DE68928620T2

DE68928620T2 - Informationsverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE68928620T2
Application number: DE68928620T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Hirakouchi; Hiroaki Ishikawa; Yasunori Katayama; Junzo Kawakami; Hiroyuki Kudo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2009-12-23
Also published as: EP0374944B1; EP0374944A3; JPH02170202A; EP0374944A2; CA2006000A1; JP2865682B2; US5812389A; KR0178511B1; US6073054A; JPH1097304A; DE68928620D1; KR900011212A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochintegriertes Informationsverarbeitungssystem, insbesondere ein Informationsverarbeitungssystem, das für den Aufbau einer Hochleistungs-Informationsverarbeitungsanlage geeignet ist, die durch eine Unterteilung des Systems in mehrere Untersysteme und deren gegenseitiges Zusammenwirken entsteht.
Ein zu diesem Zweck vorgeschlagenes hochintegriertes Informationsverarbeitungs-System umfaßt, wie in JPA-56-111,353 und JPA-56-040,344 beschrieben, als Übertragungssystem eine Funktionskodeübertragung, die durch mehrere gleiche Untersysteme gebildet ist, die "autonome Grundeinheiten" genannt werden, und eine Untersystem-Fehlerüberwachung, die in den benachbarten autonomen Grundeinheiten Fehler sucht, indem sie einen Umweg in ein Doppelringnetzwerk macht usw. Diese Grundeinheiten berücksichtigen weder die durch die Untersysteme zu realisierenden Funktionen noch die zwischen den Untersystemen entstehende Wechselwirkung. Bei der Realisierung eines hochintegrierten Systems für die Verarbeitung oder Steuerung von Informationen tritt jedoch eine solche Wechselwirkung zwischen den Untersystemen auf, so daß, obwohl die Untersysteme selbst mit einer verbesserten Leistung arbeiten, keine Verbesserung der Leistung des Gesamtsystems stattfindet.
Außerdem soll erwähnt werden, daß die autonomen Grundeinheiten lediglich ihre eigene Rolle spielen, ohne die optimale Funktion des Gesamtsystems zu berücksichtigen. Die optimale Funktion des Gesamtsystems kann durch ein Überwachungs- oder Vereinheitlichungs-Steuersystem zur Überwachung der Untersysteme durch eine "hierarchische Steuerung" erreicht werden. Der Gedanke, ein Überwachungs-Steuersystem einzusetzen, hat jedoch den Nachteil, daß seine Funktionsstörung direkt zum Ausfall des Gesamtsystems führt und das Überwachungs-Steuersystem eine sehr große Informationsmenge für die Untersysteme verarbeiten muß.
Kurz gesagt, berücksichtigen die oben erwähnten bekannten Systeme weder die Wechselwirkung zwischen den Untersystemen noch die optimale Lokalisierung der Überwachungsfunktion. Dies ist ein Hindernis bei der Verbesserung der Leistung und der Zuverlässigkeit des Systems.
Im zum Stand der Technik gehörenden Dokument "Use of Expert Systems in Energy Control Centres", International Conference on Large High Voltage Electric Systems, 112, boulevard Hausmann, 75008 Paris, 28. August bis 3. September 1988, ist ein Expertensystem beschrieben. Dieses System kann mehrere Untersysteme aufweisen, die als einzelne Hardwarebauteile ausgebildet sind, die durch ein lokales Netz miteinander verbunden sind. Die Datenbank des Expertsystems wird wiederholt aktualisiert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Anzahl von Verarbeitungsvorgängen im Überwachungssystem zu reduzieren sowie die Wechselwirkung unter den Untersystemen zu eliminieren, um das Gesamtsystem zu optimieren.
Die vorhin gestellte Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß die Überwachungsfunktion des Überwachungssystems teilweise auf die Untersysteme übertragen wird, so daß jedes Untersystem die Überwachungsfunktion ausführen kann, sowie dadurch, daß die Übertragung zwischen dem Überwachungssystem und den Untersystemen wiederholt wird, wodurch das Gesamtsystem optimiert wird.
Diese Aufgaben werden durch ein Informationsverarbeitungssystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Während des Betriebs steuert das Überwachungssystem die Untersysteme, wertet die Antworten der Untersysteme aus und arbeitet so im Sinne der Optimierung des Gesamtsystems. So kann die Überwachungsfunktion, die für das Gesamtsystem vom Überwachungssystem ausgeführt wurde, teilweise auf die Untersysteme übertragen werden, wodurch die Anzahl der im Überwachungssystem laufenden Verarbeitungsvorgänge erheblich reduziert wird. Außerdem ist es, da jedes beliebige Untersystem die Überwachungsfunktion ausführen kann, nicht erforderlich, das Überwachungssystem festzulegen, so daß es möglich ist, Störungen im Gesamtsystem zu verhindern, die durch Störungen im Überwachungssystem verursacht werden.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Anordnung einer Ausführung der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen eines Überwachungs-Untersystems sowie ein Untersystem darstellt,
Fig. 3 ist eine Darstellung der Organisation der Verarbeitungsabläufe im Untersystem,
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm des Kooperationsmechanismus von Fig. 3,
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das den Verarbeitungsablauf der Kooperations-Vorverarbeitung von Fig. 4 zeigt,
Fig. 6 ist eine Darstellung des Inhalts der Kooperationshilfs-Verarbeitung von Fig. 5,
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm des Schrittes, der die Antwortsbedingung für das Überwachungs-Untersystem nach Fig. 6 einstellt,
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm der Problemprüfung nach Fig. 7,
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm der Vorgabenfestsetzung nach Fig. 8,
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm des Verarbeitungsablaufs zur Festsetzung des Wissens des Untersystems nach Fig. 4,
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm der Verarbeitung zur Übertragung des Informationsaustauschsmodells nach Fig. 4,
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm der Verhandlungsverarbeitung nach Fig. 4,
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm der Informationsinterpretierung/Entscheidung nach Fig. 8,
Fig. 14 ist ein Konzept der Fehlererkennung durch Überwachung der Verarbeitungsabläufe zwischen den Untersystemen;
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm des Sicherungsablaufs der Fehlererkennung nach Fig. 3;
Fig. 16 ist ein Diagramm zur Darstellung der Systemorganisation, wenn die vorliegende Erfindung bei einer Metallherstellungsanlage eingesetzt wird;
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm der Anordnung einer Kaltwalzanlage sowie eines dafür vorgesehenen Steuerrechners;
Fig. 18 ist ein Diagramm zur Darstellung der Funktionsorganisation des in Fig. 17 gezeigten Rechnersystems;
Fig. 19A und 19B bis Fig. 22 sind Flußdiagramme von im Rechnersystem nach Fig. 17 durchgeführten konkreten Verarbeitungsabläufen;
Fig. 23 ist ein Blockdiagramm eines mit der vorliegenden Erfindung arbeitenden Verteilersystems;
Fig. 24 und 25 zeigen jeweils ein Blockdiagramm der Datenverarbeitungsorganisation in einem Bank-Untersystem sowie einem Wertpapier-Untersystem;
Fig. 26A und 26B sind graphische Darstellungen, die Beziehungen zwischen Investitionen und Einsparungen sowie zwischen Geldmitteln und Liquiditätspriorität/Geldmenge zeigen;
Fig. 27 ist ein Diagramm zur Darstellung eines Energieverteilersystems, in dem die Erfindung verwendet wird;
Fig. 28 bis 30 sind Darstellungen, die das Übertragungssystem zwischen einer Hauptstelle einer Energie- Nebenstation und Nebenstellen zeigen,
Fig. 31 ist ein Diagramm zur Darstellung der Anordnung von Segmentschaltern und Übertragungs-Nebenstellen in einem Segment des Energieverteilersystems;
Fig. 32 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels der in einer Nebenstelle verwendeten Hardware;
Fig. 33 ist ein Flußdiagramm des in einer Nebenstelle ablaufenden Datenverarbeitungsverfahrens;
Fig. 34 ist ein den Signalfluß darstellendes Zeitdiagramm;
Fig. 35 ist ein Diagramm zur Darstellung der Anordnung des einem Energieverteilerzweig entsprechenden Übertragungssystems;
Fig. 36 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Anordnung, in der zum Energieverteilerzweig eine Verzweigungsstrecke sowie Schalter hinzugefügt wurden;
Fig. 37 ist ein Diagramm zur Darstellung des Aufbaus des Übertragungssystems gemäß Fig. 36;
Fig. 38 und 39 sind Diagramme, die in einer Hierarchiestruktur enthaltene Übertragungssysteme für jede Strecke nach Fig. 28 und 30 darstellen, und
Fig. 40 ist ein Diagramm zur Darstellung der Anordnung eines Überwachungssteuersystems, das Verkaufsbüros mit Nebenstationen verbindet.
Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung wird anhand der Fig. 1 näher erläutert.
Ein erfindungsgemäßes System besteht aus einem Überwachungs- oder Vereinheitlichungs-Untersystem 1, einer Übertragungseinrichtung 2 sowie einem oder mehreren Untersystemen 3. Das Überwachungs-Untersystem 1 oder das Untersystem 3, das Bestandteil des Gesamtsystems ist, ist weiter durch ein Überwachungs-Untersystem 4, eine Übertragungseinrichtung 5 sowie ein oder mehrere Untersysteme 6 gebildet, d.h., das Überwachungs-Untersystem ist rekursionsähnlich strukturiert. Die vorhin erwähnten Überwachungs-Untersysteme 1 und 4 sowie die Untersysteme 3 und 6 tauschen über die Übertragungseinrichtung 2 und 5 Informationen aus.
