SE455404B

SE455404B - COMPUTER CONTROLS WITH DECENTRALIZED DEVICES, VALUE WITH TWO COMPUTERS

Info

Publication number: SE455404B
Application number: SE8004548A
Authority: SE
Inventors: H J Knapp
Original assignee: Alcatel Nv
Priority date: 1979-06-22
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1988-07-11
Also published as: YU163180A; ES492635A0; BR8003777A; DE2925169A1; SE8004548L; DE2925169C2; CH654260A5; ES8102715A1; YU42343B

Description

455 404 2 innebär att man inte behöver prioritera vissa angelägna uppgifter och utföra avbrott i detta sammanhang. Programmen som utnyttjas för datorsystemen i de funktionella enheterna är mycket enklare och klarare än programmen för en central dator. Om dessutom ett dator- system blir felaktigt kan dess uppgift utföras av datorsystemet som tillhör en annan funktionsenhet, vilket innebär att nöddrift kan upprätthållas utan särskilda väntesystem. En annan fördel är att lås- reläer används för ett dubbelt syfte, nämligen såsom gränsutrustning gentemot yttre utrustning och såsom ett signaltekniskt säkert minne för information som inte får förfalskas eller gå förlorad. Den decentraliserade utformningen av ett datorstyrt ställverk enligt uppfinningen medger att ett på konventionellt sätt utformat ställ- verk kan ersättas med det datorstyrda ställverket etappvis. 455 404 2 means that you do not have to prioritize certain important tasks and perform interruptions in this context. The programs used for the computer systems in the functional units are much simpler and clearer than the programs for a central computer. In addition, if a computer system becomes faulty, its task can be performed by the computer system belonging to another functional unit, which means that emergency operation can be maintained without special waiting systems. Another advantage is that locking relays are used for a dual purpose, namely as border equipment against external equipment and as a signal-technically secure memory for information that must not be falsified or lost. The decentralized design of a computer-controlled switchgear according to the invention allows a switchgear designed in a conventional manner can be replaced with the computer-controlled switchgear in stages.

En föredragen utföringsform av ställverket enligt upp- finningen är angiven i kraven 2 och 3 och avser utformningen av en särskilt lämplig funktionsenhet. En annan föredragen utföringsform av det datorstyrda ställverket är angivet i krav 4. Tack vare denna utföringsform uppnås en betydande förenkling av kontroller med av- seende på ställverksfunktioner med hjälp av särskilda cheokprogram jämte möjlighet till hjälpdrift. Krav 5 hör samman med en utförings- form av uppfinningen, tack vare vilken utföringsform man i första hand uppnår större tillförlitlighet. I stora ställverk kan emeller- tid denna utföringsform också tjäna till att öka datorkapaciteten.A preferred embodiment of the switchgear according to the invention is stated in claims 2 and 3 and relates to the design of a particularly suitable functional unit. Another preferred embodiment of the computer-controlled switchgear is specified in claim 4. Thanks to this embodiment, a significant simplification of controls with regard to switchgear functions is achieved with the aid of special cheok programs as well as the possibility of auxiliary operation. Claim 5 relates to an embodiment of the invention, thanks to which embodiment greater reliability is achieved in the first instance. In large switchgear, however, this embodiment can also serve to increase computer capacity.

Om ett tryckknappmanöverbord utnyttjas vid den 1 krav 6 angivna ut- föringsformen upprättas körvägar genom överföring av data mellan tryckknappmanöverbordet och de enskilda funktionsenheterna, varvid informationen matas till funktionsenheterna i binär form och direkt, således inte vie tryokknappkontakter. Om ställverket skall byggas ut kan orderbanan för en fjärrstyrenhet eller en dispositionsdator anslutas till dataledningen som sammankopplar funktionsenheterna och tryckknappmenöverbordet, såsom är angivet i kraven 7 och 8.If a pushbutton control panel is used in the embodiment specified in claim 6, travel paths are established by transferring data between the pushbutton control panel and the individual function units, the information being fed to the function units in binary form and directly, thus not via pushbutton contacts. If the switchgear is to be expanded, the order path for a remote control unit or a disposition computer can be connected to the data line which connects the function units and the pushbutton menuar, as specified in claims 7 and 8.

En i kraven 9 och 10 angiven utföringsform hör samman med tillför- litlig och säker lavring av information som är kritisk ur s”"e_nets- å synpunkt. ïtter=igere utföringsformer av de datorstyrda ställverket (D t nligt uppfinningen är angivna i kraven ll-15.An embodiment specified in claims 9 and 10 is associated with reliable and secure storage of information which is critical from a point of view. Further embodiments of the computer-controlled switchgear (According to the invention are specified in claims 11). 15.

