DE2362344C3 - Datenübertragungs anlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenübertragungsanlage, bei der mehrere entfernte Stationen über eine Ringübertragungsstrecke mit einer zentralen Steuerstation verbunden sind, die einen Generator für ein Rahmencodesignal hat. mit dem eine kontinuierliche Folge \on getrennten, mehrere Datenworte umfassenden Rahmen erzeugbar ist, wobei jede der entfernten Stationen eine Vielzahl bitcodierter Signale empfängt, diese an eine nachfolgende Station senden kann und mehrere Verbraucher aufweist, die in als Punktmoduln bezeichnete funktioneile Gruppen unterteilt sind, wobei an jeder entfernten Station eine auf die Bits eines jeden Rah~ens ansprechende Rahmenverarbeitungseinrichtung vorgesehen ist.

Aus der DE-AS 21 08 835 ist eine Datenübertragungsanlage bekannt, die eine zentrale Steuerstation und mehrere mit dieser über eine Ringübertragungsleitung verbundene entfernte Stationen aufweist. Von der zentralen Steuerstation werden kontinuierlich aufeinanderfolgende, voneinander jedoch getrennte Signalrahmen ausgesendet, die nacheinander von den einzelnen entfernten Stationen empfangen und an die jeweils nachfolgende entfernte Station wieder ausgesendet werden. Die jeweils letzte entfernte Station in der Ringübertragungsleitung sendet die von ihr empfangenen Signalrahmen wiederum an die zentrale Steuerstation, die diese Signalrahmen empfängt- Die auf diese Weise ausgesendeten und empfangenen Signalrahmen folgen zeitlich unmittelbar aufeinander, wobei der Anfang eines jeden Signalrahmens durch Synchronisationssignale gebildet ist. die zur Synchronisation der Datenübertragung und auch Datenverarbeitung sowohl in der zentralen Steuerstation als auch allen entfernten Stationen dienen. Außerdem weist jeder Signalrahmen verschiedene Abschnitte auf, in denen Steuer- und ι Adresseninformation für die einzelnen entfernten Stationen, von den einzelnen entfernten Stationen abzugebende Daten und auch an die einzelnen entfernten Stationen zu sendende Daten unterzubringen sind. Bei der Übertragung der einzelnen Signalrah-

!Ii men durch die einzelnen entfernten Stationen hindurch wird jeder Signalrahmen von jeder entfernten Station daraufhin untersucht, ob er eine Adressierung für die jeweilige entfernte Station und an einer bestimmten Stelle des Signalrahmens untergebrachte Daten für

i) diese Station enthält. Andererseits kann jede entfernte Station in jedem Signalrahmen an einer bestimmten, durch die jeweilige Adressierung angegebenen Stelle Daten eingeben, die dann über die jeweils nachfolgenden entfernten Stationen unverändert schließlich an die

2(i zentrale Steuerstation gesendet werden. Bei dieser bekannten Datenübertragungsanlage findet daher eine Datenübertragung nach der Art eines echten Zeitmultiplexbetriebs statt, bei dem in jedem einzelnen Signalrahmen alle oder doch zumindest eine Vielzahl

:ϊ der entfernten Stationen mit Daten versorgt oder aber auf Daten von diesen Stationen abgefragt werden. Diese Art der Datenübertragung setzt aber eine Synchronisation aller entfernten Stationen untereinander und auch mit der zentralen Steuerstation voraus, wodurch zur

in Übertragung der Synchronisationssignale Übertragungskapazität verlorengeht und zur Auswertung der Synchronisationssignale erforderliche Schalteinrichtungen vorgesehen sein müssen, die die Datenübertragungsanlage relativ aufwendig machen. Sind außerdem

3; an jeder entfernten Station wiederum mehrere als Punktmoduln bezeichnete Ansprechstellen vorgesehen, die entweder durch von der entfernten Station empfangene Daten zu steuern sind oder aber z. B. ihren jeweiligen Zustand angebende Daten über die jeweilige entfernte Station absenden wollen, so müssen auch diese einzelnen Punktmoduln innerhalb der jeweiligen entfernten Station für sich zu adressieren sein und in dem jeweiligen Signalrahmen e^;ne ausreichende Übertragungskapazität auch für diese einzelnen Punktmoduln vorgesehen werden. Dadurch wird aber eine solche Datenübertragungsanlage noch aufwendiger und die jeweilige Übertragungskapazität bei einem reinen Zeitmultiplexbetrieb noch schlechter ausgenutzt, da für alle entfernten Stationen und für alle ihnen individuell

v> zugeordneten Punktmoduln bestimmte Übertragungs räume innerhalb eines Signalrahmens vorgesehen werden müssen, die jedoch in aller Regel nur während relativ kurzer Betriebszeiten tatsächlich ausgenutzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Datenübertragungsanlage der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß keine Synchronisation der einzelnen Stationen und auch der zentralen Steuerstation über die Übertragungsstrecke erforderlich ist und die jeweils

bo über die Ringübertragungsstrecke zu übertragenden Daten schnellstmöglich und mit möglichst geringem Steuerungsaufwand in den einzelnen entfernten Stationen ihren jeweiligen Bestimmungsort erreichen.

Bei einer Datenübertragungsanlage der eingangs

f,- genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Rahmen durch ein signalfreies Zeitintervall zeitlich beabstandet sind, daß jeder dei Rahmen mindestens drei Datenworte hat, die eir

Anfangsrahmenzustands- und Adressenwort mit Bits für den ursprünglichen Rahmenzustand und nachfolgende Bits für eine bestimmte Stationsadresse, ein zweites, mehrere Bits aufweisendes Datenwort mit Quitiungsbits und darauffolgenden Bits für mehrere Punktmoduladressen zu Auswahl von entfernten Überwachungseinrichtungen an der jeweils adressierten Station und ein drittes, mehrere Bits aufweisendes Datenwort mit mehreren Befehlsbits und Operationsdatenbits zur Ausführung ausgewählter Operationen der Verbraucher innerhalb eines Punktmoduls umfassen.

Bei der neuen Datenübcrtragungsanlagc werden die einzelnen Datenrahmen mit zeitlichem Abstand zueinander asynchron von der zentralen Steuerstalion ausgesendet. Zwischen jeweils benachbarten Datenrahmen liegt also ein signalfreies Zeitintervall, durch das einzelnen Datenrahmen voneinander eindeutig zu trennen sind. Dadurch brauchen keine gesonderten Synchronisationssignale zwischen der zentralen Steuerstation und den entfernten Stationen übertragen und in den einzelnen Stationen für Kodier- und Dekodierzwekke ausgewertet zu werden. Bei der neuen Datenübertragungsanlage besteht jeder Datenrahmen aus mindestens drei aufeinanderfolgenden Datenworten, wobei das erste Datenwort den jeweiligen Zustand des Datenrahmens und eventuell eine Adresse für eine bestimmte entfernte Station angibt, das zweite Datenwort Quittungsbits und Punktmoduladressen zur Auswahl von als Punktmoduln bezeichneten Überwachungseinrichtungen in einer jeweils adressierten bestimmten entfernten Station aufweist, während das dritte Datenwort Befehls- bzw. Operationsbits zur Steuerung der einzelnen Punktmoduln aufweist.

Die ein/einen Datenrahmen werden längs der Ringübertragungsstrecke nacheinander durch alle entfernten Stationen hindurch übertragen, wobei jede entfernte Station jedes ein/eine Bit eines jeden Datenrahmens analysiert. Infolge dieser Analyse der einzelnen Bits der Datenrahmen erhält eine jeweils nachfolgende entfernte Station in der Ringübertragungsstrecke die Bits eines Datenrahmens mit der Verzögerung von einem Bit von der jeweils vorhergehenden entfernten Station. Da das erste Datenwort die Art des jeweils übertragenen Datenrahmens angibt, also z. B. das Kriterium, ob es sich bei diesem Datenrahmen um einen freien, d. h. für alle entfernten Stationen zugänglichen Datenrahmen, einen adressierten, d. h. nur für eine ganz bestimmte entfernte Station bestimmten Datenrahmen oder aber um einen allen Stationen gleichzeitig zugeordneten allgemeinen Datenrahmen handelt, mit dem z. B. von der zentralen Steuerstation aus alle entfernten Stationen gleichartig in bestimmter Weise gesteuert werden, kann jede entfernte Station nach der Analyse bereits des ersten Datenwortes feststellen, ob der jeweilige Datenrahmen von ihr in bestimmter Weise modifiziert an die jeweils nachfolgende entfernte Station oder aber unverändert an diese ausgesendet werden muß.

Der wesentliche Unterschied der bei der neuen Datenübertragungsanlage benutzten Datenrahmen besteht also darin, daß nur jeweils ein einziger Datenrahmen für die gezielte Datenübertragung an nur jeweils eine einzige entfernte Station oder aber zur gezielten Abfrage von Daten von dieser einzigen entfernten Station benutzt wird. Abgesehen von den Datenrahmen, die nur allgemeine und für alle entfernten Stationen gleiche Steuerinformationen enthalten, trägt also jeder einzelne Datenrahmen im wesentlichen nur solche Daten, die einer ganz bestimmten und adressierten entfernten Station individuell zugeordnet sind. Werden z. B. über die Ringübertragungsstrecke sogenannte freie Datenrahmen von der zentralen Station aus ausgesendet, so können zwar alle entfernten Stationen, die z. B. Daten an die zentrale Station zu übertragen haben, sich einen solchen freien Datenrahmen greifen, jedoch wird ein solcher freier Datenrahmen sofort zu einem bestimmten, einer bestimmten Station individuell

ίο zugeordneten Datenrahmen, wenn er einmal von dieser Station ergriffen wurde und /.. B. mit von dieser Station zu übertragenden Daten besetzt wurde. Auf diese Weise kann z. B. die in Übertragungsrichtung von der Steuerstation aus nächstliegcnde entfernte Station, die Daten zu übertragen hat, als erste sich einen sogenannten freien Datenrahmen ergreifen und ihre Daten damit über die anderen entfernten Stationen an die zentrale Stellerstation senden. Dadurch ist aber ein schnellstmöglicher Abruf aller in den einzelnen

2(i entfernten Stationen vorhandenen und an die zentrale Station zu übertragenden Daten möglich, ohne daß wie bei dem echten Zeitmultiplexbetrieb Übertragungskapazität innerhalb der einzelnen Rahmensignale frei und unbesetzt laufend mitübertragen werden muß.

2^r> Nach einem Merkmal der Erfindung ist eine entfernte Station mit einem oder mehreren funktionellen Punktmoduln versehen, mit denen gleichartige Geräte und Ansprecheinrichtungen, wie Einrichtungen zur Überwachung von Schalterstellungen zur Start-Stop-Steuerung u. dgl., mit der Ringübertragungsstrecke unter Steuerung einer Datenrahmenverarbeitungseinrichtung oder Prozeßlogik zu koppeln sind. Die Datenübertragung mit den Punktmoduln wird mit einem die Datenrahmen verarbeitenden logischen

j"> Modul durchgeführt, der mit einer gemeinsamen Strangleitung verbunden ist, wobei die Datenrahmen eine Punktadressengruppe oder -wort haben, die einem ersten Stationsadressenwort folgt. Die Punktmoduln sind entsprechend eines weiteren Merkmals der

ίο Erfindung verdrahtet, um eine Berechtigungsrangfolge bei der Behandlung von Anforderungen der verschiedenen Punktmoduln festzulegen.

Entsprechend eines besonderen Merkmals der Erfindung codieren drei aufeinanderfolgende Anfangsbits des ersten Worts die Rahmen als einen allgemeinen, einer bestimmten oder aber gemeinsamen Stationen zugeordneten Rahmen. Die folgenden Bits geben die Stationsadresse an. Jede entfernte Station kann mit Hilfe der ersten Rahmenart an der Datenübertragung

» teilnehmen. Nur eine adressierte Station kann dieses jedoch mit der zweiten Rahmenart Die dritte Rahmenart überträgt einen allgemeinen Befehl und/ oder Daten an alle entfernten Stationen.

