EP1535821A2 - Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen - Google Patents

Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen Download PDF

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EP1535821A2
EP1535821A2 EP04090429A EP04090429A EP1535821A2 EP 1535821 A2 EP1535821 A2 EP 1535821A2 EP 04090429 A EP04090429 A EP 04090429A EP 04090429 A EP04090429 A EP 04090429A EP 1535821 A2 EP1535821 A2 EP 1535821A2
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EP
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software
connection according
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functional module
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EP04090429A
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EP1535821A3 (de
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Rudolf Temming
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L19/00—Arrangements for interlocking between points and signals by means of a single interlocking device, e.g. central control
    • B61L19/06—Interlocking devices having electrical operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L21/00—Station blocking between signal boxes in one yard
    • B61L21/04—Electrical locking and release of the route; Electrical repeat locks

Definitions

  • the invention relates to a process connection for the safe Operating safety equipment according to the preamble of claim 1.
  • the invention is based on the object, the variety of Significantly reduce process connections and still cost-effective to enable customer-specific special solutions.
  • the solution provides that combinable function modules are provided whose functionalities each different process connections are common, in particular the functionalities of test circuits, circuit breakers, Filters, digital inputs and outputs, computers and communication interfaces that at least one function module a secure machine is where the communication is between the computer and each function module type identical is that the software of each functional module is process independent is that the software of the computer is a process interface independent Basic software and a process connection dependent Has application software and that the Communication with the function modules solely through the basic software he follows.
  • the entirety of the functionalities of all Process connections are limited to a few basic functions displayed. For every basic functionality becomes an electronic one Function module type formed.
  • Each functional module type is configurable.
  • a superordinate architecture Defines the structure and interaction of the function modules and thus the functionality of the process interface firmly. In particular, the percentage of software that is specific for the respective process connection is significantly reduced. Only the application software needs to be on each specific process activation tailored to what the Safety verification further simplified.
  • the communication with the function modules covers the data exchange and the control as well as the status inquiry of the Function modules.
  • the communication between the application software and the basic software Simplifies when an image memory as a common Interface is used.
  • the application software shares the basic software through the image store with what information to the associated function module are to be sent.
  • the secure computer has two channels, creating a safe operation of the facilities is achieved.
  • the single figure shows a schematic representation a process connection in the form of a control part 1 - for the safe operation of safety equipment (not shown), in particular for the control of signal lamps, Turnout drives, axle counters, emergency signaling devices, Speed measuring devices, driving locks and for secure contact queries - with a secure computer 2, the is connected to functional modules 3a, 3b, 3c.
  • the functional modules 3a, 3b, 3c have a plurality encapsulated Functionalities, each one different Process connections are common. This includes in particular the functionalities of test circuits, circuit breakers, Filters, digital inputs and outputs, communication interfaces and also computers.
  • the encapsulation leads to a significantly lower number of Function modules 3a, 3b, 3c, which provide the functionalities for similar purposes in a software controllable and summarize configurable function module type.
  • the control part 1 in the figure is made up of different functional modules 3a, 3b, 3c composed, wherein the secure computer 2 is also designed as a functional module 3a, 3b, 3c (not marked in the figure).
  • the other function modules 3a, 3b, 3c may be, for example, circuit breakers and the like act.
  • the actuator 1 on Module base is characterized by shorter production times, simplified testing, reduced complexity, reduced Nursing effort, reduced material costs and reduced Space requirement. In particular, the safety evidence guide easier to carry out.
  • the secure computer 2 is two-channel with the independent Channels 4a, 4b constructed.
  • the communication between the computer 2 and each function module type done in the same way.
  • the functional modules 3a, 3b, 3c of the same type have communication software, firmly installed in the modules 3a, 3b, 3c and is part independent.
  • the software of each channel 4a, 4b is divided into one digit-dependent application software 5a, 5b and a part-independent Basic software 6a, 6b.
  • the application software 5a, 5b is in each case on the spezick of the associated Adjusting actuator 1 or the associated process connection.
  • the basic software 6a, 6b Software-related with regard to the connected function modules 3a, 3b, 3c and their subscriber numbers configurable.
  • the Basic software 6a, 6b is designed to be the functional modules 3a, 3b, 3c cyclically controls and status queries cyclically.
  • the application software 5a, 5b and the base software 6a, 6b communicate via an image memory 7a, 7b as common Interface with each other.
  • the structure and size of this memory area is identical for all function module types.
