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Fernbedienungsanlage
Die Erfindung betrifft Fernbedienungsanlagen für räumlich ausgedehnte Netze mit vielen Stationen, wie sie vor allem beim Nachrichten-Weitverkehr zu finden sind. In diesem Bereich der Technik steht zur
Verbindung der vielen Fernbedienungsgeräte in den verschiedenen Stationen oft nur ein Signalkanal zur
Verfügung, der als Omnibusleitung geschaltet ist. Auf dieser Leitung darf immer nur ein Gerät senden, während alle andern empfangen. Die eigentlichen Nachrichten der Fernbedienungsgeräte, also die Mel- dungen und Befehle, werden bei solchen Anlagen in der Regel nur bei Zustandsänderungen übertragen, da- mit die allen Geräten gemeinsam zur Verfügung stehende Omnibusleitung nicht unnötig belegt wird.
Eine Fernbedienungsanlage, deren Geräte nur bei Zustandsänderungen Meldungen und Befehle übertragen, ist darauf angewiesen, dass der Signalkanal immer betriebsfähig ist, und dass eine Unterbrechung des Kanals sofort bemerkt und rasch unwirksam gemacht wird. Ebenso wichtig ist es, erkennen zu können, ob ein Fernbedienungsgerät, beispielsweise durch Ausfall der Betriebsspannung, sendeunfähig geworden ist. Es muss sichergestellt sein, dass die Störung eines Fernbedienungsgerätes nicht die gesamte Fernbedienungsanlage blockiert. Die Anlage muss sich also selbst auf Störungen überwachen, wobei zu beachten ist, dass diese Forderung für jede denkbare Form des Netzes und der Omnibusleitung erfüllt werden muss.
Eine mit einer Omnibusleitung arbeitende Anlage kann nur dann sicher betrieben werden, wenn da- für gesorgt ist, dass immer nur ein Fernbedienungsgerät die Leitung sendemässig belegen kann. Eine diesem Zweck dienende Massnahme sollte so ausgelegt sein, dass sie einer Erweiterung der Anlage keine Grenzen setzt und dass anstehende Nachrichten auch bei vielen Geräten in einer Anlage rasch übermittelt werden.
Es ist bekannt, den als Omnibusleitung geschalteten Signalkanal mit einer Pilotschwingung zu belegen. Dieser Pilot kann in allen Fernbedienungsgeräten überwacht und auch so ausgenutzt werden, dass die Geräte bei einem Pilotausfall auf eine andere betriebsfähige Omnibusleitung umschalten. Der Ausfall eines Gerätes lässt sich durch eine kurzzeitige Unterbrechung des Pilots mittels Sperrkreisen signalisieren. Der Störungsort ist jedoch auf diese Weise nicht einzugrenzen. Ein weiterer Nachteil ist, dass dieses Verfahren nur im Ring geschaltete Omnibusleitungen einwandfrei ilberwachen kann. Ausfälle auf Leitungsausläufern, die im Stich an den Ring geführt werden, sind nur zu bemerken, wenn die Ausläufer mit einem eigenen Pilot vom Ende her gespeist sind.
Wegen der besonderen Pilotempfänger ist das Verfahren aufwendig und die Benutzung einer Pilotschwingung eigener Frequenz engt den meist ohnehin schmalen Signalkanal ein.
Weiters sind Verfahren bekannt, bei denen eine Zentrale am Anfang der eine Linie bildenden Omnibusleitung ein Fernbedienungsgerät nach dem andern durch eine Reihe von Impulsen aufruft und ihm damit die Sendeerlaubnis erteilt. Zur Überwachung kann dieses Verfahren nur dann etwas beitragen, wenn jedes aufgerufene Gerät auch antworten muss. Meist wird die Antwort mit einem Träger besonderer Frequenz gegeben. Verwenden der Aufruf und die Antwort den gleichen Träger, so können sie nur zeitlich nacheinander und durch Codierung unterschieden, auf die Omnibusleitung gesendet werden. Nachteilig ist, dass man im ersten Falle den Signalkern teilen und in jedem Gerät zwei Empfänger vorsehen muss, während man im zweiten Falle Zeit einbüsst und Codierer braucht.
Um die Antwortzeichen zu sparen, hat man auch vorgesehen, dass die Aufrufimpulse von einem Ge-
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rät gesendet werden, das sich an dem der Zentrale entgegengesetzten Ende der Leitung befindet. Eine als
Linie geführte Omnibusleitung ist damit zwar überwacht, jedoch sind wieder Antwortzeichen nötig, wenn
Leitungsausläufer und Geräteausfälle erfasst werden sollen.
Die Fernbedienungsanlage wird gemäss der Erfindung so ausgebildet, dass jedes Fernbedienungsgerät einen Aufrufzähler enthält, der auf eine dem Fernbedienungsgerät zugeordnete Zahl eingestellt ist und von einer Reihe der auf der Omnibusleitung laufenden Aufrufzeichen nur bei dem, das der eingestellten
Zahl entspricht, ein Signal an eine Nachrichteneingabe gibt, worauf diese mittels weiterer Glieder die
Aussendung eines Beginnzeichens der Nachricht und eines Schlusszeichens veranlasst, wenn in ihr eine Zu- standsänderung gespeichert ist, dass aber die Nachrichteneingabe über ein anderes Glied die Aussendung eines neuen Aufrufzeichens auslöst, wenn sie keine Zustandsänderung gespeichert hat.
Die Vorteile einer gemäss der Erfindungausgelegten Fernbedienungsanlage sind : Der Aufwand ist geringer als bei bekannten Anordnungen, weil bei ihnen notwendige Pilot- oder Antwortzeichen-Empfänger oder Decodierer zur Unterscheidung von Aufruf- und Antwortzeichen eingespart sind. Der Zeitbedarf für den Ablauf einer Aufrufreihe entspricht dem Umfang der Anlage und der Bandbreite des Signalkanals und er ist kleiner als beim Einsatz bekannter Geräte. Anordnungen, die eine hohe Genauigkeit in der Bemessung erfordern, z. B. Glieder für eine Zeitstaffelung oder Auswertungen für den Pilotpegel, sind entbehrlich. Da sich jedes Gerät aktiv an der Bildung der Aufrufreihe beteiligen muss, sind sowohl Geräte- als auch Leitungsstörungen bei beliebiger Ausbildung der Omnibusleitung daran erkennbar, dass die Aufrufreihe unterbrochen ist.
