DE69621541T2

DE69621541T2 - Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale

Info

Publication number: DE69621541T2
Application number: DE69621541T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Itani; Takeharu Katsuno; Yoshitane Saito; Yuji Watanabe
Original assignee: Kuroda Precision Industries Ltd; NKE Co Ltd
Current assignee: Kuroda Precision Industries Ltd; NKE Co Ltd
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2016-09-14
Also published as: JPH0984155A; KR970019727A; EP0763959A1; US5838249A; KR100231812B1; DE69621541D1; EP0763959B1; JP3458026B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale und befasst sich speziell mit einem Übertragungs- /Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale, das eine zentrale Station und eine Vielzahl von lokalen Stationen enthält, die an Standorten entfernt von der zentralen Station installiert und mit derselben über eine gemeinsame Übertragungsleitung oder ein Übertragungskabel, einschließlich einer Datensignalleitung, verbunden sind, und die mit einer Vielzahl von Messinstrumenten, Geräten oder Ausrüstungen wie Sensoren, Stellgliedern, Messeinrichtungen, Steuerungseinrichtungen, usw. ausgestattet sind, die zu steuern und zu überwachen sind (im folgenden insgesamt zu steuernde/überwachende Einheiten" genannt), wobei Steuersignale, die in der zentralen Station erzeugt werden, seriell an die lokalen Stationen zum Steuern und Überwachen der zu steuernden/überwachenden Einheiten übertragen werden, während in der lokalen Station Überwachungssignale erzeugt werden, die die verschiedenen Betriebszustände der zu steuernden/überwachenden Einheiten einschließlich der lokalen Stationen anzeigen, um seriell über die gemeinsame Datensignalleitung an die zentrale Station übertragen zu werden. In der zentralen Station werden die Überwachungssignale verarbeitet, um auftretende Fehler oder ähnliche Anomalitäten in den zu steuernden/überwachenden Einheiten, in der zentralen Station und/oder den Übertragungsleitungen erkennen zu können.
In den letzten Jahren haben die in verschiedenen Industriezweigen eingesetzten automatisch arbeitenden oder gesteuerten Einrichtungen, Maschinen, Messinstrumente, Anlagen, Ausrüstungen und ähnliches einen wirklich bemerkenswerten Fortschritt erfahren, und es besteht die Tendenz des Einsatzes in immer größerem Umfang, wofür eine größere Anzahl von Geräten für Steuerungszwecke wie Sensoren, Stellglieder oder ähnliches erforderlich ist. Die Anzahl derartiger Einrichtungen erhöht sich pro Ausrüstung tatsächlich auf Tausend oder mehr. Infolgedessen muss das System, das für die Steuerung und Überwachung einer derartigen Ausrüstung verantwortlich ist, eine sehr große Fläche erfassen, wobei es immer schwieriger wird, Anomalitäten vor Ort schon frühzeitig zu erkennen und zu beherrschen. Weiterhin erfolgt die Wartung von derartigen Ausrüstungen hauptsächlich durch den Austausch von Geräten, bei denen angezweifelt werden kann, ob wirklich eine Anomalität vorliegt, und zwar in dem Bemühen, Stillstandszeiten zu verringern. Weiterhin werden häufig Situationen beobachtet, wo dieselbe Anomalität auf Grund der Nichtverfügbarkeit geeigneter Maßnahmen auftritt bedingt durch die Unfähigkeit, die Faktoren oder die Ursache für diese Anomalitäten zu erkennen.
Auf Grund dieser Umstände besteht großer Bedarf an einem System, bei dem eine zentrale Station in konzentrierter Form Standorte mit Anomalitäten sowie anomale Zustände in lokalen Stationen (Endgeräte), zu steuernden/überwachenden Einheiten und Übertragungskabeln überwacht, so dass selbst eine Person, die auf dem entsprechenden Fachgebiet nicht über umfassende Kenntnisse verfügt, Maßnahmen zur Abstellung der Anomalitäten ergreifen kann.
Als Versuche zur Lösung der oben genannten Probleme sind im US-Patent Nr. 4937568 mit dem Titel SIGNAL SERIAL/PARALLEL CONVERSION SYSTEM, im US-Patent Nr. 5223826 mit dem Titel CONTROL/SUPERVISORY SIGNAL TRANSMISSION SYSTEM und in dem US-Patent Nr. 5247292 mit dem Titel SENSOR SIGNAL TRANSMISSION SYSTEM verschiedene Herangehensweisen vorgeschlagen worden.
Gegenstand dieser Erfindung ist die Schaffung eines Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale, das es ermöglicht, von einer Haupt- oder zentralen Station aus Anomalitäten in Teilen, Einheiten oder Standorten mit hoher Zuverlässigkeit unterscheidend zu erkennen. Es geht auch darum, ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale zu schaffen, das in der Lage ist, Drahtbrüche in einer Übertragungsleitung oder einem Übertragungskabel selbst in verzweigten Bereichen von der zentralen Station aus zu überwachen und zu erkennen.
Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist es, ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale zu schaffen, das es ermöglicht, die Zustände der zu steuernden/überwachenden Einheiten einschließlich der Sensoreintichtungen in der zentralen Station unterscheidend zu überwachen. Ein weiterer Gegenstand ist es, ein Übertragungs- /Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale zu schaffen, in dem Einrichtungen zur Bestätigung von zugewiesenen Kennungen für eine Vielzahl von lokalen Stationen integriert sind, die mit der zentralen Station über ein Übertragungskabel verbunden sind.
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale zum Steuern und Überwachen von Operationen und Betriebszuständen in einer Vielzahl von zu steuernden/überwachenden Einheiten. Das System enthält eine zentrale Station und eine Vielzahl von lokalen Stationen, die miteinander über eine gemeinsame Datensignalleitung verbunden sind. Die zu steuernden/überwachenden Einheiten werden operativ an die lokalen Stationen angeschlossen, um entsprechend von der zentralen Station gesteuert und überwacht zu werden. Die zentrale Station enthält ein Signalerzeugungsmittel zum Erzeugen eines Spannungssignals, das eine Reihe von impulsförmigen Signalen enthält, wobei die impulsförmigen Signale solche mit einem ersten Spannungspegel (Vx) für eine erste vorgewählte Dauer zur Darstellung eines Nichtdatenzustandes (d. h. eines Zustands, der keine Daten anzeigt) und solche mit einem zweiten Spannungspegel (Vx/2) entsprechend der Hälfte des ersten Spannungspegels (Vr) für eine zweite vorgewählte Dauer zur Darstellung eines Datenzustands enthalten, sowie ein Zeitgebermittel zum Erzeugen eines Taktimpulses zum Steuern einer Zeitzählung, bei welcher die impulsförmigen Signale in der zentralen Station erzeugt werden, wobei Daten, die von der zentralen Station an die lokalen Stationen, Daten, die von der lokalen Station an die zentrale Station, und Daten, die von einer gegebenen der lokalen Stationen an eine andere lokale Station zu senden sind, mit dem zweiten Spannungspegel (Vx/2) und einem Erdpotenzialpegel (Null Volt) übertragen werden.
Bei dem oben genannten Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale wird nach einem allgemeinen erfindungsgemäßen Aspekt vorgeschlagen, in der zentralen Station ein Datenübertragungsblock-Übertragungsmittel zum sequentiellen und wiederholten Senden von gewöhnlichen Datenübertragungsblöcken zu schaffen, wobei jeder von ihnen ein Startsignal mit einer ersten konstanten Dauer enthält, welches mit dem ersten Spannungspegel (Vx) übertragen wird, ein Datensignal mit einer Vielzahl von Spannungsimpulsen, das selektiv Kombinationen aus dem ersten Spannungspegel (Vx) und einem der zweiten Spannungspegel und dem Erdpotenzial in Übereinstimmung mit den von der zentralen Station an die lokalen Stationen zu übertragenden Daten annehmen kann, ein Kennungssignal, das einen Kennungskode von jeder der lokalen Stationen darstellen kann, sowie ein Ende-Signal mit einer Wellenform, die sich von der des Datensignals unterscheidet, wobei der Kennungskode Informationen zur Identifizierung einer jeden der lokalen Stationen aufweist. Andererseits enthält jede der vielen lokalen Stationen ein Kennungsnummereinstellmittel zum Einstellen einer eigenen Kennungsnummer, die vorher jeder der lokalen Stationen zugewiesen wurde, ein Adresseneinsteilmittel zum Einstellen eines Zählwertes, der eine eigene Adresse der lokalen Station zur Aktivierung des Empfangs und der Übertragung des Datensignals anzeigt, ein Datenempfangs-/sendemittel, das auf den Empfang des Datenübertragungsblocks zum Abholen einer festgelegten Anzahl von Spannungsimpulsen anspricht, die im Datensignal enthalten sind, wobei die festgelegte Anzahl auf der Basis des Zählwertes bestimmt wird, der die der lokalen Station zugewiesenen Adresse anzeigt, ein Kennungskodeausblendungsmittel zum Ausblenden des Kennungskodes, der im Datenübertragungsblock enthalten ist und von der lokalen Station vorrangig vor dem Ende-Signal empfangen wird, ein Vergleichsmittel zum Vergleichen des ausgeblendeten Kennungskodes mit der eigenen Kennungsnummer der lokalen Station, und ein Ende- Antwortmittel, das auf die Koinzidenz zwischen dem Kennungskode und der eigenen Kennungsnummer anspricht, die der lokalen Station zugewiesen ist, um damit eine Antwort an die zentrale Station zu senden, indem der Pegel des Ende-Signals, dessen Pegel den Datenzustand darstellt, moduliert wird.
