EP1594101A1 - Method and device for control and/or supervision of functional units by power signal modulation - Google Patents
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- EP1594101A1 EP1594101A1 EP04010981A EP04010981A EP1594101A1 EP 1594101 A1 EP1594101 A1 EP 1594101A1 EP 04010981 A EP04010981 A EP 04010981A EP 04010981 A EP04010981 A EP 04010981A EP 1594101 A1 EP1594101 A1 EP 1594101A1
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Definitions
- the invention relates to a method of control and / or monitoring a traffic control and / or traffic-monitoring functional unit and on a Control and / or monitoring unit for control and / or monitoring a traffic control and / or traffic-monitoring functional unit.
- the traffic flows are dynamically controlled and / or monitored.
- functional units For example, display cross sections and conductor loops in the Roadway provided to control the flow of traffic or the Traffic density to capture.
- functional units signals in incandescent or LED technology, Track occupancy and reporting equipment, Train completeness control devices, e.g. Axle counter, train control equipment, for example Loop cables, fixed balises and ETCS components, used, to the train traffic - even with often very high train occupancy - safe to control and monitor.
- Actuators have the task of functional units (as they above enumerated by way of example) to steer differentiated and monitor.
- Feedback to the System control devices usually signal boxes, take place periodic and contain the required regulatory Information on the railway process such as track occupied and the compressed results in short time intervals ongoing test intervals.
- Siemens Switzerland AG under the Trade name MSTT® on the market such a control part offered ..
- Such decentralized actuators usually have the Task, detached from interlockings, control systems or more generally speaking of data processing equipment, local on-site mostly in the track area arranged signal and to control safety equipment and / or their determine functional conditions and, if necessary, also their correct function, if necessary also in the idle state, too monitor.
- the need for surveillance is in the process usually strictly standardized railway environment by the function assigned to the respective function Security level according to the current version railway technical standards, e.g. SIL4 according to EN 50129.
- Such control and / or monitoring at the place of Function unit supports the detection of failures in these functional units and often do it first possible that also a gradual creeping Deterioration of process parameters of the functional unit, which are usually associated with a functional restriction, can be detected, usually in advance of a Failure occurs.
- Decentralized control units are usually via a long supply line supplied with electrical energy from the interlocking.
- a Supply unit in the decentralized control unit supplies the electrical supply for both the internal control and Control system as well as for the to be controlled Functional units.
- the decentralized control part in usually a bidirectional data connection over which it Data for the control of her assigned Function units and to ensure its own Exchange functionality and safety of the control system.
- This command and message information is using Telegram from the signal box, control system, one memory-programmable controller (PLC) or the like the decentralized control unit discontinued, with the decentralized Adjustment accordingly also messages in the opposite direction sends back.
- PLC memory-programmable controller
- control and / or Monitoring unit designated to indicate with which it possible, very different functional units in simple way to functionally to a decentralized control part couple, the even a correspondingly generous relevant schedulability / parameterizability.
- the modulation of the payload to the feed signal there is one A variety of methods known in the art, including, but not limited to, the modulation of the payload to the feed signal provide.
- a particularly easy and railway technology safe, operable with DC voltage solution can as Switching pattern for the electrical feed signal the use provide a pulse width modulated signal.
- the pulse width modulated feed signal on a Function unit supplied power to be controlled. So is it is possible, for example, light signals (LED and Light bulb signals) in the light output by the temporal To regulate on / off ratio (duty rate), for example by lowering the electrical power to achieve the night lowering.
- This regulation can both the intended function as well as function monitoring serve, e.g. the maintenance process in order to Luminous intensity regulation on a light signal means in frame a periodic monitoring cycle.
- a possible variant, in particular at Function units with simple actuator structures applied can be used as a switching pattern for the electrical Supply signal the switching on and off of the supply signal provide.
- a combination of both preceding switching patterns in a way possible that as switching pattern for the electrical feed signal the Switching on and off of a pulse width modulated Supply signal is used.
- not all functional units are (yet) over the required properties for data transfer over the Supply or the data to be transferred too complex it can be provided for a transmission on the feed additional data to the functional unit and / or data from functional unit via a feed independent To transmit data transmission means.
- Return status information to the actuator that is there read in and, if necessary, can already be evaluated.
- a faulty status information for the functional test this data line can be triggered, for example, by briefly changing the feed signal or by a trigger signal at the data output of the actuator, which internal procedures in the functional unit starts.
- a Relevant status information can be designed in this way be that a digital static signal the statement "Information good / bad” represents a periodic one or only in case of error existing data telegram with Status information is sent and an analog signal, e.g. in the form of a measured value, an A / D converter is supplied.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a decentralized control part ST, which controls a functional unit FE, in this case a railway signal S, and monitors.
- the decentralized control part ST essentially comprises a controller ⁇ C ST and a power supply unit PSU.