  • About the image store 7a, 7b shares the application software 5a, 5b of the basic software 6a, 6b with what information to the application software associated functional module 3a, 3b, 3c send.
  • Next is the actual state of each function module 3a, 3b, 3c imaged in the image memory 7a, 7b; this Image is updated cyclically by the basic software 6a, 6b. In this way, the application software 5a, 5b has to at any time the current actual state of the respective Function module 3a, 3b, 3c available.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen, insbesondere für die Ansteuerung von Signallampen, Weichenantrieben, Achszählern, Freimeldeeinrichtungen, Geschwindigkeitsmesseinrichtungen, Fahrsperren und für sichere Kontaktabfragen. Um die Vielzahl von Prozessanschaltungen deutlich zu verringern und trotzdem kostengünstig kundenabhängige Speziallösungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass miteinander kombinierbare Funktions-Module (3a, 3b, 3c) vorgesehen sind, deren Funktionalitäten jeweils unterschiedlichen Prozessanschaltungen gemeinsam sind, insbesondere die Funktionalitäten von Prüfschaltungen, Leistungsschaltern, Filtern, digitalen Ein- und Ausgängen, Rechnern (2) und Kommunikationsschnittstellen, dass zumindest ein Funktions-Modul (3a,3b, 3c) ein sicherer Rechner (2) ist, wobei die Kommunikation zwischen dem Rechner (2) und jedem Funktions-Modul-Typ (3a, 3b, 3c) identisch ist, dass die Software jedes Funktions-Moduls (3a, 3b, 3c) prozessanschaltungsunabhängig ist, dass die Software des Rechners (2) eine prozessanschaltungsunabhängige Basissoftware (6a, 6b) und eine prozessanschaltungsabhängige Anwendungssoftware (5a, 5b) aufweist und dass die Kommunikation mit den Funktions-Modulen (3a, 3b, 3c) allein durch die Basissoftware (6a, 6b) erfolgt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Prozessanschaltungen sind als Stellteile von elektronischen Stellwerken bekannt, wobei die Stellteile die Komponenten der Innenanlage und der Außenanlage des Stellwerks steuern. Zur Herstellung der Stellteile ist heute eine große Anzahl spezifischer Stellteilbaugruppen erforderlich. Immer noch erfordern auch kleinere Änderungen der vorhandenen Stellteile einen erheblichen Aufwand, insbesondere da stets eine neue Sicherheitsnachweisführung erfolgen muss. Andererseits wächst die Anzahl der Stellteile stetig, da häufig kundenabhängige Speziallösungen erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl von Prozessanschaltungen deutlich zu verringern und trotzdem kostengünstige kundenabhängige Speziallösungen zu ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gegeben. Durch die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche ist die Prozessanschaltung in vorteilhafter Weise weiter ausgestaltet.
Die Lösung sieht vor, dass miteinander kombinierbare Funktions-Module vorgesehen sind, deren Funktionalitäten jeweils unterschiedlichen Prozessanschaltungen gemeinsam sind, insbesondere die Funktionalitäten von Prüfschaltungen, Leistungsschaltern, Filtern, digitalen Ein- und Ausgängen, Rechnern und Kommunikationsschnittstellen, dass zumindest ein Funktions-Modul ein sicherer Rechner ist, wobei die Kommunikation zwischen dem Rechner und jedem Funktions-Modul-Typ identisch ist, dass die Software jedes Funktions-Moduls prozessanschaltungsunabhängig ist, dass die Software des Rechners eine prozessanschaltungsunabhängige Basissoftware und eine prozessanschaltungsabhängige Anwendungssoftware aufweist und dass die Kommunikation mit den Funktions-Modulen allein durch die Basissoftware erfolgt. Die Gesamtheit der Funktionalitäten aller Prozessanschaltungen wird auf wenige Grundfunktionalitäten abgebildet. Für jede Grundfunktionalität wird ein elektronischer Funktions-Modul-Typ gebildet. Jeder Funktions-Modul-Typ ist konfigurierbar. Eine übergeordnete Architektur legt den Aufbau und das Zusammenwirken der Funktions-Module und damit jeweils die Funktionalität der Prozessanschaltung fest. Insbesondere wird der Anteil der Software, die spezifisch für die jeweilige Prozessanschaltung ist, deutlich reduziert. Nur noch die Anwendungssoftware muss auf die jeweils spezifische Prozesseinschaltung zugeschnitten sein, was die Sicherheitsnachweisführung weiter vereinfacht.