Fig. 2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm des Überwachungs- Untersystems 1 sowie des Untersystems 3, in dem ein für das Überwachungs-Untersystem 1 vorgesehener Informationsinterpretiermechanismus 10 mit der Übertragungseinrichtung 2 verbunden ist. Der Informationsinterpretiermechanismus 10 führt die Funktion eines Protokollaustausches aus, d.h., er wertet den Inhalt der von der Übertragungseinrichtung 2 gelieferten Information aus, indem er die Information an eine Vorgabenfestsetzung 11, eine Auswertung 12 und das Wissen 13 des Untersystems sendet und außerdem mittels eines Informationsaustauschsmodells 14 die Informationsmenge von der Vorgabenfestsetzung 11, der Auswertung 12 und dem Wissen 13 des Untersystems komprimiert. Die Information vom Überwachungs-Untersystem 1 wird dem Untersystem 3 über die Übertragungseinrichtung 2 zugeführt. Der im Untersystem 3 enthaltene Informationsinterpretatiermechanismus 10 stellt die zugeführte Information mittels des Informationsaustauschsmodells 14 wieder her. Der im Untersystem 3 enthaltene Informationsinterpretiermechanismus 10 übermittelt die wiederhergestellte Information der Vorgabenfestsetzung 15, der Auswertung 16 und dem Wissen 17 des Untersystems, und außerdem komprimiert er die von den Funktionsblöcken 15, 16 und 17 gelieferte Informationsmenge, um die komprimierten Daten der Übertragungseinrichtung 2 zuzuführen. Außerdem führen die Informationsinterpretiermechanismen 10 im Überwachungs-Untersystem 1 und im Untersystem 3 die gleiche Funktion aus, so daß sie für die Übertragung zwischen den Untersystemen 3 verwendet werden können. In dem Fall, wenn kein Informationsaustauschmodell 14 vorgesehen ist, wird die Information nicht komprimiert, so daß der Umfang der übertragenen Information geringfügig vergrößert wird. Wenn außerdem das Überwachungs-Untersystem 1 alle Vorgaben im Untersystem 3 festsetzt, kann auf die Vorgabenfestsetzung 15 verzichtet werden. Das Wissen 17 des Untersystems ist das Wissen über die in diesem Untersystem ablaufende Datenverarbeitung selbst oder über diese Datenverarbeitung betreffende Einzelheiten. Dieses Wissen ist in einer Datenbank 18 gespeichert, die für die Verarbeitung und das Wissen des Untersystems vorgesehen ist. Andererseits ist das Wissen, das das im Überwachungs-Untersystem 1 enthaltene Untersystem 3 betrifft, ein Wissen, das durch Abstrahieren und Vereinfachen des dem Untersystem entsprechenden Wissens 17 erworben wurde, wobei dieses Wissen, das entsprechend der Antwort auf eine vom Überwachungs-Untersystem 1 gestellte Frage in der Datenbank 18 des Untersystems, 3 gespeichert war, zum Überwachungs-Untersystem 1 übertragen wird.
Fig. 3 zeigt die Organisation der Datenverarbeitung, die in den Untersystemen abläuft, die sowohl Überwachung-Untersysteme als auch allgemeine Untersysteme umfassen. Im Rahmen einer Untersystemverwaltungs-Verarbeitung 20 zur Verwaltung der Zuteilung von Verarbeitungsvorgängen usw., die einem OS (Betriebssystem) für einen Rechner ähnlich ist, führt jedes Untersystem die folgenden Funktionen aus: eine Informationseingangs-/-ausgangsverarbeitung 21 von mit den anderen Untersystemen oder einer Eingangs-/Ausgangseinrichtung auszutauschenden Informationen; eine Ereignisverarbeitung 22 zum Aktivieren der anderen Datenverarbeitung als Antwort auf eine Unterbrechung; eine periodische Aktivierung oder Vervollständigung einer Datenverarbeitung, einen Kooperationsmechanismus 23, der erforderlich ist, wenn er als Überwachungs-Untersystem arbeitet; eine Verhandlungs- Datenverarbeitung (auf der Seite des Untersystems), die aktiviert wird, wenn sie als Untersystem arbeitet; eine Fehlerdiagnosesicherung 25 zur Erkennung eines Fehlers in einem anderen Untersystem, um einen Teil seiner Funktion zu übernehmen und ebenso die verbleibenden Untersysteme über den Fehlerauftritt zu informieren; verschiedene Hilfsverarbeitungen 26, die zur Unterstützung der Zusammenarbeit der Untersysteme erforderlich sind; sowie eine Untersystem- Datenverarbeitung 27, die diesem Untersystem schon an sich zugeordnet ist. Es ist nicht erforderlich, daß all diese Verarbeitungsvorgänge 21 bis 26 durchgeführt werden; sie können jedoch bei Bedarf von anderen Systemen geladen werden.
Fig. 4 zeigt den detaillierten Ablauf des Kooperationsmechnismus 23. Es wird angenommen, daß bei Auftreten eines Ereignisses der Kooperationsmechanismus 23 durch die Untersystemverwaltungs-Verarbeitung 20 und die Ereignisvearbeitung 22 aktiviert wird. Ein Ereignis fordert das System auf, das Problem zu lösen und alle zur Lösung erforderlichen Schritte durchzuführen, wobei der Inhalt der Verarbeitung notwendigerweise von der Art des Ereignisses abhängt. Wenn der Kooperationsmechanismus 23 durch das Ereignis aktiviert wird, werden folgende Verarbeitungsvorgänge durchgeführt. In einem Kooperations-Vorverarbeitungsschritt 30, der die Art des Ereignisses und den Betriebszustand des Untersystems berücksichtigt, werden das Überwachungs-Untersystem und die am Kooperationsmechanismus teilnehmenden Untersysteme festgelegt, um eine reibungslose Funktion des aktivierten Untersystems zu sichern. In einem Schritt 31 zur Erstellung des Untersystem-Wissens wird, wenn das Überwachungs-Untersystem kein Modell des Untersystems beinhaltet, das Wissen für das Untersystem beispielsweise durch eine Frage erstellt; in einem Schritt 32 zur Übertragung des Informationsaustauschmodells wird das Informationsaustauschsmodell, das für die Informations-Komprimierung erforderlich ist, bei der, wie oben erwähnt, die Information über die Übertragungseinrichtung übertragen wird, an die anderen Untersysteme übertragen; und in einem Verhandlungsschritt 33 wird die Kooperation durch die Verhandlung mit dem anderen Untersystem realisiert.
Fig. 5 zeigt die Einzelheiten der Kooperations-Vorverarbeitung 30. Die Kooperations-Vorverarbeitung 30 besteht aus folgenden Schritten. Erstens wird im Schritt 35 über das Ereignis entschieden, ob die Funktion eines ins Auge gefaßten Überwachungs-Untersystems im anderen Untersystem ausgeführt werden soll oder nicht. Wenn bei der Ereignisentscheidung im Schritt 35 entschieden wird, daß das andere Untersystem besser als das ins Auge gefaßte Überwachungs- Untersystem geeignet ist, so wird im Schritt 36 eine Information erstellt, die zum Aktivieren der anderen Untersysteme erforderlich ist, und das Untersystem aktiviert (danach wird die Datenverarbeitung initialisiert). Wenn das betreffende Untersystem im Schritt der Ereignisentscheidung eine Ereignisquelle darstellt, so wird im Schritt 37 dieses Untersystem als ins Auge gefaßte Überwachungs-Untersystem übernommen. Im Schritt 38 wird das durch das Ereignis angesprochene Problem bearbeitet und den anderen Untersystemen zugeführt, um diese aufzufordern, am Kooperationsmechanismus teilzunehmen. Im Schritt 39 wird auf der Grundlage der Antworten von den anderen Untersystemem entschieden, ob das betreffende Untersystem (ins Auge gefaßte Überwachungs- Untersystem) als Überwachungs-Untersystem übernommen werden kann. Wenn im Schritt 39 die Entscheidung getroffen wurde, daß das andere Untersystem als Überwachungs-Untersystem geeignet ist, wird im Schritt 40 ein optimales Untersystem aufgefordert, die Funktion des Überwachungs-Untersystems zu übernehmen. Im Schritt 41 wird die Antwort auf die eben erwähnte Aufforderung ausgewertet; wenn die Antwort unbefriedigend ist, wird das Problem modifiziert, und der Schritt 38 wird wiederholt. Ist die Antwort zufriedenstellend, d.h., das gefundene Untersystem ist als Überwachungs- Untersystem geeignet, so wird im Schritt 42 das in Frage kommende Untersystem als Unter-Überwachungs-Untersystem übernommen, um im Fall einer Störung des Überwachungs- Untersystems dieses zu ersetzen. Wenn im Schritt 39 entschieden wurde, daß das Untersystem als Überwachungs- Untersystem verwendet werden soll, wird im Schritt 43 unter Berücksichtigung verschiedener Umstände ein vorher bestimmtes Untersystem aufgefordert, die Funktion des Unter- Überwachungs-Untersystems zu übernehmen. Im Schritt 44 wird die Antwort des vorher bestimmten Untersystems ausgewertet, um zu entscheiden, ob der Schritt 43 wiederholt werden soll; wenn die Antwort unbefriedigend ist, wird der Schritt 43 wiederholt, und wenn die Antwort zufriedenstellend ist, d.h., wenn entschieden wurde, daß das Untersystem als Unter-Überwachungs-Untersystem übernommen werden soll, dann wird das betreffende Untersystem als Überwachungs-Untersystem übernommen. Außerdem aktiviert, wenn das andere Untersystem im Schritt 36 aktiviert wird, dieses Untersystem mittels der Untersystemverwaltungs-Verarbeitung 20 und der Ereignisverarbeitung 22 in Fig. 3 seinen Kooperationsmechanismus 23. In diesem Fall kopiert die Untersystemverwaltungs-Verarbeitung 20, wenn in diesem Untersystem kein Kooperationsmechanismus 23 vorgesehen ist, den entsprechenden Verarbeitungsvorgang, der ausgeführt werden soll, vom anderen Untersystem.
In der Zwischenzeit aktivieren die Schritte 38, 40 und 43, die Informationen zum anderen Untersystem übertragen, um von ihm eine Antwort anzufordern, die Kooperations-Hilfsverarbeitung 26 im anderen Untersystem 26.
Fig. 6 zeigt die einzelnen Abläufe der Kooperations-Hilfsverarbeitung 26. Die Kooperations-Hilfsverarbeitung 26 besteht aus folgenden Schritten. Im Schritt 46 wird über den Gegenstand der den Kooperationsmechanismus betreffenden Frage des anderen Untersystems entschieden, um die entsprechende Verarbeitung zu aktivieren. Wenn der Gegenstand der Frage eine Aufforderung zur Teilnahme am Kooperationsmechanismus darstellt, so wird im Schritt 47 über die Bedingung oder das Problem für die Teilnahme entschieden. Wenn das Ergebnis der Entscheidung eine Nicht-Teilnahme ist, so wird im Schritt 48 die Antwort "Nicht-Teilnähme" mitgeteilt. Wenn entschieden wurde, daß es besser ist, als Überwachungs-Untersystem zu antworten, so wird im Schritt 49 die Bedingung der Antwort festgelegt und die Bedingung wird beantwortet. Wenn das Ergebnis der Entscheidung eine Teilnahme ist, so wird im Schritt 50 die Antwort "Teilnahme" mitgeteilt. Wenn die im Schritt 46 getroffene Entscheidung eine Anforderung an das Wissen des in Frage kommenden Untersystems darstellt, so wird im Schritt 51 das im Hinblick auf die Verarbeitungsvorgänge dieses Untersystems abstrahierte und vereinfachte Wissen zum Überwachungs-Untersystem übertragen. Wenn die im Schritt 46 getroffene Entscheidung eine Anforderung eines Informationsaustauschsmodells ist, so wird im Schritt 52 in diesem Untersystem ein Informationsaustauschsmodell erstellt. Im Schritt 53 wird als Antwort auf den Schritt 38 nach Fig. 5 das Problem studiert und ausgewertet, und das Ergebnis der Auswertung wird mitgeteilt. Im Schritt 54 wird als Antwort auf den Schritt 43 nach Fig. 5 die für die Übernahme des passenden Untersystems als Unter-Überwachungs-Untersystem erforderliche Verarbeitung ausgeführt. Im Schritt 55 wird als Antwort auf den Schritt 40 nach Fig. 5 die für die Übernahme des passenden Untersystems als Überwachungs-Untersystem erforderliche Verarbeitung ausgeführt.