- a not further illustrated interlocking is arranged, which sends via a power supply electrical energy PS to the ST and a bidirectional data line control data CD to the decentralized control unit ST or receives from the decentralized control unit ST ,
- the decentralized control part ST has a two-wire connection in a logical direction to the functional unit FE, via which the electrical power required for operating the functional unit FE is transmitted by means of a supply signal SS.
- the railway signal S includes four signal lights L, which must be controlled in various single and multiple configurations, so that at least the controller ⁇ C FE is provided to control the signal lights L according to the originally coming from the signal box control data CD. Which of the signal lights but actually have to radiate with which luminosity is transmitted to the feed unit SS by the controller ⁇ C ST impressed signal pattern P + / P g to the functional unit FE.
- An example of such a signal pattern P + / P g iST in FIG. 2 is provided in the form of a pulse width modulated signal.
- the signal pattern P + / P g coded control variables while the Einschaltperiodendauer P + , the associated voltage V + , the Ausschaltperiodendauer P g , the associated voltage V off , resulting from the addition of P + and P g, the frequency f of the pulse width modulated signal.
- the time variation of the frequency f can also serve as a control variable for the function of the functional unit FE.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung und/oder Überwachung einer verkehrssteuernden und/oder verkehrsüberwachenden Funktionseinheit sowie auf eine Steuerungs- und/oder Überwachungseinheit zur Steuerung und/oder Überwachung einer verkehrssteuernden und/oder verkehrsüberwachenden Funktionseinheit.The invention relates to a method of control and / or monitoring a traffic control and / or traffic-monitoring functional unit and on a Control and / or monitoring unit for control and / or monitoring a traffic control and / or traffic-monitoring functional unit.
Sowohl im Strassenverkehr als auch im Schienenverkehr werden die Verkehrsströme dynamisch gesteuert und/oder überwacht. Hierzu sind im Strassenverkehr als Funktionseinheiten beispielsweise Anzeigequerschnitte und Leiterschleifen in der Fahrbahn vorgesehen um den Verkehrsfluss zu steuern bzw. die Verkehrsdichte zu erfassen. Im Schienenverkehr werden als derartige Funktionseinheiten Signale in Glühlampen- oder LED-Technologie, Gleisbelegungs- und Meldeeinrichtungen, Einrichtungen zur Zugvollständigkeitskontrolle, wie z.B. Achszähler, Einrichtungen zur Zugbeeinflussung, beispielsweise Loop-Kabel, Fest-Balisen sowie ETCS-Komponenten, eingesetzt, um den Zugverkehr- auch bei oft sehr hoher Trassenbelegung - sicher zu steuern und zu überwachen.In both road and rail transport the traffic flows are dynamically controlled and / or monitored. For this are in road traffic as functional units For example, display cross sections and conductor loops in the Roadway provided to control the flow of traffic or the Traffic density to capture. In rail transport are called such functional units signals in incandescent or LED technology, Track occupancy and reporting equipment, Train completeness control devices, e.g. Axle counter, train control equipment, for example Loop cables, fixed balises and ETCS components, used, to the train traffic - even with often very high train occupancy - safe to control and monitor.
Zur Steuerung derartiger Funktionseinheiten werden im Schienenverkehr sogenannte Stellteile eingesetzt. Diese Stellteile haben die Aufgabe, die Funktionseinheiten (wie sie oben beispielhaft aufgezählt wurden) differenziert anzusteuern und zu überwachen. Rückmeldungen an die Systemsteuereinrichtungen, meist Stellwerke, erfolgen periodisch und enthalten die erforderliche bestimmungsgemässe Information zum Bahnprozess wie zum Beispiel Gleis belegt und die komprimierten Resultate der in kurzen Zeitintervallen laufenden Testintervallen.To control such functional units are in Rail traffic so-called actuators used. These Actuators have the task of functional units (as they above enumerated by way of example) to steer differentiated and monitor. Feedback to the System control devices, usually signal boxes, take place periodic and contain the required regulatory Information on the railway process such as track occupied and the compressed results in short time intervals ongoing test intervals.
Vermehrt werden heute solche Stellteile abgesetzt vom Stellwerk in der Nähe der zu steuernden Funktionseinheit betrieben. Dadurch entfällt die Einschränkung durch lange Leitungen im Bereich der Bahntrasse mit seinen EMV Einwirkungen.Increasingly, such controls are sold today Interlocking close to the functional unit to be controlled operated. This eliminates the limitation of long Lines in the area of the railway line with its EMC Impacts.
Beispielsweise wird von der Siemens Schweiz AG unter dem Handelsnamen MSTT® auf dem Markt ein solches Stellteil angeboten..For example, the Siemens Switzerland AG under the Trade name MSTT® on the market such a control part offered ..
