus (DB) und zusätzlich an einen fest verdrahteten Signalbus (SB), einen sogenannten Sammelbus, angeschlossen sind, auf den parallel zu den Daten für den Datenbus (DB) meldungsspezifische Signale eines meldungsauslösenden Leitungsanschaltmoduls (ALA) gegeben werden, daß der Zentralrechnermodul (ZR) jeweils über eine Ansteuerleitung (ASL), mit jedem Modul verbunden ist, und daß der Zentralrechnermodul (ZR) den Datenaustausch zwischen den einzelnen Modulen steuert und. alle Module zyklisch auf ihre Funktionsfähigkeit prüft und nach neuen bzw. geänderten Daten abfragt.
2. Multiprozessorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne autonome Leitungsanschaltmodul (ALA) einen Mikrorechner (MR) aufweist, der selbsttätig die ihm zugeordneten Meldeleitungen (ML) zyklisch abfragt, die Meldedaten auswertet und Alarm- und Störungssignale für die zyklische Abfrage vom Zentralrechnermodul (ZR) in einem dafür vorgesehenen Register im Mikroverrechner (MR) bereitstellt und gleichzeitig direkt über eine Rangier-Matrix (RM) auf den Signalbus (SB) und Steuersignale an die ihm zugeordneten Steuerleitungen (STL) gibt.
3. Multiprozessorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne autonome Leitungsanschaltmodul (ALA) vom Mikrorechner (MR) beaufschlagte Überwachungseinrichtungen (AL/K-U; STÖ-U) aufweist und routinemäßig oder auf Befehl selbsttätig periodisch seine Funktionsfähigkeit überprüft, wobei Drahtbruch, Kurzschluß und Alarm für die jeweilige Meldeleitung simuliert werden und bei Störung das entsprechende Signal sowohl im Register des Mikrorechners (MR) für die nächste zusätzliche Abfrage über den mikroprozessorgesteuerten Datenbus (DB) gespeichert als auch direkt auf den Signal- bus (SB) gegeben wird.
4. Multiprozessorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Inbetriebnahme der Gefahrenmeldeanlage jeder einzelne autonome Leitungsanschaltmodul (ALA) mit der ersten zyklischen Abfrage sämtlicher an ihn angeschlossenen Meldeleitungen (ML) nicht beschaltete Meldeleitungen erkennt und diese bei den weiteren Abfragezyklen nicht mehr mit abfrägt.
5. Multiprozessorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne autonome Leitungsanschaltmodul (ALA) eine Spannungsabschalteinrichtung (SPA) aufweist, die im "stand-by"-Betrieb des autonomen Leitungsanschaltemoduls (ALA) die Spannungsversorgung der nicht aktiven Schalteinrichtungen (AL-AUS; STL-A) abschaltet.
6. Multiprozessorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Scharf-/Unscharf-Schaltung der gesamten bzw. für Teilbereiche der Gefahrenmeldeanlage ein Blockschloßanschaltmodul (BSA) vorgesehen ist, an den die jeweiligen Blockschlösser (BS) angeschlossen sind und an den über eine Rangiermatrix (RM) Alarmgeber (AG, HM) für örtliche und überörtliche Alarmierung anschaltbar sind.
7. Multiprozessorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die vorzugsweise serielle Datenausgabe ein Ein-/Ausgabe-Modul (EA) vorgesehen ist, der eine normierte Schnittstelle (SST) und weitere Anschalteinrichtungen (ASE) für periphere Geräte (DR) aufweist.
8. Multiprozessorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedien- und Anzeigemodul (BA) eine Befehlstaste (BT) aufweist, mittels derer die im autonomen Leitungsanschaltmodul (ALA) gespeicherten Daten in einen im Zentralrechnermodul (ZR) vorgesehenen Speicher einschreibbar und von dort aus auf Befehl wieder in den autonomen Leitungsanschaltmodul (ALA) zurückschreibbar sind.
9. Multiprozessorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Melde- (ML) und die Steuerleitungen (STL) direkt am jeweiligen autonomen Leitungsanschaltmodul (ALA) angeschlossen sind, wobei eine oder mehrere Steuerleitungen (STL) über die Rangier-ilatrix (RM) auf den Signalbus (SB) rangierbar sind.
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