Bei einer bevorzugten Betriebsart zur Realisierung der Erfindung kann die zentrale Station ferner ein Speichermittel enthalten zum Speichern von Informationen bezüglich des Verbindungszustands der lokalen Stationen in Übereinstimmung mit allen Kennungskodes, die entsprechend nutzbar sind. Die zentrale Station sendet eine Vielzahl von gewöhnlichen Datenübertragungsblöcken auf die Datensignalleitung nacheinander vor dem Starten der Steuerungs-/Überwachungsoperation aus oder alternativ im Laufe der Steuerungs- /Überwachungsoperation. Jeder der gewöhnlichen Datenübertragungsblöcke wird durch ein Startsignalfeld, ein Datensignalfeld, ein Kennungskodefeld und ein Ende-Signalfeld dargestellt, wobei das Kennungskodefeld den Kennungskode der lokalen Station enthält, der zum identifizieren der lokalen Station dient, für welche der Datenübertragungsblock, der den Kennungskode der lokalen Station enthält, bestimmt ist. Die Vielzahl der Datenübertragungsblöcke enthält dementsprechend die Kennungskodes der lokalen Station, die Werte haben, welche von einem Anfangswert bis zum fetzten nutzbaren Wert sequentiell variieren. Bei Erkennung der Koinzidenz zwischen dem Kennungskode der lokalen Station, der im Datenübertragungsblock enthalten ist, wie er von der Datensignalleitung und der eigenen Kennungsnummer in jeder der lokalen Stationen ausgeblendet wurde, moduliert das Ende- Antwortmittel, das in der lokalen Station integriert ist, dementsprechend den Signalpegel, der im Ende-Signalfeld enthalten ist und den Datenzustand darstellt, um dadurch ein Ende- Antwortsignal auszugeben. Die zentrale Station identifiziert unterscheidend das Ende- Antwortsignal entsprechend dem Kennungskode, um damit Informationen zu schreiben, die die Antwort im Speichermittel an einem Ort entsprechend dem Kennungskode anzeigt. Die zentrale Station sendet nacheinander die Datenübertragungsblöcke mit den Kennungskodes, welche Informationen enthalten, die den Anschlussstatus darstellen, wie oben erwähnt, um dadurch das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Ende-Antworten von den lokalen Stationen entsprechend zu überwachen.
Bei einer anderen bevorzugten Betriebsart zur Realisierung der Erfindung kann die zentrale Station weiterhin ein Übertragungsmittel für erweiterte Datenübertragungsblöcke enthalten zum Senden von sequentiell erweiterten Datenübertragungsblöcken im Erweiterungsmodus für die Erkennung der Zustände der zu steuernden/überwachenden Einheiten, die entsprechend mit den lokalen Stationen verbunden sind, wobei jeder der erweiterten Datenübertragungsblöcke sich zusammensetzten kann aus dem Startsignal, dem Datensignal, dem Kennungskode, einem Ende-Signal, das eine Wellenform hat, die sich von der des Ende-Signals im gewöhnlichen Datenübertragungsblock unterscheidet, und aus einem Erweiterungskode, der eine Vielzahl von Bits enthält und nacheinander zum Ende-Signal eingeblendet wird. Der Erweiterungskode enthält ein Befehlssignal, das von der zentralen Station an die lokale Station ausgegeben wird, und ein Antwortsignal, das von der lokalen Station an die zentrale Station ausgegeben wird, um die von der lokalen Station überwachten Zustände der zu steuernden/überwachenden Einheiten an die zentrale Station zu übersenden. Andererseits enthält jede der lokalen Stationen ein Mittel zum unterscheidenden Identifizieren der erweiterten Datenübertragungsblöcke und ein Befehlsidentifizierungsmittel zum Identifizieren des Befehlssignals, das im Erweiterungskode enthalten ist, sowie ein Sendemittel zum Senden von Informationen in Bezug auf die Zustände der zu steuernden/überwachenden Einheiten an die zentrale Station bei Erkennung der Koinzidenz des Kennungskodes durch Modulieren des Antwortsignals mit den Informationen. Die zentrale Station identifiziert unterscheidend die Antwortsignale, die den Kennungskodes entsprechen und entsprechend in den erweiterten Datenübertragungsblöcken enthalten sind, um damit die lokalen Stationen und die zu steuernden/überwachenden Einheiten in Bezug auf Anomalitäten zu überwachen.
Bei einer weiteren bevorzugten Betriebsart zur Realisierung der Erfindung kann der gewöhnliche Datenübertragungsblock zusätzlich ein Gültigkeitsbit (V-Bit) enthalten, das anzeigt, ob Daten, die vom Datensignal in dem gewöhnlichen oder erweiterten Datenübertragungsblock dargestellt werden, gültig sind oder nicht, wobei das Gültigkeitsbit zwischen den Kennungskode und das Ende-Signal eingeblendet wird. Jede der lokalen Stationen kann weiterhin ein Erkennungsmittel enthalten zum Erkennen des Gültigkeitsbits, ein zeitweiliges Haltemittel zum zeitweiligen Halten von empfangenen Daten der Mehrzahl-Bits zu einem Zeitpunkt für den Empfang und ein Ausgaberegistermittel zum Ausgeben der von dem zeitweiligen Haltemittel gehaltenen Daten an die zu steuernden/überwachenden Einheiten in Verbindung mit der lokalen Station, wobei die Daten, die von dem zeitweiligen Haltemittel gehalten werden, in das Ausgaberegister geladen werden als Antwort auf die Ausgabe des Gültigkeitsbiterkennungsmittels, das die Gültigkeit der Daten bezeichnet.
Bei einer weiteren bevorzugten Betriebsart zur Realisierung der Erfindung kann die zentrale Station weiterhin enthalten ein Übertragungsmittel für erweiterte Datenübertragungsblöcke zum sequentiellen Senden einer Vielzahl von erweiterten Datenübertragungsblöcken auf die Datensignalleitung im Erweiterungsmodus zum Erkennen der Zustände der zu steuernden/überwachenden Einheiten, die entsprechend mit den lokalen Stationen verbunden sind, wobei jeder der erweiterten Datenübertragungsblöcke sich zusammensetzt aus dem Startsignal, dem Datensignal, dem Kennungskode, einem Ende-Signal, das eine Wellenform hat, die sich von der des Ende-Signals des gewöhnlichen Datenübertragungsblocks unterscheidet, und einem Erweiterungskode, der eine Vielzahl von Bits enthält und nacheinander zum Ende-Signal eingeblendet wird, wobei die Kennungskodes der erweiterten Datenübertragungsblöcke Werte haben, die sequentiell vom Anfangswert bis zum letzten nutzbaren Wert variieren. Der Erweiterungskode kann ein Befehlssignal enthalten, das von der zentralen Station an die lokale Station ausgegeben wird, und ein Antwortsignal, das von der lokalen Station an die zentrale Station ausgegeben wird, um die von der lokalen Station überwachten Zuständen der zu steuernden/Überwachenden Einheiten an die zentrale Station zu übertragen. Bei Erkennung der Koinzidenz zwischen dem Kennungskode und der eigenen Kennungsnummer beim Empfang des erweiterten Datenübertragungsblocks moduliert jede der lokalen Stationen das Antwortsignal, das im erweiterten Datenübertragungsblock enthalten ist, wie es mit einem Signal empfangen wurde, das die Typeninformationen der lokalen Station bezeichnet, und das modulierte Antwortsignal wird an die zentrale Station gesendet. Die zentrale Station enthält ein Speichermittel zum Speichern der Typeninformationen der lokalen Stationen in Übereinstimmung mit den Kennungskodes derselben, so dass die Informationen, die durch die modulierten Antwortsignale dargestellt werden, in Übereinstimmung mit den Kennungskodes im Speichermittel entsprechend gespeichert werden können.