Derartige dezentrale Stellteile haben in der Regel die Aufgabe, abgesetzt von Stellwerken, Leitsystemen oder allgemeiner gesprochen von Datenverarbeitungsanlagen, lokal vor Ort meistens im Gleisbereich angeordnete Signal- und sicherungstechnische Einrichtungen anzusteuern und/oder deren funktionale Zustände zu ermitteln und soweit erforderlich auch deren korrekte Funktion, ggfs. auch im Ruhezustand, zu überwachen. Die Notwendigkeit der Überwachung ist dabei in dem üblicherweise streng normierten eisenbahntechnischen Umfeld durch den der jeweiligen Funktion zugeordneten Sicherheitslevel nach den jeweils gültigen aktuellen bahntechnischen Normen bestimmt, z.B. SIL4 nach EN 50129.Such decentralized actuators usually have the Task, detached from interlockings, control systems or more generally speaking of data processing equipment, local on-site mostly in the track area arranged signal and to control safety equipment and / or their determine functional conditions and, if necessary, also their correct function, if necessary also in the idle state, too monitor. The need for surveillance is in the process usually strictly standardized railway environment by the function assigned to the respective function Security level according to the current version railway technical standards, e.g. SIL4 according to EN 50129.
Eine derartige Ansteuerung und/oder Überwachung am Ort der Funktionseinheit unterstützt das Erkennen von Ausfällen in diesen Funktionseinheiten und macht es oft überhaupt erst möglich, dass auch eine allmähliche schleichende Verschlechterung von Prozessparametern der Funktionseinheit, die in der Regel mit einer Funktionseinschränkung einhergehen, detektiert werden kann, die üblicherweise im Vorfeld eines Ausfalls auftritt. Such control and / or monitoring at the place of Function unit supports the detection of failures in these functional units and often do it first possible that also a gradual creeping Deterioration of process parameters of the functional unit, which are usually associated with a functional restriction, can be detected, usually in advance of a Failure occurs.
Dezentrale Stellteile werden über eine meist lange Zuleitung mit elektrischer Energie aus dem Stellwerk versorgt. Eine Versorgungseinheit im dezentralen Stellteil liefert die elektrische Speisung sowohl für das interne Kontroll- und Steuerungssystem wie auch für die anzusteuernden Funktionseinheiten. Weiter weist das dezentrale Stellteil in der Regel eine bidirektionale Datenverbindung auf, über die es Daten für die Steuerung der ihr zugewiesenen Funktionseinheiten sowie zur Gewährleistung dessen eigener Funktionalität und Sicherheit des Kontrollsystems austauscht. Diese Kommando- und Meldeinformationen werden mittels Telegramm vom Stellwerk, Leitsystem, einer speicherproprammierbaren Steuerung (SPS) oder dergleichen an das dezentrale Stellteil abgesetzt, wobei das dezentrale Stellteil entsprechend auch Meldungen in die Gegenrichtung zurückschickt.Decentralized control units are usually via a long supply line supplied with electrical energy from the interlocking. A Supply unit in the decentralized control unit supplies the electrical supply for both the internal control and Control system as well as for the to be controlled Functional units. Next, the decentralized control part in usually a bidirectional data connection over which it Data for the control of her assigned Function units and to ensure its own Exchange functionality and safety of the control system. This command and message information is using Telegram from the signal box, control system, one memory-programmable controller (PLC) or the like the decentralized control unit discontinued, with the decentralized Adjustment accordingly also messages in the opposite direction sends back.
Weil die Funktionseinheiten sozusagen im Frontend-Bereich des Bahnprozesses meist sehr stark länder- und/oder bahnspezifisch ausgebildet sind und daher in der Regel über proprietäre Schnittstellen verfügen, ist die Ansteuerung unterschiedlicher Funktionseinheiten im besonderen im bahn- und/oder länderübergreifenden Bereich häufig nur mit einer Vielzahl sehr spezifisch ausgestalteter Stellteile möglich, was im besonderen beispielsweise im Hinblick auf den Austausch von Glühlampen-Signale gegen wartungsärmere LED-Signale erhöhte Schwierigkeiten hinsichtlich der verwendeten Vielfalt der dezentralen Stellteile nach sich zieht.Because the functional units, so to speak, in the front-end area of the Railway process mostly very country and / or railway specific are trained and therefore usually proprietary Interfaces, the control is different Functional units in particular in railway and / or transnational field often only with a variety very specific designed controls possible, what in particular with regard to the exchange of Incandescent signals increased against low-maintenance LED signals Difficulties regarding the used variety of decentralized control units.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung und/oder Überwachung von verkehrssteuernden und/oder verkehrsüberwachenden Funktionseinheiten sowie ein dezentrales Stellteil, nachfolgend auch als Steuerungs- und/oder Überwachungseinheit bezeichnet, anzugeben, mit denen es möglich ist, sehr unterschiedliche Funktionseinheiten in einfacher Weise funktional an ein dezentrales Stellteil zu koppeln, das selbst eine entsprechend grosszügige diesbezügliche Disponierbarkeit/Parametrierbarkeit aufweist.It is therefore the object of the invention to provide a method for Control and / or monitoring of traffic control and / or traffic-monitoring functional units and a decentralized Control part, hereinafter also as control and / or Monitoring unit designated to indicate with which it possible, very different functional units in simple way to functionally to a decentralized control part couple, the even a correspondingly generous relevant schedulability / parameterizability.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäss
dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Steuerung und/oder
Überwachung einer verkehrssteuernden und/oder verkehrsüberwachenden
Funktionseinheit vorgesehen ist, bei dem:
Bezüglich des dezentralen Stellteils wird dieses voranstehende
Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine dezentrale
Steuerungs- und/oder Überwachungseinheit zur Steuerung
und/oder Überwachung einer verkehrssteuernden und/oder
verkehrsüberwachenden Funktionseinheit vorgesehen ist, die:
Auf diese Weise gestatten es das voranstehende Verfahren und das voranstehende dezentrale Stellteil, die Funktionseinheiten über eine geeignete Parametrierung des Speisesignals für diese Funktionseinheit zu speisen in Funktion der Zeit, zu steuern und/oder zu überwachen. Es bedarf daher lediglich des Controllers im Stellteil, welcher die bedarfsweise gewünschte Funktion der Funktionseinheit durch eine entsprechende Ausgestaltung des Schaltmusters auf dem Speisesignal abruft. Auf diese Weise lassen sich nahezu beliebige Funktionseinheiten mit diesem Grundtyp von dezentralem Stellteil betreiben.In this way, it allows the above method and the above decentralized control part, the functional units via a suitable parameterization of the supply signal for this Function unit to feed in function of time to control and / or monitor. It therefore only requires the Controller in the control part, which the required as required Function of the functional unit by a corresponding Configuration of the switching pattern retrieves on the feed signal. In this way, almost any Functional units with this basic type of decentralized Operate actuator.
Bezüglich der Parametrierung des Speisesignals gibt es eine Vielzahl im Stand der Technik bekannter Verfahren, welche u.a. die Modulation der Nutzinformation auf das Speisesignal vorsehen. Eine besonders einfach und eisenbahntechnisch sichere, auch mit Gleichspannung betreibbare Lösung kann als Schaltmuster für das elektrische Speisesignal die Verwendung eines pulsweitenmodulierten Signals vorsehen. Im besonderen kann mit dem pulsweitenmodulierten Speisesignal die auf eine Funktionseinheit zugeführte Leistung gesteuert werden. So ist es zum Beispiel möglich, Lichtsignale (LED- und Glühlampensignale) in der Lichtabgabe durch das zeitliche Ein/Aus-Verhältnis (Tastrate) zu regulieren, beispielsweise durch eine Absenkung der elektrischen Leistung zu Erzielung der Nachtabsenkung. Diese Regulierung kann sowohl der bestimmungsgemässen Funktion als auch der Funktionsüberwachung dienen, z.B. dem Wartungsvorgang zwecks Lichtstärkenregulierung an einem Lichtsignalmittel in Rahmen eines periodischen Überwachungszyklus.With regard to the parameterization of the feed signal, there is one A variety of methods known in the art, including, but not limited to, the modulation of the payload to the feed signal provide. A particularly easy and railway technology safe, operable with DC voltage solution can as Switching pattern for the electrical feed signal the use provide a pulse width modulated signal. In particular can with the pulse width modulated feed signal on a Function unit supplied power to be controlled. So is it is possible, for example, light signals (LED and Light bulb signals) in the light output by the temporal To regulate on / off ratio (duty rate), for example by lowering the electrical power to achieve the night lowering. This regulation can both the intended function as well as function monitoring serve, e.g. the maintenance process in order to Luminous intensity regulation on a light signal means in frame a periodic monitoring cycle.
Eine mögliche Variante, die im besonderen bei Funktionseinheiten mit einfachen Stellstrukturen angewendet werden kann, kann als Schaltmuster für das elektrische Speisesignal das Ein- und Ausschalten des Speisesignals vorsehen. Ausserdem ist natürlich auch eine Kombination der beiden voranstehenden Schaltmuster in einer Weise möglich, dass als Schaltmuster für das elektrische Speisesignal das Ein- und Ausschalten eines pulsbreitenmodulierten Speisesignals verwendet wird.A possible variant, in particular at Function units with simple actuator structures applied can be used as a switching pattern for the electrical Supply signal the switching on and off of the supply signal provide. In addition, of course, a combination of both preceding switching patterns in a way possible that as switching pattern for the electrical feed signal the Switching on and off of a pulse width modulated Supply signal is used.
Weiter kann zur Optimierung des Energieverbrauchs die mittels des Speisesignals zugeführte elektrische Leistung in Abhängigkeit von der aktuell bereitzustellenden Funktion der Funktionseinheit gesteuert werden.Further, to optimize the energy consumption by means of of the supply signal supplied electric power in Dependence on the function currently to be provided Function unit to be controlled.