Die Fernbedienungsanlage kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch so ausgebildet sein, dass die Aufrufzähler aller Fernbedingungsgeräte bei Empfang eines Beginnzeichens in der erreichten Zählerstellung festgehalten sind, bis das Gerät der mit der empfangenen Nachricht angesprochenen Station den richtigen Empfang der Nachricht durch ein vom empfangenen Schlusszeichen ausgelöstes Quittungszeichen beantwortet, dessen Empfang die Zähler aller Fernbedienungsgeräte freigibt und um eine Einheit weiterstellt, wodurch die Reihe der Aufrufzeichen fortgesetzt wird bis beim Empfang des letzten Aufrufzeichens einer Reihe der Aufrufzähler eines Fernbedienungsgerätes, vorzugsweise einer Zentrale, die Aussendung eines Synchronisierzeichens veranlasst, dessen Empfang die Zähler aller Geräte in die Anfangslage stellt,
so dass alle Zähler das auf das Synchronisierzeichen folgende Aufrufzeichen als erstes einer neuen Reihe zählen. Jedes Fernbedienungsgerät kann auch eine Einheit Überwachung enthalten, die bei einem Ausfall der auf der Omnibusleitung laufenden Zeichen nach Ablauf einer in ihr eingestellten Wartezeit ein Signal abgibt, wenn in der Wartezeit keine Zeichen eintreffen und damit die Aufrufzähler so lange in der erreichten Zählerstellung festhält, bis wieder ein Synchronisierzeichen eintrifft, wobei die Wartezeit mehr als doppelt so lang bemessen ist als die längste in der Anlage mögliche Signallaufzeit.
Eine Fernbedienungsanlage mit zwei oder mehreren voneinander unabhängigen und auf verschiedenen Wegen geführten Omnibusleitungen, von denen jede mit jedem Fernbedienungsgerät der Anlage verbunden ist, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch so ausgebildet sein, dass jedes Fernbedienunggerät für jede Omnibusleitung je einen mit dieser verbundenen Sender enthält, die von den Sendegliedern
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leitungen gesendet werden, und dass jedes Fernbedienungsgerät nur einen Empfänger enthält, der über ein Umschaltglied jeweils nur an eine Leitung angeschaltet ist.
Weiterhin ist es zweckmässig, für Fernbedienungsgeräte, die mit mehreren Omnibusleitungen verbunden sind, eine Überwachung vorzusehen, die nach dem Ablauf der Wartezeit ein erstes Signal abgibt, danach eine Schutzzeit zur Überbrückung kurzzeitig dauernder Ausfälle ablaufen lässt und dann, wenn inzwischen keine Zeichen eingetroffen sind, ein zweites Signal liefert, welches das Umschaltglied so lange betätigt, bis der Empfänger an eine Leitung geschaltet ist, von der das Fernbedienungsgerät wieder alle Zeichen empfängt, wobei das Umschaltglied an die Nachrichteneingabe ein Signal gibt, das bei nächster Gelegenheit die benutzte Leitung durch eine entsprechende Nachricht meldet.
Ein in der Fernbedienungsanlage als Zentrale arbeitendes Fernbedienungsgerät kann so ausgebildet sein, dass das Fernbedienungsgerät einen wählerähnlichen Aufrufzähler, der jedes Aufrufzeichen einer Reihe an einem zugeordneten, mit einem Anzeigeelement verbundenen Ausgang abgibt und ein Steuergerät enthält, welches die Signale der Überwachung und die empfangenen Aufrufzeichen derart verarbeitet, dass es beim Ansprechen der Überwachung durch die Abgabe des Synchronisierzeichens den Beginn einer neuen Aufrufreihe veranlasst und die empfangenen Aufrufzeichen auf ein Verzögerungsglied durchschaltet, welches nach Ablaufseiner Verzögerungszeit dann den Aufrufsender zur Abgabe eines Aufrufzeichens auslöst, wenn das von der Leitung erwartete Aufrufzeichen ausbleibt,
und dass das Steuergerät in diesem Falle einen akustischen Alarm auslöst. Weiterhin kann die Anordnung so ausgebildet sein, dass das
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von der Überwachung eingeschaltete Steuergerät die empfangenen Aufrufzeichen und die Aussendung der ersatzweise eingeschobenen Aufrufzeichen mit Hilfe der vom Verzögerungsglied abgegebenen Signale ständig überprüft und dann wieder Alarm auslöst und die empfangenen Aufrufzeichen vom Eingang des Ver- zögerungsgliedes trennt, wenn wieder alle Aufrufzeichen einer Aufrufreihe über die Leitung eintreffen, und dass die im Verzögerungsglied wirksame Verzögerungszeit so bemessen ist, dass sie länger dauert als die längste Signallaufzeit in der Fernbedienungsanlage, dass sie aber um diese längste Signallaufzeit kür- zer ist als die Wartezeit der in allen Geräten eingesetzten Überwachung.
Die Erfindung wird ai Hand der Zeichnung näher erläutert, u. zw. zeigt : Fig. 1 die beliebig angeord- neten und durch die Omnibusleitung verbundenen Stationen und Geräte einer Fernbedienungsanlage, Fig. 2 stellt in einem Diagramm die zeitliche Reihenfolge der Zeichen dar, Fig. 3 zeigt ein Fernbedienungsge- rät gemäss der Erfindung im Blockschaltbild, Fig. 4gibt ein Beispiel für die Verbindung der Fernbedienung9'" geräte durch mehrere unabhängige Omnibusleitungen, für das Fig. 5 eine Abwandlung eines Gerätes im
Blockschaltbild zeigt, Fig. 6 stellt dar, welche Massnahmen zur automatischen Fortführung des Betriebes bei Störungen getroffen sind.