Das zweite Wort weist Anfangs-Stationsquittungsbits zur Bestätigung eines adressierten Rahmens oder zur

Bestätigung des Ausfüllens eines zur Verfugung

stehenden Rahmens mit nachfolgende:? Bits, die die

Punktmoduladresse angeben, auf. Das dritte Wort des Rahmens hat Anfangs-Befehls-

bits, die zur Unterrichtung der Steuerstation für die Ringübertragungsstrecke über einen Fehler benutzt werden, um auf einen geeigneten Rahmen anzusprechen. Das dritte Wort weist auch Zustandsbits zur Erfassung der Betriebszustände einer entfernten Station auf, wie eines Paritätsfehlers, der Ausfall einer örtlichen Speisequelle und einer Anforderung für einen Rahmen. Die Anforderung eines Punktmoduls wird nur durch Betätigung einer Unterbrechereinrichtung durch einen

einen entsprechenden Befehl aufweisenden Rahmen beseitigt. Alle Unterbrechereinrichtungen für die Punktmoduln werden nur bei Empfang eines besonderen Rahmens ausgelöst, der einen Befehl zum Auslösen hat und der von der Steuerstation nur dann erzeugt wird, wenn ein fehlerfreier Rahmen empfangen wird. Der Punktmodul füllt damit einen weiteren erhältlichen Rahmen aus, um eine geeignete Datenübertragung zu bewirken.

Jede entfernte Station hat ein eine Spannung überwachendes System, um diese entfernte Station zu überbrücken, wenn eine örtliche, für die Datenübertragung erforderliche Speisequelle ausfällt. Die entfernten Stationen weisen Überwachungseinrichtungen auf, die das Intervall zwischen den Rahmen prüfen und kontinuierlich Rahmen mit einer einzigen Adresse erzeugen, die die Steuerstation als eine Unterbrechung in der Übertragungsschleife erfaßt.

Die Adressen-Wahleinrichtung und die verschiedenen Verriegelungssteuereinrichtungen sind so ausgebildet, daß die Steuerstation beim Betrieb der Ringübertragungsstrecke auftretende Probleme erkennt und feststellt. Ein sich durch Rauschen od. dgl. ergebender Paritätsfehler kann infolge des im Computer gespeicherten Programms zum Zurückweisen derartiger fehlerhafter Information und zur Wiederholung der mit dem Fehler behafteten Operation führen. Korrigiert sich das System selbst, so wird der Fehler nicht angezeigt. Wiederholt sic'i jedoch der Fehler in einer raschen Folge, so wird die verminderte Betriebsbereitschaft des Systems der Bedienungsperson sofort angezeigt. Tritt jedoch ein dauerhafter Fehler auf, wie z. B. ein Bauteil- oder Versorgungsspannungsfehler, so wird eine das jeweilige Problem angebende Information erzeugt, um entsprechende korrigierende Maßnahmen zu veranlassen.

Jedes der Ringübertragungsstreckensysteme kann außerdem mit einem batteriegespeisten Echtzeit-Taktgeber versehen sein, mit dem die Arbeitsweise des Systems im Falle eines Fehlers in der Spannungsversorgung weitergeführt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein tragbares Bedienungsgerät standardisierter Bauweise für eine Gruppe von Ringübertragungsstrecken des Systems unter Steuerung durch die zugeordnete Steuerstation vorgesehen. Das Bedienungsgerät ist in Reihe mit der ausgewählten Ringübertragungsstrecke in diese einzufügen. Das Bedienungsgerät ha· eine besondere einzige Adresse für die Gruppe von Ringübertragungsstrecken, in der es benutzt werden kann. Das Bedienungsgerät spricht auf eine Gruppe von Punktmoduladressen unter Steuerung durch das gespeicherte Programm in der Steuerstation der Ringübertragungsstrecke an, in die es eingeschaltet ist Die Datenübertragung beginnt entweder infolge von Änderungen an einer entfernten Station oder infolge einer bestimmten Anforderung von der Bedienungsperson am Bedienungsgerät Das Bedienungsgerät weist eine Anzeigeeinrichtung für Betriebszustände und Meßwerte entweder in Form von visuell wahrnehmbaren oder hörbaren Ausgangssignalen auf und ermöglicht die Eingabe von auszusendenden Daten und Parametern durch die Bedienungsperson, die an und von den verschiedenen anderen entfernten Stationen an die Steuerstation gesendet werden sollen, einschließlich von Modifikationen der Arbeitsweise der Steuerstation. Die Bedienungsperson verfügt damit über Mittel zum Anfordern und Anzeigen von überwachten Meßwerten, Alarmschwellen od. dgl.

Die Bedienungsperson kann außerdem Steuerfunktionen, wie Variationen oder Änderungen im Stellwert, das Starten und Stoppen bestimmter Baueinheilen, wie z. B. Motoren und dgl., eingeben. Eine hilfsweise akustische Übertragung ist vorzugsweise ebenfalls unter Steuerung durch die Bedienungsperson mit einem automatischen akustischen Alarmsignal beim Auftreten von Alarmzuständen an irgendeiner bestimmten Station

!0 vorgesehen. Das Bedienungsfeld des Bedienungsgerätes weist Anzeigelampen od. dgl. auf, die drei Schaltzustände, nämlich An, Aus oder Blinken, einschließen können, um eine normale, eine bestätigte unnormale und eine unbestätigte unnormale Bedingung anzugeben. Die Bestätigung wird durch einen Schalter an dem Bedienungsfeld vorgenommen. Numerische Anzeigeeinrichtungen für Daten und/oder Zeiten mit der gleichzeitigen Angabe der jeweiligen Datenart sind ebenfalls vorgesehen.

Von Hand betätigte Adressenschalter sind zum Eingeben von Adressen in das System zum Wählen von bestimmten entfernten Stationen, Punktmoduln und Geräten innerhalb eines Punktmoduls vorgesehen. Funktionsschalter ermöglichen die Eingabe eines numerischen Codes in einen Datenrahmen für besondere Operationen, wie z. B. Anzeige, Parametereingabe od. dgl. Schalter zur Eingabe von Werten sind ebenfalls vorgesehen, um die unmittelbare Eingabe von vierstelliger dezimaler und digitaler Information zu ermöglichen.

Außerdem ist eine Anzeigeeinrichtung der numerischen Anzeigeeinrichtung zugeordnet, um anzugeben, ob die jeweils angezeigte Bedingung oder der Punktmodul sich in einem normalen Betriebszustand oder dem Alarmbetriebszustand befindet.

Das Bedienungsgerät beginnt die Datenübertragung mit der Steuerstation über irgendeinen von drei Bedienungsschaltern, die einen Sende- oder Unterbrechungsschalter umfassen, der einen verfügbaren Rahmen anfordert, der über das Bedienungsgerät durch die Betätigung von Adressen- und Funktionsschaltern aufgefüllt wird. Die Betätigung des Schalters bewirkt, daß in einem verfügbaren Rahmen die Adresse des Bedienungsgerätes eingefügt wird, die an die Steuerstation gesendet wird, die ihrerseits eine folgende Gruppe von Rahmen erzeugt, die die Eingabewerte an den Datenschaltern ablesen. Die Betätigung eines Bestätigungsschalters bewirkt das Umschalten der blinkenden Anzeigelampen in ihren eingeschalteten Zustand und, sofern benutzt, die Abschaltung eines akustischen

so Alarmzeichens.

Zusätzlich weist das Bedienungsgerät eine besondere und dem EIA-Standard RS-232-C entsprechende Buchse und einen internen, wahlweise zu benutzenden Schaltungsmodul innerhalb des Bedienungsgerätes auf, um die Verbindung mit weiteren und diesem Standard entsprechenden Geräten zu ermöglichen. Dieses ist für die Bedienung von besonderen Geräten, wie z. B. Fernschreibern, Diaprojektoren od. dgL erwünscht die als Zusatzgerät zu dem Bedienungsgerät benutzt werden können. Auf diese Weise kann das Bedienungsgerät in der neuen Datenübertragungsanlage als eigentliche Bedienungseinheit benutzt werden, die eine Datenübertragung mit der Steuerstation und den entfernten Stationen aufnimmt und kann als einzelne unterstützende Einheit für jede einzelne einer Vielzahl von Ringübertragungsslrecken benutzt werden, wenn in der Datenübertragungsanlage eine Vielzahl von Ringübertragungsstrecken benutzt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß die neue Datenübertragungsanlage äußerst vielseitig ist und insbesondere für Heizungs-, und Lüftungs- und Klimasysteme oder ähnliche Prozeßsteuerungen benutzt werden kann, bei denen die entfernte Station gewöhnlich ausgewählte, in Wechselbeziehung stehende Geräte hat, die funktionell in bestimmten Typen von Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen in Gruppen zusammengefaßt werden können.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer allgemeinen Datenübertragungsanlage, die eine Vielzahl miteinander verbundener, gleichartiger Ringübertragungsstrecken umfaßt, die mit einem zentralen Computerzentrum als Steuerstation verbunden sind,

F i g. 2 schematisch eine entfernte Station der in F i g. 1 gezeigten Art und ihreGrur.dbauteile,

Fig.3 eine Darstellung der Modulorganisation des Informationsrahmens,

Fig.4 ein Bedienungsgerät mit den verschiedenen Eingabe- und Ausgabe-Elementen zum Betrieb des Bedienungsgerätes,

F i g. 5 einen Punktmodul zur Überwachung und Steuerungeines Motorsund

Fig.6 eine einen Informationsrahmen erzeugende und verarbeitende Einheit.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Datenübertragungsanlage ist ein Hauptcomputerzentrum 1 vorgesehen, das eine Computereinheit 2 aufweist und wahlweise im Zeitmultiplex mit einer Vielzahl von Ringübertragungsstrecken 3,4 und 5, wie auch mit anderen Peripheriegeräten, z. B. einem Fernschreiber 6 od. dgl., verbunden werden kann. Das Computerzentrum 1 steuert auf diese Weise durch ein geeignetes Folge- oder Abtastsystem a eine Vielzahl von unterschiedlichen Geräten und Systemen. Jede der entfernten Ringübertragungsstrekken 3 bis 5 ist für sich als abgeschlossene Übertragungsschleife ausgebildet, wobei die Übertragungsschleife 3 als Blockschaltbild im einzelnen dargestellt ist. Die Übertragungsschleife 3 weist eine zentrale Steuerstation 7 auf, die eine programmierte Arbeitsweise einer Vielzahl von gleichen entfernten Stationen 8 wie auch einem besonders ausgebildeten entfernten Bedienungsgerät 9 bewirkt, die alle mit der Steuerstation 7 in einer Ringübertragungsstrecke mit Hilfe eines gemeinsamen Übertragungskabeis 10 miteinander verbunden sind. Die Steuerstation 7 weist einen Computer TA mit einem gespeicherten Programm auf, der Folgen von intern gespeicherten Befehlen durchführen kann und insbesondere die Modifizierung dieser gespeicherten Befehle vornehmen kann, wie dieses durch die Befehle und die Schaltungsprogrammierung vorgegeben ist. Der Computer TA kann außerdem mit geeigneten Eingangs- und Ausgangsverbindungen versehen sein, um von Hand die Arbeitsweise steuern zu können, oder er kann mit dem zentralen Computer 2 verbunden sein, um mit diesem zu verkehren. Die Computer und entsprechende Signal-Verarbeitungseinrichtungen können als Hardware irgendwelche bekannten Geräte sein, die in der multiplexen und binären Signalverarbeitung zur Verfugung stehen, so daß die Darstellung und Beschreibung bestimmter Schaltungseinzelheiten und von Bauelementen die vorliegende Beschreibung nur unnötig komplizieren wurden, hier also weggelassen sind