Die Parametrierbarkeit des Speisesignals ermöglicht es, eine
nahezu beliebige Anzahl von Schaltfunktionen in das
Speisesignal "einzubauen". So kann es vorgesehen sein, mit
einer zeitlich beliebigen Schaltfunktion im Speisesignal eine
oder mehrere der nachfolgenden Verfahrensschritte auszuführen:
Weiter kann auch die ordnungsgemässe Funktion der Funktionseinheit aus einer Überwachung der Leistungsaufnahme zumindest teilweise überprüft werden. Damit parasitäre Einflüsse möglichst gering derartige Überprüfungen stören können, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die elektrische Leistungsaufnahme der Funktionseinheit speisesignal-seitig überwacht werden. So kann beispielsweise bei Lichtsignalen einer bestimmten Bauart die Abnahme des aufgenommenen Stroms die Abnahme der abgestrahlten Lichtleistung indizieren. Generell kann auf diese Weise auch Teilausfall oder gar das Auslösen einer Sicherung in einem von mehreren Stromkreisen der Funktionseinheit detektiert werden.Next can also be the proper function of Function unit from monitoring the power consumption be at least partially checked. Parasitic Influences as little as possible interfere with such checks can, in an advantageous embodiment of the invention, the electrical power consumption of the functional unit monitored on the supply signal side. So, for example with light signals of a certain type the decrease of the absorbed current, the decrease of radiated Index light output. Generally, this way too Partial failure or even triggering a backup in one of several circuits of the functional unit are detected.
Häufig kommt es auch vor, dass beispielsweise verschiedene Software-Versionen auf das dezentrale Stellteil aufgespielt werden, wie z.B. eine die Zusammensetzung eines Balisen-Telegramms bestimmende Software, und von dort weiter an die Funktionseinheit übertragen werden müssen. Ein einfaches universelles Verfahren kann es daher vorsehen, mittels definierten Schaltmustern im Speisesignal Informationsketten, wie z.B. Datentelegramme, zu übertragen. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise auch eine von mehreren bereits auf der Funktionseinheit befindlichen Software- und/oder Hardware-Versionen direkt aktiv schalten oder nach Art einer TimerFunktion zeitliche Gültigkeitsbereiche für die Versionen festlegen. Es ist ebenfalls möglich durch die Verwendung spezieller Schaltmuster, wie z.B. n aus m, die Datenübertragung synchron zu betreiben und gleichzeitig die Menge der elektrischen Energiezufuhr durch die Ein/Auszeiten des pulsweitenmodulierten Speisesignals zu steuern.It often happens that, for example, different Software versions installed on the decentralized control unit be such. one is the composition of a Balisen telegram determining software, and from there to the Function unit must be transmitted. An easy Universal method can therefore provide, by means of defined switching patterns in the feed signal information chains, such as. Data telegrams to be transmitted. That way For example, one of several already on the Functional unit software and / or hardware versions activate directly or in the manner of a timer function temporal scope for the versions establish. It is also possible through the use special switching patterns, such as n out of m, the To operate data transmission synchronously and at the same time the Amount of electrical energy supply by the on / off times to control the pulse width modulated feed signal.
Da in der Regel (noch) nicht alle Funktionseinheiten über die erforderlichen Eigenschaften für den Datentransfer über die Speisung verfügen oder die zu übertragenden Daten zu komplex für eine Übertragung auf der Speisung sind, kann es vorgesehen sein, zusätzlich Daten an die Funktionseinheit und/oder Daten von Funktionseinheit über ein von der Speisung unabhängiges Datenübertragungsmittel zu übertragen. Möglicherweise verfügt die Funktionseinheit selbst über eine interne unabhängige Überwachung und kann so über diese Verbindung von sich aus periodisch oder durch das Stellteil angestossen Zustandsinformationen an das Stellteil zurückgeben, die dort eingelesen und ggfs. bereits ausgewertet werden können. Eine fehlerhafte Zustandsinformation für die Funktionsprüfung dieser Datenleitung können beispielsweise ausgelöst werden, indem das Speisesignal kurzzeitig verändert wird oder durch ein Auslösesignal am Datenausgang des Stellteils, welches interne Prozeduren in der Funktionseinheit startet. Eine diesbezügliche Zustandsinformation kann dabei so konzipiert sein, dass ein digitales statische Signal die Aussage "Information gut/fehlerhaft" repräsentiert, ein periodisches oder nur im Fehlerfall vorhandenes Daten-Telegramm mit Zustandsinformationen gesendet und ein analoges Signal, z.B. in Form eines Messwertes, einem A/D-Konverter zugeführt wird.As a rule, not all functional units are (yet) over the required properties for data transfer over the Supply or the data to be transferred too complex it can be provided for a transmission on the feed additional data to the functional unit and / or data from functional unit via a feed independent To transmit data transmission means. May have the functional unit itself via an internal independent Surveillance and can be so over this connection on its own periodically or triggered by the control section Return status information to the actuator that is there read in and, if necessary, can already be evaluated. A faulty status information for the functional test this data line can be triggered, for example, by briefly changing the feed signal or by a trigger signal at the data output of the actuator, which internal procedures in the functional unit starts. A Relevant status information can be designed in this way be that a digital static signal the statement "Information good / bad" represents a periodic one or only in case of error existing data telegram with Status information is sent and an analog signal, e.g. in the form of a measured value, an A / D converter is supplied.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the to remove other dependent claims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1- eine schematische Darstellung eines dezentralen Stellteils und einer von ihm gesteuerten und überwachten Funktionseinheit;
Figur 2- eine schematische Darstellung eines Speisesignalschaltmusters zur Steuerung der Funktionseinheit nach Figur 1; und
Figur 3- eine schematische Darstellung eines weiteren Speisesignalschaltmusters zur Steuerung einer Funktionseinheit nach Figur 1.