Die bekannte Pilottechnik bei Fernbedienungsanlagen kann nicht alle in der Einleitung genannten For- derungen erfüllen, weil ihr die Möglichkeit fehlt, nur einem Gerät der Anlage die sendemässige Belegung der Leitung zu gestatten. Zeitmultiplex-Verfahren, bei denen nur ein Gerät der Anlage Aufrufzeichen aus- sendet, haben Nachteile, weil sie entweder nur bei einer bestimmten Führung der Omnibusleitung einsetz- bar sind oder weil sie mit denAntwortzeichen im Signalkanal einen zusätzlichen Informationsfluss erzeu- gen. Überlegungen im Rahmen der Erfindung zeigen, dass dieser Informationsfluss dann fortfällt, wenn je- des Zeichen einer Aufrufreihe sowohl Aufruf wie auch Antwort ist.
Ein dieses Prinzip verfolgendes Verfahren sei an Hand der Fig. l und 2 beschrieben : Das Fernbedienungsgerät G der Station "15" beginnt die Aufrufreihe mit einem ersten Aufrufzeichen A', das auf die
Omnibusleitung L gesendet und von allen andern Geräten empfangen wird ('bei einem Zeichen bedeutet "gesendet"). Aber nur das Gerät der Station "1" beantwortet dieses erste Aufrufzeichen, indem es ein weiteres aussendet. Dieses zweite auf die Leitung L gesendete Zeichen löst im Gerät der Station "3" ein drittes aus und so wird der Aufruf wie ein Ball von Station zu Station weitergegeben. Schliesslich kommt nach Fig. 2 das x-te Aufrufzeichen der Station "x-1" zur Beantwortung durch das Gerät der Station"x", in der sich der Zustand geändert hat, was nun durch eine Nachricht N gemeldet werden muss.
Das Gerät antwortet mit einem Beginnzeichen B'und teilt dadurch allen andern Geräten mit, dass die Aufrufreihe unterbrochen wird. Anschliessend sendet die Station"x"ihre Nachricht N'und beendet sie mit einem Schlusszei- chen S'. Das Gerät der Station"2", welcher die Nachricht galt, beantwortet das Schlusszeichen mit einem Quittungszeichen Q', wenn es die Nachricht empfangen hat. Das von allen Geräten empfangene Quittungszeichen Q sagt ihnen, dass die Aufrufreihe weiter geht und die nächste Station "x+1" sendet daher ihr Aufrufzeichen aus. Am Ende der so fortgesetzten Reihe sendet schliesslich die Station "14" das letzte Aufrufzeichen, auf das die Station "15" mit einem Synchronisierzeichen Syn'und dem ersten Aufrufzeichen einer neuen Reihe antwortet.
Das Synchronisierzeichen erzwingt bei allen Geräten das richtige Einordnen in die neue Aufrufreihe.
In der Anordnung nach Fig. 3 gelangen die auf der Omnibusleitung L laufenden Zeichen (s. Fig. 2, Reihe L) über die Gabel Gb in den Empfänger Emp, der sie in Gleichstromzeichen umwandelt. Das Glied zur Zeichentrennung ZT sondert die Nachricht N auf Grund besonderer Kriterien am Zeichenanfang von den andern, den "Regiezeichen". Die Nachricht gelangt an die Nachrichtenausgabe NA, welche die Codierung auswertet und prüft, feststellt, ob die Nachricht für das Gerät bestimmt ist und sie-wenn dies der Fall ist-als entsprechende Empfangskriterien EK abgibt sowie die Richtigkeit durch ein Signal r bestätigt. Da diese Behandlung der Nachricht für die meisten gebräuchlichen Fernbedienungsgeräte gilt, soll sie hier nicht weiter erwähnt werden.
Die Regiezeichen A, B, S, Q, Syn gehen an das Glied zur Aufruftrennung AT, das die Aufrufzeichen A an den Aufrufzähler AZ gibt. Dieser schaltet sich mit jeden eintreffenden Aufrufzeichen um eine Einheit weiter, bis er bei Empfang des z-ten Zeichens einer Aufrufreihe die eingestellte Zahl z erreicht hat und ein Signal f an die Einheit Nachrichteneingabe NE schickt. Dabei blockiert sich der Zähler gegen weiter einlaufende Zeichen A.
An die Nachrichteneingabe NE sind die Sendekriterien SK gelegt. Ändern welche von ihnen ihren Zustand, so wird diese Tatsache in der Nachrichteneingabe gespeichert. Das Signal f des Aufrufzählers AZ fragt den Speicherzustand ab und die Nachrichteneingabe antwortet mit dem Signal a = 1, wenn eine Zustandsänderung vorliegt. Dadurch spricht der Beginnsender BS an und sendet das Beginnzeichen B'zum Tonfrequenzsender Sd, der es mit einem Träger versehen-über die Gabel Gb auf die Leitung L gibt. Da-
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nach reizt der Beginnsender BS mit seinem Signal b die Nachrichteneingabe NE zur Aussendung der Nach- richt N'an, deren Inhalt aus einem Stationskennzeichen und dem Zustand aller oder auch nur der geän- derten Sendekriterien besteht.
Schliesslich schaltet die Nachrichteneingabe NE mit dem Signal s den
Schlusssender SS ein, der das Schlusszeichen S'auf die Leitung schickt.
Ist keine Zustandsänderung in der Nachrichteneingabe NE gespeichert, so antwortet sie auf das Signal f des Aufrufzählers mit dem Signal a = 0, welches den Aufrufsender AS zur Aussendung eines weiteren
Aufrufzeichens A'veranlasst.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthält die Anordnung nach Fig. 3 die Regieauswertung RA, welche bei Empfang eines Beginnzeichens B den Zähler AZ in der erreichten Zählerstellung festhält. War die folgende Nachricht N für das betrachtete Gerät bestimmt, so trifft das von der Regieauswertung RA ab- gegebene Signal S mit dem Signal r der Nachrichtenausgabe NA zusammen und lässt damit den Quittung- sender QS zur Abgabe des Quittungszeichens Q'an. Fehlt das Signal r, entweder weil die Nachricht nicht für das Gerät bestimmt war oder weil sie nicht decodiert werden konnte, so sendet das Gerät auch kein
Quittungszeichen. Alle Geräte aber empfangen das von einer Station gesendete Zeichen Q, welches die
Regieauswertung RA an den Zähler AZ gibt, der dadurch freigegeben und um eine Einheit weitergestellt wird-.