Fig. 7 zeigt die einzelnen Abläufe der Verarbeitung zur Festsetzung der Bedingung zur Übernahme des Untersystems als Überwachungs-Untersystem im Schritt 49 in Fig. 6. Diese Verarbeitung besteht aus den folgenden Schritten. Im Schritt 56 wird entschieden, ob der Kooperationsmechanismus auch weiterhin auf Grund des im gewählten Überwachungs- Untersystem auftretenden Problems aktiviert werden sollte, um eine Antwort zu geben. Wenn das Problem nicht durch die Vorgabenfestsetzung 15 alleine gelöst werden kann, die einen Problemlösungsmechanismus im passenden Untersystem darstellt, dann wird das Problem dem Kooperationsmechanismus zugeführt. Anschließend wird im Schritt 58 das zu bearbeitende Problem als ein Ereignis empfangen, und der Kooperationsmechanismus 23 nach Fig. 3 wird aktiviert, um das Problem zu studieren. Wenn das Problem durch die Vorgabenfestsetzung 15 im passenden Untersystem als Ergebnis der im Schritt 56 getroffenen Entscheidung gelöst werden kann, wird das Problem von der Vorgabenfestsetzung 15 studiert. Im Schritt 60 wird in Erwiderung auf das Ergebnis des Schrittes 58 oder 59 eine Antwort erstellt.
Fig. 8 zeigt die einzelnen Abläufe der das Studium des Problems betreffenden Verarbeitung (Schritt 59) in Fig. 7. Diese Verarbeitung, die durch Empfangen einer Information wie Problem, Vorgabe oder Auswertung aktiviert wird, besteht aus folgenden Schritten. Im Schritt 59 wird die empfangene Information ausgewertet, um zu entscheiden, ob sie ein Problem, eine Vorgabe oder eine Auswertung darstellt. Wenn die Information ein Problem darstellt, so wird sie im Schritt 62 in eine konkrete Prozedur, d.h. eine Vorgabe, durch Zerlegung des Problems in Untervorgaben umgewandelt (wie z.B. in "JINKO CHINO NO GENRI" beschrieben - einer Übersetzung aus der Veröffentlichung "Theory of Artificial" von Nils J. Nilsson, Y. Sirai, J. Tsujii und T. Sato, veröffentlicht durch Japan Computer Assotiation, S. 248 bis 260). Anschließend wird, wenn eine Vorgabe festgelegt ist, im Schritt 63 das die Verarbeitungsabläufe im Untersystem betreffende Wissen, z.B. ein in Form einer Regel beschriebenes Wissen, wie ein Simulations- oder Herstellungssystem, verwendet, um anzuzeigen, wie das betreffende Untersystem die Vorgabe oder die Prozedur bearbeitet. Wenn die Information die Auswertung der im Schritt 61 getroffenen Entscheidung darstellt, so wird im Schritt 64 die für die Auswertung durch das betreffende Untersystem erforderliche Information gespeichert. Im Schritt 65 wird entschieden, ob sämtliche Informationsfelder vorbereitet wurden. Wenn die Entscheidung "NEIN" lautet , so wird im Schritt 66 entschieden, ob sämtliche Verarbeitungsabläufe, die das im passenden Untersystem vorhandene Wissen nutzen, abgeschlossen wurden, wenn die Entscheidung "NEIN" ist, wird der Schritt 63 wird ausgeführt, und wenn die Entscheidung "JA" lautet, kehrt die Verarbeitung zur Prozedur gemäß Fig. 7 zurück. Wenn andererseits die Antwort im Schritt 65 "JA" lautet, wenn also sämtliche Informationsfelder der für die Auswertung durch das passende Untersystem erforderlichen Information vorbereitet wurden, wird die Auswertung im Schritt 67 ausgeführt. Anschließend wird im Schritt 68 entschieden, ob das Ergebnis der Auswertung zufriedenstellend ist; wenn es unbefriedigend ist, wird der Schritt 62 der Vorgabenfestsetzung wiederholt, und wenn es zufriedenstellend ist, wird im Schritt 69 eine Antwort erstellt.
Fig. 9 zeigt die einzelnen Abläufe der Verarbeitung der Vorgabenfestsetzung (Schritt 62 in Fig. 8), die bei Auftreten eines Problems aktiviert werden. Diese Verarbeitung besteht aus folgenden Schritten. Im Schritt 70 wird entschieden, ob für jedes Untersystem eine Vorgabe direkt vom Problem abgeleitet werden kann. Wenn die Entscheidung "JA" lautet, so wird im Schritt 71 das Problem unter Verwendung des Wissens 18 des Untersystems analysiert, um die Vorgabe für das Untersystem festzulegen. Wenn die Entscheidung "NEIN" lautet, so wird im Schritt 72 das Problem oder die Vorgabe in mehrere Untervorgaben durch Verwendung des Wissens 18 im Untersystem zerlegt. Im Schritt 73 werden so erworbene Untervorgaben dem Untersystem zugeführt. Im Schritt 74 werden vom Untersystem erhaltene Antworten gesammelt und bearbeitet. Im Schritt 75 werden die Antworten ausgewertet. Wenn die Vorgabe geeignet ist, kehrt die Verarbeitung zur Prozedur gemäß Fig. 8 zurück. Wenn die Vorgabe ungeeignet erscheint, d.h., die Vorgabenfestsetzung 11 des betreffenden Untersystems nicht in der Lage ist, eine geeignete Vorgabe festzusetzen, so wird der Kooperationsmechanismus im Schritt 23 zur Vorgabenfestsetzung aufgefordert.
Wenn die Vorgabe für jedes Untersystem im Zusammenhang aus dem im Schritt 70 behandelten Problem direkt festgesetzt werden kann, wird lediglich dieser Schritt durchgeführt, so daß die anderen Schritte nach Fig. 9 nicht erforderlich sind.
Fig. 10 zeigt die einzelnen Abläufe der Verarbeitung zur Festsetzung des Untersystem-Wissens (Schritt 31 nach Fig. 4). Diese Verarbeitung besteht aus folgenden Schritten. Im Schritt 76 wird entschieden, ob das Wissen für ein zugehöriges Untersystem bereits im entsprechenden Untersystem vorhanden war. Wenn das entsprechende Modell (d.h. das Wissen über die Funktion des betreffenden Untersystems) bereits vorbereitet war, wird dieses Modell durch Betriebsaufzeichnung des anderen Untersystems aktualisiert, das vorher angesteuert wurde, und zwar mittels eines Lernmechanismus, der z.B. in der Veröffentlichung von Y. Anzai, Y. Saeki und T. Muto "LISP DE MANABU NINCHI SINRIGAKU 1 - GAKUSYU", veröffentlicht durch Tokyo University Publishing, September Showa 56 (1981), S. 99 bis 114 und 151 bis 174 beschrieben wurde. Wenn das Wissen des passenden Untersystems nicht vorhanden ist, wird das entsprechende Untersystem das Wissen des Ziel-Untersystems durch Fragen und Antworten erhalten. Im Schritt 79 wird entschieden, ob das Wissen des betreffenden Untersystems vollständig vorbereitet wurde, d.h., ob das vom passenden Unterssytem angeforderte Wissen vollständig vorbereitet wurde, oder ob die Aktualisierung vollständig durchgeführt wurde. Wenn die Entscheidung "NEIN" lautet, wird der Schritt 76 wiederholt.
Wenn die Entscheidung "JA" lautet, wird im Schritt 80 eine Nachverarbeitung durchgeführt, die aus mehreren Verarbeitungsabläufen besteht.
Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung der Verarbeitung zur Übertragung des Informationsaustauschmodells (Schritt 32 nach Fig. 4). Das Informationsaustauschmodell wird erstellt, um ein den am Kooperationsmechnismus teilnehmenden Untersystemen gemeinsames Modell zu erzeugen und die zwischen den Untersystemen zu übertragende Informationsmenge zu reduzieren.
Das Informationsaustauschmodell kann das Wissen verwenden, das in einem intelligenten Netzwerk enthalten ist, wie es in "JINKO CHINO", veröffentlicht von Baifukan, S. 188 bis 217, beschrieben wurde; (dieses Buch ist eine Übersetzung aus "Artificial Intelligence" von P. H. Winston, durchgeführt von M. Nagao und Y. Sirai).
Dieses Informationsaustauschmodell entspricht einer Hintergrunderklärung in einem Treffen von Personen; die Teilnehmer können dabei das allgemeine Wissen von der Hintergrunderklärung erwerben. Wenn die Diskussion voranschreitet, wird das allgemeine Informationsaustauschmodell durch einen Lernprozeß aktualisiert, und die Einzelheiten können auf Grund von mehr Wissen durch Verwendung von weniger Informationen übertragen werden.
Die Verarbeitung der Übertragung innerhalb des Informationsaustauschmodells wird in folgenden Schritte durchgeführt. Im Schritt 81 werden die Untersysteme, die am betreffenden Kooperationsmechnismus teilnehmen, abgefragt, ob sie das Informationsaustauschmodell haben oder nicht, wobei eine Entscheidung ob das Informationsaustauschmodell an das Untersystem übertragen wurde, auf der Grundlage der Antwort von dem Untersystem getroffen wird. Wenn der Informationsaustausch noch nicht übertragen wurde, stellt das Überwachungs-Untersystem 1 das Informationsaustauschmodell (das z.B. durch das intelligente Netzwerk gebildet ist) dem am Kooperationsmechanismus teilnehmenden Untersystem zur Verfügung. Wurde das Informationsaustauschmodell dem Teilnehmer zugeleitet, so wird das Wissen des Informationsaustauschmodells durch Verwendung einer Lernfunktion im Schritt 77 nach Fig. 10 erweitert, die in entsprechenden Zeitabständen erhaltene Informationen nutzt. Im Schritt 84 wird entschieden, ob das Informationsaustauschmodell auf Grund der Erweiterung des Wissens durch den Lernprozeß aktualisiert werden soll. Schließlich wird im Schritt 85 eine aus mehreren Verarbeitungsabläufen bestehende Nachverarbeitung durchgeführt.
