DE3829739A1 - Redundancy arrangement for information transfer in a hierarchically organised bus network - Google Patents
Redundancy arrangement for information transfer in a hierarchically organised bus networkInfo
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Abstract
Description
Die Erfindungbetrifft eine Redundanzanordnung für den Informationstransfer in einem hierarchisch gegliederten Sammelleitungsnetz, bei dem an eine übergeordnete serielle Sammelleitung mehrere unmittelbar nachgeordnete serielle Sammelleitung über zwischengeschaltete Koppelstationen angeschlossen sind, und ist insbesondere in Automatisierungsanlagen mit einer Vielzahl dezentraler intelligenter Funktionseinheiten, die über ein solches hierarchisch gegliedertes Sammelleitungsnetz miteinander verbunden sind, einsetzbar.The invention relates to a redundancy arrangement for the Information transfer in a hierarchical structure Bus line network, in which to a higher-level serial Bus line several immediately downstream serial Bus line via intermediate coupling stations are connected, and is particularly in Automation systems with a large number of decentralized ones intelligent functional units that have such hierarchically structured manifold network with each other are connected, can be used.
Die informationelle Verbindung dezentraler intelligenter Funktionseinheiten in Automatisierungsanlagen wird üblicherweise über Sammelleitungen realisiert, bi denen der Informationstransfer im Zeitmultiplexbetrieb erfolgt. Mit steigender Anzahl der über eine Sammelleitung zu verbindenden Funktionseinheiten sind aus Zeit- und Zuverlässigkeitsgründen netzartige Sammelleitungsstrukturen entwickelt worden, bei denendie Verbindungen zwischen den Knoten des Netzes jeweils Sammelleitungen sind. Sammelleitungsnetze, bei denen zwischen jeweils zwei angeschlossenen Funktionseinheiten mehrere Wege für den Informationstransfer möglich sind, erfordern jedoch eine relativ aufwendige Netzwerksteuerung. Wesentlich einfacher, kostengünstiger und zuverlässige sind hierarchisch strukturierte Sammelleitungsnetze zu realisieren, bei denen an eine übergeordnete Sammelleitung mehrere nachgeordnete Sammelleitungen über jeweils eine Koppelstation angeschlossen sind und die Informationsflußrichtung im Sammelleitungsnetz eindeutig festgelegt ist.The informational connection of decentralized intelligent Functional units in automation systems usually realized via manifolds, bi the information transfer takes place in time-division multiplex mode. With increasing number of via a manifold too connecting functional units are from time and Reliability reasons network-like busbar structures in which the connections between the Nodes of the network are each collecting lines. Bus networks, where between two connected functional units several ways for the Information transfer are possible, but require one relatively complex network control. Much easier, hierarchical are cheaper and more reliable to realize structured manifold networks in which to a higher-level manifold several subordinate Bus lines via one coupling station each are connected and the information flow direction in Bus network is clearly defined.
Ein solches hierarchisch aufgebautes Sammelleitungsnetz, das aus ringförmigen Sammelleitungen besteht und bei welchem die Hierarchieebenen durch Koppel-, Speicher- und Leitstationen miteinander verbunden sind, ist in der DD-Patentschrift 2 48 447 beschrieben. Dabei arbeitet jede Koppel-, Speicher- und Leitstation als gleichberechtigter Teilnehmer gleichzeitig in zwei Sammelleitungen verschiedener Hierarchieebenen und ermöglicht über mehrere Zwischenspeicher den Informationstransfer zwischen diesen Ebenen.Such a hierarchical busbar network, the consists of annular manifolds and in which the Hierarchy levels through coupling, storage and control stations are connected to each other is in the DD patent 2 48 447. Each coupling, Storage and control station as an equal participant different in two manifolds at the same time Hierarchy levels and allows for multiple buffers the transfer of information between these levels.
Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Zuverlässigkeit der infromationellen Verbindung zwischen den einzelnen durch eine gemeinsame Sammelleitung einer nachgeordneten Hierarchieebene verbundenen Funktionseinheiten und der hierarchisch unmittelbar übergeordneten Sammelleitung im wesentlichen durch die Zuverlässigkeit der Koppel-, Speicher- und Leitstation bestimmt wird. Bei Ausfall einer Koppel-, Speicher- und Leitstation ist die informationelle Verbindung zwischen allen Funktionseinheiten, die an die betreffende nachgeordnete Sammelleitung angeschlossen sind, und der übergeordneten Sammelleitung unterbrochen. In Automatisierungsanlage auf Basis eines hierarchisch gegliederten Sammelleitungsnetzes sind die Bedieneinrichtungen und andere zentrale Funktionsgruppen üblicherweise in höheren Hierarchieebenen angeordnet, so daß bei Ausfall einer Koppel-, Speicher- und Leitstation in Abhängigkeit von der Hierarchieebene mehr oder weniger große Teilbereiche informationell von den Bedieneinrichtungen und anderen zentralen Funktionsgruppen getrennt sind. Zwar können abgetrennte Teilbereiche in einen autonomen Inselbetrieb überführt werden, die Leistungsfähigkeit einer solchen Automatisierungsanlage wird jedoch in der Regel unter der bei vollständigem Anschluß der Funktionseinheiten an das Sammelleitungsnetz liegen. Eine naheliegende Möglichkeit der Erhöhung der Zuverlässigkeit würde in der doppelten Auslegung der Koppelstationen bestehen, wobei diese in kalter oder heißer Redundanz gleichberechtigt betrieben werden könte. Im Vergleich zu den verhältnismäßig hohen Kosten wäre jedoch der erreichbare Zuverlässigkeitsgewinn relativ gering. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die durch die Erfindung zu lösende technische Aufgabe besteht darin, eine Redundanzanordnung für den Informationstransfer bei infolge eines Defektes unterbrochener informationeller Verbindung zwischen einer übergeordneten und einer nachgeordneten Sammelleitung in einem hierarchisch gegliederten Sammelleitungsnetz zu schaffen, bei dem an die übergeordnete serielle Sammelleitung mehrere unmittelbar nachgeordnete Sammelleitungen über zwischengeschaltete Koppelstationen angeschlossen sind.This solution has the disadvantage that the reliability of the Informational connection between each a common manifold of a subordinate Functional units and the hierarchical level hierarchically superordinate header in essential due to the reliability of the coupling, storage and control station is determined. If a coupling, The storage and control station is the informational one Connection between all functional units connected to the relevant subordinate manifold are connected, and the higher-level manifold interrupted. In an automation system based on a hierarchical structured manifold network are the operating devices and other central functional groups usually in higher ones Hierarchy levels arranged so that if a coupling, Storage and control station depending on the Hierarchy level more or less large subareas informational from the controls and others central functional groups are separated. You can separate sections into an autonomous island operation be transferred to the performance of such Automation system, however, is usually under the with complete connection of the functional units to the Bus network. An obvious possibility of The double interpretation would increase reliability of the coupling stations exist, these in cold or hot redundancy could be operated on an equal footing. However, compared to the relatively high cost the achievable gain in reliability is relatively low. The invention seeks to remedy this. The through the Technical problem to be solved by the invention is a Redundancy arrangement for the information transfer in consequence a broken broken informational connection between a parent and a child Manifold in a hierarchical structure To create a manifold network, to which the parent serial bus line several immediately downstream Bus lines via intermediate coupling stations are connected.
Die Aufgabe wird gemäß den Ansprüchen 1 oder 6 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The object is achieved according to claims 1 or 6. The dependent claims relate to advantageous developments the invention.