Außerdem kann bei dem Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale die zentrale Station so realisiert werden, um die gewöhnlichen Datenübertragungsblöcke entsprechend sequentiell in Übereinstimmung mit den Kennungskodes der lokalen Stationen auszusenden. In diesem Fall wird in jeder der lokalen Stationen der Betrieb des Ende-Antwortmittels zum Erzeugen des Antwortsignals an die zentrale Station gesperrt, wenn in dieser lokalen Station Anomalitäten zu einem Zeitpunkt erkannt werden, wenn die Antwort bei Erkennung der Koinzidenz zwischen dem Kennungskode und der eigenen Kennungsnummer von dem Ende-Antwortmittel ausgegeben werden soll. Erhält die zentrale Station von der lokalen Station kein Ende-Antwortsignal entsprechend dem Kennungskode, kann der gewöhnliche Datenübertragungsblockmodus in den Erweiterungsmodus geändert werden, bei dem die erweiterten Datenübertragungsblöcke entsprechend sequentiell an die lokalen Stationen gesendet werden. In diesem Fall kann jeder der erweiterten Datenübertragungsblöcke zusammengesetzt sein aus dem Startsignal, dem Datensignal, dem Kennungskode, einem Ende-Signal, mit einer Wellenform, die sich von der des Ende- Signals des gewöhnlichen Datenübertragungsblocks unterscheidet, und einem Erweiterungskode, der eine Vielzahl von Bits enthält und nacheinander zum Ende-Signal eingeblendet wird, wobei der Erweiterungskode ein Befehlssignal enthalten kann, das von der zentralen Station an die lokale Station ausgegeben wird, und ein Antwortsignal, das von der lokalen Station an die zentrale Station zur Übertragung der von der lokalen Station überwachten Zustände der zu steuernden/überwachenden Einheiten an die zentrale Station ausgegeben wird.
Auf Grund der oben erwähnten erfindungsgemäßen Anordnungen des Übertragungs- /Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale, bei der die zentrale Station und eine große Anzahl von lokalen Stationen über eine Übertragungsleitung so miteinander verbunden sind, um die Übertragung und den Empfang von Datensignalen zwischen der zentralen Station und den lokalen Stationen über die gemeinsame Datensignalleitung zu bewirken, die in dem Übertragungskabel oder der Übertragungsleitung vorhanden und so ausgelegt ist, um Dreipegelsignale zu übertragen, ist es möglich, die Informationen bezüglich Aufbau oder Funktion der lokalen Stationen zu bestätigen oder zu erhalten, die mit dem System durch Verwendung von Datenübertragungsblöcken mit Kennungskodes verbunden sind, welche von einem Datenübertragungsblock zum anderen Datenübertragungsblock unterschiedlich sind. Diese Operation wird Belegungsoperation genannt.
Weiterhin ist es im Laufe der Übertragung von Datensignalen mit den lokalen Stationen durch Nutzung von gewöhnlichen Datenübertragungsblöcken möglich, dass die zentrale Station das Auftreten von Fehlern wie Bruch der Übertragungsleitung oder Abschalten der lokalen Station(en) oder der zu steuernden/überwachenden Einheit und die Funktion zum Erzeugen der Ende-Antworten bei jeder Erkennung der Koinzidenz des Kennungskodes kontrolliert.
Weiterhin kann bei Auftreten eines Fehlers oder einer Anomalität die Fehlerstelle wie die Übertragungsleitung oder die lokale Station mit Hilfe des Kennungskodes leicht identifiziert werden.
Andererseits kann die zentrale Station im Erweiterungsmodus Befehle an die lokalen Stationen senden, indem die erweiterten Datenübertragungsblöcke verwendet werden, um dadurch den lokalen Stationen zu ermöglichen, ein die Zustände anzeigendes Signal, wie normale oder anomale Zustände der zu steuernden/überwachenden Einheiten, die mit der lokalen Station verbunden sind, an die zentrale Station zurückzusenden. Somit können die internen Zustände der lokalen Stationen einschließlich der zu steuernden/überwachenden Einheiten bei der zentralen Station unterscheidend identifiziert oder bestimmt werden, ohne dass die Notwendigkeit besteht, die für die Wartung zuständige Person an den Ort schicken zu müssen, wo die lokale Station installiert ist.
Weiterhin kann durch Bereitstellung des Gültigkeitsbits (V-Bit) das Datensignal in Abhängigkeit vom Grad der äußeren Störung, der das Datensignal während der Übertragung entlang der Datensignalleitung ausgesetzt ist, welche einen Teil der Übertragungsleitung darstellt, selektiv gültig oder ungültig gemacht werden. Somit kann für den Betrieb des Übertragungs- /Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale eine verstärkte Zuverlässigkeit gewährleistet werden.
Anhand von Ausführungsbeispielen und eines Systems, das dem Stand der Technik entspricht, wird diese Erfindung nachstehend näher erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird:
Abb. 1 zeigt allgemein ein Blockschaltbild des prinzipiellen Aufbaus des erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale;
Abb. 2A zeigt das Format eines Datenübertragungsblocksignals, das Kennungskodes enthält, die von einer zentralen Station bei einer Belegungsoperation zum Belegen der Operationszustände von lokalen Stationen ausgegeben werden;
Abb. 2B zeigt das Format eines Datenübertragungsblockssignals bei gewöhnlichem Betrieb;
Abb. 2C zeigt das Format eines Datenübertragungsblocksignals, das beim Betrieb im Erweiterungsmodus verwendet wird;
Abb. 3A zeigt den Aufbau eines Datenübertragungsblocks, der im gewöhnlichen Operationsmodus des erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs- /Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Abb. 3B zeigt den Aufbau eines erweiterten Datenübertragungsblocks, der beim Erweiterungsmodus für das erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs/Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Abb. 4 ist ein Blockschaltbild, das schematisch die Schaltungskonfiguration einer zentralen Station für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs- /Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Abb. 5 zeigt in Verbindung mit Abb. 6 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Steuerungsvorgangs, der von einer zentralen Station des erfindungsgemäßen Übertragungs- /Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
Abb. 6 zeigt in Verbindung mit Abb. 5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Steuerungsvorgangs, der von einer zentralen Station des erfindungsgemäßen Übertragungs- /Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
Abb. 7 zeigt in Verbindung mit Abb. 8 ein Blockschaltbild der Schaltungskonfiguration einer lokalen Station für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
Abb. 8 zeigt in Verbindung mit Abb. 7 ein Blockschaltbild der Schaltungskonfiguration für eine erfindungsgemäße lokale Station nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
Abb. 9 zeigt in Verbindung mit Abb. 10 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs einer lokalen Station für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
Abb. 10 zeigt in Verbindung mit Abb. 9 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs einer lokalen Station für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Ciberwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
Abb. 11A zeigt den Aufbau eines gewöhnlichen Datenübertragungsblocks, der bei einem gewöhnlichen Operationsmodus für das erfindungsgemäße Übertragungs- /Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach einem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Abb. 11 B zeigt den Aufbau eines erweiterten Datenübertragungsblocks, der im erweiterten Operationsmodus für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Oberwachungssignale gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Abb. 12 zeigt in Verbindung mit Abb. 13 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Verarbeitungsoperationen, die von einer zentralen Station für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden;
Abb. 13 zeigt in Verbindung mit Abb. 12 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Verarbeitungsoperationen, die von einer zentralen Station für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden;
Abb. 14 zeigt in Verbindung mit Abb. 15 den Aufbau einer lokalen Station für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Abb. 15 zeigt in Verbindung mit Abb. 14 den Aufbau einer lokalen Station für das erfindungsgemäße Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem zweiten Ausführungsbeispiel; und
Abb. 16 zeigt ein Blockdiagramm eines bereits vorgeschlagenen Aufbaus für ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale.
Zum besseren Verständnis des Hintergrunds dieser Erfindung beschreiben wir zunächst das im US-Patent Nr. 5223826 offenbarte System.
Abb. 16 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein Blockschaltbild des prinzipiellen Aufbaus des Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale, das im US-Patent Nr. 5223826 offenbart wird.