Fig. 12 zeigt die einzelnen Abläufe der Verhandlungsverarbeitung (Schritt 34 in Fig. 4). Die Verhandlungsverarbeitung besteht aus folgenden Schritten. Im Schritt 62 wird eine Vorgabe festgelegt, wie im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben wurde. Im Schritt 86 wird die Vorgabe dem Untersystem 3 zur Prüfung zugeführt, das am Kooperationsmechanismus teilnimmt. Im Schritt 87 wird die Verarbeitung bis zur Ausgabe des Prüfungsergebnisses unterbrochen, oder, es wird "time out" entschieden, d.h., daß die erforderlichen Daten nach einer vorbestimmten Zeit nicht vorbereitet sind. Wenn vor dem "time-out" das Prüfungsergebnis nicht mitgeteilt wurde, wird der Schritt 87 wiederholt. Wenn das "time-out" erfolgt, wird im Schritt 188 das im betreffenden Vereinheitlichungs-Untersystem enthaltene Wissen zur Prüfung der Vorgabe für das Untersystem verwendet, von dem keine Antwort gegeben wurde. Wenn das Prüfungsergebnis erstellt wurde, wird im Schritt 88 eine Auswertung auf Grund des Prüfungsergebnisses unter Berücksichtigung der Einhaltung der Vorgabe durchgeführt. Wenn das Ergebnis der Auswertung unbefriedigend ist, wird die Ursache dem Verfahrensschritt 62 mitgeteilt, so daß die Vorgabe erneut festgesetzt wird. Wenn das Ergebnis der Auswertung zufriedenstellend ist, so wird im Schritt 89 eine Nachverarbeitung durchgeführt, die eine Bearbeitung des Auswertungsergebnisses umfaßt.
Fig. 13 zeigt die einzelnen Abläufe der Verarbeitung der Informationsinterpretation/Entscheidung (Schritt 61 in Fig. 8), die der Informations-Ein-/Ausgabe-Verarbeitung 21 in Fig. 3 folgt. Dieser Verarbeitungsablauf 61 besteht aus folgenden Schritten. Im Schritt 90 wird die Information über die Protokollumsetzung, die bei der üblichen Datenübertragung verwendet wird, wiederhergestellt, so daß sie durch das Untersystem ausgewertet werden kann. Im Schritt 91 wird entschieden, ob die wiederhergestellte Information durch Verwendung des Informationsaustauschmodells komprimiert wurde. Wenn die Entscheidung "JA" lautet, wird im Schritt 92 die Information durch Verwendung des Informationsaustauschmodelis vollständig wiederhergestellt. Im Schritt 93 wird die wiederhergestellte Information im Sinne der Durchführung der Schritte 52, 63 und 64 ausgewertet.
Fig. 14 zeigt das Konzept der Fehlererkennung und deren Sicherung, die zur gegenseitigen Überwachung der Untersysteme durchgeführt werden. Es wird angenommen, daß das Untersystem i das Untersystem i + 1 überwacht und das Untersystem i als Unter-Vereinheitlichungs-Untersystem arbeitet, während das Untersystem i + 1 die Funktion des Vereinheitlichungs-Untersystems ausführt.
Fig. 15 zeigt die einzelnen Abläufe der Fehlererkennungs/Sicherungsverarbeitung 25 im Überwachungs-Untersystem i. Diese Verarbeitung besteht aus folgenden Schritten. Im Schritt 94 werden in regelmäßigen Zeitabständen Überwachungssignale an das Untersystem i gesendet. Im Schritt 95 wird über die Antwort vom Untersystem i + 1 entschieden; wenn nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit vom Untersystem i + 1 keine Antwort kommt oder wenn eine unerwartete Antwort mitgeteilt wurde, so wird entschieden, daß das Untersystem i + 1 defekt ist. Im Falle der Entscheidung, das Untersystem i + 1 sei defekt, wird im Schritt 96 an das Untersystem i + 1 eine für die Fehlererkennung vorgesehene Information gesendet, um den Fehler abermals zu erkennen. Im Schritt 97 wird wieder über die Antwort des Untersystems i + 1 entschieden; wenn die Antwort normal ist, wird der Schritt 94 wiederholt. Wenn die Antwort im Schritt 97 abnormal ist, so wird das am Kooperationsmechanismus teilnehmende Untersystem 3 im Schritt 98 darüber informiert, das das Untersystem defekt ist. Schließlich sichert das Unter- Vereinheitlichungs-Untersystem i im Schritt 99 das Vereinheitlichungs-Untersystem i + 1, um die wichtige Funktion erneut durchzuführen, z.B. den entsprechenden Kooperationsmechanismus des Vereinheitlichungssystems i + 1, durch den der Kooperationsmechanismus aktiviert werden kann. Die Funktionsweise des bisher beschriebenen Systems wird im Zusammenhang mit einer Metallherstellungs anlage erläutert, die die Verwendung der vorliegenden Erfindung vorsieht.
Fig. 16 zeigt die Organisation der einzelnen Abläufe in einem System zur Herstellung von Stahlplatten aus Eisenerz in der Stahlindustrie. Dieser Systemfluß besteht aus einem Schachtofensystem 100, das mit Eisenerz beschickt wird&sub1; wobei die Temperatur, das Eisenerz sowie andere Faktoren durch ein Steuerrechnersystem 101 überwacht werden, aus einem schwenkbaren Ofensystem 102, in dem aus dem im Schachtofensystem 100 hergestellten Roheisen Stahl entsteht, aus einer Fabrik 103 zur Herstellung von Blockeisen, in der Eisenblöcke hergestellt werden, einem Halteofen 104, in dem die Eisenblöcke durchwärmt werden, einem Grobwalzwerksystem 105, in dem Bandstahl produziert wird, einem Wärmeofen 106, in dem die Stahlbänder erwärmt werden, einem Warmwalzensystem 107, in dem Stahl hergestellt wird, einem Säurewaschsystem 108. in dem der auf der Stahloberfläche vorhandene Rost entfernt wird, einem Kaltwalzsystem 109, in dem hochprazise Stahlplatten hergestellt werden, einem Kühlsystem 110, in dem Stahl mit Eigenschaften hergestellt wird, die für Stahlprodukte unerläßlich sind, und einem Fertigwalzsystem 111, in dem die Erzeugnisse vervollständigt werden. Es soll erwähnt werden, daß die einzelnen Systeme 102 bis 111 mit entsprechenden Steuerrechnersystemen 101 verbunden sind, so daß sie zuverlässig ihre eigene Funktion ausführen können, und die Steuerrechnersysteme 101 mittels eines Netzwerks 112 Daten austauschen können. Wenn der Stahl auf Grund von während des Warmwalzens auftretenden Änderungen seiner Eigenschaften eine große Menge Kohlenstoff enthält und sehr hart ist, erkennt der Steuerrechner 101F am Ergebnis seiner Überprüfung, daß mehrere Parameter in der Hill'schen Approximationsgleichung geändert werden müssen und meldet diese Tatsache dem Steuerrechner 101A, der ein Überwachungssteuersystem darstellt.
Als Antwort auf das Ereignis vom Steuerrechner 101F kann der Steuerrechner 101A den Kooperationsmechanismus aktivieren, um dem dem Warmwalzsystem 109 zugeordneten Steuerrechnersystem 101D zu melden, daß die Walzvorgabe sowie mehrere vom Steuerrechner 101F gelieferte Parameter geändert werden sollten. Diese Parameter werden der Vorbereitungssteuerung 130 usw. gemeldet, die in der später erwähnten Fig. 18 dargestellt ist.
Fig. 17 zeigt die Einzelheiten des Kaltwalzsystems 109 sowie des entsprechenden Steuerrechnersystems 101D.
Das Kaltwalzsystem 109 wird durch einen oder mehrere Walzböcke 113 gebildet, durch die der Stahl nacheinander durchläuft, um die gewünschte Plattendicke zu erreichen. Jeder Walzbock weist ein Paar Walzen 115 sowie ein Steuergerät 116 zur Steuerung der Walzen 115 im Sinne der Sicherstellung der gewünschten Plattendicke auf. Das Steuergerät 116 ist durch eine Öldruck-Presse-Einrichtung 117, die den Abstand zwischen den Walzen steuert, ein Steuergerät 118 zur Steuerung der Einrichtung 117 mittels eines Mikrocomputers, einen Motor 119 zur Steuerung der Geschwindigkeit der Walzen 115 sowie ein Steuergerät 120 zur Steuerung des Motors 119 mittels eines Mikrocomputers gebildet.
Während des Betriebs wird der Stahl durch die von der Öldruck-Presse-Einrichtung aufgebrachte Wälzkraft, die auf das Walzenpaar einwirkt, sowie durch die auf Grund des Unterschieds in der wälzgeschwindigkeit zwischen den benachbarten Walzen auftretende Spannung in dünne Platten umgewandelt.
Das Steuerrechnersystem 101D sendet ein Befehl an das Steuergerät 116, um das Walzsystem 109 so zu steuern, daß das System 109 Stahl mit der gewünschten Plattendicke herstellt. Das Steuerrechnersystem 101D besteht aus Rechnersystemen 121 bis 123 zur Steuerung der entsprechenden Böcke, einem Netzübertragungs-Rechnersystem 124 zum Austausch von Informationen mittels eines Netzwerks 112, einem Rechnersystem 125 zum Bestimmen des Betriebspunktes des Walzwerks, sowie einem Netzwerk 126, das als Übertragungsmittel zum Informationsaustausch zwischen den Rechnersystemen 121 bis 125 dient.