Die Aufgabe wird also dadurch gelöst, daß die nachgeordneten Sammelleitungen mit Fehlerbeseitigungsvermögen zusätzlich durch steuerbare Schalter untereinander verbunden sind, daß den steuerbaren Schaltern Steuerrechner zugeordnet sind, und daß an jeden Steuerrechner mindestens zwei mit voneinander verschiedenen nachgeordneten Sammelleitungen in Verbindung stehende Empfangseinrichtungen angeschlossen sind. Um den Aufwand für die Redundanzanordnung und deren Steuerung möglichst gering zu halten, ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung zweckmäßig, diese so zu strukturieren, daß jeweils zwei nachgeordnete Sammelleitungen einen gemeinsamen Steuerrechner aufweisen, der an diese über jeweils eine Empfangseinrichtung angeschlossen ist und über den die Schalter, welche die beiden nachgeordneten Sammelleitungen miteinander verbunden, steuerbar sind. In Sammelleitungsnetzen, welche Sammelleitungen mit passiver Ankopplung der einzelnen Funktinseinheiten enthalten, wird vorteilhafterweise nur jeweils ein steuerbarer Schalter zum Verbinden von zwei Sammelleitungen mit passiver Ankopplung benötigt.The task is solved in that the subordinate Collective lines with additional troubleshooting capabilities are interconnected by controllable switches that control computers are assigned to the controllable switches, and that at least two with each control computer different subordinate manifolds in Connected receiving devices are connected. To the effort for the redundancy arrangement and its To keep control as low as possible, it is after one Further development of the invention is expedient to this structure that two subordinate manifolds have a common control computer connected to them is connected via a receiver and over the the switch, which the two subordinate Bus lines connected to each other, are controllable. In busbar networks, which busbars with passive Coupling of the individual functional units is included advantageously only one controllable switch each Connecting two bus lines with passive coupling needed.
In Sammelleitungsnetzen, welche Sammelleitungen mit aktiver Ankopplung der Funktionseinheiten enthalten, sind diese vorteilhafterweise jeweils durch zwei parallel angeordnete steuerbare Schalter miteinander verbunden, wobei die Reihenfolge der Anschlußpunkte der steuerbaren Schalter bezüglich der Informationsflußrichtungen in den beiden nachgeordneten Sammelleitungen entgegengesetzt ist. Außerdem sind in den Sammelleitungen zwischen den Anschlußpunkten der beiden steuerbaren Schalter steuerbare Sammelleitungsschalter angeordnet. Die steuerbaren Schalter und die Sammelleitungsschalter sind dabei vorzugsweise für jeweils zwei miteinander verbundene Sammelleitungen an den gleichen Steuerrechner angeschlossen.In busbar networks, which busbars with active Coupling the functional units included, these are advantageously each by two arranged in parallel controllable switches connected together, the Sequence of the connection points of the controllable switches regarding the directions of information flow in the two subordinate manifolds is opposite. In addition, in the manifolds between the Connection points of the two controllable switches controllable Bus line switch arranged. The controllable switches and the manifold switches are preferably for two interconnected manifolds on each same control computer connected.
Bei einer Unterbrechung der informationellen Verbindung zwischen einer übergeordneten und einer nachgeordneten Sammelleitung, z. B. infolge Ausfalls der Koppelstation, wird also dieser Fehler über ein entsprechendes, hier nicht näher erläutertes Diagnoseverfahren, durch ein zentrales Überwachungsgerät, z. B. einen Wartenrechner in einer dezentralen Automatisierungsanlage, festgestellt. Diese zentrale Instanz, die über den Gesamtzustand des Sammelleitungsnetzes, der angeschlossenen Funktionseinheiten und Koppelstationen informiert ist, veranlaßt daraufhin über eine noch intakte Koppelstation die physische Verbindung der informationell vom Sammelleitungsnetz abgetrennten Sammelleitung mit einer noch mit dem Sammelleitungsnetz in Verbindung stehenden Sammelleitung. Dazu erhält der Steuerrechner, durch welchen die betreffenden zusätzlichen Schalter zum Verbinden der nachgeordneten Sammelleitungen angesteuert werden, über die Sammelleitung und die mit dieser verbundene Empfangseinrichtung eine entsprechende Information. Gleichzeitig erhält auch die Koppelstation, welche die nachgeordnete Sammelleitung, über die hilfsweise der Informationstransfer erfolgt, mit der übergeordneten