Die Kommunikation mit den Funktions-Modulen umfasst den Datenaustausch und die Ansteuerung sowie die Statusabfrage der Funktions-Module.
Eine hohe Variabilität wird erzielt, wenn die Basissoftware softwaremäßig bezüglich der angeschlossenen Funktions-Module und deren Teilnehmernummern konfigurierbar ist.
Die Kommunikation zwischen der Anwendungssoftware und der Basissoftware vereinfacht sich, wenn ein Abbildspeicher als gemeinsame Schnittstelle dient.
Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn jedem Funktions-Modul im Abbildspeicher ein definierter Speicherbereich zugeordnet ist.
Zweckmäßigerweise teilt die Anwendungssoftware der Basissoftware über den Abbildspeicher mit, welche Informationen an das zugehörige Funktions-Modul zu senden sind.
Um eine hohe Aktualität der Prozessansteuerung zu gewährleisten, ist der Ist-Zustand jedes Funktions-Moduls im Abbildspeicher abbildbar und von der Basissoftware zyklisch aktualisierbar.
Der sichere Rechner ist zweikanalig aufgebaut, wodurch ein sicherer Betrieb der Einrichtungen erzielt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine Prozessanschaltung in Form eines Stellteils 1 - für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen (nicht gezeigt), insbesondere für die Ansteuerung von Signallampen, Weichenantrieben, Achszählern, Freimeldeeinrichtungen, Geschwindigkeitsmesseinrichtungen, Fahrsperren und für sichere Kontaktabfragen - mit einem sicheren Rechner 2, der mit Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c verbunden ist.
Die Funktions-Module 3a, 3b, 3c weisen eine Vielzahl gekapselter Funktionalitäten auf, die jeweils unterschiedlichen Prozessanschaltungen gemeinsam sind. Dazu gehören insbesondere die Funktionalitäten von Prüfschaltungen, Leistungsschaltern, Filtern, digitalen Ein- und Ausgängen, Kommunikationsschnittstellen und auch Rechnern.
Die Kapselung führt zu einer deutlich geringeren Anzahl von Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c, welche die Funktionalitäten für ähnliche Zwecke in einem durch Software ansteuerbaren und konfigurierbaren Funktions-Modul-Typ zusammenfassen.
Das Stellteil 1 in der Figur ist aus verschiedenen Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c zusammengesetzt, wobei der sichere Rechner 2 ebenfalls als Funktions-Modul 3a, 3b, 3c ausgebildet ist (in der Figur nicht gekennzeichnet). Bei den anderen Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c kann es sich beispielsweise um Leistungsschalter und dergleichen handeln. Das Stellteil 1 auf Modulbasis zeichnet sich durch verkürzte Fertigungszeiten, vereinfachte Prüfung, verringerte Komplexität, verringerten Pflegeaufwand, reduzierte Materialkosten und verringerten Raumbedarf aus. Insbesondere ist die Sicherheitsnachweisführung einfacher durchführbar.
Der sichere Rechner 2 ist zweikanalig mit den unabhängigen Kanälen 4a, 4b aufgebaut.
Die Kommunikation zwischen dem Rechner 2 und jedem Funktions-Modul-Typ erfolgt auf die gleiche Art und Weise. Die Funktions-Module 3a, 3b, 3c desselben Typs verfügen über Kommunikationssoftware, die fest in den Modulen 3a, 3b, 3c installiert und stellteilunabhängig ist.
Die Software jedes Kanals 4a, 4b ist unterteilt in eine stellteilabhängige Anwendungssoftware 5a, 5b und eine stellteilunabhängige Basissoftware 6a, 6b. Die Anwendungssoftware 5a, 5b ist dabei jeweils auf die Spezifick des zugehörigen Stellteils 1 bzw. die zugehörige Prozessanschaltung zugeschnitten. Demgegenüber erfolgt die Kommunikation mit den Funktions-Modulen 3a, 3b, 3c allein durch die Basissoftware 6a, 6b, und zwar mit allen Funktions-Modul-Typen auf identische Art und Weise. Zur Kommunikation gehört der Datenaustausch und die Ansteuerung sowie die Statusabfrage der Funktions-Module 3a, 3b, 3c. Hierzu ist die Basissoftware 6a, 6b softwaremäßig bezüglich der angeschlossenen Funktions-Module 3a, 3b, 3c und deren Teilnehmernummern konfigurierbar. Die Basissoftware 6a, 6b ist so ausgelegt, dass sie die Funktions-Module 3a, 3b, 3c zyklisch ansteuert und Statusabfragen zyklisch durchführt.