Fig. 18 zeigt den Funktionsablauf der Verarbeitung im Rechnersystem 121. Die Verarbeitung besteht aus folgenden Schritten. Das Walzwerk weist eine große Nichtlinearität auf, und die Eigenschaften des Stahls ändern sich durch die Zusammensetzung des zu walzenden Materials, durch den Verschleißgrad usw., so daß im Schritt 126 ein Modell des angestrebten Steuerungsziels festgelegt wird. Im Schritt 127 werden Zustandsinformationen über das Walzwerk, wie beispielsweise die Plattendicke, Spannung usw., zurückgeführt, um die gewünschte Walzwerkcharakteristik zu erreichen. Im Schritt 128 wird die Form des Stahls in der Richtung der Walzenbreite im Walzwerk kontrolliert. Im Schritt 129 wird, wenn das Stahlmaterial vom vorhin erwähnten Bock zum nächsten Bock verschoben wird, die Information über den vorhin erwähnten Bock zum nächsten Bock synchron mit dem Verschieben des Stahlmaterials übertragen (Gleichlaufsteuerung). Im Schritt 130 wird eine optimale Lösung des statischen Arbeitspunktes mittels der DP (dynamischen Programmierung) o.ä. erreicht, und zwar durch Verwendung des im Schritt 128 gewonnenen Modells des Steuerungsziels sowie eines vorherigen Steuerungsergebnisses (z.B. die vom Steuerrechner 101F für das Warmwalzsystem 107 in Fig. 16 gelieferten Parameter) (Einstellungssteuerung). Im Schritt 120 wird das Untersystem angesteuert, und im Schritt 131 werden andere Verarbeitungsabläufe durchgeführt.
Es wird nun angenommen, daß sich die Walzen des Walzwerkes infolge der während des Walzvorgangs entstehenden Wärme dehnen, daß sich die Charakteristik des Steuerungsziels geändert hat und daß das Rechnersystem, das den Walzbock mit der höchsten Belastung steuert, das System 121 in Fig. 17 ist.
Es wird weiterhin angenommen, daß die andere Verarbeitung 131 die vom Rechnersystem 121 gelieferten Befehle für das Walzwerk mit den Zustandsinformationen des Walzwerkes (z.B. Plattendicke und -spannung) vergleicht und ein Ereignis generiert, wenn sie erkannt hat, daß sie sich von den Zustandsinformationen stark unterscheiden. Die Verarbeitung 131 dient daher dem Erstellen eines Ereignisses, wenn sich die Charakteristik des Stahles stark geändert hatte.
Der Ablauf der auf Grund des Ereignisses in den Rechnersystemen 121 bis 125 durchgeführten Datenverarbeitungen wird anhand der Fig. 19 erläutert.
Das Ereignis wird von der Ereignisverarbeitung 22 in der Untersystemverwaltungs-Verarbeitung 20 nach Fig. 3 empfangen; die Faktoren, die zu unzulässigen Veränderungen des Steuerungsmodells führten, werden festgelegt, um die Modellfestlegungsverarbeitung gemäß Fig. 18 durchzuführen. Außerdem führt das Rechnersystem 121 in Antwort auf das Ereignis die Verarbeitung des Kooperationsmechanismus 23 nach Fig. 4 durch. Der Anfangsablauf dieser Verarbeitung ist die Kooperations-Vorverarbeitung 30 nach Fig. 5, während der das gewählte Vereinheitlichungs-Untersystem durch die Ereignisentscheidung 35 festgelegt wird. Der die Schritte 35 bis 37 enthaltende Prozeß wird in Fig. 19A als Mechanismus zur Festlegung des gewählten Vereinheitlichungs-Untersystems bezeichnet.
Danach führt das Rechnersystem 121, das als das gewählte Vereinheitlichungs-Untersystem übernommen wurde, die Verarbeitung zur Problem-Prüfung/-Übertragung 38 gemäß Fig. 5 durch. Die Erkenntnis der unzulässigen Änderung des Steuerungsmodells, d.h. die Meldung über die Aktivierung des Kooperationsmechanismus, wird dem Netzwerk 126 und somit den Rechnersystemen 122 bis 125 in Fig. 17 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt meldet das Rechnersystem 124 (Untersystem), das jede Walze nicht direkt ansteuert und eine niedrige Belastung aufweist, in den Schritten 56 und 59 nach Fig. 7 diese Belastung dem Rechnersystem 121, welches dieses Rechnersystem als Überwachungs-Untersystem für den Kooperationsmechanismus bestimmt.
Andererseits aktivieren die Rechnersysteme (Untersysteme) 122 und 123, die die einzelnen Walzen direkt steuern, als Antwort auf die Mitteilung, daß das Steuerungsmodell sich unzulässig geändert hatte, die Verarbeitung zur Modellfestlegung für die einzelnen Walzen. Somit führen die Rechnersysteme 122 und 123, die ihre Funktionsspielräume nicht kennen, auf Grund der Entscheidung 47 nach Fig. 6 den Schritt 50 durch, nämlich sie übertragen dem Rechnersystem 121 die Information, daß sie am Kooperationsmechanismus als allgemeine Untersysteme teilnehmen. Über diese Antworten wird im Schritt 39 nach Fig. 5 entschieden. Auf Grund der Entscheidung, daß das Rechnersystem 121 keinen Spielraum in der Verarbeitungskapazität hat (der größte Teil der Verarbeitungskapazität wird für die Verarbeitung 121 zur Modellfestlegung verbraucht), fordert das Rechnersystem 121 das Rechnersystem 124 auf, die Vereinheitlichungsverarbeitung durchzuführen und wird durch Ausführung der Schritte 43, 44 und 45 zum Unter-Vereinheitlichungs-Untersystem, um das Rechnersystem 124 als Vereinheitlichungs-Untersystem zu ersetzen.
Wenn das Rechnersystem 124 die Funktion des Vereinheitlichungs-Untersystems übernimmt, stellt es durch den Schritt 31 sowie die Schritte 76 und 78 in Fig. 10 Fragen an die anderen Untersysteme; wenn die Untersysteme die Verarbeitung 51 zum Informieren über ihr Wissen gemäß Fig. 6 durchführen, erstellt das Vereinheitlichungs-Untersystem 124 das Wissen über die erwähnten Untersysteme durch die Schritte 79 und 80 nach Fig. 5. Dieses Wissen beinhaltet mehrere Datenfelder wie das intelligente Netzwerk des Informationsaustauschmodells, eine Herstellungsregel, die in Form von "Wenn - dann" usw. beschrieben ist; jedoch wird nun eine vereinfachte Differentialgleichung für die Walze benutzt. In diesem Fall wird das Modell in der Verarbeitung zur Modellidentifizierung gemäß Fig. 18 jede Minute durch eine Differentialgleichung höherer Ordnung ausgedrückt, während das Wissen über die Untersysteme durch eine Differentialgleichung niedrigerer Ordnung ausgedrückt wird, die grob geschätzt ist, die jedoch nicht so stark von der Funktion der Untersysteme abweicht. So zum Beispiel wird die Funktion der Öldruck-Presse-Einrichtungen 117, 118 sowie der Einrichtungen 119 und 120 zur Geschwindigkeitssteuerung durch die Approximation ersten Grades K/(1 + Ts) ausgedrückt.
Das Rechnersystem 124 erstellt eine Vorgabe für das grob geschätzte Steuerungsmodell durch Lösung eines linearen Schemas und eines dynamischen Programmierungsproblems, so daß das Gesamtsystem optimiert wird, und teilt den Vorgabewert den anderen Rechnersystemen 121, 122, und 123 mit (Schritt 62 in Fig. 12).
Als Antwort darauf entscheiden die Rechnersysteme (Untersysteme) 121, 122 und 123, durch Verwendung des durch die Modellfestlegung gemäß Fig. 18 gewonnenen detaillierten Modells sowie der vom Steuerrechner 101F für Warmwalzsystem 107 in Fig. 16 gelieferten Parameter, ob die Vorgabe eingehalten werden kann. Wenn die Vorgabe eingehalten werden kann, wird dem Rechnersystem 124, das ein Vereinheitlichungs-Untersystem darstellt, eine weitere Verarbeitungskapazität zur Verfügung gestellt; wenn nicht, wird dies dem Rechnersystem 124 mitgeteilt.
In dem in Fig. 19B dargestellten Fall wird ein optimales Schema unter einer neuen Bedingung gefunden und eine neue Vorgabe ausgegeben als Ergebnis der Auswertung des Prüfungsergebnisses von jedem Rechnersystem (Untersystem), wenn entschieden wird, daß die Belastung des Rechnersystems 121 für die erste Walze eine Grenze überschreitet, während die Rechnersysteme 122 und 123 für die zweite und n-te Walze belastungsmäßig noch Spielräume haben. Die Rechnersysteme 121, 122 und 123, die allgemeine Untersysteme darstellen, werden aufgefordert, die Vorgabe zu prüfen und dann prüfen sie die Vorgabe durch Verwendung ihres eigenen Wissens, um das Prüfungsergebnis zu liefern (Zulässigkeit der Vorgabe und Belastungsspielraum).
Der Informationsfluß zwischen dem Vereinheitlichungs-Untersystem und den allgemeinen Untersystemen in Fig. 19 wird im Zusammenhang mit konkreten numerischen Werten erläutert, die in Fig. 20 aufgelistet sind. Es wird nun angenommen, daß für die Rechnersysteme vor dem Aktivieren des Kooperationsmechanismus die folgenden Anfangswerte gelten: eine Plattendicke von 2,5 mm und eine Leistungsaufnahme von 1000 KW für die durch das Rechnersystem 121 gesteuerte Walze; eine Plattendicke von 1,0 mm und eine Leistungsaufnahme von 800 KW für die durch das Rechnersystem 122 gesteuerte Walze und eine Plattendicke von 0,8 mm und eine Leistungsaufnahme von 800 KW. Wenn die Nennleistungsaufnahme jeder Walze 1200 KW beträgt, bedeutet das, daß die dem Rechnersystem 121 zugeordnete Walze in einem Zustand mit sehr kleinem Spielraum arbeitet. Beim Aktivieren des Kooperationsmechanismus erhält das Überwachungs-Untersystem (Rechnersystem) durch Lösung des Schemaproblems eine Vorgabe (1) (Plattendicke) für jedes Untersystem (Rechnersystem) und teilt sie jedem Untersystem mit. In Antwort darauf meldet jedes Untersystem die geschätzte Leistungsaufnahme (Prüfungsergebnis) der zugeordneten Walze. In diesem Falle fordert das Rechnersystem 121 unter Berücksichtigung des vorliegenden Betriebszustandes das Überwachungs-Untersystem auf, eine Vorgabe mit dem möglichst großen Spielraum festzulegen. Als Antwort auf die Prüfungsergebnisse legt das Überwachungs-Untersystem eine neue Vorgabe (Vorgabe (2) nach Fig. 20) für jedes Untersystem fest und teilt sie ihm mit. So meldet jedes Untersystem dem Überwachungs-Untersystem, daß die Vorgabe eingehalten werden kann.