Sammelleitung verbindet, diese Information, welche diese Koppelstation, beispielsweise durch Programmwechsel, zum Empfang und zur Transferierung der umzuleitenden Informationen veranlaßt. Bei Sammelleitungen mit aktiver Ankopplung der Funktionseinheiten werden gleichzeitig mit dem Schließen der Schalter, die die intakte und die informationell vom Sammelleitungsnetz abgetrennte Sammelleitung miteinander verbinden, die beiden Sammelleitungen zwischen den Anschlußpunkten der Schalter durch Öffnen der über den zugeordneten Steuerrechner angesteuerten Sammelleitungsschalter unterbrochen, so daß die intakte Sammelleitung um die vom Sammelleitungsnetz abgetrennte Sammelleitung physisch verlängert wird.When the informational connection is interrupted between a parent and a child Manifold, e.g. B. due to failure of the coupling station, So this error is about a corresponding one, not here Diagnostic procedure explained in more detail by a central Monitoring device, e.g. B. a control room in one decentralized automation system. These central authority that is responsible for the overall condition of the Bus network, the connected functional units and coupling stations is informed, then causes via a still intact coupling station the physical connection of the informationally separated from the manifold network Manifold with a still with the manifold network in Related manifold. In addition, the Control computer through which the relevant additional Switch for connecting the subordinate bus lines can be controlled via the manifold and with a corresponding receiving device Information. At the same time, the coupling station also receives which the subordinate manifold through which in the alternative, the information transfer takes place with the superordinate manifold connects this information, which this coupling station, for example by Program change, for receiving and transferring the information to be diverted. For manifolds with active coupling of the functional units simultaneously with the closing of the switches that the intact and the informational from the manifold network Connect the separate manifold to one another two manifolds between the connection points of the Switch by opening the above the assigned Control computer controlled bus switch interrupted so that the intact manifold by the from Bus line network physically separate bus line is extended.
Nach der vorgenommenen Zusammenschaltung der Sammelleitungen erfolgt der Informationstransfer aller angeschlossenen Funktionseinheiten mit den weiteren Funktionseinheiten des Sammelleitungsnetzes über die intakte Koppelstation. Es ist dabei notwendig, daß die Adressierung der Funktionseinheiten im gesamten Netz eindeutig ist, d. h. daß jede Adresse nur einer Funktionseinheit zugeordnet ist. Es ist sinnvoll, jede Sammelleitung in der beschriebenen Weise mit mindestens zwei benachbarten Sammelleitungen zu beschalten, so daß drei verschiedene Verbindungsmöglichkeiten mit der übergeordneten Sammelleitung bestehen.After the interconnection of the manifolds the information transfer of all connected takes place Functional units with the other functional units of the Bus line network via the intact coupling station. It is it is necessary that the addressing of the functional units is unique throughout the network, d. H. that each address only is assigned to a functional unit. It makes sense to everyone Bus line in the manner described with at least to connect two adjacent collecting lines, so that three different connection options with the higher-level manifold exist.
Die Aufgabe kann auch erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß an jede nachgeordnete Sammelleitung mit Fehlerbeseitigungsvermögen mindestens eine weitere Sende- und Empfangseinrichtung angeschlossen ist, daß jeweils mindestens zwei mit voneinander verschiedenen nachgeordneten Sammelleitungen in Verbindung stehenden Sende- und Empfangseinrichtungen ein gemeinsamer Koppelspeicher zugeordnet ist, und daß jeder Koppelspeicher und jede an diesen angeschlossene Sende- und Empfangseinrichtung mit einem Steuerrechner verbunden sind.According to the invention, the object can also be achieved by that to every subordinate manifold Eliminating errors at least one more transmission and Receiving device is connected that at least two with different subordinates Manifolds related transmission and Receiving devices a common coupling memory is assigned, and that each coupling memory and each on this connected transmitting and receiving device with are connected to a control computer.