Die Steuerstation 7 weist eine Einrichtung zum seriellen Senden von zeitlich beabstandeten Informations- oder Datenrahmen 11 und 12 über das Kabel 10 auf, von denen jeder in eine Folge von binären Signalbits unterteilt ist, die durch die herkömmlichen Symbole als logische 0 oder 1 bezeichnet sind, um damit eine Datenübertragung zwischen der Steuerstation 7 und den verschiedenen entfernten Stationen 8 und 9 vernehmen zu können. Ein bevorzugter Aufbau eines Informations- oder Datenrahmens 11 oder 12 wird im einzelnen später in Verbindung mit Fig.3 noch erläutert, wobei jedoch jeder Rahmen eine wahlweise Kopplung zu jeder der entfernten Stationen 8 bis 9 zur Informations- und Datenübertragung zu oder von diesen Stationen und der Steuerstation 7 vornimmt. Die Steuerstation 7 ist daher die Erzeugungsstelle eines jeden Rahmens und der endgültige Bestimmungsort eines jeden Rahmens und wertet automatisch jede Information aus, die von einer entfernten Station empfangen wird, und prüft auch, daß jeder Informationsrahmen ein geeignetes Ansprechen veranlaßt hat und steuert schließlich die Bereitschaltung einer eingeschalteten entfernten Station für eine nachfolgende Übertragung. Um außerdem eine Datenübertragung zwischen den verschiedenen Stationen vorzusehen, kann eine visuelle oder andere, mit den menschlichen Sinnen wahrnehmbare Übertragung zwischen den Stationen oder von den Stationen zur Steuerstelle durch Benutzung geeigneter Interfaceeinrichtungen, wie z. B. einem Fernschreiber, an der Steuerstation und/oder einer oder mehrerer der entfernten Stationen 8 bis 9 vorgesehen werden.

Obwohl jedes Zweidrahtsystem zum Übertragen der Daten ir; serieller Form zwischen den einzelnen Stationen und Einrichtungen benutzt werden kann, ist ein z. B. in F i g. 6 gezeigtes Koaxialkabel 10 besonders geeignet, um die gewünschte Übertragungsgeschwindigkeit über die gewünschten Übertragungswege zu erreichen, die für Heizungs-, Lüftungs- und Klimasvsteme erforderlich sind. 1 bis 31 Stationen können voneinander durch Entfernungen von ca. 600 ni voneinander getrennt sein, ohne daß Wiederholverstärker benutzt werden müssen.

Jede Vielzahl von Bits oder Positionen, die einen Datenrahmen 11 angeben, wird als eine Folge von unmittelbar nebeneinanderliegenden, einander gleichen zeitlichen Intervallen übertragen, wobei jeder der Rahmen durch ein merkbares signalfreies Zeitintervall vom anderen getrennt ist, wie dieses schematisch in F i g. 1 durch den gezeigten Abstand zwischen den Rahmen 11 und 12 dargestellt ist. Die Rahmen werden asynchron von der Steuerstation 7 entsprechend des gespeicherten Programms erzeugt, jedoch unter allen Umständen mit einer minimalen Geschwindigkeit, so daß der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen ein gewähltes maximales Intervall ist.

Die Datenrahmen 11 und 12 werden auf diese Weise über das Kabel 10 an die erste entfernte Station 8 gesendet, die die Bits seriell analysiert und durch die entfernte Station hindurch an die nächstfolgende entfernte Station sendet

Jede der entfernten Stationen ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform im allgemeinen in der in F i g. 2 gezeigten Weise aufgebaut Die entfernte Station 8 weist eine den Datenrahmen verarbeitende logische Schaltung 13 auf, die einen Eingangsanschluß 14 hat, der mit dem Kabel 10 zum Empfang der Rahmenbits verbunden ist Die logische Schaltung 13 analysiert jedes Bit und sendet es entweder modifiziert oder nichtmodifiziert, je nach dem Zustand des Bits und seiner Beziehung zum Gesamtprogramm, aus. In dem Schlei-

fensystem wird jeder Datenrahmen gleichzeitig von jeder der entfernten Stationen vfarbeitet, mit einem Bit Verzögerung pro Station, wobei jede Station selbstverständlich ein "Tideres Bit des gesamten Datenrahmens verarbeitet oder analysiert.

Auf diese Weise wird das analysierte Bit über einen Ausgang 15 ausgesendet, um an die nächstfolgende entfernte Station übertragen zu werden. Die logische Schaltung 13 stellt bei der Verarbeitung eines Iiiformationsrahmens fest, ob dieser für diese Station bestimmt ist oder in anderer Weise für die Station verfügbar ist, und bewirkt, falls erforderlich, die erforderlichen Funktionen innerhalb der Station.

Jede entfernte Station 8 weist außerdem eine Vielzahl von funktioneilen Punktmoduln oder Geräten 16 bis 18 auf, die allgemein durch die mit »PM« bezeichneten Blöcke in F i g. 2 gezeigt sind, sowie einen besonderen Modul 16/4. der einen Fernschreiber 16S steuert. Die drei Punktmoduln 16 bis 18 sind, wie schematisch dargestellt, mit einer gemeinsamen Schienenleitung und der logischen Schaltung 13 über eine gemeinsame Eingangsschiene 19 und eine gemeinsame Rückleitungsschiene 20 verbunden. Die entsprechend geeigneten Rahmensignale werden gleichzeitig an jeden der Moduln gegeben, von denen einer aktiviert wird und die Rückinformation auf der gemeinsamen Rücklaufschiene 20 an die logische Schaltung 13 gibt, damit diese in den Datenrahmen 11 aufgenommen wird.

Die Punktmoduln können die Kopplung zwischen funktionell gleicnartigen Geräten mit der Übertragungsschleife übernehmen. So kann z. B. der Punktmodul 16 die Verbindung und Anpassung zwischen einem Schallerfühler 21. der in seinem eingeschalteten Zustand den Schaltzustand von einem oder mehreren Kontaktsätzen überwacht, vornehmen und die jeweilige Information an die Steuerstation 7 geben. Der Punktinodul 17 ist als Verbindungsglied zu einem geeigneten Steuerglied 22 vorgesehen, das z. B. die automatische Steuerung für ein Stellglied sein kann. Der dritte Modul 18 ist als Start-Stop-Steuerung mit der Betriebszustandserfassung gezeigt, die eine Einrichtung /ur Steuerung des Stoppens und Startens eines Motors, wie auch zur Erzeugung eines den Betriebszustand des Motors angebenden Rückkopplungssignals sein kann. Ein besonders betriebszuverlässiger Motor-Steuerungsmodul ist in F i g. 5 gezeigt. Weitere typische Steuerungen, die in Heizungs-, L.üftungs- und Klimaanlagen vorgesehen sind, umfassen einen Analogsignal-Wahlmodul oder einen Analog-Digital-Umsetzer-Modul und Interface-Einrichtungen für Peripherie-Geräte, die dem EIA-Standard BS-232-C zur Verbindung von Peripheriegeräten, wie z. B. dem Fernschreiber 16ß zur Datenübertragung zwischen örtlichen entfernten Stationen mit der Steuerstation, genügen. Die den Moduln zugeordneten Geräte sind derart, daß in einigen Fällen von den Datenrahmen 11 oder 12 Informationen erhalten werden können, die einen Befehl für den Punktmodul darstellen, eine bestimmte Operation in Übereinstimmung mit ausgewählten Daten, die an den Modul gesendet werden, zu beenden oder durchzuführen oder aber Information zurück an die Steuerstation 7 zu senden. Da außerdem mehr als einer der Punktmoduln 16 bis 18 einen Rahmen anfordern kann und daher ein Steuersignal auf der gemeinsamen Schienenleitung 20 erzeugt, haben die Punktmoduln 16 bis 18 eine Verriegelungsleitung 23a. um eine kontinuierliche physikalische Durchschaltung der elektrischen Verbindungen zwischen den Punktmoduln und der gemeinsamen Schienenleitung und damit eine Rang/olgensteuerung zu bewirken.

Zusätzlich weist jede entfernte Station 8 eine Speisequelle und eine Überwachungseinrichtung 24 auf, die mit den verschiedenen Punktmoduln 16 bis 18, der logischen Schaltung und den arbeitenden Verbrauchern oder Hardware-Einrichtungen 21 bis 23 gekoppelt ist, um eine kontinuierliche Überwachung der verschiedenen Speisequellen zu bewirken. Einige der Speisequellen, wie z. B. die für die logische Schaltung 13, sind wesentlich für die Schleifenübertragung, während andere im Hinblick auf die Übertragung nicht wesentlich sind, sondern nur zur Arbeitsweise des bestimmten Punktmoduls, Geräts od. dgl. erforderlich sind. Der Ausfall von einer oder mehr der nichtwesentlichen Spannungen wird von der Überwachungseinrichtung festgestellt und über eine Leitung 24A an einen Datenrahmen 51 gegeben, um damit die Steuerstation 7 von dem Fehler zu informieren, wie dieses später im einzelnen noch beschrieben wird. Der Ausfall einer wesentlichen Spannung für die Schleifenübertragung betätigt automatisch eine Schaltereinrichtung 25. die die entfernte Station abschaltet und überbrückt. Wie schematisch dargestellt ist. ist z. B. die Überwachungseinrichtung 24 mit einem Relais 25 für diesen Schalter verbunden. Das Re,uis hat ein Paar von Kontakten 25-1, die den Eingang 14 mit dem Ausgang 15 unmittelbar verbinden und damit die entfernte Station 8 überbrükken. Wird ein entsprechender Fehler der Speisespan-

JO nungen beseitigt, so schaltet das Relais 25 automatisch die entfernte Station 8 wieder an die Übertragungsschleife. Ein Schalter 26 in jeder entfernten Station 8 ist für eine von Hand vornehmbare Abschaltung des Schlcifenkabels 51 von der logischen Schaltung der

S5 Station und zum Wiederanschluß des Schleifenkabels hinter der Station vorgesehen. Damit kann eine Prüfung und Wartung an der entfernten Station 8 vorgenommen werden, ohne daß dabei die normale Arbeitsweise der übrigen Übertragungsschleife gestört wird.

Zusätzlich weist jede entfernte Station 8 einen Generator 27 auf, der mit der logischen Schaltung 13 verbunden ist und auf einen eine Schleifenunterbrcchung an der Eingangsseite angebende Bedingung anspricht, um ein Ausgangssignal über die logische Schaltung an die Steuerstation 7 abzugeben, die damit informiert wird, daß die Leitungsunterbrechung unmittelbar vor der jeweiligen Station 8 aufgetreten ist. Die Einrichtung zur Feststellung einer Schleifenunterbrechung ist der Generator 27 für den Datenrahmen, der

5C eine einzige Adresse der jeweiligen entfernter Station 8 enthält. Der Generator 27 weist eine Eingangszeitschaltung 28 auf. die über die logische Schaltung 13 verbunden ist, um kontinuierlich das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Datenrahmen 11 und 12 zu überwachen. Überschreitet das Intervall das zulässige maximale Intervall, so wird der Generator 27 betätigt, um die entsprechende Adresse enthaltende Datenrahmen zu erzeugen. Innerhalb einer sehr kurzen Zeit erzeugt damit nur die entfernte Station 8, die infolge

κι einer unterbrochenen Schleife keine Datenrahmen mehr empfangen hat, selbst solche Datenrahmen. Die Steuerstation kann durch den aufeinanderfolgenden Empfang der Adresse der jeweiligen Station diese Station sofort identifizieren und ein entsprechendes

(" Ausgangssignal abgeben. Der Generator 27 kann außerdem einen von Hand untcrbrechbaren Schalter 29 haben, um diese Arbeitsweise mit einer langsameren Datenrahmcnfolge du ich zuführen.