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm, das die einzelnen Abläufe des Schrittes 92 nach Fig. 13 darstellt. Im Schritt 132 werden vom anderen Untersystem gesendete Daten, die von der Eingangs-/Ausgangs-Einrichtung des in Frage kommenden Untersystems übernommen werden, im Datenübertragungsblock des intelligenten Netzwerks gespeichert. Wenn die Daten im Datenübertragungsblock gespeichert wurden, so wird im Schritt 133 auf Grund der im Datenübertragungsblock gespeicherten Information entschieden, ob die darin enthaltene, vorgegebene Verarbeitung aktiviert werden soll. Wenn die Verarbeitung aktiviert werden sollte, so wird sie im Schritt 134 aktiviert, um ein Datenverarbeitungsergebnis zu erreichen. Im Schritt 135 wird das Datenverarbeitungsergebnis in einem vorher bestimmten Datenübertragungsblock abgespeichert, der als die erwartete Information des Speicherblocks oder die erwartete Information der vorhin erwähnten vorher bestimmten Verarbeitung aufgezeichnet wird.
Der Ablauf der vorhin erwähnten Verarbeitung 92 wird im Zusammenhang mit Fig. 22 erläutert, in der konkrete numerische Werte aufgeführt sind.
Ein Geschwindigkeitsmesser 137, der mit den Walzen 115 und 116 einer Walze verbunden ist, liefert ein der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen proportionales Ausgangssignal, das mittels einer Schnittstelle einem Untersystem j zugeführt wird. Die vorhin erwähnten Daten werden verschiedenen Verarbeitungsvorgängen im Untersystem unterworfen (z.B. einer Filterung, wenn das System in einer verrauschten Umgebung eingesetzt wird) und mittels der Übertragungseinrichtung 2 dem Untersystem 1 zugeführt.
Andererseits besteht der die Zustandsdaten der Walze enthaltende Datenübertragungsblock 137, der durch das intelligente Netzwerk für das Informationsaustauschmodell gebildet ist, aus einem Datenblock 138 für das Walzintervall, einem Datenblock 139 für die Länge der gewalzten Platte und Verbindungen 140 für das Unter- und Oberkonzept zwecks Bildung des Netzwerks. Das Walzintervall von 2,8 mm ist als konkreter Wert des Datenübertragungsblocks gespeichert.
Der Datenübertragungsblock 141 für die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen, der einen Bestandteil der Zustandsdaten der Walze 137 bildet, ist, wie der Verbindung 140 zu entnehmen ist, ein Unterkonzept der Zustandsdaten der Walze 137, wobei im die Walzengeschwindigkeit enthaltenden Datenblock 142 der korrigierte Wert für den Geschwindigkeitsmesser, z.B. 600 m/min. durch die Übertragungseinrichtung 2 im Schritt 132 in Fig. 21 gespeichert wird.
In diesem Fall wird die am Platz 142 für die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen vorliegende Information den Verarbeitungsabläufen (Integrationsverarbeitung 143 und Differentiationsverarbeitung 144) zugeführt, die beim Einführen eines Wertes in den Platz aktiviert werden, so daß der Entscheidungsschritt 133 die Integrationsverarbeitung 143 sowie die Differentiationsverarbeitung 144 im Sinne der Durchführung der Datenverarbeitung 134 aktiviert.
Bei Vorliegen der Ergebnisse der Datenverarbeitung 134 wird das Ergebnis der Differentiationsverarbeitung 144, z.B. 100 m/min, am Platz 146 des Datenverarbeitungsblockes für die Walzenbeschleunigung gespeichert wird, mit dem die Differentiationsverarbeitung zusammenwirkt, wobei das Ergebnis der Integrationsverarbeitung 142, z.B. 1500 m, am Platz 139 des die Zustandsdaten der Walze 137 gespeichert wird.
Wenn also die Walzenumfangsgeschwindigkeit ermittelt wurde, ist es nicht erforderlich, die Werte der Walzenbeschleunigung und der Plattenlänge dem Untersystem mitzuteilen, da durch die Integration der im Untersystem gespeicherten Walzenbeschleunigung die Walzengeschwindigkeit entsteht, durch deren Integration die Plattenlänge ermittelt wird, so daß die über die Übertragungseinrichtung 2 übertragene Datenmenge reduziert wird.
In einer solchen Anordnung kann das Überwachungs-Untersystem durch mehrere Faktoren definiert werden, wie z.B. Belastung, Wissen über Probleme etc., sowie Erweiterung und Wiederherstellung von Daten, die auf der Wissensverarbeitung basieren. Außerdem kann die auf dem Zusammenwirken der einzelnen Untersysteme basierende Kooperation realisiert werden. So kann ein Informationsverarbeitungssystem mit hervorragender Flexibilität und Kapazität gebildet werden.
In jüngerer Zeit stieg mit der Entwicklung eines hochintegrierten Sozialsystems die Notwendigkeit eines Datenaustausches für einen Industriezweig, für den die Datenübertragung nicht erforderlich war, da sie eine unübliche Industrieart darstellte. Fig. 23 zeigt ein Konzept eines Datenübertragungssystems in einem das Bankwesen enthaltenden Verbund, in dem das Kapital von Kunden verwendet wird, um das Kapital gewinnbringend zu vergrößern.
Dieses Datenübertragungssystem besteht aus einem Edelmetall-Termingeschäfts-Untersystem 151, einem Wechselhandel- Untersystem 152, einem Versicherungs-Untersystem 153, einem Bank-Untersystem 154, einem Schuldverschreibungs-Untersystem 155, einem Wertpapier-Untersystem 156, einem Getreide- Termingeschäfts-Untersystem 157 und einer Datenübertragungseinrichtung 2.
Wenn in einem solchen System ein Kunde; der ein Kapital von α Yen anlegen will, zum Schalter einer Bank kommt, aktiviert das Bank-Untersystem die Untersystem-Verwaltungsverarbeitung 20 gemäß Fig. 3.
Die Untersystem-Verarbeitung 27 gemäß Fig. 3 im Bankwesen wird als Bank-Untersystem in Fig. 24 erläutert.
Wenn das Bank-Untersystem 154 aufgefordert wird, eine optimale Lösung für die Verwendung des Kapitals eines Kunden zu finden, so wird eine Verbund-Verarbeitung 160 aktiviert. Beim Empfang des Ergebnisses dieser Verarbeitung wird eine Einzahlungs-Verarbeitung 161 durchgeführt. Wenn eine Finanzierung oder eine Ausleihung erforderlich ist, wird eine Finanzierungs-Verarbeitung 162 durchgeführt. Wenn eine Simulation, wie z.B. der Zukunftstrend von Zinsen, unter Berücksichtigung der Verbund-Verarbeitung 160 erforderlich ist, wird eine entsprechende Verarbeitung durchgeführt. Wenn eine Zusammenarbeit mit einem anderen Untersystem, z.B. dem Sicherheits-Untersystem 155 erforderlich ist, wird die entsprechende Verarbeitung 26 durchgeführt. Durchgeführt wird auch die andere Verarbeitung 164.
Wenn die Untersystem-Verarbeitung 27 gemäß Fig. 3 beim Wertpapierhandel verwendet wird, sieht das Wertpapier- Untersystem 156 wie im Zusammenhang mit Fig. 25 erläutert aus.
Das Wertpapier-Untersystem 156 besteht aus einer Verbund- Verarbeitung 165 zur Bestimmung der Investitionseffizienz des Kunden, einer Verarbeitung 166 zur Simulation von Wertpapierzinsen, d.h. zur Ermittlung des Einflusses verschiedener Arten von externen Faktoren auf die Wertpapierzinsen, aus der Kooperations-Verarbeitung 26 gemäß Fig. 3 und einer anderen Verarbeitung 167.
Es wird nun angenommen, daß ein Kunde zur Bank kommt, um sich über eine vorteilhafte Anlage von α Yen zu erkundigen. In diesem Fall führt das Bank-Untersystem 154 die Funktion des Überwachungs-Untersystems aus, das die anderen Untersysteme zur Teilnahme am Kooperationsmechanismus auffordert. Wenn irgendwann der Kunde sein Kapital in Schuldverschreibungen anlegt, so arbeitet in vielen Fällen das Schuldverschreibungs-Untersystem 155 als Überwachungs- Untersystem und berücksichtigt die Kosten für die Information, die für die Transaktion mit den anderen Untersystemen erforderlich ist.
Das als Überwachungs-Untersystem arbeitende Bank-Untersystem 154 ermittelt grob den Anlagebetrag auf Grund der Risikorate oder der Gewinnrate in verschiedenen Anlagesystemen. Nachdem dann der Anlagebetrag für die Wertpapiere festgelegt wurde, informiert das Überwachungs-Untersystem 1 (Bank-Untersystem 154) das allgemeine Untersystem 3 (Wertpapier-Untersystem 156) über den Anlagebetrag. Das Wertpapier-Untersystem 156 ermittelt den Gewinn vom Anlagebetrag unter Berücksichtigung der Umgebung der Anlage.
Präziser ausgedrückt enthält das Wertpapier-Untersystem 156 nichtlineare Kurven zwischen dem kapitalkräftigen Nationaleinkommen und dem Zinssatz von nationalen Wertpapieren, die, wie in Fig. 26A dargestellt, deren gleichzeitiges Ermitteln ermöglichen. Die Kurve I - S zeigt die Beziehung zwischen Investitionen und Ersparnissen, d.h. den Zusammenhang zwischen dem Zinssatz r und dem kapitaikräftigen Nationaleinkommen y, die die Investitionen an die Einsparungen anpassen. Wenn zum Beispiel das Nationaleinkommen steigt, steigen auch die Einsparungen der Bevölkerung und der Zinssatz sinkt. Die Kurve I - S ist somit eine nach rechts sinkende Kurve. Die Kurve L - M zeigt die Beziehung zwischen Liquiditätspriorität und Geldmenge. So sinkt z.B. unter der Voraussetzung einer erheblichen Geldmenge (Geldbetrag / Preisindex), wenn das kapitalkräftige Nationaleinkommen wächst, der Vermögensbedarf an Geld, so daß der Zinssatz steigt. Die Kurve L - M ist somit eine nach rechts steigende Kurve. Der Zinssatz r* und das kapitalkräftige Nationaleinkommen y* im Schnittpunkt E (Gleichgewichtspunkt) der Kurve I - S und der Kurve L - M entsprechen dem Gleichgewichtszustand auf dem Wertpapiermarkt.