Die bereits beschriebene zentrale Instanz veranlaßt auch hier im Fehlerfall die hilfsweise Herstellung der informationellen Verbindung zwischen der betreffenden nachgeordneten und der übergeordneten Sammelleitung über eine andere, informationell intakte, nachgeordnete Sammelleitung (Horizontalkopplung). Dazu erhält der Steuerrechner über die intakte nachgeordnete Sammelleitung und die daran angeschlossene Sende- und Empfangseinrichtung eine entsprechende Information, woraufhin dieser entsprechend seiner Programmierung über die beiden an die nachgeordneten Sammelleitungen angeschlossenen Sende- und Empfangseinrichtungen den Informationstransfer zwischen diesen nachgeordneten Sammelleitungen angeschlossenen Sende- und Empfangseinrichtungen den Informationstransfer zwischen diesen nachgeordneten Sammelleitungen organisiert. Die zu transferierenden Informationen werden in einem Koppelspeicher zwischengespeichert, wobei der Steuerrechner die Speicherorganisation übernimmt. Jede der beiden Sende- und Empfangseinrichtungen arbeitet im Zusammenwirken mit dem Steuerrechner und dem Koppelspeicher als selbständiger Teilnehmer in der jeweiligen nachgeordneten Sammelleitung und ist über das im Steuerrechner enthaltene Programm der Organisation des Informationstransfers auf den Sammelleitungen, u. a. auch dem Verfahren für die Zugriffssteuerung, angepaßt.The central authority already described also initiates here in the event of a fault, the alternative production of informational connection between the concerned subordinate and the superordinate manifold over another, informationally intact, subordinate Bus line (horizontal coupling). In addition, the Control computer via the intact subordinate manifold and the transmitting and receiving device connected to it a corresponding information, whereupon this accordingly its programming via the two to the subordinate Transmitters and receivers connected to manifolds the transfer of information between these subordinates Transmitters and receivers connected to manifolds the transfer of information between these subordinates Organized manifolds. The ones to be transferred Information is stored in a coupling memory cached, the control computer the Storage organization takes over. Each of the two broadcast and Receiving equipment works in cooperation with the Control computer and the coupling memory as an independent Participants in the respective subordinate manifold and is about the program contained in the control computer the organization of the information transfer to the Manifolds, u. a. also the procedure for Access control, adapted.
Gleichzeitig mit der beschriebenen Aktivierung der Horizontalkopplung erhält die Koppelstation, welche die nachgeordnete Sammelleitung, über die hilfsweise der Informationstransfer erfolgt, mit der übergeordneten Sammelleitung verbindet, eine entsprechende Information, welche diese Koppelstation, beispielsweise durch Programmwechsel, zum Empfang und zur Transferierung der umgeleiteten Informationen veranlaßt.Simultaneously with the activation of the described The coupling station receives the horizontal coupling subordinate manifold, on the alternative of the Information transfer takes place with the parent Bus connects, corresponding information, which this coupling station, for example by Program change, for reception and transfer of the redirected information.
Die Erfindung wird nachfolgend an drei Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on three exemplary embodiments explained in more detail with reference to the drawings. It shows
Fig. 1 die erfindungsgemäße Redundanzanordnung in einem Sammelleitungsnetz mit passiver Ankopplung der Funktionseinheiten, Fig. 1, the redundancy arrangement of the invention in a bus network with passive coupling of the functional units,
Fig. 2 die Redundanzanordnung in einem Sammelleitungsnetz mit aktiver Ankopplung der Funktionseinheiten und Fig. 2 shows the redundancy arrangement in a bus network with active coupling of the functional units and
Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Redundanzanordnung mit aktiver Ankopplung der Funktionseinheiten. Fig. 3 shows a further redundancy arrangement according to the invention with active coupling of the functional units.
Wie die Fig. 1 zeigt, sind an eine übergeordnete serielle Sammelleitung 1 zwei nachgeordnete serielle Sammelleitungen 2, 3 über Koppelstationen 4, 5 angeschlossen. Die nachgeordneten Sammelleitungen 2, 3 sind durch einen steuerbaren Schalter 6 miteinander verbunden, der über einen Steuerrechner 8 ansteuerbar ist. Der Steuerrechner 8 ist über Empfangseinrichtungen 9, 10 an die beiden Sammelleitungen 2, 3 angeschlossen.As FIG. 1 shows, two subordinate serial bus lines 2, 3 are connected to a higher-level serial bus line 1 via coupling stations 4, 5 . The downstream collecting lines 2, 3 are connected to one another by a controllable switch 6 , which can be controlled via a control computer 8 . The control computer 8 is connected to the two collecting lines 2, 3 via receiving devices 9, 10 .