Die Bezugszahl 90 bezeichnet einen Regler, die Zahl 91 bezeichnet eine Vielzahl von (z. B. n) ersten Ausgabeeinheiten, die Zahl 92 bezeichnet eine Vielzahl von (z. B. jp) ersten Ausgabeeinheiten, die Zahl 93 bezeichnet eine Verteilungseinheit, die Zahl 94 bezeichnet eine Vielzahl von (z. B. m) zweiten Ausgabeeinheiten, die Zahl 95 bezeichnet eine Vielzahl von (z. B. n) zweiten Eingabeeinheiten, die Zahl 96 bezeichnet einen Satz zu steuernder Geräte, die Zahl 97 bezeichnet einen Satz Sensoren, und die Zahlen 98 und 99 bezeichnen Endeinheiten. Weiterhin bezeichnet der Bezugsbuchstabe D eine Datensignalleitung (Informationsleitung), G bezeichnet eine Erdpotenzialleitung, S bezeichnet eine Startsignalleitung und P bezeichnet eine Stromversorgungsleitung. Im Folgenden bezeichnen wir aus praktischen Gründen die erste Ausgabeeinheit 91 und die erste Eingabeeinheit 92 gemeinsam als erste Einheit. In ähnlicher Weise bezeichnen wir die zweite Ausgabeeinheit 94 und die zweite Eingabeeinheit 95 als zweite Einheit.
Die Verteilungseinheit 93 enthält einen Oszillator (bezeichnet mit der Abkürzung "OSC") 931, ein Zeitgebermittel 932 zum Erzeugen eines Taktsignals und eines Startsignals, ein Einstellmittel 933 und ein Prüfmittel 934.
Das Ausgangssignal eines Zeitgeberoszillators (abgekürzt OSC") 931, das Teil des Verteilers 93 ist, wird an den Eingangsanschluss des Zeitgebermittels 932 gelegt, wobei ein Taktsignal gp mit festgelegter Frequenz erzeugt und nachfolgend auf einen Versorgungsspannungspegel Vx überlagert wird, wie unter (A) in Abb. 16 nur konzeptionell veranschaulicht wird, im Ergebnis dessen ein Datenspannungssignal erzeugt wird, das eine relative Einschaltdauer von 50% hat, und in der ersten Hälfte einer Periode den Pegel Vx annimmt, während es in der zweiten Hälfte den Pegel Vx/2 (entsprechend den Datenbits 0 und 1) annimmt. Dieses Datenspannungssignal wird von Anschluss 93a an die Datensignalleitung D abgegeben. Weiterhin wird von Anschluss 93b ein Erdpotenzialsignal an die Erdpotenzialleitung G gegeben. Weiterhin wird im Falle des Übertragungssystems für Steuerungs- /Überwachungssignale mit Startleitung ein Startsignal an eine Startsignalleitung 5 gegeben oder an die Datensignalleitung D in Form eines Signals, das eine Wellenform hat, die sich von der des Taktimpulssignals unterscheidet.
Kommen wir nun zur Beschreibung der Basisoperation. Die Übertragung des Steuersignals Vx/2 vom Regler 90 zu den gesteuerten Geräten 96 sowie die Übertragung der Überwachungssignale (Sensorsignale) von den Sensoren 97 zum Regler 90 erfolgt über das Übertragungssystem durch entsprechendes Modulieren des Pegels des Taktimpulssignals, das auf das Stromversorgungssignal von der Verteilungseinheit 93 in Übereinstimmung mit den logischen Werten 1 (EIN) und 0 (AUS) des Steuersignals und des Überwachungssignals an jeder entsprechenden Taktimpulsposition überlagert wird. Zu diesem Zweck ist zusätzlich zum Mittel für die Erzeugung des Startsignals und des Erdpotenzialsignals eine Verteilungseinheit zum Erzeugen einer mit einem Taktimpuls überlagerten Spannung vorhanden, wobei die erste Eingabeeinheit und die erste Ausgabeeinheit zwischen der Übertragungsleitung und dem Regler angeordnet sind, während die zweite Ausgabeeinheit zwischen der Übertragungsleitung und den gesteuerten Geräten angeschlossen ist und sich die zweite Eingabeeinheit zwischen der Übertragungsleitung und den Sensoren befindet.
Wenn man den Betrieb des Systems als Ganzes umreißt, so wird im Einstellmittel 933 der Verteilungseinheit 93a vorher ein Zahlenwert eingestellt, der die während einer Übertragungsperiode (jede entspricht einem Takt) zu übertragende Anzahl von Daten darstellt. Wenn das Startsignal gleichzeitig mit dem Ausgeben des Datensignals von der Verteilungseinheit 93 erzeugt wird, wählt die erste Eingabeeinheit 92, an welche von Regler 90 über die Eingabe-/Ausgabeeinheit (I/O) 902 parallele Steuersignale eingegeben werden, das führende aus der Vielzahl der Eingabesignale aus und sendet es in Form des entsprechenden modulierten Spannungspegels zur Datensignalleitung D.
Das Signal auf der Datensignalleitung D wird von der zweiten Ausgabeeinheit 94, die vom Startsignal gewählt wird, ausgeblendet, wobei die Ausgabe entsprechend logisch "1" oder "0" erzeugt wird, um in der zweiten Ausgabeeinheit 94 gehalten und gleichzeitig an den Satz der gesteuerten Geräte (zu steuernde/überwachende Einheiten) 96 gesendet zu werden, um zu ermöglichen, dass das entsprechende Gerät derselben (nicht dargestellt) gesteuert wird, wenn die Ausgabe logisch 1 ist, oder alternativ den Betrieb des einen Geräts zu unterbrechen, wenn die Ausgabe logisch 0 ist. Eine ähnliche Operation wird sequentiell ausgeführt als Reaktion auf die anderen Steuersignale, die von der ersten Eingabeeinheit 92 entsprechend übertragen werden, wobei die Steuersignale an die anderen entsprechenden Ausgangsanschlüsse der zweiten Ausgabeeinheit 94 entsprechend angelegt werden, um dort gehalten zu werden. Es ist somit ersichtlich, dass die Eingangsanschlüsse der ersten Eingabeeinheit 92 eine Eins-zu-eins-Korrespondenz mit den Ausgangsanschlüssen der zweiten Ausgabeeinheit 94 haben. Dementsprechend ist die Anzahl der Eingangsanschlüsse der ersteren gleich der Anzahl der Ausgangsanschlüsse der letzteren. Nachfolgend werden die zweiten Eingabeeinheiten 95, in die die Überwachungssignale von den Sensoren 97 parallel eingegeben werden, und die erste Ausgabeeinheit 91 gleichzeitig angesteuert, um dadurch das Überwachungssignal (Sensorausgangssignal) in die Richtung zu senden, die der entgegengesetzt ist, in welche die vorher erwähnten Steuersignale gesendet wurden. Als Bestandteile des Schemas zum Steuern der Betriebszeitzählung der einzelnen Eingabe- und Ausgabeeinheiten sind zu erwähnen ein Startsignalsystem, nach welchem Startsignale für jede der in Reihe geschalteten Einheiten sequentiell erzeugt werden, und ein Adressenzählsystem, nach dem alle Startsignale eines spezifischen Musters auf der Datensignalleitung von allen Einheiten erkannt werden, wobei dann die Einheit zu diesem Zeitpunkt das Signal als Steuersignal von der Datensignalleitung erhält, wenn der Zählwert des Datensignals mit einem für jede der Einheiten vorgewählten Wert zusammenfällt, oder sie dieses Signal moduliert, um dadurch das modulierte Signal als Überwachungssignal zu senden.
Nach Abschluss der Übertragung der Steuersignale und der Überwachungssignale zwischen den dazugehörigen Eingabe- und Ausgabeeinheiten (92, 94; 95, 91) wird eine Anzahl der abfallenden Taktimpulse vom Zeitgebermittel 932 zum Prüfmittel 943 geleitet. Das Prüfmittel 943 erkennt oder prüft unterscheidend die Signalzustände der Datensignalleitung D für jeden Taktimpuls, um somit die Zustände in Bezug auf eine Vielzahl von Positionen zu prüfen.
Dann wird zu einem Zeitpunkt entsprechend einem Takt (p + 1), der dem Takt p folgt, von der letzten oder Endeinheit (im Falle des oben erwähnten Startsignalsystems) das Startsignal erzeugt. Durch Prüfen dieses Startsignals wird bestimmt, ob das Datensignal zur letzten Einheit übertragen wird oder nicht. Auf diese Weise ist es möglich, Fehler wie Bruch des Übertragungskabels bis zum Endgeräts desselben festzustellen.