Fig. 26B zeigt die Verschiebung des Gleichgewichtspunktes auf Grund einer Steuersenkung und Ausgabe von Nationalwertpapieren (kommerzieller Verbrauch). Wenn z.B. eine Steuersenkung unter der Bedingung erfolgt, daß sich der Zinssatz nicht ändert, wächst das Nationaleinkommen exponentiell. In einem begrenzten Modell erhöht eine Steuersenkung von 1 Trillion Yen das Nationaleinkommen um C&sub1; / (1 - C&sub1;) Trillion Yen, wobei C&sub1; den Mindestverbrauchstrend darstellt, der der auf den Verbrauch beim erhöhten Einkommen bezogenen Rate entspricht. Als Ergebnis wird die Kurve I - S in die Kurve I' - S' bzw. I" - S" verschoben. Der kommerzielle Verbrauch von Wertpapieren hat den gleichen Effekt wie die Steuersenkung, weil er die Geldmenge verringert und den Zinssatz erhöht. Mit Hilfe der Diagramme in Fig. 26A und 26B kann der Zinssatz zum Zeitpunkt der Anlage anhand verschiedener Faktoren, wie z.B. Anlagewerte, Einsparungen, Liquiditätspriorität, Geldmenge, Nationaleinkommen etc. bestimmt werden. Der Zinssatz im Gleichgewichtspunkt E kann mittels eines Algorithmus, wie des Newton-Rapson-Verfahrens, ermittelt werden. In diesem Fall wird, um die Genauigkeit der Simulation zu erhöhen, ein Know-how, wie z.B. verschiedene Korrekturfaktoren, hinzugefügt werden, so daß die Betriebszeit verlängert wird. Weiter stellt das Simulationsprogramm ein Betriebsgeheimnis des Unternehmens dar, das das Programm auch nutzen kann; es ist jedoch nicht gestattet, das Programm selbst in einem unternehmensfremden Rechner zu nutzen. Deshalb ist, um ein genaues Simulationsergebnis zu erreichen, der Kooperationsmechanismus 23 erforderlich, der jedes Untersystem auffordert, die Simulation durchzuführen und ihre Ergebnisse zur Verfügung zu stellen.
Eine andere Ausführung der vorliegenden Erfindung wird im Zusammenhang mit Fig. 27 erläutert, die einen Teil von Spannungsverteilerstrecken in einem ferngesteuerten System zeigt. Es wird nun angenommen, daß die elektrische Energie über einen Transformator TR, einen Unterbrecher CB4, einen Bus und einen Unterbrecher CB1 (auch Unterbrecher CB2 und CB3), die in einer Verteilertrafostation vorgesehen sind, einer Speiseleitung 1L (auch Speiseleitungen 2L und 3L) zugeführt wird. Die Speiseleitung 1L besteht aus vier Abschnitten, die mittels Abschnittsschalter 1A, 1B und 1C verbunden sind, und ist mit der Speiseleitung 2L mittels eines Übertragungsschalters 1D verbunden, der in Ruhestellung offen ist. Die Speiseleitungen 2L und 3L werden durch je vier Abschnitte gebildet, die mittels Abschnittsschalter 2A, 2B und 2C und 3A, 3B und 3C verbunden sind, wobei die Speiseleitungen 2L und 3L an ihren Enden mittels eines Übertragungsschalters 2D miteinander verbunden sind, der in Ruhestellung offen ist. Jeder Abschnittsschalter ist mit einer Übertragungs-Nebenstation TP für Fernbedienung versehen, die mit einer Nebenstellen-Nebenstation CP mittels einer Verbindungsleitung oder eines Verteilungsleitungsträgers verbunden ist.
Fig. 28 bis 30 zeigen Datenübertragungssysteme, von denen jedes eine Hauptstation CP und Nebenstationen TP's aufweist. Fig. 28 zeigt dies in einer sternartigen Verbindung, Fig. 29 in einer busartigen Verbindung und Fig. 30 in einer ringartigen Verbindung. Bei allen Anordnungen gemäß Fig. 28 bis 30 ist die Hauptstation mit den Nebenstationen mittels eines bidirektionalen Datenverarbeitungsweges verbunden, so daß eine Datenübertragung von 1 : 1 und 1 : N durchgeführt werden kann.
Fig. 31 zeigt die Anordnung der Spannungsverteilereinrichtung und der Datenübertragungseinrichtung der Abschnittsschalter 1B, 1C und 1D in der Speiseleitung 1L. Die Nebenstation kann Signale mit einer Datenübertragungsleitung sowie deren Datenübertragungs-Ersatzmittel austauschen, und zwar gemäß einer vorgegebenen Vorgehensweise als Antwort auf Eingangssignale von einer Spannungsprüfeinrichtung PT sowie einer in der Verteilungsleitung geschalteten Stromprüfeinrichtung CT und auf ein Eingangs-/Ausgangssignal eines in der Verteilungsleitung geschalteten Schalters SW.
Fig. 32 zeigt eine Anordnung für den vorhin erwähnten Signalaustausch, in der ein Signal jeder Eingangseinrichtung über einen Filter FIL, einen Abtast- und Haltekreis SH, eine Multiplexschaltung MUX, einen A/D-Wandler AD und einen Pufferspeicher BM oder einen Schnittstellenkreis IF, einen Sender TR etc., einem Prozessor CPU zugeführt wird.
Jede Nebenstation kann einige oder sämtliche Funktionen der Messung von Spannung, Strom, Phasenverschiebung der Verteilerstrecke, der Betätigung der Schalter oder deren Statusinformation, und der Ermittlung von Prüffehlern sowie von abnormalem Verhalten der Einrichtungen ausführen.
Fig. 33 ist ein Flußdiagramm des im Prozessor CPU durchgeführten Verarbeitungsablaufs. Dieser Verarbeitungsablauf besteht aus einer normalen Zeitroutine für Umschalten und Messung, und einer Unfallzeitroutine. Zeitdiagramme des Verarbeitungsablaufs und der Übertragungssignale sind in Fig. 34 dargestellt. Es wird nun angenommen, daß das Datenübertragungssystem gemäß Fig. 30 gestaltet ist. In der Normalzeit hat die Hauptstation CP der Verteiler-Nebenstation das Übertragungsrecht und fordert von den einzelnen Nebenstationen TP - 1A bis 1C Meßwerte an. Als Antwort darauf übertragen die einzelnen Nebenstationen die Maßwerte in der vorgeschriebenen Reihenfolge.
Wenn andererseits die Nebenstation TP - 1B feststellt, daß in dem durch die in der Verteilungsstrecke gemäß Fig. 27 geschalteten Schalter 1B, 1C und 1D begrenzten Abschnitt ein Unfall geschah, erwirbt sie das Übertragungsrecht, um die angrenzenden Nebenstationen TP - 1A, 1E und 1C aufzufordern, die den Unfall betreffenden Informationen zu übertragen. Der in den einzelnen Nebenstationen aufgetretene Unfall kann durch verschiedene Verfahren festgestellt werden, wie z.B. Erkennung eines Kurzschlußunfalls durch Verwendung eines Überstromrelais, Erkennung eines Erdungsunfalls durch Verwendung einer Kombination eines Kurzschluß- Rückstromrelais und eines Erdungs-Überstromrelais, die in "DENKIGAKKAI DAIGAKU KOZA "HOGO KEIDEN KOGAKU" S. 199 (Showa 56, Juli) beschrieben ist. Die Ermittlung des Unfallabschnitts kann, wie in JP-A-62-1777462 beschrieben, durch Vergleich des Stromwertes oder dessen Phasenverschiebung für die Spannung in der Nebenstation TP - 1B mit denen in den Nebenstationen TP - 1A, 1B und 1D durchgeführt werden, um zu entscheiden, ob der Abschnitt, in dem eine abrupte Änderung des Stromwertes oder der Phasenverschiebung aufgetreten ist, den Unfallabschnitt darstellt. Wenn entschieden wird, daß der Unfall ein interner Unfall im in Frage kommenden Abschnitt ist, trennt dann, wenn der Abschnittsschalter 1B in der Lage ist, den Unfallstrom zu unterbrechen, dieser Schalter den Unfallabschnitt umgehend ab und informiert darüber die anderen Nebenstationen. Wenn der Abschnittsschalter 1B nicht in der Lage ist, den Unfallstrom zu unterbrechen, teilt er der Hauptstation CP die Information über den Unfall mit, die den in der Unfalleitung eingefügten Unterbrecher CB1 öffnet. Nachdem die Hauptstation CP die Information über den Unfall erhalten hatte, erwirbt sie das Übertragungsrecht, um die einzelnen Nebenstationen aufzufordern, über den Schaltzustand der entsprechenden Schalter zu informieren. Die Hauptstation CP führt ein optimales Verfahren auf Grund der vorhin erwähnten Unfallinformation sowie der Zustandinformation über die Abschnittsschalter durch und liefert ein Operationsbefehl an die entsprechende Nebenstation.
In der oben beschriebenen Anordnung ist ein Datenübertragungssystem durch die Hauptstation CP und mehrere Nebenstationen TP - 1A bis 1D gebildet. Im Normalzustand sammelt die CP, die als das Übertragungsrecht besitzende Überwachungs-Untersystem arbeitet, Informationen, die für den Betrieb des Systems erforderlich sind, z.B., die in den Nebenstationen gemessenen Werte und die Zustandsinformationen der Schalter, während im Unfallzustand eine der Nebenstationen als Überwachungs-Untersystem arbeitet, um die für die Entscheidung über den Unfall notwendigen Informationen zu sammeln. Deswegen dauert die Entscheidung über den Unfall beim bekannten Stand der Technik sehr lange, da die Hauptstation sämtliche Einzelheiten der Unfallinformation von den Nebenstationen sammelt, während bei der hier beschriebenen Anordnung die in Frage kommende Nebenstation als Überwachungs-Untersystem arbeitet, um die erforderliche, jedoch minimale Menge an Information zu sammeln, die eine sehr schnelle Entscheidung über den Unfall zuläßt.
Wenn außerdem beim bekannten Stand der Technik in der Hauptstation irgendein Problem auftritt, muß das System ihre Funktion unterbrechen. Andererseits arbeitet bei der beschriebenen Anordnung die Nebenstation in der Nachbarschaft einer Unfallstelle als Überwachungs-Untersystem, so daß sie Informationen über den Unfall sammeln und darüber entscheiden kann, indem sie die für die Beseitigung des Unfalls notwendige Verarbeitung, z.B. die Trennung des Unfallabschnitts, durchführt, wodurch die Zuverlässigkeit des Systems erheblich erhöht wird. Auch in dem Fall, wenn sich eine der Nebenstationen in der Nähe der Unfallstelle im fehlerhaften Zustand befindet, ist ersichtlich, daß eine andere, intakte Nebenstation den Unfall bearbeiten kann.