Bei intakter informationeller Verbindung beider nachgeordneter Sammelleitungen 2, 3 mit der übergeordneten Sammelleitung 1 ist der steuerbare Schalter 6 geöffnet. Bei Unterbrechung der informationellen Verbindung zwischen der übergeordneten Sammelleitung 1 und der nachgeordneten Sammelleitung 2, beispielsweise infolge Ausfall der Koppelstation 4, wird dieser Fehler in einer zentralen Überwachungseinheit registriert und über die Sammelleitung 1, die Koppelstation 5, die Sammelleitung 3 und die Empfangseinrichtung 10 an den Steuerrechner 8 eine Information gesendet, deren Empfang den Steuerrechner 8 zum Schließen des Schalters 6 veranlaßt. Damit ist die informationselle Verbindung der an die Sammelleitung 2 angeschlossenen Funktionseinheiten mit der übergeordneten Sammelleitung über die intakte Sammelleitung 3 und Koppelstation 5 gegeben. Nach Behebung des Fehlers wird in gleicher Weise der Ausgangszustand wieder hergestellt.With an intact informational connection of both subordinate manifolds 2, 3 to the superordinate manifold 1 , the controllable switch 6 is open. If the informational connection between the higher-level bus 1 and the downstream bus 2 is interrupted, for example as a result of the failure of the coupling station 4 , this error is registered in a central monitoring unit and sent to the via the bus 1 , the coupling station 5 , the bus 3 and the receiving device 10 Control computer 8 sent information, the receipt of which causes the control computer 8 to close the switch 6 . This provides the informational connection of the functional units connected to the bus 2 with the higher-level bus via the intact bus 3 and coupling station 5 . After eliminating the error, the initial state is restored in the same way.
Fig. 2 zeigt die Redundanzanordnung in einem Sammelleitungsnetz mit aktiver Ankopplung der Funktionseinheiten. An die übergeordnete serielle Sammelleitung 1 sind über die Koppelstationen 4, 5 die beiden nachgeordneten seriellen Sammelleitungen 2, 3 angeschlossen, die ringförmig oder als gegenläufige Linienstruktur die Funktionseinheiten der nachgeordneten Hierarchieebene miteinander verbinden. Die nachgeordneten Sammelleitungen 2, 3 sind durch parallel angeordnete Schalter 6, 7 miteinander verbunden, wobei der erste steuerbare Schalter 6 an die nachgeordnete Sammelleitung 2 bezüglicher der Informationsflußrichtung vor dem zweiten steuerbaren Schalter 7 und an die nachgeordnete Sammelleitung 3 bezüglich der Informationsflußrichtung nach dem zwiten steuerbaren Schalter 7 angeschlossen ist. Zwischen den Anschlußpunkten der Schalter 6, 7 ist in der nachgeordneten Sammelleitung 2 ein steuerbarer Sammelleitungsschalter 11 und in der nachgeordneten Sammelleitung 3 ein steuerbarer Sammelleitungsschalter 12 angeordnet. Die Schalter 6, 7 und die Sammelleitungsschalter 11, 12 sind über den Steuerrechner 8 ansteuerbar. Der Steuerrechner 8 ist über die Empfangseinrichtungen 9, 10 an die beiden nachgeordneten Sammelleitungen 2, 3 angeschlossen. Fig. 2 shows the redundancy array in a bus network with active coupling of the functional units. To the higher-level serial bus 1 , the two downstream serial bus lines 2, 3 are connected via the coupling stations 4, 5, which connect the functional units of the subordinate hierarchical level to one another in a ring or as an opposing line structure. The downstream manifolds 2, 3 are connected to one another by switches 6, 7 arranged in parallel, the first controllable switch 6 to the downstream manifold 2 with respect to the direction of information flow before the second controllable switch 7 and to the downstream manifold 3 with respect to the direction of information flow after the second controllable Switch 7 is connected. Between the connection points of the switches 6, 7 , a controllable manifold switch 11 is arranged in the downstream manifold 2 and a controllable manifold switch 12 is arranged in the downstream manifold 3 . The switches 6, 7 and the bus line switches 11, 12 can be controlled via the control computer 8 . The control computer 8 is connected to the two downstream collecting lines 2, 3 via the receiving devices 9, 10 .