In F i g. 3 ist ein einzelner Datenrahmen in Form eines Modulblocks dargestellt. Der gesamte Rahmen 11 besteht aus 36 unmittelbar aufeinanderfolgenden Bits, die in vier Grundworte unterteilt sind, von dem jedes 9 Bits aufweist, die mit Ziffern als Bit 0 bis 8 bezeichnet sind. Jede Bit-Stelle in jedem Wort ist ein digitales binäres logisches Signal, das entweder durch einen hohen oder niedrigen Spannungspegel entsprechend der üblichen logischen binären Signalgabe angegeben und als logische 0 oder 1 bezeichnet ist Die logischen to Signale werden nacheinander in der beschriebenen Weise gesendet, wobei das O-Bit des ersten Worts 30, wie in F i g. 3 gezeigt, durch das System gesendet wird, wonach ihm das Bit 1 unmittelbar folgt.

Das erste Wort 30 gibt den Rahmentyp und die Schleifenadressencodierung an, was eine Zuordnung und Verfügbarkeit des zugehörigen Rahmens zu den entfernten Stationen 8 bis 9 ermöglicht.

Ist der Datenrahmen 11 der entfernten Station 8 zugeordnet, so erkennt die logische Schaltung 13 die Adresseninformation und aktiviert die entsprechende Station zur Modifizierung der Information oder Datenbits. Ist der Rahmen nicht für die entsprechende Station adressiert, so werden die verschiedenen, nacheinander empfangenen Bits lediglich an die nächste Station erneut ausgesendet, ohne daß sie modifiziert werden.

Jeder der Informationsrahmen 11 und 12 kann einer von drei Typen sein, die als 0-Rahmen, als zugesprochener Rahmen oder als verfügbarer Rahmen bezeichnet sind. Die Art des Rahmens wird-gewöhnlich von den ersten drei Bits 31, 32, 33 des ersten Worts 30 angegeben. Ein 0-Rahmen hat in allen drei Bits 31, 32 und 33 des Worts 30 und über den gesamten Rahmen eine 0 und wird gewöhnlich ausgesendet, um einen Informationszufluß von der Schleife zu verhindern. Ein zugesprochener Rahmen weist eine besondere Adresse in einer Vielzahl von Adressenbits 34 mit einem besonderen Steuerbefehl auf. Die logische Schaltung 13 erkennt jede Adresse und aktiviert die Station 8. Ein zugesprochener Rahmen ist daher einer bestimmten entfernten Station 8 und ihrem Punktmodul 16 bis 18 zugeteilt und enthält einen bestimmten Operationsbefehl für diese Module.

Verfügbare Datenrahmen zirkulieren durch die Übertragungsschleife und stehen einer entfernten Station 8 zur Verfügung, die das Aussenden von Information an die zentrale Steuerstation 7 wünscht. Solche verfügbaren Rahmen können allgemein verfügbar sein und von einer ersten entfernten Station so ausgewählt werden, die sich in einem Anforderungs-Betriebszustand befindet. Andererseits kann ein besonderer oder zugeteilter verfügbarer Rahmen von der Steuerstation 7 erzeugt werden, der dann auf den Empfang von Informationen nur von dieser besonderen entfernten Station beschränkt ist, die in dem ersten Wort adressiert ist. Damit kann die Steuerstation 7 eine Berechtigungs-Rangfolge bewirken, wenn es erforderlich ist. Ein solcher letzterer Datenrahmen wird natürlich Information von jedem Punktmodul 16 bis 18 innerhalb der entfernten Station 8 annehmen, die adressiert wurde. Ein allgemein verfügbarer Rahmen hat als Bit 31 eine logische 1.

Zirkuliert ein solcher Rahmen 11 in der Übertragungssehleife zwischen verschiedenen Stationen, so hs wird jedes Bit nacheinander von der jeweiligen entfernten Station analysiert und die erste entfernte Station, die eine Anforderung oder ein Unterbrechungssignal aufweist, ändert das erste Bit 31 in eine logische 0 und füllt außerdem den Rest des Rahmens mit der gewünschten Information. Die Umwandlung des ersten Bits 31 in eine logische 0 entfernt das allgemein verfügbare Kennzeichen aus dem Rahmen und macht diesen damit unverfügbar für die verbleibenden entfernten Stationen.

Wurde ein verfügbarer Rahmen durch die Steuerstelle auf eine bestimmte entfernte Station beschränkt, so bleibt eine logische 0 im Bit 31, während das zweite Bit 32 eine logische 1 trägt. Das dritte bis siebte Bit 34 des ersten Worts 30 bilden die Adresse einer bestimmten entfernten Station, wenn der Rahmen einer Station zugesprochen wurde.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind fünf Bits, nämlich 3 bis 7 für die Adressierung der verschiedenen entfernten Stationen 8 bis 9 sowohl in einem zugesprochenen als auch in einem zugeteilten verfügbaren Rahmen 11 vorgesehen, wobei die Datenübertragungsanlage so ausgelegt ist, daß sie 31 entfernte Stationen 8 und ein Bedienungsgerät 9 umfassen kann.

Ein zugeteilter verfügbarer Rahmen kann nur von einer bezeichneten entfernten Station 8 angenommen werden, indem diese eine an die Steuerstation 7 auszusendende Information in diesen einfügt. Das zweite Bit 33 des ersten Worts 30 ist ein »Allgemein«- Bit, das gleichzeitig alle entfernten Stationen 8 aktiviert. Dieses wird erreicht, indem eine logische 0 in den ersten zwei Stellen und eine logische 1 in dem dritten oder »Allgemein«-Bit 33 vorgesehen wird. Das vierte bis achte Bit muß eine logische 0 sein, damit die entfernte Station antworten kann. Schließlich weist das erste Wort 30 ein Schluß-Paritätsbit 35 auf, das die Integrität und geeignete Aussendung des ersten Informationsworts 30 sicherstellt.

Das zweite Wort 36 des Rahmens 11 weist ein Paar von Quittungsbits 37 und 38 auf, die für ein aufeinanderfolgendes Aussenden und Wiederaussenden im unmittelbaren Anschluß an das Paritätsbit 35 erzeugt werden. Das erste Quittungsbit 37 des zweiten Worts 36 wird von der entfernten Station 8 in eine logische 1 geändert, wenn von der entfernten Station ihre Adresse in den Bits 34 festgestellt wird und die entfernte Station 8 antwortbereit ist.

Das zweite Quittungsbit 38 wird in eine logische 1 von den entfernten Stationen 8 bis 9 geändert, die einen Datenrahmen II oder 12 ausfüllen, der als verfügbarer Rahmen umläuft. Das zweite Wort 36 weist dann sechs aufeinanderfolgende Adressenbits 39 und ein Schlußparitätsbit 40 auf. Die Bits 39 geben die Adresse für irgendeinen der Punktmoduln 16 bis 18, die der entfernten Station 8 zugeordnet sind, an und bewirken damit eine codierte Verriegelung zur Aktivierung eines bestimmten Punktmoduls. Das nächste Wort 41 weist eine Vielzahl von Befehlsbits 42 im Anfangsteil des Wortes auf.

Erkennen die adressierten Punktmoduln 16 bis 18 nicht ihre Adresse oder reagieren entsprechend, so wird kein Quittungssignal erzeugt.

Ist dieses nicht der Fall, so werden die Befehlsbits 42 des Worts 41 kontinuierlich als logische 0 ausgesendet. Die Steuerstation 7 erkennt beim Empfang eines solchen zugesprochenen Rahmens, daß alle Befchlsbits eine logische 0 haben als Fehler des adressierten Punktmoduls, der auf den Rahmen 11 ansprechen sollte. Die Stcuerstation 7 kann dann einen neuen Datenrahmen mit einem geeigneten Befehl zurücksenden oder irgendein erforderliches Ausgangssignal abgeben. Bei

dem gezeigten Ausführuiigsbeispiel weist das dritte Wort 41 vier Anfangsbits 42 zur Einfügung des gewünschten Befehls für den bestimmten Punktmodul auf, die damit die bestimmte Operations- und Funktionsart codieren, die von dem jeweiligen Punktmodul ausgeführt werden soll.

Die logische Schaltung 13 gibt vier Kommandobits über die Schiene 19 an alle Punktmodule 16 bis 18, wobei jedoch nur der aktivierte Punktmodul auf diesen codierten Befehl ansprechen kann und den Modul in die gewünschte Betriebsweise versetzen kann.

Ein Befehls-Paritätsbit 43 folgt unmittelbar den Bits 42 und muß den Datenrahmen in geeigneter Weise prüfen, bevor das Befehlssignal an den adressierten Modul gesendet wird.

Das dritte Wort des Datenrahmens 11 weist schließlich in seiner Folge drei Zustandsbits 44, 45 und 46 und ein Schluß-Paritätsbit 47 auf.

Die Zustandsbits 44 bis 46 werden aktiviert odes von einer entfernten Station 8 eingefüllt, um die Sendestation 7 von den gewählten Betriebszuständen der Station in Kenntnis zu setzen. Das Bit 44 ist einem erfaßten Paritätsfehler bei der Behandlung eines Datenrahmens zugeordnet. Die Erfassung irgendeines der zuvor ' erwähnten Paritätsfehler verhindert die Aktivierung eines Punktmoduls zur Durchführung der befohlenen Betriebsweise, wie diese durch die Befehlsbits 42 angegeben wurde. In diesem Zustand befindet sich die entfernte Station 8 in einem lialbaktiven Zustand und sie füllt nur die Zustandsbits 44, 45 und 46 in den Datenrahmen ein und gibt damit der Steuerstation 7 ihren jeweiligen Betriebszustand an.

Das zweite Zustandsbit 45 ist einem Fehler in der Spannungsversorgung der aktivierten entfernten Station 8 zugeordnet. Wie bereits in Verbindung mit F i g. 2 erwähnt wurde, werden alle Speisespannungen kontinuierlich von der Überwachungseinrichtung 24 überwacht. Ist eine Speisespannung für die Funktionsweise der entfernten Station auf die Übertragungsschleife nicht wichtig, jedoch wichtig für die Betriebsweise des Punktmoduls, so wird das Bit 45 eine logische 1, um diese Information über einen Fehler an die Steuersiation 7 zu geben. Ist die Speisespannung wichtig für die Betriebsweise der entfernten Station im Hinblick auf die Übertragungsschleife, so schaltet die in F i g. 2 gezeigte Schalteranordnung die entfernte Station ab, um eine weitere Betriebsweise der Übertragungsschleife zu ermöglichen.

Das letzte Zustands-Bit 46 wird von der entfernten Station 8 zur Angabe benutzt, daß eine Schleifenunterbrechung aufgetreten ist und daß ein Datenrahmen erforderlich ist, um Daten an die Steuerstation 7 zu senden. Diese Information wird von der Steuerstation 7 empfangen und dementsprechend festgestellt, daß eine nichtbestätigte Schleifenunterbrechung an einer entfernten Station aufgetreten ist, die einen verfügbaren Rahmen oder einen Endbestätigungsrahmen zur Klärung der Schleifenunterbrechung benötigt. Auf diese Weise kann, wenn immer eine entfernte Station 8 entweder von der Steuerstation 7 oder durch eine eigene Anforderung zum Aussenden einer Information aktiviert ist, der Unterbrechungszustand nur durch den Empfang eines von der Steuerstation 7 zugesprochenen Datenrahmens mit einem geeigneten Klärungsbefehl im Befehlsteil 42 aufgeklärt werden. Dieses ist zur Sicherung gegen Informationsverluste wichtig. Tritt ein Fehler in Form eines Paritätsfehlers, ein Bit-Verlust od. del. auf. so erkennt die Steuerstation 7 diesen Zustand und sendet erneut einen Datenrahmen für ein anschließendes Ausfüllen aus. Wird jedoch ein ausgefüllter verfügbarer Rahmen von der Steuerstation 7 nicht fehlerfrei empfangen und durften die Punktmoduln 16 bis 18, die diesen Datenrahmen ausgefüllt hatten, ihre Unterbrechung beseitigen, ist ein Informationsverlust möglich. Die Steuerstation 7 steuert daher das Löschen oder Rücksetzen der Unterbrechung und bewirkt dieses nur dann, wenn ein ausgefüllter verfügbarer Rahmen fehlerfrei empfangen wurde. Wurde er nicht so empfangen, so ignoriert die Steuerstation 7 einfach den fehlerhaft ausgefüllten oder mit Fehlern behafteten Datenrahmen, und die Punktmoduln 16 bis 18 erhalten anschließend einen weiteren verfügbaren Rahmen und füllen diesen aus und setzen dieses so lange fort, bis dieses durch einen zugesprochenen Rahmen bestätigt wurde.