Nun wird im Zusammenhang mit Fig. 36 und 37 erläutert, wie eine Nebenstation, bedingt durch eine Reparatur oder Einstellung an der Verteilerleitung im Verteilersystem gemäß Fig. 27, hinzugefügt oder entfernt werden kann.
Es wird angenommen, daß, wie aus Fig. 36 ersichtlich, im Abschnitt zwischen den Schaltern 1A und 1B eine Abzweigleitung vorgesehen ist, um einen Schalter 1E und die entsprechende Nebenstation TP - 1E neu vorzusehen. Im Übertragungssystem gemäß Fig. 37 soll lediglich die Nebenstation TP - 1E dem Ring hinzugefügt werden. Der Verarbeitungsablauf für diesen Fall ist hier nicht erläutert. Es soll bemerkt werden, daß der TP - 1E entsprechende Daten lediglich in den Übertragungsdaten der normalen Routine in dem Zeitverlauf gemäß Fig. 34 enthalten sein sollen. Wie bei der vorhin erwähnten Anordnung arbeitet die hinzugefügte Nebenstation in der Normalzeit als allgemeines Untersystem und, wenn ein Unfall entdeckt wurde, als Überwachungs-Untersystem.
Außerdem können bei dieser Anordnung der Schalter und die entsprechende Nebenstation ohne Beeinträchtigung der Datenverarbeitungs-Gesamtfunktion entfernt werden; wenn z.B. der Übertragungsschalter 1D entfernt werden soll, muß lediglich die Nebenstation TP - 1D im Übertragungssystem überbrückt werden.
Auf diese Weise kann gemäß der vorliegenden Anordnung das Untersystem leicht hinzugefügt und entfernt werden, so daß mit der Anordnung im Vergleich zum Stand der Technik der gleiche Effekt wie mit der vorher erwähnten Ausführung erreicht werden kann.
Obwohl bei der vorhin erwähnten Ausführung, wie in Fig. 28 bis 30 gezeigt ist, die Nebenstationen TP - 1A bis TP - 1C in sämtlichen Leitungen mittels Übertragungsstrecken mit der Hauptstation CP verbunden sind, existiert bei der vorliegenden Anordnung, wie in Fig. 38 (die Fig. 28 entspricht) und Fig. 39 (die Fig. 30 entspricht) gezeigt wird, eine Ebene oder ein hierarchischer Aufbau, bei dem für jede Leitung Verstärkerstellen LP1 bis LP3 und außerdem eine Nebenstellen-Hauptstation für die Verstärkerstellen vorgesehen sind. Bei dieser Anordnung bilden eine der Verstärkerstellen LP1 bis LP3 sowie die jeder Leitung zugeordnete Nebenstation ein Datenverarbeitungssystem, wobei die Verstärkerstellen LPI bis LP3 zusammen mit der Nebenstellen-Hauptstation CP ein höheres Datenverarbeitungssystem bilden. Es wird das die Verstärkerstelle LP1 enthaltende Untersystem erläutert, wobei die CP gemäß Fig. 35 als LP1 angesehen wird. Die Hauptstationen LP1 bis LP3 können durch die gleiche Überwachungs-Steuerungseinrichtung wie die Nebenstellen-Hauptstation realisiert werden, die als Hardwareteil unabhängig ist, oder durch einen softwaremäßigen Signalaustausch als Bestandteil der Nebenstellen-Hauptstation CP oder die Nebenstation TP.
In Fig. 39 fordert die Nebenstellen-Hauptstation CP, die als Überwachungs-Untersystem arbeitet, während der Normalzeit die Verstärkerstellen LP1 bis LP3 auf, Meßwerte und Zustandsüberwachungsinformationen für jede Leitung zu liefern, und zwar in einem Verfahren, bei dem die Nebenstationen TP in Fig. 34 durch LP1 bis LP3 ersetzt wurden. In Antwort darauf erwirbt die Verstärkerstelle LP1 das Übertragungsrecht, um die Funktion eines Überwachungs-Untersystems auszuführen; die Verstärkerstelle LP1 sammelt Informationen über die Nebenstationen TP - 1A bis TP - 1D im gleichen Verfahren, das im Zusammenhang mit der vorhin erwähnten Ausführung beschrieben wurde, und die Informationen, nachdem sie der erforderlichen Konvertierung durch die Verstärkerstelle LP1 unterworfen wurden, werden der Nebenstellen- Hauptstation CP zur Verfügung gestellt.
Andererseits, wenn ein Unfall geschieht, arbeitet die Nebenstation in der Nähe der Unfallstelle als Überwachungs- Untersystem und teilt die Information über den Unfall der zugeordneten Verstärkerstelle mit. So arbeitet z.B., wenn ein Unfall in dem in Fig. 27 dargestellten Bereich geschah, die Verstärkerstelle LP1 im System gemäß Fig. 39 als Überwachungs-Untersystem und teilt die Information über den Unfall der Nebenstellen-Hauptstation CP und den anderen Verstärkerstellen LP2 und LP3 mit. Wenn weiter der zugeordnete Schalter auf Grund des Unfalls betätigt werden muß, arbeitet die Nebenstellen-Hauptstation als Überwachungs-Untersystem und sendet über die zugeordnete Verstärkerstelle einen Operationsbefehl an die zugeordnete Nebenstation. Übrigens können ein Teil oder alle Überwachungs-Steuerungsfunktionen der Nebenstellen-Hauptstation jeder Verstärkerstelle LP1 bis LP3 übertragen werden, wodurch die Übertragung zur Hauptstation CP überflüssig wird.
Wie in Fig. 40 dargestellt wird, ist die Nebenstellen- Hauptstation CP außerdem mit einem Monitorsteuerungssystem, das aus auf hoher Ebene arbeitenden Stationen und Steuerungsstationen besteht, verbunden. In Fig. 40 sind CP1 bis Cpn Geräte, die Funktionen der/des Datenübertragung/- Empfangs sowie der Monitorfernsteuerung für die korrespondierenden Nebenstellen-Hauptstationen ausführen. P1 bis Pn sind Steuergeräte für die praktische Verwendung, Instandhaltung und Planung für das Leistungsverteilung-Gesamtsystem.
Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Schichtung der Untersysteme eine Realisierung einer optimalen Funktionsverteilung und Kooperationssteuerung für das gesamte System bei gleichzeitigem schnellen Ansprechen und hoher Zuverlässigkeit der Steuerung erlauben.
Nach der vorliegenden Erfindung kann im Vergleich mit dem bekannten, konzentrierten Datenverarbeitungssystem die Informationsmenge durch Verwendung der eigenen Funktion der Untersysteme ohne Konzentration der Datenverarbeitungsfunktion bei dem Überwachungs-Untersystem mittels der Verhandlungsfunktion zwischen dem Überwachungs-Untersystem und den allgemeinen Untersystemen, bei der die allgemeinen Untersysteme ihre eigene Funktion ausführen und das Überwachungs- Untersystem die Verarbeitungsergebnisse der allgemeinen Untersysteme auswertet, erheblich reduziert. Da es außerdem nicht erforderlich ist, das Überwachungs-Untersystem festzulegen, kann das Überwachungs-Untersystem während der Zeit eines Unfalls schnell ersetzt werden. Durch diese Maßnahme kann der Nachteil des bekannten Standes der Technik konzentrierten Typs eliminiert werden, daß ein Defekt des Überwachungs-Untersystems zur Störung des Gesamtsystems führt.
Weiter erfolgt nach der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zum autonomen Verteilersystem mit einheitlichen Untersystemen keine erhebliche Senkung der Effektivität der Datenverarbeitung, wobei auch das Überwachungs-Untersystem durch einen Verhandlungsmechanismus optimiert werden kann.

Claims

1. Informationsverarbeitungssystem mit mehreren Untersystemen (1, 3), die mittels eines Übertragungswegs (2) miteinander kommunizieren und die Wissen und Information über die anderen Untersysteme durch Kommunikation miteinander erwerben, wobei jedes Untersystem aufweist eine Auswertung (12, 16), die die Verarbeitungsergebnisse in den anderen Untersystemen genauso wie die eigenen Verarbeitungsergebnisse auswerten kann,

eine Vorgabenfestsetzung (11, 15), die Vorgaben für die anderen Untersysteme und für sich selbst setzen kann, einen Kooperationsmechanismus (23), der dann, wenn ein Ereignis auftritt, Probleme, die zu lösen sind, an die anderen Untersysteme überträgt und Antworten der anderen Untersysteme auswertet, um ein überwachendes Untersystem (1) zu bestimmen, wobei

das bestimmte überwachende Untersystem eine Vorgabe für jedes der anderen Untersysteme bestimmt, so daß die Funktionen der Untersysteme und die Vorgabe für das Gesamtsystem berücksichtigt sind, und die bestimmten Vorgaben an die jeweiligen anderen Untersysteme sendet, wobei die Vorgaben den Lösungen der Probleme entsprechen.

2. System nach Anspruch 1, bei dem die Vorgabenfestsetzung (11) eine Neuvorgabe für jedes der anderen Untersysteme erneut setzt auf der Grundlage einer Auswertung der Verarbeitungsergebnisse der anderen Untersysteme.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das überwachende Untersystem (1) ein Untersystem hinzufügt oder herausnimmt, für das die Vorgabe gesetzt ist, auf der Grundlage der jeweiligen Funktionen der Untersysteme und der Vorgabe des Gesamtsystems.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem jedes Untersystem (1, 3, 4, 6) die Auswertung und die Vorgabenfestsetzung der anderen Untersysteme als seine eigene Auswertung bzw. Vorgabenfestsetzung verwendet.

5. System nach Anspruch 2, bei dem jedes Untersystem zumindest eine Funktion des Überwachens oder des Ersetzens der Verarbeitung in einem anderen Untersystem hat.

6. System nach Anspruch 2, bei dem jedes Untersystem zumindest die Funktion des Überwachens oder des Ersetzens der Verarbeitung des überwachenden Untersystems hat.

7. System nach Anspruch 2, bei dem jedes Untersystem mit zumindest einem überwachenden Untersystem kommunizieren kann.

8. System nach Anspruch 2, bei dem jedes Untersystem seinerseits aus einem überwachenden Untersystem (4) und mehreren anderen Untersystemen (6) besteht.