Als nächstes wird zu einem dem nachfolgenden Takt entsprechenden Zeitpunkt (p + 2) der Signalspannungspegel Vx/2 (logisch 0) erzeugt, um an die Datensignalleitung ausgegeben zu werden. Gleichzeitig wird der Signalspannungspegel auf der Datensignalleitung von dem Prüfmittel erkannt. Wenn der Spannungspegel Vx/2 erkannt wird, wird bestimmt, dass die Übertragungsleitung oder das Übertragungskabel in normalem Zustand ist. Wenn jedoch eine Spannung erkannt wird, die niedriger als Vx/2 (logisch 1) ist, bedeutet dies, dass das Übertragungskabel externe Störungen aufweist, wie Rauschen, Kurzschlüsse zwischen den Drähten oder ähnliche unerwünschte Vorkommnisse. Diese Prüfung wird "Data = "0" check" genannt.
Weiterhin wird bei einem nächsten Zeitpunkt (p + 3) auf der Datensignalleitung der Erdpotenzialpegel (logisch 1) erzeugt. Gleichzeitig wird auf der Datensignalleitung vom Prüfmittel die Signalspannung erkannt. Wenn die Signalspannung mit dem logischen Nullpegel (höher als Vx/2) übereinstimmt, wird dann bestimmt, dass das Übertragungskabel äußere Störungen wie Rauschen, Kurzschluss oder ähnliches aufweist. Diese Prüfung wird "Data = "1" check" genannt.
Schließlich prüft das Prüfmittel zu einem Zeitpunkt (p + 4), ob die Endeinheit 99 oder 98, die zusätzlich zu den Endstufeneinheiten im Startsignalsystem vorhanden ist, ein Signal erzeugt oder nicht, das typisch für einen Abschluss ist. Sofern das obige Signal nicht erkannt wird, wird entschieden, dass ein Fehler wie Bruch, Kurzschluss oder ein ähnliches anomales Vorkommnis im Übertragungskabel vorhanden ist.
Das bereits vorgeschlagene und in Abb. 16 der beigefügten Zeichnungen dargestellte Signalübertragungssystem ist sicherlich mit der Anomalitäts-Überwachungsfunktion wie Abschlussprüfung, Daten = "0" Prüfung (Data = "0" check) und Daten = "1" Prüfung (Data = "1" check) ausgestattet. Das System weist jedoch folgende Probleme auf.
(1) Weil der Standort, an welchem die Anomalität auftritt, mit den obigen Prüfungen nicht näher bestimmt werden kann, muss eine so genannte Feldprüfung vorgenommen werden derart, dass sich ein Wartungsingenieur zu den Standorten begibt, wo das Übertragungskabel und die einzelnen Einheiten installiert sind.
(2) Wenn der Übertragungsweg verzweigt ist, ist es nicht, möglich, mit der Verteilungseinheit einen Fehler der verzweigten Übertragungskabel festzustellen.
(3) Es ist nicht möglich, mit der Verteilungseinheit oder dem Regler festzustellen, ob die zu steuernden Geräte oder Einheiten und die Sensoren (d. h. die zu steuernden/überwachenden Einheiten) normal arbeiten.
(4) Wenn die Anzahl der an das System angeschlossenen lokalen Stationen erhöht oder verringert wird, bestehen Schwierigkeiten beim unterscheidenden Erfassen oder genauen Erkennen der Systemkonfiguration einschließlich der Anzahl der an die zentrale Station angeschlossenen lokalen Stationen.
Bevor wir auf Einzelheiten des erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale eingehen, beschreiben wir zunächst das der Erfindung zu Grunde liegende Grundkonzept.
Abb. 1 zeigt allgemein ein Blockdiagramm des prinzipiellen Aufbaus oder der Grundanordnung des erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs- /Überwachungssignale. Bei der Abbildung bezeichnet die Bezugszahl 1 eine zentrale Station, an die lokale Stationen 2-1, 2-2, ... über eine Übertragungsleitung oder ein Übertragungskabel 3 angeschlossen sind, welches aus einer Datensignalleitung D, einer Erdpotenzialleitung oder einer Erdleitung G und einer Stromversorgungsleitung P besteht. Im Falle eines Systems, bei welchem ein so genanntes Startsignalleitungsschema eingerichtet ist, enthält das Übertragungskabel 3 zusätzlich eine Startsignalleitung, obwohl sie nicht dargestellt ist. An dieser Stelle ist auch zu erwähnen, dass bei einem Übertragungs- /Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale, bei dem die Anzahl der installierten lokalen Stationen gering ist, die Stromversorgungsleitung P weggelassen werden kann. In diesem Fall kann die zum Ansteuern oder Betreiben der lokalen Stationen erforderliche Elektroenergie aus der Datensignalleitung D entnommen werden, wie bereits weiter oben in den US-Patenten offenbart wird.
Die zentrale Station 1 enthält eine Steuer-/Überwachungsschaltung 10, die insgesamt für die Steueroperationen des Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale verantwortlich ist und zusätzlich zur Wartungsüberwachung des Systems dient. Zu diesem Zweck ist die Steuer-/Überwachungsschaltung 10 nicht nur mit Eingangsanschlüssen zum Empfang von Eingangssignalen oder Eingabedaten, die extern zugeführt werden, und mit Ausgangsanschlüssen zum Ausgeben von Signalen an externe Geräte oder Vorrichtungen ausgestattet, sondern auch mit einem Anschluss oder Anschlüssen für Eingangssignale, die zur Systemwartung verwendet werden, und einem Anschluss für die bei einer Anzeigeeinheit und/oder einem Regler zu verwendenden Ausgangssignale. Weiterhin enthält die zentrale Station 1 einen Speicher 11, eine Datenübertragungsblock-Zeitgebereinheit 12, eine Datensendereinheit 13 zum Übertragen oder Senden von Daten an die lokalen Stationen und einen Datenempfänger 14 zum Empfangen der Daten von den lokalen Stationen. Im Falle des in Abb. 1 dargestellten Steuer-/Überwachungssystems dient die lokale Station 2-1 zum Ausgeben von Daten an ein Stellglied oder Stellglieder oder an ein Gerät oder Geräte, eine Maschine oder Maschinen oder ähnliches, die zu steuern sind (im folgenden allgemein die zu steuernden/überwachenden Einheiten genannt), während die lokale Station 2-2 zum Empfangen der Daten von den Sensoren oder ähnlichen Geräten vorgesehen ist, die in Verbindung mit der lokalen Station vorhanden sind. Diese Sensoren und ähnliche Geräte werden ebenfalls gemeinsam als zu steuernde/überwachende Einheiten bezeichnet. Obwohl in Abb. 1 nur zwei lokale Stationen dargestellt sind, versteht es sich von selbst, dass weitere lokale Stationen in der Funktion zum Ausgeben von Daten und Abholen von Daten oder lokale Stationen, die für beide Funktionen vorgesehen sind, vorhanden sein können. Wie aus der Abbildung ersichtlich, besteht die lokale Station 2-1 aus einer Kennungssteuereinheit 20, einer Adressensteuereinheit 21, einer Ausgabeeinheit 22, einer Ende-Antworteinheit 23, einer Datenerkennungseinheit 24, einer Taktausblendungseinheit 25, einer Starterkennungseinheit 26, einer Erweiterungsantwort-Erzeugungseinheit 27, einer Erweiterungskode- Steuereinheit 28 und einer Erweiterungsmarkierungs-Erkennungseinheit 29. Die lokale Station 2-2 wird ebenfalls in derselben Konfiguration realisiert wie die lokale Station 2-1 mit der Ausnahme, dass die Ausgabeeinheit 22 durch eine Eingabeeinheit zum Abholen von Daten oder Informationen ersetzt wird, weil davon ausgegangen wird, dass die lokale Station 2-2 zum Sammeln der Informationen in Bezug auf die zu steuernden/überwachenden Einheiten dient. Natürlich kann die Ausgabeeinheit 22 der lokalen Station 2-1 so ausgelegt sein, dass sie nicht nur zum Ausgeben von Datensignalen, sondern auch zum Empfang des Eingangssignals von den zu steuernden/überwachenden Einheiten dient.
An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass obwohl eine Vielzahl von lokalen Stationen 2-1, 2-2, und so weiter (im folgenden stellvertretend lokale Station 2 genannt) dargestellt ist, als sei sie direkt mit der zentralen Station 1 über die Datensignalleitung D, die Erdpotenzialleitung G und die Stromversorgungsleitung P, die insgesamt durch die Übertragungsleitung 3 dargestellt werden, verbunden, diese lokalen Stationen gleichermaßen an Leitungen angeschlossen werden können, die von diesen Leitungen D, G und P abzweigen.