Bei intakter informationeller Verbindung beider nachgeordneter Sammelleitungen 2, 3 mit der übergeordneten Sammelleitung 1 sind die steuerbaren Schalter 6, 7 geöffnet und die Sammelleitungsschalter 11, 12 geschlossen. Bei Unterbrechung der informationellen Verbindung zwischen der übergeordneten Sammelleitung 1 und der nachgeordneten Sammelleitung 2, beispielsweise infolge Ausfalls der Koppelstation 4, wird dieser Fehler in der zentralen Überwachungseinheit registriert und über die Sammelleitung 1, die Koppelstation 5, die nachgeordnete Sammelleitung 3 und die Empfangseinrichtung 10 an den Steuerrechner 8 eine Information gesendet, deren Empfang den Steuerrechner 8 zum Schließen der beiden Schalter 6 und 7 und gleichzeitig zum Öffnen der beiden Sammelleitungsschalter 11 und 12 veranlaßt. Durch diesen Umschaltvorgang wird die nachgeordnete Sammelleitung 3 um die Sammelleitung 2 und die daran angeschlossenen Funktionseinheiten physisch verlängert und die informationelle Verbindung ist über die Koppelstation 5 gegeben. Nach Behebung des Fehlers wird durch Umschalten der Schalter 6, 7, 11, 12 über den Steuerrechner 8 der Ausgangszustand wieder hergestellt.With an intact informational connection of both subordinate bus lines 2, 3 to the superordinate bus line 1 , the controllable switches 6, 7 are open and the bus line switches 11, 12 are closed. If the informational connection between the higher-level bus 1 and the downstream bus 2 is interrupted, for example as a result of the failure of the coupling station 4 , this error is registered in the central monitoring unit and is transmitted via the bus 1 , the coupling station 5 , the downstream bus 3 and the receiving device 10 the control computer 8 sent information, the receipt of which causes the control computer 8 to close the two switches 6 and 7 and at the same time to open the two bus line switches 11 and 12 . As a result of this switching process, the subordinate bus 3 is physically extended by the bus 2 and the functional units connected to it, and the informational connection is established via the coupling station 5 . After the fault has been eliminated , the initial state is restored by switching the switches 6, 7, 11, 12 via the control computer 8 .
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Redundanzanordnung entsprechend der Erfindung in einem hierarchisch gegliederten Sammelleitungsnetz bestehend aus der übergeordneten seriellen Sammelleitung 1 und den beiden nachgeordneten seriellen Sammelleitungen 2, 3 mit aktiver Ankopplung der Funktionseinheiten, wobei die nachgeordneten seriellen Sammelleitungen 2, 3 über die Koppelstationen 4, 5 an die übergeordnete Sammelleitung 1 angeschlossen sind. Die nachgeordneten Sammelleitungen 2, 3 enthalten jeweils eine zusätzliche Sende- und Empfangseinrichtung 13, 14, die mit einem Koppelspeicher 16 und einem Steuerrechner 15 verbunden sind. Der Koppelspeicher 16 ist über den Steuerrechner 15 steuerbar. FIG. 3 shows another redundancy arrangement according to the invention to a hierarchical bus network consisting of the higher-level serial bus 1 and the two downstream serial bus lines 2, 3 with active coupling of the functional units, wherein the downstream serial bus lines 2, 3 via the coupling stations 4 , 5 are connected to the higher-level manifold 1 . The downstream collecting lines 2, 3 each contain an additional transmitting and receiving device 13, 14 , which are connected to a coupling memory 16 and a control computer 15 . The coupling memory 16 can be controlled via the control computer 15 .
Bei intakter informationeller Verbindung beider nachgeordneter Sammelleitungen 2, 3 mit der übergeordneten Sammelleitung 1 erfolgt der Informationstransfer jeweils über die Koppelstationen 4 und 5 analog Fig. 1 oder 2.With an intact informational connection of the two subordinate bus lines 2, 3 to the superordinate bus line 1 , the information transfer takes place in each case via the coupling stations 4 and 5 analogously to FIGS. 1 or 2.