Der Zähler eines Gerätes der Anlage erreicht damit seine eingestellte Zahl z, gibt sein Signal f ab und löst dadurch wieder ein Aufrufzeichen aus, mit dem die Aufrufreihe fortgesetzt wird.
Bei. einem Gerät der Anlage, vorzugsweise einer Zentrale ist der Aufrufzähler auf die höchste Zahl z (in Fig. l auf z = 15) eingestellt. Bei diesem Gerät enthält der Aufrufsender AS auch noch ein Glied zur
Aussendung des Synchronisierzeichens Syn', so dass dieses Gerät beide Zeichen Syn'und A'abgibt, wenn es an der Reihe ist. Die Regieauswertungen RA aller Geräte stellen bei Empfang des Zeichens Syn alle Zähler AZ in die Anfangslage, so dass das folgende Aufrufzeichen A auch dann als das erste einer neuen Reihe gezählt wird, wenn sich Zähler durch Störeinflüsse verzählt haben sollten.
Zur Feststellung von Störungen enthält jedes Fernbedienungsgerät ein Überwachungsglied Ü, dem nach Fig. 3 alle Zeichen mit Ausnahme der Nachricht N zugeführt sind und dessen Aufgabe es ist, nach Empfang eines Aufrufzeichens A eine Wartezeit ablaufen zu lassen. Diese ist so bemessen, dass bei ungestörtem Betrieb ein nächstes Aufrufzeichen auch bei längster Signallaufzeit noch vor Ablauf dieser Wartezeit eintrifft. Weil es im Zusammenspiel mit einer entsprechend ausgerüsteten Zentrale Vorteile bringt, ist die Wartezeit sogar länger als die doppelte längste Signallaufzeit eingestellt. Sie kann also nur ablaufen, wenn keine Aufrufzeichen mehr eintreffen, und dann gibt die Überwachung Ü ein Ausgangssignal üw ab. Die Nachricht N wird von der Überwachung ferngehalten, weil sie Pausen enthalten könnte, die länger als die Wartezeit dauern.
Die Regiezeichen B und Q bewirken dabei in der Überwachung Ü das gleiche Festhalten wie beim Aufrufzähler A Z (in den Figuren ist dies nicht näher dargestellt). Ein Signal üw der Überwachung Ü hält den Aufrufzähler AZ in der erreichten Zählerstellung fest und gibt ihn erst wieder frei, wenn ein Synchronisierzeichen Syn eintrifft und ihn in die Anfangslage bringt. Auf diese Weise ist verhindert, dass die Zähler A Z nach einer Störung unkontrolliert Aufrufzeichen A* auslösen.
Bei Übertragungseinrichtungen kann man sich gegen Leitungsstörungen dadurch schützen, dass man jedem Gerät die Zeichen auf voneinander unabhängigen und auf verschiedenen Wegen geführten Leitungen zuführt. Fig. 4 gibt dafür ein Beispiel mit zwei Omnibusleitungen L1 und L2, die alle Geräte G miteinander verbinden, selbst aber nicht miteinander verbunden sind. Fernbedienungsgeräte, die in einer solchen Anlage eingesetzt sind, enthalten nach Fig. 5 für jede Leitung einen eigenen Sender Sdl und Sd2, die Sender sind auf der Ansteuerseite miteinander verbunden, so dass alle von einem Gerät ausgesendeten Zeichen auf beide Leitungen L1 und L2 gegeben werden.
Da aber jedes Gerät wegen der Laufzeitunterschiede die Zeichen nur von einer Leitung empfangen darf. ist nur ein Empfänger Emp vorgesehen, den ein Umschaltglied U - bei Fig. 5 ein Umschaltrelais, das auch die Gabelabschlüsse RI und R2 umschaltet - mit einer der beiden Leitungen verbindet.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 steuert in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Überwachung Ü auch die Leitungsumschaltung, wenn Aufrufzeichen A ausgefallen sind. Die Überwachung Ü gibt zunächst ein Signal üwl ab, welches wie beschrieben den Aufrufzähler AZ festhält. Danach aber lässt die Überwachung eine Schutzzeit ablaufen, in der sie abwartet, ob die Störung kurzzeitig oder dauernd ist. Treffen vor Ablauf der Schutzzeit wieder Aufrufzeichen ein, so ist keine Umschaltung erforderlich. Bei andauerndem Ausfall dagegen gibt die Überwachung ein zweites Signal üw2 ab, welches das Umschaltglied U betätigt und damit den Empfänger an eine andere Leitung schaltet.
Da bei Betrieb mit mehreren Omnibusleitungen jedes Gerät nach der Umschaltung wieder empfangen kann, reiht es sich auch nach Empfang eines Synchronisierzeichens Syn wieder in das Aufrufen ein und es meldet dann mit Hilfe eines vom Umschalteglied U, beispielsweise durch einen Kontakt uIII gelieferten
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Signals, welche Leitung belegt wurde.
In Fernbedienungsanlagen mit nur einer Omnibusleitung führt der Verlust eines Aufrufzeichens zum
Abbrechen der Aufrufreihe. Diein den Geräten eingesetzten Überwachungen Ü können nur verhindern, dass. nach Beseitigung einer Störung unkontrolliert Aufrufzeichen ausgesendet werden. Die eingangs gestellte
Forderung, dass die Störung eines Fernbedienungsgerätes den Betrieb zu den andern nicht unterbrechen darf, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch gelöst, dass ein Gerät der Anlage - in der Regel die
Zentrale, welche auch für die Synchronisierung des Aufrufs sorgt-mittels einiger Zusätze besondere
Steuerungsfunktionen übernimmt.
Der Aufrufzähler AZ der Zentrale arbeitet nach Fig. 6 wie ein Wähler. Er gibt für jedes eintreffende
Aufrufzeichen A an einem zugeordneten Ausgang g so lange ein Signal an das angeschlossene Anzeigeele- ment AE, bisihn das nächste Aufrufzeichen weiterschaltet. Die Elemente AE, beispielsweise in einem Be- dienungsfeld zusammengefasste Lampen, zeigen dem Bedienungspersonal, wie der Aufruf nacheinander von allen Geräten der Anlage weitergegeben wird. Der letzte Ausgang des Zählers A Z gibt ein Signal f an die
Nachrichteneingabe NE und löst damit - wie früher beschrieben - die Synchronisierung des Aufrufs aus.