Bei dem erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale wird die Übertragungsleitung oder das Übertragungskabel 3 dargestellt durch die Datensignalleitung D, die Erdpotenzialleitung G und die Stromversorgungsleitung P, wie im Falle des im US-Patent Nr. 5223826 (entsprechend den Veröffentlichungen für japanische ungeprüfte Patentanmeldungen Nr. 14082611989 (JP-A-1-140826)) offenbarten Übertragungssystems für Überwachungs-/Steuersignale, das bereits angeführt wurde, wobei die Datensignale einschließlich der Steuersignale und Überwachungssignale zwischen der zentralen Station und den lokalen Stationen über die Datensignalleitung D in Form eines seriellen Impulssignals übertragen werden, welches drei Pegel annehmen kann. Konkreter ausgedrückt, bei dem erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale wird in ähnlicher Weise wie in der oben genannten offenbarten US-Patentbeschreibung ein Dreipegelsignal verwendet, wobei das Dreipegelsignal einen ersten Pegel Vx annehmen kann, der einen Nichtdatenzustand anzeigt (d. h. einen Zustand, der keine Daten darstellt), sowie einen zweiten Pegel Vx/2, der einen Daten-Aus- Zustand (logisch 0) anzeigt, und einen dritten Pegel von Null Volt, der einen Daten-Ein- Zustand (logisch 1) anzeigt. Jeder der Einbitimpulse, die das Datensignal und ein Kennungssignal darstellen, die im folgenden beschrieben und synchron mit einem Taktsignal erzeugt werden, besteht aus einer ersten Hälfte mit dem ersten Pegel, der den Nichtdatenzustand anzeigt, bzw. einer zweiten Hälfte, die den Datenzustand (d. h. Daten-Aus-Zustand oder logisch 0 Zustand oder Daten-Ein-Zustand oder logisch 1) anzeigt.
Beim erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale werden nicht nur das Steuersignal und das Überwachungssignal zwischen der zentralen Station und den lokalen Stationen über die Übertragungsleitung 3 übertragen, sondern auch ein spezieller Datenübertragungsblock, der Informationen enthält bezüglich des Aufbaus der lokalen Station, die mit der Übertragungsleitung 3 verbunden ist. Über die Übertragungsleitung 3 wird zusätzlich an die zentrale Station ein Datenübertragungsblock gesendet, der Informationen bezüglich des Betriebszustands der lokalen Station enthält, als Antwort auf die Anfrage, die von der zentralen Station an die Übertragungsleitung 3 ausgegeben wurde.
Jetzt folgt eine kurze Beschreibung des Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs- /Überwachungssignale. In jeder der lokalen Stationen 2 wird vorher an der Kennungssteuereinheit 20 ein Kennungskode der lokalen Station (im folgenden auch Kennungskode genannt) eingestellt, während an der Adressensteuereinheit 21 eine Adresse der lokalen Station eingestellt wird. In diesem Fall werden die den lokalen Stationen zugewiesenen Adressen durch die sequentiellen oder Ordnungszahlpositionen der Datensignale entsprechend bestimmt, die von den lokalen Stationen entsprechend verarbeitet und über die Datensignalleitung D übertragen werden, wobei sie auf dem Taktsignal überlagert sind, so wie sie ab Startsignal gezählt werden. Um ein Beispiel anzuführen, so wird der lokalen Station, für die das Datensignal in Form einer ersten Impulsfolge gezählt ab Startsignal bestimmt wird, die Adresse entsprechend, z. B. 1 zugewiesen, während der lokalen Station, die vorgesehen ist, ein Datensignal in Form einer zweiten Impulsfolge gezählt ab Startsignal zu verarbeiten, eine Adresse entsprechend, z. B., 2 und so weiter, zugewiesen wird. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass der Kennungskode jeder fokalen Station mit einem Wert versehen werden kann, der sich von der dafür zugewiesenen Adresse unterscheidet. Um jedoch die Beschreibung zu vereinfachen, wird von der Annahme ausgegangen, dass der Kennungskode und die Adresse einer gegebenen lokalen Station gleich sind. Natürlich beschränkt sich die Erfindung niemals auf eine derartige Zuordnung der oben genannten Kennungskodes und Adressen. Es versteht sich von selbst, dass andere Arten von Kennungskode- /Adressen-Zuordnungs-Schemas angewendet werden können in Abhängigkeit von der Systemkonfiguration sowie Anwendungen, für die das Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale vorgesehen ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale wird eine so genannte Belegungsoperation ausgeführt, wenn die Konfiguration oder der Aufbau aller lokalen Stationen, die mit der Übertragungsleitung 3 verbunden sind und in Betrieb genommen werden, von der zentralen Station im Ganzen zu erkennen oder zu belegen sind. Abb. 2A zeigt das Format eines Signals, das Kennungskodes enthält, die von der zentralen Station zum Belegen von Operationszuständen der lokalen Stationen ausgegeben werden, wobei jeder Wert des Kennungskodes in jedem der Belegungs-Datenübertragungsblöcke eingestellt wird. Wie aus der Abbildung ersichtlich, enthält das Signal die Datenübertragungsblöcke #0, #1, ..., #(N-1), die mit den Kennungskodes der lokalen Stationen entsprechend übereinstimmen. Auf diese Weise werden von der Datenübertragungsblock-Zeitgebereinheit 12 der zentralen Station aus N Datenübertragungsblöcke entsprechend den Kennungskodes #1 bis #(N-1) seriell oder sequentiell zur Übertragungsleitung 3 gesendet. In jeder der lokalen Stationen 2 wird der Start der Datenübertragungsblockfolge durch die Starterkennungseinheit 26 erkannt, wobei das Taktsignal durch die Taktausblendungseinheit 25 ausgeblendet wird. Weiterhin vergleicht die Kennungssteuereinheit 20 den von der Datenerkennungseinheit 24 erkannten Kennungskode mit dem Kennungskode, der der lokalen Station zugewiesen ist, zu welcher die Kennungssteuereinheit 20 gehört. Wenn zwischen dem erkannten Kennungskode und dem der entsprechenden lokalen Station eine Koinzidenz besteht, ändert die Ende-Antworteinheit 23 den Vx/2-Pegel des Ende-Signals (in den Abb. 2A bis 2C nicht dargestellt), der sich an der abfallenden Flanke des Datenübertragungsblocks zu 1 befindet, um somit die Ende-Antwort auszugeben, die dann zur Datensignalleitung D gesendet wird.
Andererseits erkennt in der zentralen Station 1 die Datenempfangseinheit 14 unterscheidend die Spannungspegel der Ende-Antworten für die einzelnen Datenübertragungsblöcke entsprechend den Kennungskodes, auf welche im Speicher 11 in Übereinstimmung mit jedem der Kennungskodes die Antwortinformationen geschrieben werden. Konkreter ausgedrückt, sie werden im Speicher 11 als Bits 1 für die Kennungskodes entsprechend den Datenübertragungsblöcken #0, ..., und/oder #(N-1) gespeichert, auf welche die lokalen Stationen geantwortet haben, während die Null-Bits in den Speicher 11 für die Kennungskodes der lokalen Stationen geschrieben werden, die nicht auf die oben genannten Datenübertragungsblöcke antworteten. In diesem Zusammenhang werden die oben erwähnten Bits im Folgenden Markierungsbits genannt.
Beim gewöhnlichen Betrieb werden die gewöhnlichen Datenübertragungsblöcke (d. h. gewöhnliche Datenübertragungsblöcke für den Nichterweiterungsmodus), die jeweils das Datensignal enthalten, die Kennungskodes entsprechend der bestimmten lokalen Station und das Endsignal an diejenigen lokalen Stationen gesendet, die Kennungskodes haben, für die die Markierungsbits als Antwort auf die Ende-Signale 1 waren, wie in Abb. 2B veranschaulicht. Es muss hier beiläufig erwähnt werden, dass in dieser Abbildung nur die Kennungskodes dargestellt werden, die in den Datenübertragungsblöcken enthalten sind. Im Falle des in Abb. 2B dargestellten Beispiels werden die Datenübertragungsblöcke #0 bis #4 der Kennung = 0, der Kennung = 16, der Kennung = 32, der Kennung = 48 bzw. der Kennung = 64 gesendet. Beim Empfang des Datenübertragungsblocks in jeder der lokalen Stationen 2 bestimmt die Adressensteuereinheit 21 die Adresse der lokalen Station, zu der die Adressensteuereinheit 21 gehört, durch Zählen der Taktimpulse, die von dem Datensignal ausgeblendet werden, welches in dem entsprechenden Datenübertragungsblock enthalten ist, um dadurch die Adresse zu vergleichen, wie sie mit der vorgewählten Adresse bestimmt ist, und gleichzeitig wird von der Kennungssteuereinheit 20 entschieden, ob der vorgewählte Kennungskode empfangen worden ist oder nicht.