Das achte oder Schluß-Bit 47 des Worts 41 ist ein Paritäts-Bit, das die Integrität der Informationsanordnung sicherstellen soll.

Das Schlußwort 48 weist acht Datenbits 49 auf, die von einem Schluß-Paritäts-Bit 50 gefolgt sind. Das letzte Wort 48 wird also auch zum Senden von Daten an die aktivierten Punktmoduln 16 bis 18 benutzt, um einen bestimmten Punkt oder Geräteteil auszuwählen und/ oder von diesem Information entsprechend des befohlenen Zustands zu empfangen, der an einen Punktmodul 16 bis 18 ausgesendet wurde. Ein aktivierter Punktmodul kann auf diese Weise logische Schaltungen aufweisen, die von der Adressierung des Punktmoduls aktiviert sind und den Betriebszustand prüfen, um im weiteren nur einen der verschiedenen Punkte innerhalb einer Einheit 21 bis 23 zu aktvieren.

Der Datenrahmen 11 wird auf diese Weise Bit für Bit in der logischen Schaltung 13 verarbeitet und, sofern beabsichtigt, auch von einem Punktmodul 16 bis 18 und den zugeordneten Hardware-Geräten 21 bis 23. Die Bits werden dann erneut in modifizierter oder nichtmodifizierter Form in einer Weise wieder ausgesendet, die ein zuverlässiges Lesen, Auswerten und Analysieren durch die Steuerstation 7 sicherstellen. Die mehrfache Paritätsprüfung, durch die eine entfernte Station 8 nur aktiviert werden kann und auch nur ihre internen Baueinheiten bei einer geeigneten Parität aktivieren kann, um eine befohlene Operation durchzuführen, bildet ein Mittel zur Sicherstellung einer richtigen Datenübertragung. Die Paritätsprüfungen in Verbindung mit positiven Quittungen oder Bestätigungen, Prüfungen auf Versorgungsspannungsfehler und Zu-Standsprüfungen bilden eine Kombination, durch die die Steuerstation 7 im wesentlichen sofort vom Auftreten eines Problems in der Übertragungsschleife der Datenübertragungsanlage informiert wird. Hat der Fehler nur augenblicklichen Charakter, wie ein Paritätsfehler, so kann das in der Steuerstation gespeicherte Programm in einfacher Weise so eingestellt sein, daß eine fehlerbehaftete Information zurückgewiesen und die jeweilige Operation wiederholt wird, um den Fehler zu berichtigen. Erreicht die Wiederholung des auftretenden Problems einen merkbaren Pegel, so wird die Arbeitsweise der Übertragungsanlage schlechter und dieser Umstand für die Bedienungsperson offensichtlich. Hat der Fehler keinen augenblicklichen Charakter, ist er also nicht selbstkorrigierend, sondern von einem mehr dauerhaften Charakter, wie z. B. ein Bauelement- oder ein Versorgungsspannungsfehler, so wird ein positives Signal erzeugt, das der Bedienungsperson das Problem angibt, so daß eine geeignete Handlung vorgenommen

werden kann.

Auf diese Weise bewirkt die Datenübertragungsanlage eine vollständige, asynchrone digitale Datenübertragung, die noch erweitert oder aber eingeengt werden kann, um den verschiedenen Anwendungserfordernissen gerecht zu werden. Der getrennte, ein gitspeichertes Programm aufweisende Computer in jeder Steuerstation ist dadurch besonders vorteilhaft, daß das Programm durch die internen Befehle des gespeicherten Programms modifiziert werden kann, und damit leicht einer Software-Programmierung angepaßt werden kann. Außerdem können die verschiedenen entfernten Stationen mit den anderen über die Steuerstation 7 verkehren. So kann z. B. der Fernschreiber 16ß Information für die Steuerstation empfangen und aussenden. Der Fernschreiber 16fl kann daher Befehle erhalten, die die Arbeitsweise der Steuerstelle modifizieren. Die Möglichkeit des Aussendens und Empfangens codierter Information erlaubt außerdem die Datenübertragung zwischen Fernschreibern 16B od. dgl. an unterschiedlichen entfernten Stationen 8, wie dieses z.B. in Fig.] gezeigt ist. Die verschiedenen Punktmoduln und zugeordneten Geräte können wahlweise im jeweils vorteilhaftesten Aufbau angeordnet werden, wobei die erforderliche Information während des Betriebs der Datenübertragungsanlage in Gruppen zusammengefaßt und gesammelt wird. Die kontinuierliche Überwachung der Datenübertragung und der Betriebsintegrität der Datenübertragungsanlage mit eingebauten Einrichtungen zur Diagnose der Schaltungen und Identifizierung von Anlagenfehlern ist besonders vorteilhaft, wenn an entfernten Stationen vorhandene Hardware gesteuert werden soll.

Bei einer Datenübertragungsanlage mit einer geschlossenen Schleife kann eine Schleifenunterbrechung auftreten und es ist wichtig, den Ort dieser Schleifenunterbrechnung, an dem der Fehler auftritt, festzustellen.

Entsprechend dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede entfernte Station 8 in gleicher Weise mit einem Generator 27 für den Datenrahmen aufgebaut, mit dem eine Folge von Datenrahmen in zeitlich verzögerter Folge erzeugt werden kann.

Zum Beispiel beim Betrieb einer in einer normalen Übertragungsschleife arbeitenden Anlage kann die Steuerstation 7 Informations-Bits mit einer Geschwindigkeit von 500 000 pro Sekunde erzeugen. Die 36 Bit enthaltenden Datenrahmen 11 und 12 werden daher in einer zeitlichen Folge mit dieser Geschwindigkeit mit datenlosen Zwischenräumen zwischen aufeinanderfolgenden Rahmen von mindestens 10 Mikrosekunden erzeugt. Die minimale Gesamtgeschwindigkeit für die Erzeugung von Datenrahmen wird jedoch bei einer typischen Anwendung niemals geringer als mehrere tausend Datenrahmen pro Sekunde sein. Die Datenrahmen 11 und 12 werden daher bei einer geeigneten Betriebsweise von einem Zeitintervall getrennt sein, das z. B. 200 bis 500 Millisekunden nicht überschreitet. Jede entfernte Station 8 bis 9 sollte daher aufeinanderfolgende Datenrahmen ohne eine Verzögerung oder Unterbrechung empfangen, die 500 Millisekunden überschreitet. Der besondere Datenrahmengenerator 27, der seine eigene Adresse enthält, überwacht kontinuierlich die Zeitverzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Datenrahmen. Überschreitet das Zeitintervall einen gewählten Pegel, wie z. B. 500 Millisekunden, was angibt, daß aufeinanderfolgende Datenrahmen nicht in der normalen Weise empfangen werden, so beginnt der Generator 27 wiederholt Rahmen zu erzeugen, die seine eigene Adresse tragen. Bei einer praktischen Anwendung können z. B. 7700 Rahmen pro Sekunde erzeugt werden, wobei der Generator diese Rahmen weiterhin erzeugt, bis ein Eingangssignal von seinem Empfänger mit Hilfe einer geeigneten logiseben Schaltung erfaßt wird. Jeder dieser einen Fehler angebenden Rahmen wird an alle nachfolgenden entfernten Stationen gesendet. Es wird angenommen, daß eine Schleifenunterbrechung am Punkt 51 zwischen der ersten und zweiten entfernten Station 8 auftritt Die Betriebsbedingung am Ausgang oder sendenden Ende der Steuerstation 7 und der ersten entfernten Station 8 sind normal, so daß damit die Steuerstation 7 weiterhin Datenrahmen 11 und 12 erzeugt und die erste entfernte Station 8 weiterhin diese Datenrahmen verarbeitet und wieder aussendet Es findet jedoch kein Datenfluß über die verbleibende Schleife zur Steuerstation statt Nach einem gewählten Zeitintervall, wie z. B. 200 Millisekunden oder mehr, während dem die Steuerstation 7 keine Datenrahmen empfängt, beginnt die zweite entfernte Station 8 ihre eigenen Datenrahmen zu erzeugen. Die Steuerstation 7 empfängt und liest diese aufeinanderfolgenden Rahmen an ihren Eingängen mit der Adresse dieser einen entfernten Station, die damit das Vorliegen und den Ort eines Fehlerzustands angibt. Die Steuerstation 7 kann eine geeignete Information erzeugen, die den Ort des Fehlers als auch die Art des Fehlers auf irgendeinem mit der Bedienungsperson im Nachrichtenaustausch stehenden Einrichtung erzeugen, wie z. B. einem Fernschreiber od. dgl.

Bei der Korrektur des Kabelfehlers empfängt die zweite entfernte Station 8, die für den Nachrichtenfluß stromab des Schaltpunkts 51 liegt, ein Bit über das zuvor unterbrochene Kabel von der ersten entfernten Station 8. Das erste empfangene Bit beendet den Betrieb des Signalgenerators 27 und setzt die Station 8 zurück, so daß diese erneut kontinuierlich die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Datensignalen überwacht. Die entfernte Station 8 sendet nicht sofort die folgenden Bits des zurückgesetzten Rahmens aus. Wenn ein nachfolgender Rahmen jedoch von der ersten, vorhergehenden entfernten Station empfangen wird, befindet sich die zurückgesetzte entfernte Station wieder in ihrem normalen Empfangs- und Sendebetrieb, um erneut die normale Betriebsweise der Übertragungsschleife zu vervollständigen. Diese Wiederherstellungsfolge erlaubt der entfernten Station in ihren normalen Betriebszustand zurückkehren zu können, ohne daß diese Daten falsch interpretiert werden oder falsche Daten ausgesendet werden.

Dieses stellt auch sicher, daß die Station 8 unmittelbar stromab des Schleifenunterbrechungspunktes 51 von der Steuerstation erkannt wird. So können weitere sich stromab befindende Stationen 8 ein kürzeres Zeitintervall als andere im Augenblick des Auftretens einer Schleifenunterbrechung haben, so daß eine sich unmittelbar neben der Schleifenunterbrechung an der stromabwärts gerichteten Seite befindende Station Rahmen erzeugen kann, die ihre Adresse für die Steuerstation beinhalten. Jedoch wird eine sehr kurze Zeit danach der Rahmengenerator 27 neben der Schleifenunterbrechung aktiviert. Wenn die sich weiter stromab befindende Station ein Bit von der stromaufwärts liegenden Station empfängt, wird diese natürlich ihre Erzeugung von eigenen Rahmen beenden und den Start des nächstfolgenden Rahmens von der weiter stromaufwärts befindlichen Station abwarten. Auf diese

Weise stellen die Zeitgeber- und Rücksetz-Baueinheiten automatisch sicher, daB die Station 8 unmittelbar stromab vom aufgetretenen Fehler die Steuerstation 7 mit ihrer Adresse beaufschlagt, selbst wenn das Zeitintervall in einer sich stromab befindenden Einrichtung kürzer sein sollte, als das der unmittelbar neben dem aufgetretenen Fehler benachbarten Einrichtung.