En utföringsform av det datorstyrda ställverket enligt upp- inningen kommer nu att beskrivas mera i detalj under hänvisning till ifogade ritningar, på vilka fig. l sohematiskt visar utformningen U' H1 , 455 404 3 av ett ställverk enligt uppfinningen och fig. 2 visar utformningen av en funktionsenhet.An embodiment of the computer-controlled switchgear according to the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 sohematically shows the design U 'H1, 455 404 3 of a switchgear according to the invention and Fig. 2 shows the design of a functional unit.

Fig. l visar ett manöverorgan l, ett antal funktionsenheter 2-7, 1 var och en av vilka ingår ett funktionssäkert datorsystem, och ett reläminne 8. Funktionsenheterna är tilldelade enskilda funk- tioner i ställverket. Exempelvis ansvarar funktionsenheten 2 för upprättande av väg, funktionsenheten 5 för kontroll av växlar, funk- tionsenheten 4 för inställning av signaler, funktionsenheten 5 för nedkoppling av väg och funktionsenheten 6 för inställning av nödsig- naler. Funktionsenheten 7 är reserverad för underhállsarbete och hjälpdrift. Alla funktionsenheterna är förbundna med reläminnet 8, via vars reläer elementen i körvägsutrustningen kontrolleras. Tack vare dessa reläer garanteras en säker galvanisk avskiljning från kör- vägsutrustningen och från ljusströmkretsarna i manöverorganet, och om nämnda reläer är làsreläer bildar de ett störningsääkert minne för information som har betydelse för säkerheten och som därför inte får förfalskas eller gå förlorad. Förutom körvägsutrustningselemen- ten (t.ex. 9, 10) som skall kontrolleras kan en datasändare ll för sändning av meddelanden till en fjärrbelägen styrcentral (inte visad), ett organ 12 för att driva övervakningsanordningar, och ytterligare organ 13 för att förevisa eller dokumentera givna data eller styroperationer (t.ex. belysning för manöverbordetßkontroll- panelen) vara förbundna med reläminnet.Fig. 1 shows an actuator 1, a number of functional units 2-7, 1 each of which includes a function-safe computer system, and a relay memory 8. The function units are assigned individual functions in the switchgear. For example, the function unit 2 is responsible for establishing the road, the function unit 5 for controlling gears, the function unit 4 for setting signals, the function unit 5 for switching off the road and the function unit 6 for setting emergency signals. The functional unit 7 is reserved for maintenance work and auxiliary operation. All the functional units are connected to the relay memory 8, via whose relays the elements in the road equipment are controlled. Thanks to these relays, a safe galvanic separation is guaranteed from the road equipment and from the luminous circuits in the actuator, and if said relays are locking relays, they form a fault-proof memory for information which is important for safety and which must therefore not be falsified or lost. In addition to the road equipment elements (eg 9, 10) to be controlled, a data transmitter 11 for transmitting messages to a remote control center (not shown), a means 12 for operating monitoring devices, and further means 13 for displaying or documenting given data or control operations (eg lighting for the control panelßcontrol panel) be connected to the relay memory.

Funktionsenheterna 2-7 är sammankopplade medelst dataled- ningar. De kan styras både från manöverorganet l och, via en första databuss lä, från ett tryckknappmanöverbord 15. En andra databuss 16, till vilken alla funktionsenheterna är anslutna, används för signalering för att ange upptagna spår och bildar en gränsutrust- ning av standardtyp mellan funktionsenheterna och de skilda systemen 38, 39 som anger huruvida spåren är upptagna eller inte. Till data- bussen 14 är också kopplad en mottagare 19 f"r styrorder från en fjärrstyrningscentral (inte visad) resp. en dispositionsdator 20.Function units 2-7 are connected by means of data lines. They can be controlled both from the control means 1 and, via a first data bus 1a, from a pushbutton control table 15. A second data bus 16, to which all the function units are connected, is used for signaling to indicate occupied tracks and forms a standard type border equipment between the function units. and the various systems 38, 39 which indicate whether the tracks are occupied or not. A receiver 19 for control orders from a remote control center (not shown) or a disposition computer 20 is also connected to the data bus 14.