Wenn die Koinzidenz der Adresse entschieden ist, wird eine Anzahl von Impulssignalen, die der betreffenden lokalen Station zugewiesen wurden, der Ausgabeeinheit 22 zugeführt, wo die Impulssignale von seriell auf parallel umgewandelt werden, um an die zu steuernden/überwachenden externen Einheiten ausgegeben zu werden. Diese Operation wird von der lokalen Station 2-1 ausgeführt, die für die Ausgabeoperation (d. h. die lokale Station, die als Ausgabeterminal dient) vorgesehen ist. Im Falle der lokalen Station, die für den Eingabebetrieb vorgesehen ist (d. h. die lokale Station, die als Eingabeterminal dient), wie in Abb. 1 mit Bezugszahl 2-2 bezeichnet, werden die parallelen Signale von den dazugehörigen Sensoren oder ähnlichen Geräten an die Eingabeeinheit 22 eingegeben, um in ein serielles Signal umgewandelt zu werden, das dann an die Datensignalleitung D ausgegeben wird. Auf diese Weise antwortet die zentrale Station 1 auf die Eingabe eines Steuerdatensignals, das von einer externen Steuersignalquelle zugeführt wird, um somit ein mit dem Steuerdatensignal moduliertes Signal an die lokale Station 2-1 zu senden, die als Ausgabeterminal dient. Andererseits sendet die lokale Station 2-2, die als Eingabeterminal dient, ein Datensignal, das aus der Modulation mit einem externen Signal, z. B. einem Sensorausgangssignal resultiert, zur zentralen Station 1. Nach Beendigung der Übertragung der Datensignale zwischen der zentralen Station und der lokalen Station, wie oben beschrieben, sendet die lokale Station, die über den Kennungskode verfügt, nach dem die Koinzidenz erkannt wird, ein Ende- Signal zurück an die zentrale Station.
Wenn die zentrale Station eine Anomalität in der Übertragungsleitung und/oder der lokalen Station unterscheidend erkennen soll, sendet die zentrale Station einen Datenübertragungsblock im Erweiterungsmodus (erweiterter Datenübertragungsblock) aus. Der prinzipielle Aufbau des Datenübertragungsblocks im Erweiterungsmodus ist in Abb. 2C dargestellt. Wie aus der Abbildung ersichtlich, entspricht der erweiterte Datenübertragungsblock für den Erweiterungsmodus dem gewöhnlichen Datenübertragungsblock mit der Ausnahme, dass eine Erweiterungsmarkierung mit einer einzigartigen Wellenform, die die Erweiterung des entsprechenden Datenübertragungsblocks für die lokalen Stationen anzeigt, nacheinander der Kennung angefügt wird und dass nacheinander an das Markierungszeichen ein Erweiterungskode angefügt wird. Jeder der Erweiterungskodes enthält Informationen in Bezug auf die Befehlsarten für die lokale Station und einen Kode zum Einstellen des Inhalts der Antwort von der lokalen Station.
In jeder der lokalen Stationen 2 wird bei Koinzidenz des eigenen Kennungskodes der lokalen Station mit der Kennung des Datenübertragungsblocks, der nach der Datenübertragung mit der zentralen Station empfangen wird, die Erweiterungsmarkierung durch die Erweiterungsmarkierungserkennungseinheit 29 erkannt. Nachfolgend wird die Erweiterungskodesteuereinheit 28 angesteuert, um unterscheidend den im Erweiterungskode enthaltenen Befehl zu bestimmen, wobei die Erweiterungsantworterzeugungseinheit 27 aktiviert wird, um eine Erweiterungsantwort auszugeben, die Informationen (d. h. Informationen, die einen Betriebszustand/Betriebszustände anzeigen, die mit der lokalen Station oder den dazugehörigen Informationen derselben verbunden sind) enthält, die von dem oben genannten Befehl angezeigt werden. Die Antwort wird dann im Datenübertragungsblock positioniert. Andererseits werden die Informationen, wenn die Antwortinformationen entsprechend dem Befehl des Erweiterungskodes von der zentralen Station 1 empfangen werden, im Speicher 11 gespeichert und/oder an eine externe Einheit oder ein Gerät wie eine Anzeigeinheit ausgegeben, um an eine Person eine entsprechende Mitteilung zu erzeugen, die für die eine Person eine entsprechende Mitteilung zu erzeugen, die für die Wartung verantwortlich ist.
Bei der bereits oben beschriebenen Belegungsoperation wird der nicht erweiterte Datenübertragungsblock verwendet. Es ist jedoch zu erwähnen, dass bei der Belegungsoperation ebenfalls der erweiterte Datenübertragungsblock verwendet werden kann. In diesem Fall kann die zentrale Station die Informationen hinsichtlich der Arten der lokalen Stationen (wie Eingabeterminal, Ausgabeterminal, Eingabe-/Ausgabeterminal, Anzahl der Daten und ähnliches) in Bezug auf Erweiterungsantwortinformationen abholen, um sie aufzuzeichnen oder zu speichern. Dadurch kann die Wartung des Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale bedeutend verbessert werden.
Obwohl beschrieben worden ist, dass der Erweiterungsmodus von der zentralen Station eingerichtet wird, kann eine derartige Systemanordnung gleichermaßen vorgenommen werden, so dass der Modus, wenn im gewöhnlichen oder normalen Operationsmodus (d. h. beim Nichterweiterungsmodus) von einer lokalen Station keine Ende-Antwort ausgegeben wird, in den Erweiterungsmodus wechselt. In diesem Fall kann die lokale Station bei Auftreten einer Anomalität in der lokalen Station die Ende-Antwort stoppen, um damit die zentrale Station aufzufordern, den Operationsmodus in den Erweiterungsmodus abzuändern.

Ausführungsbeispiel 1

Die Abb. 3A und 3B zeigen zusammen den Aufbau von Datenübertragungsblöcken, die beim erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden, wobei Abb. 3A einen normalen oder gewöhnlichen Datenübertragungsblock (Datenübertragungsblock für Nichterweiterungsmodus) zeigt, und Abb. 3B einen erweiterten Datenübertragungsblock, der einen Erweiterungskode enthält.
Der in Abb. 3A dargestellte gewöhnliche Datenübertragungsblock wird für die Übertragung/den Empfang des Steuersignals und des Überwachungssignals zwischen der zentralen Station und der/den lokalen Station(en) verwendet. Weiterhin wird der Datenübertragungsblock des in Abb. 3A gezeigten Aufbaus verwendet, wenn die zentrale Station eine Belegungsoperation ausführt. Durch Verwendung des in Abb. 3A gezeigten Aufbaus des Datenübertragungsblocks bei einer Belegungsoperation kann nämlich die Übertragung des Datensignals ausgeführt werden.
Beim erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird eine Anzahl von Datenübertragungsblöcken gleich der Anzahl der lokalen Stationen in einer Eins-zu-Eins- Korrespondenzrelation mit den lokalen Stationen erzeugt, wobei jeder der Datenübertragungsblöcke aus den vier Signalen 1 bis 4 besteht, wie in Abb. 3A in Verbindung mit dem n- ten Datenübertragungsblock (d. h. Datenübertragungsblock #N) dargestellt ist.
Das Signal 1 wird als Startsignal zum unterscheidenden Anzeigen der Anstiegsflanke jedes Datenübertragungsblocks verwendet. In dem Fall des in Abb. 3A beispielhaft dargestellten Aufbaus des Datenübertragungsblocks hat das Datensignal eine Länge, die fünf Bit entspricht und mit dem ersten Pegel, z. B. 24 V, zugewiesen ist.
Das Signal 2 repräsentiert das Datensignal, das durch n Datenbits 0 bis (n-1) dargestellt wird, die synchron mit den Taktimpulsen in Übereinstimmung mit den n Eingabe- /Ausgabestellen erzeugt werden.