Bei einer Störung gibt die Überwachung Ü der Zentrale nach Ablaufihrer Wartezeit das Signal üw an einSteuergerätStG. Dieses löstdaraufhin durch einSignal p über denSynchronsender SynS mit einem Syn- chronisierzeichen Synoden den Beginn einer neuen Aufrufreihe aus. Gleichzeitig schaltet das SteuergerätStG die empfangenen Aufrufzeichen A als Signale u auf ein Verzögerungsglied VG. Dessen Verzögerungszeit be- ginnt jeweils beim Eintreffen eines Signals u, also beim Empfang eines Aufrufzeichens A, und sie dauert länger als die längste in der Anlage mögliche Signallaufzeit. Damit läuft sie nur dann ganz ab und führt zur Abgabe eines Signals v, wenn kein Aufrufzeichen auf der Leitung L eintrifft.
Das Signal v reizt in die- sem Falle den Aufrufsender AS an, der als Ersatz für das fehlende ein Aufrufzeichen A'auf die Leitung sendet. Das Signal v des Verzögerungsgliedes VG stellt ausserdem den Zähler AZ um einen Schritt weiter und gibt über das Steuergerät StG ein neues Signal u an das Glied VG. Sind infolge einer Leitungsunterbrechung mehrere Aufrufzeichen A ausgefallen, so werden auch sie in gleicher Weise ersetzt. Bei der Aus- sendung des Synchronisierzeichens Syn'wird der Zähler AZ an den Anfang gestellt und das Steuergerät StG gibt für die Dauer der Synchronisierung das Signal u an das Glied VG und sperrt es damit. Ebenso wird das Glied VG beim Eintreffen einer Nachricht N gesperrt.
Sobald das Steuergerät StG nach der Aufnahme eines Überwachungssignals ilw das erste Mal das Signal v bekommt, gibt es ein Signal w ab und schaltet damit über einen Erinnerungsschalter ES eine
Alarmeinrichtung AL ein. Bekommt das Steuergerät StG dagegen nach Empfang des Signals üw bis zum Eintreffen des nächsten Signals Syn kein Signal v vom Verzögerungsglied VG, so schaltet es die Signale u wieder ab und die Alarmgabe unterbleibt. Ein solches Verhalten schützt vor Alarmgabe bei kurzzeitigen Störungen in der Anlage.
Bei einem Alarm wird das Personal auf das Bedienungsfeld mit seinen Lampen AE hingewiesen, an deren Aufleuchten es erkennen kann, welche Stationen von der Zentrale nicht mehr zu erreichen sind. Die diesen Stationen zugeordneten Lampen leuchten infolge der verzögerten Abgabe der Ersatz-Aufrufzeichen A'länger als die andern. Der Alarm wird durch Umlegen des Schalters ES gelöscht, indem das Signal w des Steuergerätes unwirksam wird.
Das Steuergerät StG prüft ständig, ob das Verzögerungsglied VG noch Signale v abgibt. Stellt es fest, dass zwischen zwei Synchronisierzeichen Syn - die es ja gleichfalls überwacht-keine Signale v mehr aufgetreten sind, so ist offensichtlich die Störung beseitigt, denn es ist wieder eine vollständige Aufrufreihe über die Leitung L eingetroffen. In diesem Falle schaltet das Steuergerät die Signale u ab und gibt über den betätigten Schalter ES ein Signal x zur Alarmgabe. Damit wird dem Personal gesagt, dass die Störung beendigt ist und der Schalter ES in die Ausgangslage gestellt werden muss.
Beim Ausfall der Aufrufzeichen sperren die Überwachungen aller Geräte die Aufrufzähler so lange, bis ein Synchronisierzeichen Syn eintrifft. Daher muss das Steuergerät StG der Zentrale vor der Absendung der Ersatz- Aufrufzeichen auch zuerst die Abgabe eines Synchronisierzeichens veranlassen. Die Ersatz-Aufrufzeichen A'der Zentrale müssen anderseits auch in der entferntesten Station der Anlage noch vor Ablauf der Wartezeit der Überwachung eintreffen, damit diese nicht den Aufrufzähler sperrt und damit die Absendung eines antwortenden Aufrufzeichens verhindert. Deshalb ist die Verzögerungszeit des Gliedes VG der Zentrale um die längste in der Anlage auftretende Signallaufzeit kürzer als die Wartezeit der in den Geräten eingesetzten Überwachungen Ü.
Die beschriebenen Zusatzeinrichtungen in den Unterstationen und einer Zentrale einer Fernbedienungsanlage bieten weitere Vorteile : Eine Überwachung der Aufrufzeichen in allen Geräten schützt vor unkontrolliertem Senden bei Störungen und sorgt bei Verwendung mehrerer Omnibusleitungen auch bei Lei-
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tungsstörungen für sicheren Betrieb, indem eine Umschalteinrichtung eine brauchbare Leitung aussucht.
Eine Zentrale der Anlage zeigt mit einem wählerähnlichen Zähler und Anzeigeelementen an, wie die
Stationen der Reihe nach den Aufruf weitergeben. Mit einem Steuergerät und einem Verzögerungsglied ersetzt die Zentrale bei Störungen fehlende Aufrufzeichen und erhält so den Betrieb mit ungestörten Teii len der Anlage aufrecht. Ein Alarm und die Anzeigeelemente unterrichten dabei das Personal über An- fang und Ende der Störung und über den Störungsort. Damit sind alle einleitend genannten Forderungen mit wenig Aufwand und in übersichtlicher Weise erfüllt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fernbedienungsanlage für ausgedehnte Netze, insbesondere des Nachrichten-Weitverkehrs, mit vielen Stationen, deren Fernbedienungsgeräte durch einen oder mehrere gemeinsame als Omnibusleitun- gen geschaltete Signalkanäle verbunden sind, auf die nur immer ein Fernbedienungsgerät sendet, während alle andern die auf die Leitung gegebenen Zeichen empfangen, wobei die eigentlichen Nachrichten wie
Meldungen und Befehle nur bei Zustandsänderungen übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass je-
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zugeordnete Zahl (z) eingestellt ist und von einer Reihe der auf der Omnibusleitung (L) laufenden Auf- rufzeichen (A) nur bei dem, das der eingestellten Zahl (z) entspricht, ein Signal (f) an eine Nachrichten- eingabe (NE) gibt, worauf diese mittels weiterer Glieder (BS, SS) die Aussendung eines Beginnzeichens (B')
der Nachricht (N') und eines Schlusszeichens (S') veranlasst, wenn in ihr eine Zustandsänderung gespei- chert ist, dass aber die Nachrichteneingabe (NE) über ein anderes Glied (AS) die Aussendung eines neuen
Aufrufzeichens (A*) auslöst, wenn sie keine Zustandsänderung gespeichert hat.