Bei Unterbrechung der informationellen Verbindung zwischen der übergeordneten Sammelleitung 1 und der nachgeordneten Sammelleitung 2, beispielsweise infolge Ausfalls der Koppelstation 4, wird dieser Fehler ebenfalls in der zentralen Überwachungseinheit registriert und über die Sammelleitung 1, die Koppelstation 5, die Sammelleitung 3 und die Sende- und Empfangseinrichtung 14 an den Steuerrechner 15 eine Information gesendet, deren Empfang die hilfsweise informationelle Verbindung der beiden nachgeordneten Sammelleitungen 2 und 3 über die beiden Sende- und Empfangseinrichtungen 13, 13 und den Koppelspeicher 16 aktiviert. Außerdem wird die Koppelstation 5 für den zusätzlichen Transfer der zwischen der Sammelleitung 2 und der übergeordneten Sammelleitung 1 auszutauschenden Informationen umprogrammiert. Der Informationstransfer zwischen der übergeordneten Sammelleitung 1 und der nachgeordneten Sammelleitung 2 geht danach folgendermaßen vonstatten. Die von der übergeordneten Sammelleitung 1 für die Sammelleitung 2 bestimmten Informationen werden zusätzlich zu den die Sammelleitung 3 betreffenden Informationen über die Koppelstation 5 auf die Sammelleitung 3 gesendet, von der Sende- und Empfangseinrichtung 14 empfangen und im durch den Steuerrechner 15 gesteuerten Koppelspeicher 16 zwischengespeichert. Nach Erhalt des Senderechts durch die Sende- und Empfangseinrichtung 13 werden die zwischengespeicherten Informationen bestimmungsgemäß auf die Sammelleitung 2 gesendet. Die von der Sammelleitung 2 für die übergeordnete Sammelleitung 1 bestimmten Informationen werden von der Sende- und Empfangseinrichtung 13 empfangen, im Koppelspeicher 16 zwischengespeichert und nach Erhalt des Senderechts durch die Sende- und Empfangseinrichtung 14 zunächst auf die Sammelleitung 3 gesendet und dann über die Koppelstation 5 der übergeordneten Sammelleitung 1 zugeführt.If the informational connection between the higher-level bus 1 and the downstream bus 2 is interrupted, for example as a result of the failure of the coupling station 4 , this error is also registered in the central monitoring unit and via the bus 1 , the coupling station 5 , the bus 3 and the transmission and Receiving device 14 sent information to the control computer 15 , the reception of which activates the auxiliary informational connection of the two downstream collecting lines 2 and 3 via the two transmitting and receiving devices 13, 13 and the coupling memory 16 . In addition, the coupling station 5 is reprogrammed for the additional transfer of the information to be exchanged between the collecting line 2 and the superordinate collecting line 1 . The information transfer between the higher-level manifold 1 and the downstream manifold 2 then takes place as follows. The information determined by the superordinate collecting line 1 for the collecting line 2 is sent in addition to the information relating to the collecting line 3 via the coupling station 5 to the collecting line 3 , received by the transmitting and receiving device 14 and temporarily stored in the coupling memory 16 controlled by the control computer 15 . After receipt of the right to send by the transmitting and receiving device 13 , the temporarily stored information is sent to the collecting line 2 as intended. The information determined by the collecting line 2 for the superordinate collecting line 1 is received by the transmitting and receiving device 13 , temporarily stored in the coupling memory 16 and, after receiving the right to transmit by the transmitting and receiving device 14, first sent to the collecting line 3 and then via the coupling station 5 fed to the higher-level manifold 1 .
Die sammelleitungsinterne Organisation des Informationstransfers, die sich auf den einzelnen Sammelleitungen 1, 2, 3 unterscheiden kann, wird durch die Erfindung und deren Wirkung nicht verändert.The organization of the information transfer within the collecting line, which can differ on the individual collecting lines 1, 2, 3 , is not changed by the invention and its effect.
Diese Redundanzanordnung ist in gleicher Weise auch anwendbar in Sammelleitungsnetzen mit passiver Ankopplung der Funktionseinheiten bzw. in solchen Sammelleitungsnetzen, die sowohl nachgeordnete Sammelleitungen mit aktiver als auch solche mit passiver Ankopplung der Funktionseinheiten aufweisen. Dazu sind lediglich die zusätzlichen Sende- und Empfangseinrichtungen in bekannter Weise passiv anzukoppeln.This redundancy arrangement is in the same way applicable in busbar networks with passive coupling the functional units or in such busbar networks, which both subordinate manifolds with active as also those with passive coupling of the functional units exhibit. To do this, only the additional send and Passive receiving devices in a known manner to couple.
Claims (6)
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