Med h z jälp v det i fig. l visade ställverket kan alla upp- gifter som skal f säkerhet. Härigenom uppnås mycket större tillförlitlighet än vid ett centralstyrt ställverk. Om en av funktionsenheterna blir fel- aktig kan dess uppgift, t.ex. utföras tillfälligt av en annan funk- a l utlöras inom ställverksomradet ske med si~nalteknis 455 404 4 tionsenhet, under förutsättning att ett nödprogram är utformat pà detta sätt. Om varje funktionsenhet är permanent tilldelad en annan funktionsenhet. som utför dess uppgifter om den blir felaktig behöver man inte ansluta alla funktionsenheterna till manöverorganet och till databussarna 14 och 16, utan det är exempelvis tillräckligt att endast ansluta sådana funktionsenheter, för vilka en sådan anslut- ning utgör en förutsättning för att de skall kunna fullborda sina uppgifter. Eftersom två eller flera funktionsenheter kan utföra samma funktion är det möjligt att utnyttja datorsystemen för två eller flera funktionsenheter för samma uppgift i sådana fall där särskilt snabb behandling är viktig. Uppgiften uppdelas därvid bland de en- skilda datorsystemen i enlighet med ställverksdistrikt.With the help of the switchgear shown in Fig. 1, all information that is required can be secured. In this way, much greater reliability is achieved than with a centrally controlled switchgear. If one of the functional units becomes incorrect, its task, e.g. performed temporarily by another function is performed in the switchgear area with signaling unit 455 404 4, provided that an emergency program is designed in this way. If each functional unit is permanently assigned a different functional unit. which performs its tasks if it becomes incorrect, it is not necessary to connect all the functional units to the control unit and to the data buses 14 and 16, but it is sufficient, for example, to only connect such functional units, for which such a connection is a prerequisite for completion. their tasks. Since two or more functional units can perform the same function, it is possible to use the computer systems for two or more functional units for the same task in cases where particularly fast processing is important. The task is then divided among the individual computer systems in accordance with switchgear districts.

Fig. 2 visar en funktionsenhet som är tilldelad en given ställverksfunktion eller en grupp ställverksfunktioner. Den inne- håller två självständiga datorer. Vardera av två processorer 2l, 22 är, förutom att vara tilldelad en ingångsenhet 25, 26, en utgångs- enhet 27, 28 och ett huvudminne 3l, 34, också tilldelad två perma- nentminnen 29, 30, 32, 33, av vilka det ena innehåller ett grund- program (programminnena 29, 32), i vilket funktionen är definierad, medan det andra innehåller geografiska data (de geografiska minnena 30, 33), som visar lägena för tilldelade körvägselement inom ställ- verksomrâdet. Dessutom kan vardera processorn vara ansluten till en rekonstruktionsminnesenhet 35, 36, som kan programmeras med hjälp av byglar, omkopplare ellenproppar och som, då det gäller tillfälliga ändringar i spärgeografin (t.ex. spårombyggnad), kan ersätta en ut- vald del av det geografiska minnet.Fig. 2 shows a function unit assigned to a given switchgear function or a group of switchgear functions. It contains two independent computers. Each of two processors 211, 22 is, in addition to being assigned an input unit 25, 26, an output unit 27, 28 and a main memory 31, 34, also assigned two permanent memories 29, 30, 32, 33, of which it one contains a basic program (program memories 29, 32), in which the function is defined, while the other contains geographical data (the geographical memories 30, 33), which shows the locations of assigned path elements within the switchgear area. In addition, each processor can be connected to a reconstruction memory unit 35, 36, which can be programmed by means of jumpers, switches or plugs and which, in the case of temporary changes in the barge geography (eg track conversion), can replace a selected part of it. geographical memory.

I regel arbetar de båda datorerna i en funktionsenhet asynkront och i överensstämmelse med skilda program. De bearbetar emellertid samma problem och synkroniserar sig själva genom att de utbyter data via en synkroniseringskrets 37 innan de levererar ett resultat. Information som mäste vara helt tillförlitlig (t.ex. då t gäller läsningar) avges endast via reläminnet 8 och lagras där i làsreläer. Dessa reläar manövreras via styrkretsar som tillå er s _ aren för påverkan av reläet har mot- tagits från båda detorerna. Resultat som har samband med säkerheten jämförs således av reläminnet självt och kan inte lagras eller bear- betas ytterligare om de inte har överförts av båda datorerna obe- roende av varandra. Ingàngarna till funktionsenheternas datorer är 455 404 .. 5 anslutna direkt till reläminnet, varför datorerna har tillgång till all information som hör samman med säkerheten. Om så erfordras ansluts ingàngarna dessutom till manöverorganet 1 och till data- bussarna 14 och 16. Förutom detta finns en direktdatalänk 40 mellan ingângarna till och utgàngarna från datorerna hos alla funktionsan- heterna, via vilka data som inte har samband med säkerheten kan ut- bytas. Data som har samband med säkerheten utbyts endast via relä- minnet.As a rule, the two computers in a functional unit work asynchronously and in accordance with different programs. However, they process the same problem and synchronize themselves by exchanging data via a synchronization circuit 37 before delivering a result. Information that must be completely reliable (eg when t applies to readings) is provided only via relay memory 8 and is stored there in locking relays. These relays are operated via control circuits which allow the sensor for influencing the relay to be received from both detectors. Results related to security are thus compared by the relay memory itself and cannot be stored or further processed if they have not been transferred by both computers independently of each other. The inputs to the function units' computers are 455 404 .. 5 connected directly to the relay memory, which is why the computers have access to all information related to security. If required, the inputs are also connected to the actuator 1 and to the data buses 14 and 16. In addition, there is a direct data link 40 between the inputs to and the outputs from the computers of all the functional units, via which data not related to safety can be exchanged. . Data related to safety is only exchanged via the relay memory.