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Remote control system
The invention relates to remote control systems for spatially extensive networks with many stations, as can be found above all in long-distance communications. In this area of technology is available
Connection of the many remote control devices in the various stations, often only one signal channel
Available, which is connected as a bus line. Only one device is allowed to transmit on this line, while all others receive. The actual messages from the remote control devices, ie the messages and commands, are generally only transmitted in such systems when the status changes, so that the bus line available to all devices is not unnecessarily occupied.
A remote control system, the devices of which only transmit messages and commands when the status changes, depends on the signal channel always being operational, and that an interruption in the channel is noticed immediately and quickly rendered ineffective. It is just as important to be able to recognize whether a remote control device has become unable to transmit, for example due to a failure of the operating voltage. It must be ensured that the malfunction of a remote control device does not block the entire remote control system. The system must therefore monitor itself for faults, whereby it should be noted that this requirement must be met for every conceivable form of network and bus line.
A system that works with a bus line can only be operated safely if it is ensured that only one remote control device can occupy the line for transmission purposes. A measure serving this purpose should be designed in such a way that it does not set any limits to the expansion of the system and that pending messages are transmitted quickly even with many devices in a system.
It is known to apply a pilot oscillation to the signal channel connected as a bus line. This pilot can be monitored in all remote control devices and can also be used so that the devices switch to another operational bus line in the event of a pilot failure. The failure of a device can be signaled by briefly interrupting the pilot by means of blocking circuits. However, the fault location cannot be narrowed down in this way. Another disadvantage is that this method can only properly monitor omnibus lines connected in a ring. Failures on line branches that are led in the branch to the ring can only be noticed if the branches are fed from the end by their own pilot.
Because of the special pilot receiver, the process is complex and the use of a pilot oscillation of its own frequency narrows the signal channel, which is usually narrow anyway.
Furthermore, methods are known in which a control center at the beginning of the omnibus line forming a line calls up one remote control device after the other by means of a series of pulses and thus gives it permission to transmit. This method can only contribute to monitoring if every device called has to respond. Usually the answer is given with a carrier of a particular frequency. If the call and the response use the same carrier, they can only be differentiated in time and differentiated by coding and sent on the bus line. The disadvantage is that in the first case you have to share the signal core and provide two receivers in each device, while in the second case you lose time and need an encoder.
In order to save the answer characters, it has also been provided that the call impulses from a
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advises that is on the opposite end of the line from the control panel. One as
Line-guided bus lines are monitored, but answer characters are required again if
Cable runouts and device failures are to be recorded.
The remote control system is designed according to the invention so that each remote control device contains a call counter which is set to a number assigned to the remote control device and of a number of the call characters running on the bus line only for the one set
Number corresponds to a signal to a message input, whereupon this by means of further elements the
Sending a start character of the message and a final character causes, if a change of state is stored in it, that the message input via another element triggers the transmission of a new call character if it has not saved a change of state.
The advantages of a remote control system designed according to the invention are: The effort is less than with known arrangements, because they save the need for pilot or response character receivers or decoders for differentiating call and response characters. The time required for a series of calls to run corresponds to the scope of the system and the bandwidth of the signal channel and is smaller than when using known devices. Arrangements that require high accuracy in dimensioning, e.g. B. members for a time graduation or evaluations for the pilot level are unnecessary. Since every device must actively participate in the formation of the call series, both device and line faults can be recognized by the fact that the call series is interrupted, regardless of the configuration of the bus line.
In a further embodiment of the invention, the remote control system can also be designed in such a way that the call counters of all remote control devices are held in the counter position reached when a start character is received until the device of the station addressed with the received message correctly receives the message by a final character triggered by the received message Acknowledgment character answered, the receipt of which releases the counters of all remote control devices and advances them by one unit, whereby the series of call characters is continued until the call counter of a remote control device, preferably a control center, causes the transmission of a synchronization character when the last call character in a series is received, the reception of which causes the counters puts all devices in the starting position,
so that all counters count the call character following the synchronization character as the first in a new row. Each remote control device can also contain a monitoring unit which, in the event of a failure of the characters running on the bus line, emits a signal after a set waiting time has elapsed if no characters arrive during the waiting time and thus keeps the call counter in the counter position reached until a synchronization signal arrives again, the waiting time being more than twice as long as the longest possible signal transit time in the system.
A remote control system with two or more mutually independent omnibus lines routed in different ways, each of which is connected to each remote control device of the system, can also be designed in a further embodiment of the invention so that each remote control device for each omnibus line contains a transmitter connected to it that of the transmitting members
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lines are sent, and that each remote control device contains only one receiver, which is connected to only one line via a switching element.
It is also useful to provide a monitoring device for remote control devices that are connected to several bus lines, which emits a first signal after the waiting time has elapsed, then allows a protective time to run through to bridge short-term failures and then, if no characters have arrived in the meantime, supplies a second signal which actuates the switching element until the receiver is switched to a line from which the remote control device again receives all characters, the switching element giving the message input a signal that the line used at the next opportunity through a corresponding Message reports.
A remote control device operating in the remote control system as a control center can be designed in such a way that the remote control device contains a selector-like call counter that emits each call character in a row at an associated output connected to a display element and contains a control device that controls the monitoring signals and the call characters received processes that when the monitoring system responds by sending the synchronization character, it initiates the start of a new call series and switches the received call characters through to a delay element which, after a delay time has elapsed, then triggers the caller to output a call character if the call character expected by the line is missing,
and that the control unit triggers an acoustic alarm in this case. Furthermore, the arrangement can be designed so that the
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The control unit switched on by the monitoring system constantly checks the received call characters and the transmission of the alternatively inserted call characters with the help of the signals emitted by the delay element and then triggers an alarm again and separates the received call characters from the input of the delay element when all call characters in a call series are again over the line arrive, and that the delay time effective in the delay element is dimensioned so that it lasts longer than the longest signal propagation time in the remote control system, but that it is shorter than the waiting time of the monitoring used in all devices by this longest signal propagation time.