Dieses Merkmal der neuen Datenübertragungsanlage ermöglicht damit eine genaue und schnelle Fehlerfeststellung, die keine Justierungen oder Abgleichungen im Fehlernetzwerk hinsichtlich der Lage des Gerätes in der Übertragungsschleife erfordert. Auf diese Weise spricht jede entfernte Station unabhängig von ihrer Lage in genau der gleichen Weise an, um eine geeignete Kennzeichnung an die Steuerstation zu geben.

!n Schleifensteuersystemen so!! zusätzlich zu der Steuerstation 7 eine den Betrieb unterstützende Einrichtung vorgesehen sein, die eine Eingabe und auch Entnahme von Information von Hand ermöglicht, als auch eine wahlweise Überwachung der verschiedenen entfernten Stationen gestattet. Das gezeigte Bedienungsgerät ist in besonderer Weise ausgebildet und vorgesehen, um diese Funktionen und Steuerungen zu bewirken. Die verschiedenen Elemente, die wiederum für die tatsächliche Funktion erforderlich sind, sind leicht erhältlich und von einem Fachmann ohne weiteres zu verstehen, so daß die wesentlichen Eingangs- und Ausgangseinrichtungen in F i g. 4 nur schematisch dargestellt und ihre Verbindungen im folgenden beschrieben sind.

In Fig.4 ist eine bevorzugte Ausführung eines Bedienungsgeräts dargestellt, bei dem ein tragbares Gehäuse 52 zum vollständigen Einschließen aller notwendigen Steuergeräte vorgesehen ist und mit einem geeigneten aufklappbaren Handgriff 53 od. dgl. versehen ist. um eine geeignete Bewegung und einen Transport des Gerätes an den gewünschten Ort der Übertragungsschleife zu ermöglichen. Eingangs-Ausgangs-Anschlüsse 54 sind in dem Gehäuse zur Verbindung der Schleifenkabel 10 mit der Station 9 vorgesehen. Zusätzlich weist das Bedienungsgerät hilfsweise Übcrtragungsanschlüsse 55 für die Verbindung eines besonderen, mit den verschiedenen Stationen 8 verbundenden Tonkabels auf. Die Übertragungsanlage erlaubt eine akustische Unterhaltung zwischen der Bedienungsperson an dem Bedienungsgerät und irgendeiner an den entfernten Stationen, wie auch die Erzeugung von akustischen Alarmsignalen für erfaßte Fehler an den entfernten Stationen. Ein Kopfhöreranschluß 56 kann vorgesehen sein und ein Sprech-Hör-Schalter 57 schaltet die Schaltung wahlweise auf Empfang oder Sendung von akustischen Botschaften. Diese Verbindungsanordnung kann außerdem ein Horn oder eine andere akustische Alarmquelle, die hier nicht gezeigt ist, aufweisen, um auf einen erfaßten Alarmzustand in der Übertragungsanlage anzusprechen. Ein Ein-Aus-Schalter 58 kann vorgesehen sein, um wahlweise den akustischen Alarm an die Übertragungsanlage durchzuschalten. Das Bedienungsgerät 52 ist außerdem mit einer internen Spannungsquelle u. dgl. für eine selbständige Betriebsweise versehen und weist eine Buchse 59 für Zusatz- oder Hilfsgeräte zur Steuerung von Peripheriegeräten auf.

Im einzelnen weist das Bedienungsgerät 52 interne Verbindungseinrichtungen zum Anschluß mit wahlweisen Moduln über die Buchse 59 entsprechend der EIA-Norm RS-232-C auf. Dieses Merkmal ermöglicht einer Einrichtung, wie einem Fernschreiber 60, einem Diaprojektor od. dgl., dem Bedienungsgerät 52 zugeordnet und von der Steuerstation gesteuert zu werden. Der Fernschreiber 60 erlaubt den Verkehr mit entfernten Stationen über die Steuerstation und einen modifizierten Betrieb der Steuerstation.

Das Bedienungsgerät 52 weist im wesentlichen alle die Baueinheiten auf, die auch bei einer herkömmlichen entfernten Station vorgesehen sind, einschließlich einer logischen Schaltung zur Behandlung der Datenrahmen

ίο mit einer Erkennungsschaltung für die Adresse einer entfernten Station, die auf eine feste Schleifenadresse mit einer logischen 0 für alle Bits codiert ist und auf ausgewählte Punktmoduladressen anspricht, um die Information innerhalb des Bedienungsgerätes zu verteilen. Die auf diese Weise von dem Bedienungsgerät 52 gebildete Station 9 ist daher vom üblichen standardisierten Aufbau und genauso variabel wie die Stationen 8, die auf besondere oder eigentümliche Eingabe-Ausgabeeinrichtungen an den jeweiligen entfernten Stationen angepaßt sind.

Zusätzlich zu der üblichen Verarbeitungsschaltung ist das Bedienungsgerät 52 für den Informationsbeginn veranlassende Handlungen über die Steuerstation 7 in Abhängigkeit von Änderungen am Eingang irgendeiner entfernten Station oder in Abhängigkeit einer bestimmten Anforderung durch die Bedienungsperson ausgelegt, die am Bedienungsgerät 52 erzeugt wird.

Allgemein ist das Bedienungsgerät 52 mit einer Frontsichtplatte versehen, die ein oberes Anzeigefeld 6i und ein unteres Feld 62 für einzugebende Auswahlsignale und Anzeigen aufweist.

Das obere Feld 61 weist mehrere Lampen 63 auf, die jeweils geeignet beschriftet sind und einer bestimmter entfernten Station 8 zugeordnet sind. Soll daher die neue Datenübertragungsanlage zur Steuerung von 31 entfernten Stationen ausgelegt sein, so sind 31 Anzeigelampen 63 vorgesehen. Jede der Lampen 63 wird individuell von den Datenrahmen 11 gesteuert, die an die Station 9 und damit an das Bedienungsgerät 52 über die Steuerstation 7 gelangen und können in irgendeine der drei Betriebsstellungen versetzt werden nämlich ständig abgeschaltet, ständig eingeschaltet oder blinkend, um damit eine kontinuierliche Anzeige des Betriebszustandes der überwachten entfernten Station anzugeben. Erhält daher eine entfernte Station 8 ein anormales Eingangssignal oder hat sie eine anormale Betriebsbedingung, so beginnt die zugeordnete Lampe 63 zu blinken, womit dieser Betriebszustand und gleichzeitig angegeben wird, daß die Bedienungsperson

so am Bedienungsgerät 52 diese Betriebsbedingung noch nicht bestätigt hat. Dieser Betriebszustand wird von der Bedienungsperson am Bedienungsgerät durch Betätigung eines Bestätigungsschalters 64 im unteren Feld 62 bestätigt. Der Schalter 64 erzeugt ein Unterbrechungssignal, um ein Bestätigungssignal an die Steuerstation 7 auszusenden, die dann ein Lampenänderungssignal an das Bedienungsgerät sendet Bei der Bestätigung wird die Lampe 63 in ihren ständig brennenden Zustand umgeschaltet. Auf diese Weise werden alle blinkender Lampen 63 bei der Betätigung des Bestätigungsschal ters 64 durch die Bedienungsperson am Bedienungsge rät entsprechend berücksichtigt wodurch ein geeigne ter Datenrahmen von der Steuerstation 7 erzeugt wird.

Das untere Feld 62 weist Ausführungsschalter 64 unc 65 sowie einen Sendeschalter 66 auf. Die Bedienungs person am Bedienungsgerät 52 kann auf diese Weise di< Datenübertragung durch Betätigung eines dieser dre Schalter aufnehmen, die als drei beleuchtete Druck

knopfschalter 64 bis 66 dargestellt sind, die mit »Senden«, »Löschen« und »Bestätigen« beschriftet sind. Jeder der Schalter 64 bis 66 erzeugt ein Anforderungsoder Unterbrechungssignal zur Auswahl eines verfügbaren Rahmens und zur Einfügung der Adresse des Bedienungsgerätes in diesem. Dieser wird an die Steuerstation 7 gesendet, die eine nachfolgende Gruppe von zugesprochenen Rahmen für das Bedienungsgerät 52 infolge eines gespeicherten Programms erzeugt.

Eine Gruppe von Datenschaltern 67, die von Hand m von der Bedienungsperson am Bedienungsgerät eingestellt werden können, sind außerdem zur Eingabe binär codierter Information in die Datenrahmen 11 oder 12 vorgesehen. Im einzelnen weist die Gruppe von Schaltern 67, von denen lediglich ein Teil gezeigt ist, is Adressen.schalter 68 für die entfernten Stationen, Adressenschalter 69 für die Punktmoduln und einen Schalter 70 für einen internen Punkt zur Auswahl eines bestimmten Hardware-Teils innerhalb des Punktmoduls auf. Zusätzlich wird mit Hilfe von Funktionsschaltern 71 der Gruppe 67 ein Befehls- oder Funktionscode, der an der jeweiligen Adresse ausgeführt werden soll, eingestellt, der in einen numerischen Code für eine bestimmte Operation einzustellen ist, der Anzeige, Steuerung und/oder Parameter-Eingabefunktionen umfassen kann.

Die Eingabe von Daten an eine entfernte Station wird mit Hilfe von Schaltern 72 für Eingangswerte vorgenommen, die die Eingabe von bis zu vier Dezimalziffern in einen gegebenen Punkt ermöglichen.

Die Betätigung des Schalters 66 »Senden« bewirkt das Besetzen eines verfügbaren Rahmens durch das Bedienungsgerät, die Einfügung seiner Adresse und als Ergebnis in der Steuerstation 7 die Erzeugung einer Folge von zugesprochenen Rahmen für das Bedienungsgerät, um die mit der Gruppe von Datenschaltern 67 eingegebenen verschiedenen Eingabewerte zu lesen.

Das untere Anzeigenfeld 62 umfaßt außerdem einen numerischen Anzeigeteil 73, in den eine numerische Information in irgendeinem von mehreren unterschiedlichen Formaten einzugeben ist, einschließlich eines beweglichen Dezimalpunktes oder einer das Feld trennenden Markierung 74. Am linken Ende des numerischen Anzeigeteils kann eine Anzeigeeinrichtung 75 für ein Minuszeichen für eine geeignete Betätigung vorgesehen sein. Die numerische Anzeige wird durch Benutzung einer Gruppe von drei Datenrahmen betätigt, die von der Steuerstation 7 an das Bedienungsgerät 52 mit der notwendigen numerischen Information gegeben werden, die in diesen als Wert, Dezimale, Ort für den Dezimalpunkt und Information für das Minuszeichen codiert ist.

Die numerische Anzeige 73 ist an gegenüberliegenden Seiten von mehreren Anzeigelampen 76, 77 flankiert, die zur Angabe der Art der dargestellten numerischen Information benutzt werden. So können die Lampen 76 auf der linken Sehe der numerischen Anzeige 73 z.B. ausgewählten technischen Einheiten, wie z. B. Temperatur, Prozent, Strömungsdrücken u. dgL zugeordnet sein, um anzugeben, was die numerische Anzeige in Abhängigkeit einer analogen Variablen angibt Wird eine nicht analoge Funktion angezeigt, geben die Lampen 77 auf der rechten Seite die entsprechende Bedeutung für die angegebene numerische Information der nichtanalogen Funktion an.

Am untersten Teil des Feldes ist eine Vielzahl von Anzeigen 78, 79 und 80 vorgesehen, um zusätzliche Information entsprechend der auf der numerischen Anzeige vorhandenen Systeminformation einzufügen.

Die drei Lampen 78 bis 80 können einen normalen oder Alarm-Betriebszustand des der numerischen Anzeige 73 zugeordneten Punktes angeben, während die Lampe 81 eingeschaltet werden kann, um zu zeigen, daß die Tageszeit angezeigt wird. Eine Hilfs-Anzeigelampe kann zur selektiven Verbindung benutzt werden, wenn eine spezielle Funktion oder ein Element mit dem Bedienungsgerät verbunden wird, wie z. B. ein Fernschreiber od. dgl.