- FIG. 1
- a schematic representation of a decentralized actuator and a controlled and monitored by him functional unit;
- FIG. 2
- a schematic representation of a Essisesignalschaltmusters for controlling the functional unit of Figure 1; and
- FIG. 3
- a schematic representation of another feed signal switching pattern for controlling a functional unit of Figure 1.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines dezentralen Stellteils ST, welches eine Funktionseinheit FE, vorliegend ein Eisenbahnsignal S, steuert und überwacht. Das dezentrale Stellteil ST umfasst im wesentlichen einen Controller µCST und eine Energieversorgungseinheit PSU. Auf der logisch von der Funktionseinheit FE abgewandten Seite des dezentralen Stellteils ist ein hier nicht weiter dargestelltes Stellwerk angeordnet, welches über eine Spannungsversorgungsverbindung elektrische Energie PS an das ST und über eine bidirektionale Datenleitung Steuerdaten CD an das dezentrale Stellteil ST sendet oder vom dezentralen Stellteil ST erhält. Das dezentrale Stellteil ST weist in logischer Richtung zu der Funktionseinheit FE eine zweiadrige Verbindung auf, über die mittels eines Speisesignals SS die zum Betrieb der Funktionseinheit FE erforderliche elektrische Leistung übertragen wird. In gestrichelter Darstellung sind weiter eine Verbindung zur Übertragung von Ausgangsdaten Dout an die Funktionseinheit FE, eine Verbindung zum Erhalt von Eingangsdaten Din von der Funktionseinheit FE und ein in der Funktionseinheit FE angeordneter Controller µCFE vorgesehen. Diese gestrichelt dargestellten Komponenten sind optional und ihr Vorhandensein hängt in der Regel von der Komplexität und/oder Funktionalität der Funktionseinheit FE ab. Im vorliegenden Fall umfasst das Eisenbahnsignal S vier Signalleuchten L, die in verschiedenen Einzel- und Mehrfachkonfigurationen angesteuert werden müssen, so dass mindestens der Controller µCFE vorgesehen ist, um die Signalleuchten L entsprechend den ursprünglich aus dem Stellwerk kommenden Steuerdaten CD anzusteuern. Welche der Signalleuchten aber nun tatsächlich mit welcher Leuchtstärke abstrahlen müssen, wird mit einem dem Speisesignal SS durch den Controller µCST aufgeprägten Signalmuster P+/Pg an die Funktionseinheit FE übermittelt.Figure 1 shows a schematic representation of a decentralized control part ST, which controls a functional unit FE, in this case a railway signal S, and monitors. The decentralized control part ST essentially comprises a controller μC ST and a power supply unit PSU. On the side facing away from the functional unit FE side of the decentralized actuating part a not further illustrated interlocking is arranged, which sends via a power supply electrical energy PS to the ST and a bidirectional data line control data CD to the decentralized control unit ST or receives from the decentralized control unit ST , The decentralized control part ST has a two-wire connection in a logical direction to the functional unit FE, via which the electrical power required for operating the functional unit FE is transmitted by means of a supply signal SS. In dashed lines, a connection for transmission of output data D out to the functional unit FE, a connection to the receipt of input data D in of the functional unit FE and arranged in the functional unit FE .mu.C FE are further provided. These dashed components are optional and their presence generally depends on the complexity and / or functionality of the functional unit FE. In the present case, the railway signal S includes four signal lights L, which must be controlled in various single and multiple configurations, so that at least the controller μC FE is provided to control the signal lights L according to the originally coming from the signal box control data CD. Which of the signal lights but actually have to radiate with which luminosity is transmitted to the feed unit SS by the controller μC ST impressed signal pattern P + / P g to the functional unit FE.