UH' .~ Det enligt uppfinningen angivna datorstyrda ställverket är till stor del uppbyggt i moduler. Alla enheter är inproppbara. I reläminnet kan det aktuella arbetslaget (reläläget) kontrolleras" genom visuell besiktning.UH '. ~ The computer-controlled switchgear specified according to the invention is largely built in modules. All units are plug-in. In the relay memory, the current work team (relay mode) can be checked "by visual inspection.

Claims

455 ﬁ, g gg ”NET 404 Eatgntkrav

Computer-controlled switchgear comprising a control means and a control device, from which elements in associated external equipment are controlled via electromechanical switching means, setting orders being executed only if they are prepared in two processes which are independent of each other, characterized in that the control device is divided into functional units (2-7), which perform individual switchgear functions or groups of switchgear functions, which are necessary to control special groups of side elements, and that each functional unit contains an independent, inherently secure computer system basta- 22), which exchange their results and via a signal-secure end of two computers (21, preferably microcomputers, memory (B) sends them to the side elements only if a comparison made in each computer has indicated that the results are consistent, said signal-technically secure memory (8) being built by electromechanical switching means and can be reached by the functional units date in a reliable manner.

Switchgear according to claim 1, characterized in that all the function units are connected by means of data lines (40), that each computer (21, 22) in a function unit is assigned, an output unit (27, 28) and a main memory (31, 34), also a program memory (29, 32) for storing the work program, in addition to an input unit (25, 26), a geographical memory (30, 33) for determining the positions of the external equipment: elements to be controlled by a correspondent functional unit, and a conversion memory unit (35, 36), and that temporary changes in the asparagus can be programmed into said conversion memory unit.

Switchgear according to claim 2, characterized in that each functional unit contains a synchronizing circuit (37) which synchronizes: the two computers immediately before each output.

Switchgear according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a special functional unit (7) with a computer system which is inherently secure is provided for emergency operations: and for performing maintenance tasks.

Switchgear according to one of Claims 1 to 4, characterized in that functional units for individual QUAUTY 4s 404 'in switchgear functions are multiplied and that the workload can be divided according to geographical switchgear areas.

A switchgear according to any one of claims 1-5, characterized in that it comprises a pushbutton control board (15), which is connected to the computer system of the function units via boundary equipment (14) which is designed for setting orders in coded form.

7. Switchgear according to claim 6, characterized in that a receiver (19) for remote control orders is connected to the boundary device (14) between the pushbutton control panel (15) and the computer system of the function units (27).

Switchgear according to claim 7, characterized in that a disposition computer (20) is further connected to the boundary equipment (14) between the pushbutton control panel (15) and the computer system of the functional units.

Switchgear according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the electromechanical switching means used in the signal-technically secure memory are bistable relays, e.g. laser relays.

Switchgear according to claim 9, characterized in that the computer systems in all the functional units can perform a request to the bistable relays for their positions at any time.

Switchgear according to claim 9 or 10, characterized in that a data transmitter (11) is arranged to deliver messages to a remote control center and that said data transmitter has direct access to the technically secure memory (B).

Switchgear according to one of Claims 1 to 11, characterized in that it comprises a second boundary device (15) for collecting markings on occupied tracks, to which other boundary equipment all means (38, 38) are connected. ) which indicates busy spa: and all functional units that process: busy spa information.

Switchgear according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the computer systems of the functional units can also perform the function or functions of one or more other functional units if required and that for this purpose each indispensable switching means in the signal-technically secure memory (6) can be controlled by at least two different functional units.