The invention is explained in more detail ai hand of the drawing, u. Between: FIG. 1 shows the stations and devices of a remote control system, which are arranged in any way and connected by the bus line, FIG. 2 shows the chronological sequence of the characters in a diagram, FIG. 3 shows a remote control device according to the invention in a block diagram , Fig. 4 gives an example of the connection of the remote control 9 '"devices by several independent omnibus lines, for which FIG. 5 shows a modification of a device in
The block diagram shows, FIG. 6 shows the measures that have been taken to automatically continue operation in the event of faults.
The known pilot technology in remote control systems cannot meet all of the requirements mentioned in the introduction because it lacks the possibility of only allowing one device in the system to use the line for transmission. Time-division multiplex methods, in which only one device in the system sends out call signals, have disadvantages because they can either only be used with a specific route of the bus line or because they generate an additional flow of information with the response symbols in the signal channel of the invention show that this flow of information ceases to exist when each character in a series of calls is both a call and a response.
A method that follows this principle will be described with reference to FIGS. 1 and 2: The remote control device G of station "15" begins the call series with a first call character A ', which refers to the
Omnibus line L is sent and received by all other devices ('with a character means "sent"). But only the device of station "1" answers this first call character by sending out another. This second character sent on line L triggers a third in the device of station "3" and so the call is passed on from station to station like a ball. Finally, according to FIG. 2, the x-th call character of the station “x-1” is answered by the device of the station “x” in which the state has changed, which must now be reported by a message N.
The device responds with a start character B 'and thereby informs all other devices that the series of calls will be interrupted. The station "x" then sends its message N 'and ends it with a final character S'. The device of station "2" to which the message was addressed replies to the final character with an acknowledgment character Q 'when it has received the message. The acknowledgment character Q received by all devices tells them that the call series continues and the next station "x + 1" therefore sends out its call character. At the end of the row continued in this way, station "14" finally sends the last call character to which station "15" replies with a synchronization character Syn 'and the first call character in a new row.
The synchronization symbol forces all devices to be correctly assigned to the new series of calls.
In the arrangement according to FIG. 3, the characters running on the bus line L (see FIG. 2, row L) pass through the fork Gb into the receiver Emp, which converts them into direct current characters. The element for character separation ZT separates the message N on the basis of special criteria at the beginning of the character from the others, the "director's characters". The message arrives at the message output NA, which evaluates and checks the coding, determines whether the message is intended for the device and, if this is the case, outputs it as corresponding reception criteria EK and confirms the correctness by a signal r. Since this treatment of the message applies to most remote control devices in use, it will not be mentioned further here.
The control characters A, B, S, Q, Syn go to the call separation element AT, which gives the call character A to the call counter AZ. This advances by one unit with each incoming call character until it has reached the set number z on receipt of the z-th character of a call series and sends a signal f to the message input unit NE. The counter blocks itself against further incoming characters A.
The transmission criteria SK are applied to the message input NE. If which of them change their status, this fact is saved in the message input. The signal f of the call counter AZ queries the memory status and the message input responds with the signal a = 1 if there is a change in status. As a result, the start transmitter BS responds and sends the start character B 'to the audio frequency transmitter Sd, which is provided with a carrier and is sent to the line L via the fork Gb. There-
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after, the beginning sender BS stimulates the message input NE with its signal b to send the message N'an, the content of which consists of a station identifier and the status of all or only the changed transmission criteria.
Finally, the message input NE switches with the signal s
Closing transmitter SS, which sends the closing character S 'to the line.
If no change of state is stored in the message input NE, it responds to the signal f of the call counter with the signal a = 0, which the caller AS sends out another
Call sign A '.
In a further embodiment of the invention, the arrangement according to FIG. 3 contains the direction evaluation RA, which, when a start character B is received, holds the counter AZ in the counter position reached. If the following message N was intended for the device under consideration, then the signal S emitted by the director's evaluation RA meets the signal r of the message output NA and thus allows the acknowledgment transmitter QS to emit the acknowledgment character Q '. If the signal r is missing, either because the message was not intended for the device or because it could not be decoded, the device does not send any
Acknowledgment sign. However, all devices receive the character Q sent by a station, which the
Management evaluation RA gives the counter AZ, which is thereby released and advanced by one unit.
The counter of a device in the system thus reaches its set number z, emits its signal f and thereby again triggers a call signal with which the call series is continued.
At. a device of the system, preferably a control center, the call counter is set to the highest number z (in Fig. 1 to z = 15). With this device, the caller AS also contains a link for
Transmission of the synchronization character Syn 'so that this device emits both characters Syn' and A 'when it is its turn. The control room evaluations RA of all devices set all counters AZ to the starting position when the symbol Syn is received, so that the following call symbol A is also counted as the first of a new row if counters should have miscounted due to interference.
To detect malfunctions, each remote control device contains a monitoring element U, to which, according to FIG. 3, all characters with the exception of the message N are fed and whose task is to allow a waiting time to elapse after a call character A has been received. This is dimensioned in such a way that, in the event of undisturbed operation, the next call signal arrives before this waiting time has expired, even with the longest signal propagation time. Because it has advantages in conjunction with an appropriately equipped control center, the waiting time is even set to be longer than twice the longest signal propagation time. It can therefore only run when no more call characters arrive, and then the monitoring unit Ü emits an output signal Üw. The message N is kept away from monitoring because it could contain pauses that last longer than the waiting time.
The control characters B and Q cause the same retention in the monitoring U as in the case of the call counter A Z (this is not shown in detail in the figures). A signal üw of the monitoring Ü holds the call counter AZ in the counter position reached and only releases it again when a synchronization symbol Syn arrives and brings it into the starting position. This prevents counters A Z from triggering call characters A * in an uncontrolled manner after a fault.