Ein Beispiel für ein derartiges Signalmuster P+/Pg iST in Figur 2 in Form eines pulsweitenmodulierten Signals vorgesehen. Als in Form des Signalmuster P+/Pg codierte Steuergrössen können dabei die Einschaltperiodendauer P+, deren zugehörige Spannung V+, die Ausschaltperiodendauer Pg, deren zugehörige Spannung Voff, wobei sich aus der Addition von P+ und Pg die Frequenz f des pulsweitenmodulierten Signals ergibt. Zusätzlich kann auch die zeitliche Veränderung der Frequenz f als Steuergrösse für die Funktion der Funktionseinheit FE dienen. Es besteht daher ein vergleichsweise breites Angebot an Steuergrössen, die als Muster des Speisesignals SS mit ausreichendem Pegel und Rauschabstand von dem ST auf die Funktionseinheit FE übertragen werden können und dort die gewünschte Funktion abrufen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist daher durch das Bezugszeichen Voff angedeutet, dass mit dem Niveau dieser Offset-Spannung beispielsweise dem Controller µCFE der Steuereinheit mitgeteilt wird, welche der möglichen Signallampenkonfigurationen L mit welcher Leuchtstärke leuchten soll.An example of such a signal pattern P + / P g iST in FIG. 2 is provided in the form of a pulse width modulated signal. As in the form of the signal pattern P + / P g coded control variables while the Einschaltperiodendauer P + , the associated voltage V + , the Ausschaltperiodendauer P g , the associated voltage V off , resulting from the addition of P + and P g, the frequency f of the pulse width modulated signal. In addition, the time variation of the frequency f can also serve as a control variable for the function of the functional unit FE. There is therefore a comparatively wide range of control variables which, as a pattern of the supply signal SS with sufficient level and signal-to-noise ratio, can be transmitted from the ST to the functional unit FE and retrieve the desired function there. In the present embodiment is therefore indicated by the reference numeral V off that the level of this offset voltage, for example, the controller μC FE the control unit is informed which of the possible signal lamp configurations L should shine with which luminosity.
Für den Fall eines nur eine Signalleuchte L aufweisenden Signals S kann mit dem Einschalten des Speisesignals SS auch die Signalleuchte L zu leuchten gebracht werden. Durch eine geeignete vorbestimmbare Wahl des Verhältnisses von Ein- zu Ausschaltperiodendauer kann auch wieder ein pulsweitenmoduliertes Signalmuster dazu benutzt werden, neben dem Ein/Ausschalten der Signalleuchte L deren Leuchtstärke zu regeln, wie dies beispielsweise für die Nachtabsenkung zur Vermeidung von Blendungen der Lokführer vorgesehen ist. Wie in Figur 3 gezeigt, kann das Schaltverfahren einer Pulswellenmodulation einem DC-Spannung/Speisungssignal überlagert sein. Anhand der Höhe resp. des diskreten Wertes dieser Grundspannung enthält das als Amplitudeninformation ausgestaltete Schaltmuster die notwendigen Informationen zum Steuern beispielsweise eines gewünschten Betriebszustandes oder zum Auslösen einer Funktion, wie z.B. einem Reset der Funktionseinheit.In the case of only one signal light L having Signal S can also be switched on by switching on the supply signal SS the signal lamp L will be lit. By a suitable predeterminable choice of the ratio of inputs Off period can also be switched on again pulse width modulated signal pattern used in addition to the on / off of the signal lamp L their luminosity regulate, as for example for the night reduction to Avoiding dazzling the train driver is provided. As shown in Figure 3, the switching method of a Pulse wave modulation a DC voltage / supply signal be superimposed. Based on the height resp. of the discrete value This basic voltage contains this as amplitude information designed switching pattern the necessary information for Control, for example, a desired operating state or to trigger a function, e.g. a reset of the Functional unit.
Um aber beispielsweise auch eine hohe Störfestigkeit dieser Art von Informationsübermittlung zu gewährleisten, sind Massnahmen möglich, die die Auslösung einer Funktion auf der Basis des Schaltmusters, also beispielsweise der Amplitudeninformation, erst dann auslösen, wenn eine programmierbare Anzahl gleicher Schaltmuster, wie zum Beispiel gleicher Pegel der DC Grundspannung, abgetastet worden ist.But for example, a high immunity to this To ensure the transmission of information Measures possible that trigger a function on the Basis of the switching pattern, so for example the amplitude information, only trigger if a programmable Number of same switching patterns, such as same level the DC ground voltage has been sampled.
Diese vorangehenden Beispiele sind daher nur beschreibender Natur und sollen den Offenbarungsgehalt der Erfindung nicht darauf beschränken. Vielmehr ist es dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann ohne erfinderisches Hinzutun möglich, unzählige Varianten und Modifikation der vorliegenden Erfindung in Anpassung an die vom ihm in diesem Kontext zu lösende Aufgabe zu finden. Der wahre Umfang der vorliegenden Erfindung ist daher den nachfolgenden Patentansprüchen zu entnehmen.These preceding examples are therefore only descriptive Nature and should not the disclosure of the invention restrict it to. Rather, it is the one in this field active professional without any inventive step, countless variants and modification of the present Invention in adaptation to that of him in this context too to find solving task. The true scope of the present The invention is therefore to the following claims remove.