Die Betätigung des Schalters 65 »Löschen« sendet ein Signal an die Steuerstation 7, um einen Datenrahmen an das Bedienungsgerät 52 zu schicken, um Information vom Anzeigefeld 73 und den Anzeigelampen 76, 77 sowie den Anzeigen 78,79 und 80 zu entfernen und die Tageszeit zusammen mit einem entsprechenden Aufleuchten der Zeitlampe 81 in die numerische Anzeige 73 einzugeben.

Wegen ihres standardisierten Aufbaus und der verschiedenen Einrichtungen, mit denen sie mit der Übertragungsanlage verbunden ist, kann die Station 9 und insbesondere das Bedienungsgerät 52 in jedes einzelne der mehreren Schleifensysteme 3 bis 5 eingeschleift werden, um eine Steuerung durch eine Bedienungsperson an einer von der Steuerstelle entfernten Stelle oder zur Unterstützung der Steuerstelle vornehmen zu können.

Die neue Datenübertragungsanlage ermöglicht damit eine verbesserte Datenübertragung und Betrieb von entfernt angeordneten. Operationen ausführenden und Informationen sammelnden Hardware-Einrichtungen, die funktionell in Gruppen zusammengefaßt werden können, wie dieses bei Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, wie auch bei anderen industriellen Prozeßsteuerungen der Fall ist

Ein Punktmodul 18 an einer entfernten Station, der einer Zwei-Zustands-Steuerung eines Motors 81a zugeordnet ist, ist in Fig.5 mit der Verbindung mit weiteren ähnlichen oder unterschiedlichen Punktmoduln 16 bis 18 über eine gemeinsame Eingangsschiene 82, die Schienen 19 und 20 umfaßt, im einzelnen dargestellt. Der Punktmodul 18 ist über gemeinsam logisch codierte Leitungen mit der Eingangsschiene zur Adressierung des Punktmoduls 18 verbunden und ist zur Datenübertragung mit diesem mit einer einzelnen binären Bitadresse versehen, die durch Eingangsschalter 84 für ein Vergleichsregister 85 eingestellt ist Eine Hauptsignalleitung 86, die mit der logischen Schaltung 13 zur Verarbeitung der Datenrahmen verbunden ist signalisiert einem Punktmodul, daß die Adresse erhältlich ist und betätigt mit dem Registerausgang eine Verriegelungsschaltung 86a, die eine Einschaltleitung 87 speist und das Senden der übrigen Daten aus den* Datenrahmen 11 an den jeweiligen Punkmodul ermöglicht Das dritte Wort des Datenrahmens gibt einer binär codierten Befehl, der an den logischen Befehlsde coder 88 über einen Satz von Verriegelungs-FIip-Flop! 89 unter Steuerung durch die Signalleitung €7 um außerdem eine Befehlssteuerleitüng 90 gegeben wird die von der logischen Schaltung 13 beaufschlagt werden Das Befehlssignal wird von dem Decoder 88 decodier und erzeugt ein entsprechendes einzelnes Ausgangs signal auf entweder einer Startleitung 91, eine Stopleitung 92 oder einer den Betriebszustand lesendei Leitung 93, die gleichzeitig mit einer Vielzahl voi gleichen Wahl- und Treiberschaltungen 94 gekoppel sind, von denen eine im einzelnen dargestellt lsi Zusätzliche Information wird jetzt aus dem Datenrah men empfangen und ebenfalls an den Decoder 95 de

Wahl- und Treiberschaltung 94 gegeben, um eine der Ausgangsleitungen 96 zu aktivieren, wobei die logische Schaltung 13 ein Signal auf der Signalleitung 97 erzeugt, das zusammen mit dem Signal auf der Signalleitung 87 und dem Anfangssignal auf der Leitung 98 durch eine ', U N D-Verknüpfung zusammengefaßt wird. Die Wahl- und Treiberschaltung weist eine verzögerte, monostabile Impulsschaltung 99 auf, die mit einer Relaisschaltung 100 zum Starten und Stoppen des Motors 81a oder eines anderen Verbrauchers verbunden ist Die Impulsschaltung 99 ist über NOR-Glieder 101 mit den Start-Stop-Leitungen 91 und 92 über eine RS-Flip-Flop-Verriegelungsschaltung 102 verbunden. Die Impulsschaltung 99 hält die logische Schaltung für eine ausreichend lange Zeitdauer in Betrieb, um die Umschaltung der Schalter ι-', in einen verriegelten Betriebszustand zu ermöglichen. Die Reiaisschaltung wird mit voneinander getrennten Speisequellen 103 und 104 benutzt, um die logischen Schaltungen von den den Motor betreibenden Schaltungen zu trennen und zu schützen. Ein Startrelais 105 und >» ein Stoprelais 106 werden abwechselnd von den Ausgangssignalen der NOR-Glieder 101 gesetzt, um wahlweise den Motor 180a zu starten und zu stoppen, indem eine Speiseleitung mit einem Startanschluß 107 und einem Stopanschluß 108 aufgebaut wird. _><->

Eine gemeinsame Rücksetz-Schienenleitung 109 ist zum Rücksetzen der Register 86a und 89 und zum Rücksetzen der logischen Schaltungen vorgesehen. Ein positives Quittungs-Signal muß an den Punktmodul 18 gesendet werden, um den Punktmodul zu löschen bzw. to abzuschalten. Der Betriebszustand des Motors wird kontinuierlich durch Erfassung des Kontaktzustandes durch ein diesen Zustand erfassendes Relais UO überwacht, dessen Kontakte mit einer Signalleitung 111 verbunden sind, um ein Signal an ein Register 112 und v, eine Vergleichsschaltung 113, wie z. B. ein EXCLUSI-VE-ODER-Glied und an eine Schienenleitung 114 zu geben, um den erfaßten Betriebszustand an ein Informationssystem zu senden. Das Ausgangssignal des Registers 112 wird mit dem Kontaktzustand durch die 4ii Vergleichsschaltung 113 verglichen und zur Betätigung einer Unterbrechungsverriegelung 115 gegeben. Befinden sich beide nicht im gleichen Betriebszustand, so wird ein Unterbrechungssignal erzeugt, das angibt, daß ein verfügbarer Rahmen zum Aussenden von Informa- -r> tion benötigt wird. Die Steuerstelle gibt an die entfernte Station dann den Befehl, den Zustand auszulesen und die Zustandsbedingung an die Steuerstelle zu senden. In diesem Augenblick aktiviert ein Befehlssignal eine Leseleitung 93 anstelle der Start- oder Stop-Leitungen und bewirkt die Übertragung der Zustandsinformation, die ein Adresseneinstell- und Verriegelungssystem benutzen kann, um das Signal zum Starten und Stoppen des Motors zu empfangen.

Die Bit-Signale können erzeugt und gesendet werden, ~>s wie dieses in Fig.6 gezeigt ist, wo ein Paar von Schaltern 115 wechselweise ein Paar von Kondensatoren 116 an einen Transformator entladen, um ein bipolares Bitsignal zu erzeugen, wobei die Bitsignale voneinander durch Nullstellen getrennt sind, um ein bo logisches Informationsbit 117 zu definieren.

Jedes Bit-Signal 117 kann eine Gesamtlänge von 2 Mikrosekunden haben, wobei der Impuls mit der Anfangspolarität mit Vio Mikrosekunden erzeugt wird.

gefolgt von einem gleichen Impuls entgegengesetzter Polarität, gefolgt schließlich von einem Null-Signa! von etwa '/2 Bitperiodenlänge. Die Information wird über die Übertragungsleitungen 10 übertragen. Der Impuls erster Polarität des Bit-Signals 117 wird von einem Empfänger erfaßt, der einen Kopplungs-Transformator 118 und polaritätsempfindliche G lieder 119 aufweist, um ein Rechtecksignal zu erzeugen. Die Vorderflanke des Impulses der ersten Polarität wird zum Setzen eines Flip-Flop-Datenregisters 120 und zum Durchsteuern einer monostabilen, rücksetzbaren Schaltung 121 benutzt, um einen Zeitgeberimpuls zu erzeugen, der als Vortakt-Impuls von etwa der halben Periodenlänge des ersten Polaritätsintervalls definiert ist. Die Rückflanke des Vortaktimpulses steuert ihrerseits eine nach einer längeren Zeit zurücksteuerbare, monostabile Schaltung 122 an, die ein Zeitintervall gleich etwa der halben Gesamtzeit der Bitperiode hat. Das Ausgangssignal der zweiten Zeitschaltung 122 erzeugt das Taktsignal für die Datenübertragung der im Register 120 gespeicherten Daten. Der Ausgang der Station kann daher einen Sender auf ähnlichen Bauelementen, wie die Schalter 115, Kondensatoren 116 und der Transformator, eine Paritäts-Prüfeinrichtung und andere logische Einrichtungen zur Behandlung der Datenrahmen und Verarbeitung eines jeden Datenrahmens in Form eines Bitflusses durch ihn hindurch aufweisen. Der Ausgang der Taktschaltung 122 ist außerdem mit der Schaltung 121 für die Vortaktimpulse und den Empfängern 118 bis 119 verbunden, um tatsächlich eine weitere Signalbildung durch diese beiden letzteren Schaltungen und den Empfang des Impulses der zweiten Polarität des bipolaren Signals zu verhindern, wodurch auf die Aussendung dieser Impulse nicht gewartet werden muß. Außerdem verhindert es die Erfassung von Signalen auf den Empfangsleitungen, während deren Dauer fehlerhaftes Rauschen oder andere fehlerhafte Information auf der Leitung erscheinen und ein fehlerhaftes Arbeiten bewirken kann.

Die von den Polaritätsimpulsen abgeleiteten Taktimpulse setzen den Betrieb der Übertragungsanlage für eine kontinuierliche Datenübertragung aufeinanderfolgender Bits von Datenrahmen so lange fort, solange mindestens ein Impuls pro Periode erzeugt wird.

Geht der Impuls zweiter Polarität des bipolaren Signals aus irgendeinem Grunde, z. B. infolge Rauschens, verloren, so wird die Datenübertragungsanlage dadurch nicht beeinflußt, da dieser Impuls bei der normalen Datenübertragung, die auf dem ersten Impuls beruht, nicht benutzt wird. Geht dagegen der erste Impuls des bipolaren Signals verloren, so können die empfangenen Daten falsch sein. Jedoch gibt die Paritätsprüfung der empfangenen Daten einen solchen Fehler an.

Ein Löschsignal wird von einer monostabilen Schaltung 123 erzeugt, die während der Periode des Vortaktimpulses gesetzt wird und eine relativ lange Schaltperiode hat, so daß sie nicht während der Dauer des 0-Signalanteils des Bit-Signals 117 schaltet Jedoch besteht zwischen dem Datenrahmen 11 eine relativ lange signallose Zeitdauer, wodurch die Umschaltzeit der Schaltung 123 beendet wird und die Verarbeitungseinrichtungen für die Datenrahmen daran hindert, auf den nächsten neuen Datenrahmen anzusprechen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (35)

Patentansprüche:

1. Datenübertragungsanlage, bei der mehrere entfernte Stationen über eine Ringübertragungsstrecke mit einer zentralen Steuerstation verbunden sind, die einen Generator für ein Rahmencodesignal hat, mit dem eine kontinuierliche Folge von getrennten, mehrere Datenworte umfassenden Rahmen erzeugbar ist, wobei jede der entfernten Stationen eine Vielzahl bitcodierter Signale empfängt, diese an eine nachfolgende Station senden kann und mehrere Verbraucher aufweist, die in als Punktmoduln bezeichnete funktioneile Gruppen unterteilt sind, wobei an jeder entfernten Station eine auf die Bits eines jeden Rahmens ansprechende Rahmenverarbeitungseinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (11, 12} durch ein signalfreies Zeitintervall zeitlich beabstandet sind, daß jeder der Rahmen mindestens drei Datenworte (30,36,41) hat, die ein Anfangsrahmenzustands- und Adressenwort (30) mit Bits (31,32, 33) für den ursprünglichen Rahmenzustand und nachfolgende Bits (34) für eine bestimmte Stationsadresse, ein zweites, mehrere Bits aufweisendes Datenwort (36) mit Quittungsbits (37, 38) und darauffolgenden Bits (39) für mehrere Punktmoduladressen zur Auswahl von entfernten Überwachungseinrichtungen (16 bis 18) an der jeweils adressierten Station und ein drittes, mehrere Bits aufweisendes Datenwort (41) mit mehreren Befehlsbits und Operationsdatenbits (42) zur Ausführung ausgewählter Operationen der Verbraucher innerhalb eines Punktmoduls umfassen.

2. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 1, _>5 dadurch gekennzeichnet, daß das erste Adressenwort (30) erste und zweite Bits (31,32), die allgemein verfügbare Rahmen und zugeordnete verfügbare Rahmen angeben, ein drittes Bit (33), das die allen entfernten Stationen (8, 9) zum Senden eines gemeinsamen Befehls zugeordnete Rahmen angibt, und mehrere Adressenbits (34) für die entfernten Stationen aufweist.

3. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Datenwort (36) erste und zweite Quittungs-Bits (37, 38) hat.

4. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Datenwort (41) mehrere Befehls-Bits (42), ein Befehls-Paritätsbit (43) und mehrere Zustandsbits (44, 45, 46) aufweist, um den Zustand ausgewählter Bedingungen an einer entfernten Station (8) zu identifizieren.

5. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Datenwort (30, 36, 41, 48) ein Schluß-Paritäts-Bit (11,40,47,50) hat.

6. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der t>o Datenrahmen (11, 12) ein viertes, mehrere Bits aufweisendes Datenwort (48) zur Übertragung von Daten zu und von einer entfernten Station (8, 9) aufweist, die eine Einrichtung zur Auswahl von Punktmoduln hat. t>>

7. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Datenwort (48) Anfangsbits hat, von denen jedes einem von mehreren Verbrauchern an einem Punktmodul (16—18) zugeordnet ist

8. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Wort (48) Bits enthält, die Daten-Eingabe- und Ausgabe-Einrichtungen zugeordnet sind.

9. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede entfernte Station (8,9) eine Einrichtung zum Setzen eines Quittungs-Bits (37,38) des zweiten Datenworts (36) beim Empfang eines zugesprochenen Datenrahmens (11, 12) mit einer entsprechenden Stationsadresse aufweist, daß jeder Punktmodul (16—18) Quittungseinrichtungen zur Erzeugung eines Punktmodul-Quittungssignals beim Empfang seiner Adresse hat und daß die Datenrahmen-Verarbeitungseinrichtung (13) eine mit den Quittungseinrichtungen verbundene Einrichtung zum Senden der Befehls-Bits in Form einer logischen 0 beim Nicht-Empfang des Punktmodul-Quittungssignals

10. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daßjedeentfernteStation(8,9) das andere der Quittungs-Bits (37, 38) beaufschlagt, wenn sie einen verfügbaren Rahmen zum Einsetzen von Daten in diesen Rahmen erhält.

11. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustands-Bits (44,45,46) des dritten Datenworts (41) ein Paritäts-Fehlerbit (44) zur Verhinderung einer Befehlsausführung und zur Unterrichtung der Steuerstation (7) von diesem Zustand, ein Versorgungsspannungs-Fehlerbit (45) zur Unterrichtung der Steuerstelle von einem bestimmten Versorgungsspannungsfehler an einer entfernten Station (8, 9) und ein Schleifenunterbrechungs-Bit (46) zur Unterrichtung der Steuerstation (7) von einer Datenrahmenanforderung aufweist.

12. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der entfernten Stationen (8, 9) Einrichtungen (iSb) zum Verkehr untereinander und mit der Steuerstation (7) haben, um die verfügbaren Rahmen und zugesprochenen Rahmen für den Verkehr untereinander zu benutzen.

13. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen Fernschreiber (166) sind.

14. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der verfügbaren Rahmen (11,12) außerdem als allgemein verfügbarer Rahmen zur Benutzung von jeder entfernten Station (8,9) und als zugeordneter, verfügbarer Rahmen zur Errichtung einer Rangfolgenordnung der Datenrahmen für vorgewählte Stationen gekennzeichnet ist.

15. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (8, 9) einen Mehrfachkontakt-Punktmodul (21) zur selektiven Überwachung der Kontaktzustände haben.

16. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (8, 9) einen analogen Steuer-Punktmodul (22) zur Erzeugung eines analogen Steuersignals haben.

17. Datenübcrtragungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die

entfernten Stationen (8, 9) einen EIN-AUS-Steuer-Punktmodul (23) mit einem EIN-Eingang und einem AUS-Eingang haben.

18. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (8, 9) eine Ausleseeinrichtung für ihre erfaßten Betriebszustände haben.

19. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (8,9) einen Hilfs-Punktmodul (16a) haben, der dem EIA-Standard RS-232-C zur wahlweisen Verbindung mit den Einrichtungen (166) zum Verkehr untereinander entspricht

20. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (8, 9) einen Analog-Digital-Umsetzer-Punktmodul haben.

21. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (*}, 9) einen Auslesemodul für Analogsignale zum Empfang eines Analogsignals von einer entfernten Station haben.

22. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (8,9) eine mehrere Speisespannungen zuführende Einrichtung (24) zum Zuführen mehrerer Betriebsspannungen für die verschieden zugeordneten Punktmoduln (16 bis 18) und die Datenrahmen-Verarbeitungseinrichtung (13) haben, daß diese Spannung in erste und für den Betrieb der entfernten Station wichtige sowie zweite und für die Schleifenübertragung wichtige Spannungen unterteilt sind und daß Überwachungseinrichtungen für diese Spannungen vorgesehen sind, mit J5 denen die entfernte Station bei Auftreten eines Spannungsfehlers bei einer zweiten Spannung überbrückbar ist und die mit der Verarbeitungseinrichtung (13) verbunden ist, um eines der Zustands-Bits zu setzen und eine Fehlernachricht an die Steuerstation (7) bei Auftreten eines Spannungsfehlers einer ersten Spannung zu senden.

23. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernten Stationen (9, 8) auf Fehler eines Punktmoduls (16, 18) ansprechende Einrichtungen haben, um deren Adresse in einem Datenrahmen (11,12) zu erkennen und die nächsten Datenwort-Bits in einen einheitlichen logischen Zustand zu versetzen und diesen Datenrahmen mit diesem einheitlichen logischen Zustand an die Steuerstation (7) zurückzusenden, die auf diesen Datenrahmen entsprechend reagiert.

24. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede entfernte Station (8, 9) einen Datenrahmen-Generator (27) zur Erzeugung von Datenrahmen mit einer einzigen Adresse und eine Fehlerortungseinrichtung (28) haben, die auf einen eine Schleifenunterbrechung angebenden Zustand w) am Signale empfangenden Eingang einer entfernten Station ansprechen, um den Datenrahmen-Generator zur Erzeugung einer Folge von Datenrahmen mit der entsprechenden einzelnen Adresse zu veranlassen, h'l

25. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstation (7) Datenrahmen (11, 12) mit einer gewählten minimalen Geschwindigkeit und entsprechenden signalfreien, den Abstand herstellenden Intervallen erzeugt, daß die Fehlerortungseinrichtung eine auf diese signalfreien Intervalle ansprechende Zeitschaltung (28) hat, um den Datenrahmen-Generator (27) zu betätigen, und daß die Fehlerortungseinrichtung bei Empfang eines Bit-Signals aus einem Datenrahmen am Stationseingang rücksetzbar ist, um die Zeitschaltung zurückzusetzen und den Betrieb des Datenrahmen-Generators zu beenden.

26. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß jede entfernte Station (8, 9) eine auf die Beendigung des Betriebs des Datenrahmen-Generators (27) ansprechende Einrichtung hat, um das Aussenden eines das Rücksetz-Bit aufweisenden Datenrahmens zu verhindern und nur aufeinanderfolgende, empfangene Datenrahmen nach dem Empfang des Rücksetz-Bits auszusenden.

27. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstation (7) O-Datenrahmen erzeugt, mit denen die Zeitschaltung (28) an den entfernten Stationen (8, 9) rücksetzbar ist, während die Datenaussendung an die Steuerstelle verhindert wird.

28. Datenübertragungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der entfernten Stationen (8, 9) ein Bedienungsgerät (52) mit einer festen Adresseneinrichtung und einer das Bedienungsgerät in der Übertragungsschleife unterstützenden Einrichtung hat, daß das Bedienungsgerät ein Ausgangssignale führendes Bedienungsfeld (61, 62) mit einer sichtbaren Anzeigeeinrichtung (63) für die verschiedenen anderen entfernten Stationen und zur Erzeugung einer sichtbaren Anzeige des Stationszustandes hat, daß die sichtbare Anzeigeeinrichtung eine auf die Datenrahmen ansprechende Einrichtung zum selektiven Betätigen der Anzeigeeinrichtung hat und daß das Bedienungsgerät von Hand bedienbare Eingabeeinrichtungen (64, 65, 66) zum Anfordern eines Datenrahmens und zur Eingabe der Adresse des Bedienungsgerätes in diesen Datenrahmen hat.

29. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungsgerät (52) mehrere Datenschalter (67) hat, mit denen vorgewählte Daten in mindestens einen nachfolgenden zugesprochenen Datenrahmen einzufügen sind.

30. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtungen (64, 65, 66) einen Sendeschalter (66), einen Lösch-Schalter (65) und einen Quittungsschalter (64) umfassen, daß der Sendeschalter zum Aussenden von mit Hilfe der Datenschalter (67) an nachfolgende zugesprochene Rahmen eingegebene Daten betätigbar ist, um die Steuerstation (7) zur Auswahl einer zu beeinflussenden entfernten Station (8) und zur Veranlassung einer von dieser Station durchzuführenden Operation zu veranlassen, daß der Lösch-Schalter zum Löschen der Anzeigeeinrichtung (63) betätigbar ist und daß der Quittungsschalter zu betätigen ist, um die Zustands-Anzeigeeinrichtung in einen bestätigten Zustand umzuschalten.

31. Datenübertragungsanlage nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß aer Sendeschalter (66) ium Aussenden von Daten der Datenschalter (67) an nachfolgende zugesprochene Rahmen zur Modifizierung der Arbeitsweise der Steuerstation (7) zu

betätigen ist.

32. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbare Anzeigeeinrichtung (63) einen eingeschalteten Zustand, einen ausgeschalteten Zustand und einen periodisch ein- und ausgeschalteten Zustand zur Angabe eines Alarm-, eines normalen und eines durch das Bedienungsgerät bestätigten Betriebszustandes hat.

33. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine akustische Nachrichtenverbindung (57, 58) mit den entfernten Stationen (8, 9) verbunden ist, die eine auf die Steuerung durch die Datenrahmen (11, 12) ansprechende akustische Alarmeinrichtung aufweist.

34. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungsgerät (52) eine numerische Anzeigeeinrichtung (73) hat, die von den Datenrahmen (11, 12) zur Angabe von analoger Information und nichtanalogen Funktionen betätigbar ist, und daß getrennte Anzeigeeinrichtungen (76, 77) vorgesehen sind, die zusammen mit der numerischen Anzeigeeinrichtung zur Identifizierung der angezeigten Funktionen betätigbar sind.

35. Datenübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungsgerät (52) in einem Datenrahmen eine nur logisches Null-Signal aufweisende Stationsadresse hat und daß es mehrere Moduladressen zum selektiven Verbinden der Anzeigeeinrichtungen und der Eingabeeinrichtungen hat.