In the case of transmission equipment, you can protect yourself against line interference by supplying the characters to each device on lines that are independent of one another and run on different routes. 4 gives an example of this with two omnibus lines L1 and L2, which connect all devices G to one another, but are not themselves connected to one another. Remote control devices that are used in such a system contain, according to FIG. 5, a separate transmitter Sdl and Sd2 for each line, the transmitters are connected to one another on the control side, so that all characters sent by a device are given on both lines L1 and L2 .
But since each device can only receive the characters from one line due to the differences in runtime. only one receiver Emp is provided, which a switching element U - in Fig. 5 a switching relay, which also switches the fork terminals RI and R2 - connects to one of the two lines.
In the arrangement according to FIG. 5, in a further embodiment of the invention, the monitoring unit U also controls the line switching if the call characters A have failed. The monitoring Ü initially emits a signal Üwl which, as described, holds the call counter AZ. After that, however, the monitoring system allows a protection time to expire in which it waits to see whether the fault is short-term or permanent. If the call characters arrive again before the protection time has expired, no switchover is required. If the failure persists, on the other hand, the monitoring system emits a second signal üw2, which actuates the switching element U and thus switches the receiver to another line.
Since each device can receive again after the switchover when operating with several bus lines, it joins the calling again even after receiving a synchronization symbol Syn and it then reports with the help of a signal supplied by the switchover element U, for example through a contact uIII
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Signal which line was seized.
In remote control systems with only one bus line, the loss of a call sign leads to
Cancel the series of calls. The monitoring systems Ü used in the devices can only prevent that call signals are sent out in an uncontrolled manner after a fault has been eliminated. The one asked at the beginning
The requirement that the failure of one remote control device must not interrupt the operation of the other is achieved in a further embodiment of the invention in that a device of the system - usually the
Central, which also ensures the synchronization of the call - by means of some special additions
Takes over control functions.
The call counter AZ of the center works according to FIG. 6 like a voter. He gives for each one that arrives
Call character A at an assigned output g sends a signal to the connected display element AE until the next call character advances it. The elements AE, for example lamps combined in a control panel, show the operating personnel how the call is passed on one after the other from all devices in the system. The last output of the counter A Z gives a signal f to the
Message input NE and thus triggers - as described earlier - the synchronization of the call.
In the event of a malfunction, the monitoring Ü of the control center sends the signal üw to a control unit control unit after its waiting time has expired. This then triggers the start of a new series of calls by means of a signal p via the synchronizing transmitter SynS with a synchronizing symbol Synods. At the same time, the control unitStG switches the received call characters A as signals u to a delay element VG. Its delay time begins when a signal u arrives, ie when a call character A is received, and it lasts longer than the longest possible signal transit time in the system. It then only runs completely and leads to the delivery of a signal v if no call character is received on the L line.
In this case, the signal v stimulates the calling transmitter AS, which sends a calling character A 'on the line as a replacement for the missing one. The signal v of the delay element VG also advances the counter AZ by one step and sends a new signal u to the element VG via the control unit StG. If several A call characters have failed due to a line interruption, they are also replaced in the same way. When the synchronization character Syn 'is sent, the counter AZ is placed at the beginning and the control unit StG sends the signal u to the element VG for the duration of the synchronization, thereby blocking it. The member VG is also blocked when a message N arrives.
As soon as the control unit StG receives the signal v for the first time after receiving a monitoring signal ilw, it emits a signal w and thus switches a reminder switch ES on
Alarm device AL on. If, on the other hand, the control unit StG does not receive a signal v from the delay element VG after receiving the signal üw until the arrival of the next signal Syn, it switches off the signals u again and the alarm does not occur. This type of behavior protects against alarms given brief faults in the system.
In the event of an alarm, the staff is informed of the control panel with its lamps AE, by the lighting of which they can recognize which stations can no longer be reached from the control center. The lamps assigned to these stations light up longer than the others due to the delayed delivery of the replacement call characters A '. The alarm is cleared by flipping switch ES, in which case signal w of the control unit becomes ineffective.
The control unit StG constantly checks whether the delay element VG is still emitting signals v. If it establishes that no more signals v have occurred between two synchronization characters Syn - which it also monitors - then the disturbance has obviously been eliminated because a complete series of calls has arrived via line L again. In this case, the control unit switches off the signals u and emits a signal x via the actuated switch ES to issue an alarm. This tells the staff that the fault has ended and that switch ES must be set to the starting position.
If the call characters fail, the monitoring systems of all devices block the call counters until a synchronization character Syn arrives. Therefore, the control unit StG of the control center must first initiate the delivery of a synchronization character before sending the substitute call characters. On the other hand, the replacement call characters A 'of the control center must also arrive at the most distant station in the system before the monitoring waiting time has elapsed, so that it does not block the call counter and thus prevent the sending of an answering call character. Therefore the delay time of the element VG of the control center is shorter than the waiting time of the monitoring systems Ü used in the devices by the longest signal propagation time that occurs in the system.
The additional devices described in the substations and a control center of a remote control system offer further advantages: Monitoring of the call signals in all devices protects against uncontrolled transmission in the event of malfunctions and, when using several bus lines, ensures
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malfunctions for safe operation, as a changeover device selects a usable line.
A central unit of the system uses a selector-like counter and display elements to show how the
Stations pass the call on in sequence. With a control unit and a delay element, the control center replaces missing call characters in the event of a fault, thus maintaining operation with undisturbed parts of the system. An alarm and the display elements inform the staff about the start and end of the fault and about the location of the fault. This means that all the requirements mentioned in the introduction are met with little effort and in a clear manner.
PATENT CLAIMS:
1. Remote control system for extensive networks, especially for long-distance communications, with many stations whose remote control devices are connected by one or more common signal channels switched as omnibus lines, on which only one remote control device transmits, while all others send the characters given on the line received, with the actual messages like
Messages and commands are only transmitted when the status changes, characterized in that each
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assigned number (z) is set and from a number of the call signs (A) running on the bus line (L), a signal (f) is sent to a message input (NE) only for the one that corresponds to the set number (z) ) gives, whereupon this by means of further elements (BS, SS) the transmission of a start character (B ')
the message (N ') and a final character (S'), if a change of state is stored in it, but the message input (NE) via another element (AS) causes a new one to be sent
The call sign (A *) is triggered if it has not saved a status change.