Claims (14)
dadurch gekennzeichnet, dass
als Schaltmuster für das elektrische Speisesignal (SS) ein pulsweitenmoduliertes Signal (P+, Pg) verwendet wird.Method according to claim 1,
characterized in that
a pulse width modulated signal (P + , P g ) is used as the switching pattern for the electrical supply signal (SS).
dadurch gekennzeichnet, dass
als Schaltmuster für das elektrische Speisesignal (SS) das Ein- und Ausschalten des Speisesignals (SS) verwendet wird.Method according to claim 1,
characterized in that
as a switching pattern for the electrical supply signal (SS), the switching on and off of the feed signal (SS) is used.
dadurch gekennzeichnet, dass
als Schaltmuster für das elektrische Speisesignal (SS) das Ein- und Ausschalten eines pulsbreitenmodulierten Speisesignals (SS) verwendet wird.Method according to claim 1,
characterized in that
as a switching pattern for the electrical supply signal (SS), the switching on and off of a pulse width modulated feed signal (SS) is used.
dadurch gekennzeichnet, dass
die mittels des Speisesignals (SS) zugeführte elektrische Leistung in Abhängigkeit von der aktuell bereitzustellenden Funktion der Funktionseinheit (FE) gesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the electrical power supplied by means of the supply signal (SS) is controlled as a function of the function of the functional unit (FE) currently to be provided.
dadurch gekennzeichnet, dass
mit einer zeitlich beliebigen Schaltfunktion im Speisesignal (SS) eine oder mehrere der nachfolgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden:
characterized in that
With one temporally arbitrary switching function in the feed signal (SS) one or more of the following method steps are performed:
dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrische Leistungsaufnahme der Funktionseinheit (FE) speisesignal-seitig überwacht wird.Method according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
the electrical power consumption of the functional unit (FE) is monitored on the supply signal side.
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels definierten Schaltmustern im Speisesignal (SS) Informationsketten, wie z.B. Datentelegramme, übertragen werden.Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that
by means of defined switching patterns in the feed signal (SS) information chains, such as data telegrams, are transmitted.
dadurch gekennzeichnet, dass
Daten an die Funktionseinheit (FE) und/oder Daten von Funktionseinheit (FE) über ein von der Speisung unabhängiges Datenübertragungsmittel übertragen werden.Method according to one of claims 1 to 8,
characterized in that
Data to the functional unit (FE) and / or data from functional unit (FE) via a data transmission means independent of the power supply are transmitted.
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Schaltmuster einer Pulswellenmodulation einer DC-Spannung/Speisung überlagert wird.Method according to one of claims 2 to 9,
characterized in that
a switching pattern of a pulse wave modulation of a DC voltage / power supply is superimposed.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Höhe respektive der diskrete Wert der Grundspannung eine Amplitudeninformation zum Steuern und/oder Überwachen eines Betriebszustandes und/oder zum Auslösen einer Funktion innerhalb der Funktionseinheit (FE) umfasst.Method according to claim 11,
characterized in that
the height or the discrete value of the basic voltage comprises an amplitude information for controlling and / or monitoring an operating state and / or for triggering a function within the functional unit (FE).
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Auslösung einer Funktion auf der Basis des Schaltmusters zur Unterdrückung von Störeinwirkungen erst nach dem Abtasten einer programmierbaren Anzahl gleicher Pegel einer DC Grundspannung und/oder gleicher Schaltmuster erfolgt.Method according to one of claims 1 to 11,
characterized in that
a triggering of a function on the basis of the switching pattern for the suppression of interference only after the sampling of a programmable number of equal levels of a DC ground voltage and / or same switching pattern takes place.
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Dateneingang und/oder ein Datenausgang zur Kommunikation mit der Funktionseinheit (FE) vorgesehen ist.Decentralized control and / or monitoring unit according to claim 13,
characterized in that
a data input and / or a data output is provided for communication with the functional unit (FE).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04010981A EP1594101A1 (en) | 2004-05-08 | 2004-05-08 | Method and device for control and/or supervision of functional units by power signal modulation |
Applications Claiming Priority (1)
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| EP04010981A EP1594101A1 (en) | 2004-05-08 | 2004-05-08 | Method and device for control and/or supervision of functional units by power signal modulation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1594101A1 true EP1594101A1 (en) | 2005-11-09 |
Family
ID=34924915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP04010981A Ceased EP1594101A1 (en) | 2004-05-08 | 2004-05-08 | Method and device for control and/or supervision of functional units by power signal modulation |
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| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1594101A1 (en) |
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