Die Anwendungssoftware 5a, 5b und die Basissoftware 6a, 6b kommunizieren über einen Abbildspeicher 7a, 7b als gemeinsame Schnittstelle miteinander. Dabei ist jedem Funktions-Modul 3a, 3b, 3c ein Speicherbereich im Abbildspeicher 7a, 7b zugeordnet. Die Struktur und Größe dieses Speicherbereichs ist für alle Funktions-Modul-Typen identisch. Über den Abbildspeicher 7a, 7b teilt die Anwendungssoftware 5a, 5b der Basissoftware 6a, 6b mit, welche Informationen an das zur Anwendungssoftware zugehörige Funktions-Modul 3a, 3b, 3c zu senden sind. Weiter ist der Ist-Zustand jedes Funktions-Moduls 3a, 3b, 3c im Abbildspeicher 7a, 7b abgebildet; dieses Abbild wir von der Basissoftware 6a, 6b zyklisch aktualisiert. Auf diese Weise hat die Anwendungssoftware 5a, 5b zu jedem beliebigen Zeitpunkt den aktuellen Ist-Zustand des jeweiligen Funktions-Moduls 3a, 3b, 3c zur Verfügung.

Claims (8)

  1. Prozessanschaltung für das sichere Betreiben von sicherungstechnischen Einrichtungen, insbesondere für die Ansteuerung von Signallampen, Weichenantrieben, Achszählern, Freimeldeeinrichtungen, Geschwindigkeitsmesseinrichtungen, Fahrsperren und für sichere Kontaktabfragen,
    dadurch gekennzeichnet, dass miteinander kombinierbare Funktions-Module (3a, 3b, 3c) vorgesehen sind, deren Funktionalitäten jeweils unterschiedlichen Prozessanschaltungen gemeinsam sind, insbesondere die Funktionalitäten von Prüfschaltungen, Leistungsschaltern, Filtern, digitalen Ein- und Ausgängen, Rechnern (2) und Kommunikationsschnittstellen,
    dass zumindest ein Funktions-Modul (3a,3b, 3c) ein sicherer Rechner (2) ist, wobei die Kommunikation zwischen dem Rechner (2) und jedem Funktions-Modul-Typ (3a, 3b, 3c) identisch ist, dass die Software jedes Funktions-Moduls (3a, 3b, 3c) prozessanschaltungsunabhängig ist,
    dass die Software des Rechners (2) eine prozessanschaltungsunabhängige Basissoftware (6a, 6b) und eine prozessanschaltungsabhängige Anwendungssoftware (5a, 5b) aufweist und dass die Kommunikation mit den Funktions-Modulen (3a, 3b, 3c) allein durch die Basissoftware (6a, 6b) erfolgt.
  2. Prozessanschaltung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation mit den Funktions-Modulen (3a, 3b, 3c) den Datenaustausch und die Ansteuerung sowie die Statusabfrage der Funktions-Module (3a, 3b, 3c) umfasst.
  3. Prozessanschaltung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Basissoftware (6a, 6b) softwaremäßig bezüglich der angeschlossenen Funktions-Module (3a, 3b, 3c) und deren Teilnehmernummern konfigurierbar ist.
  4. Prozessanschaltung nach einem der Ansprüche 1 - 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendungssoftware (5a, 5b) und die Basissoftware (6a, 6b) über einen Abbildspeicher (7a, 7b) als gemeinsame Schnittstelle kommunizieren.
  5. Prozessanschaltung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass jedem Funktions-Modul (3a, 3b, 3c) im Abbildspeicher (7a, 7b) ein Speicherbereich zugeordnet ist.
  6. Prozessanschaltung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendungssoftware (5a, 5b) der Basissoftware (6a, 6b) über den Abbildspeicher (7a, 7b) mitteilt, welche Informationen an das zugehörige Funktions-Modul (3a, 3b, 3c) zu senden sind.
  7. Prozessanschaltung nach einem der Ansprüche 4 - 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Zustand jedes Funktions-Moduls (3a, 3b, 3c) im Abbildspeicher (7a, 7b) abbildbar und von der Basissoftware (6a, 6b) zyklisch aktualisierbar ist.
  8. Prozessanschaltung nach einem der Ansprüche 1 - 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der sichere Rechner (2) zweikanalig aufgebaut ist.
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