Das Signal 3 dient als Kennungskode (Kennungssignal der lokalen Station). Im Falle des vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels wird der Kennungskode durch die 8 Bits Do bis D7 dargestellt, so dass die 256 lokalen Stationen # 0 bis # 255 unterscheidend erkannt werden. Natürlich können durch Erhöhen der Anzahl der Bits, die den Kennungskode darstellen, mehr als 256 lokale Stationen unterscheidend voneinander erkannt werden. Das Signal 4 wird als Ende-Signal verwendet. Beim Nichterweiterungsmodus (d. h. dem Modus, bei dem kein Erweiterungsmodus verwendet wird) sendet die zentrale Station das Endsignal 4 aus, das den ersten Pegel (d. h. Vx = 24 V) während einer Periode von 0,5 Bit Länge und den zweiten Pegel (d. h. Vx/2 = 12 V) während einer Periode von 1,5 Bit Länge nacheinander zum ersten Pegel aufweist. Andererseits, wenn die lokale Station, die von der Kennung erkannt wird, welche in demselben Datenübertragungsblock enthalten ist, den Datenzustand oder Pegel einer Impulslänge erkennt, welche den Zeitraum entsprechend 0,75 Bit überschreitet, wird die zweite Hälfte der Impulslänge des Datenpegels auf den ON(EIN)- Pegel gestellt (LB. Null Volt). Diese Einstellungsoperation auf ON, die von der lokalen Station ausgeführt wird, wird Ende-Antwort genannt, während eine Kombination aus dem Nichtdatenzustand (oder -pegel) und dem Datenzustand (oder -pegel) als Ende-Signal bezeichnet wird. In Abb. 3A stellt die Impulslänge, die durch ein schwarzes Rechteck angezeigt wird, die Ende-Antwort dar.
Abb. 3B zeigt den Aufbau des erweiterten Datenübertragungsblocks, der beim erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, um der zentralen Station zu ermöglichen, Informationen hinsichtlich des Betriebszustands der betreffenden lokalen Station einschließlich der dazugehörigen zu steuernden/überwachenden Einheiten zu erhalten, oder ergänzende Informationen in Form eines Erweiterungsbefehls der betreffenden lokalen Station zuzuführen, um von der lokalen Station die entsprechenden Informationen zu erhalten. Der erweiterte Datenübertragungsblock wird dargestellt durch die Signale 1, 2 und 3, die oben in Verbindung mit dem gewöhnlichen Datenübertragungsblock beschrieben sind, und die Signale 4 und 5, hinsichtlich derer sich der erweiterte Datenübertragungsblock von dem gewöhnlichen Datenübertragungsblock unterscheidet. Dementsprechend werden im Folgenden nur die Signale 4 und 5 erklärt.
Das Signal 4 stellt das Ende-Signal im Erweiterungsmodus dar. Dieses Ende-Signal nimmt während einer Periode entsprechend einer Länge von 0,5 Bit den ersten Pegel (24 V) an, einen dritten Pegel (Null Volt) während einer darauf folgenden Periode von 0,5 Bit und den zweiten Pegel (12 V) in dieser Folge. Nacheinander an dieses Ende-Signal werden Bits für den nachfolgenden Erweiterungskode erzeugt. An dieser Stelle ist hinzuzufügen, dass der dritte Pegel von 0,5 Bit Länge (d. h. der Nullvoltpegel) zum Zwecke der Unterscheidung zwischen dem gewöhnlichen Datenübertragungsblock und dem erweiterten Datenübertragungsblock voneinander vorgesehen ist und als Erweiterungsmarkierung bezeichnet wird. Bei der lokalen Station, die mit dem Kennungskode erkannt wird, wird der Datenzustand einer Zeitdauer, die eine Zeit entsprechend einer Länge von 0,75 Bit überschreitet, erkannt, wobei die Ende-Antwort in der zweiten Hälfte der Dauer des Datenzustands oder Datenpegels an die zentrale Station zurück gesendet wird.
Das Signal 5 stellt einen Erweiterungskode dar, der zwischen dem Ende-Signal, das die Erweiterungsmarkierung enthält, und dem Startsignal des nachfolgenden Datenübertragungsblocks zwischengeschaltet ist. Wie aus Abb. 3B ersichtlich, enthält der Erweiterungskode zwei Felder, d. h. die Felder 6 und 7 für den Erweiterungsbefehl bzw. die Erweiterungsantwort.
Der Erweiterungsbefehl 6 wird durch die vier Bits C&sub0; bis C&sub3; dargestellt und von der zentralen Station zur Erteilung von Befehlen an die lokale(n) Station(en) verwendet. Bezüglich des Inhalts des Erweiterungsbefehls ist folgendes zu erwähnen:
(a) Befehl zum Anfordern von Informationen bezüglich des entsprechenden internen Zustands, wie er für Terminals üblich ist (d. h. lokale Stationen),
(b) Befehl zum Anfordern von Informationen in Bezug auf die entsprechenden internen Zustände von einzelnen Terminals (d. h. lokale Stationen),
(c) Befehl zum Anfordern von aufeinander folgenden Informationen in Bezug auf die internen Zustände der einzelnen Terminals (d. h. lokale Stationen),
(d) Befehl zum internen Rückstellen des Haltezustands des Terminals,
(e) Befehl zum Umschalten oder Einstellen des Operationsmodus des Terminals, und
(f) Befehl zum Abfragen des Terminals nach Typen derselben (Aufbau, Funktion, Anzahl der Eingaben/Ausgaben und ähnliches).
Andererseits besteht die Erweiterungsantwort 7 aus den 8 Bits R&sub0; bis R&sub7; und stellt den Inhalt der Antwort dar, die von der lokalen Station zurück an die zentrale Station gesendet wird. In Abb. 3B werden diese Antworten in Form von schwarzen Rechtecken dargestellt.
Als Inhalte der Erweiterungsantworten können folgende Beispiele angeführt werden:
(i) Als Antwort auf den oben genannten Befehl (a) (d. h. der Befehl zum Anfordern von Informationen bezüglich des internen Zustands, wie er für lokale Stationen üblich ist);
die Anomalität vor Ort, die in der lokalen Station auftritt, der anomale Abfall der Versorgungsspannung, die Anomalität der üblichen Spannungspegel, die Anomalität des Druckpegels von hydraulischen/aerodynamischen Maschinen und der interne Datenhaltezustand der lokalen Station;
(ii) Als Antwort auf die Befehle (b) und (c) (d. h. der Befehl zum Anfordern von Informationen bezüglich der entsprechenden internen Zustände der einzelnen lokalen Stationen), Informationen in Bezug auf Überstrom/Überlast, den Bruch von Zuleitungsdrähten des Sensors/der Sensoren, gleichzeitige EIN-Zustände der Ausgänge des ausschließenden ODER- Geräts, das Nichtvorhandensein der Ausgabe/Antwort der zu steuernden/überwachenden Einheiten, Informationen in Bezug auf Schaltungsfunktion (Eingabe- oder Ausgabefunktion) und Besetzt- oder Ruhezustand der Eingabe- oder Ausgabeschaltung;
(iii) Als Antwort auf die Befehle (d) und (e) (d. h. der Befehl zum internen Rückstellen des Haltezustands des Terminals und der Befehl zum Umstellen oder Einstellen des Operationsmodus der lokalen Station),
die entsprechenden Informationen bezüglich der Antwortoperationen wie Rückstellen, Umschalten oder Schalten, Einstellen oder ähnliches;
(iv) Als Antwort auf den Befehl (f),
Informationen in Bezug auf Arten des Terminals oder der lokalen Station hinsichtlich Aufbau, Funktion, Anzahl der Eingaben/Ausgaben oder ähnliches.
Auf diese Weise kann die lokale Station Informationen hinsichtlich eines anomalen Zustands senden, wie er in Form des Erweiterungsantwortsignals erkannt wird, wenn eine gegebene Station der lokalen Stationen als Reaktion auf den von der zentralen Station ausgegebenen Befehl eine Anomalität erkennt.
Somit können nicht nur der Bruch der Leitung, die sich von der zentralen Station bis zur lokalen Station erstreckt, sondern ebenfalls Fehler der lokalen Station sowie die der dazugehörigen zu steuernden/überwachenden Einheiten erkannt werden. In diesem Fall kann die Information von den lokalen Stationen in Bezug auf Anomalität von der zentralen Station konzentriert überwacht oder verwaltet werden.
Obwohl oben beschrieben worden ist, dass die Belegungsoperation durch Verwendung des gewöhnlichen Datenübertragungsblocks im Format nach Abb. 3A ausgeführt wird, sollte erwähnt werden, dass bei der Belegungsoperation gleichermaßen der erweiterte Datenübertragungsblock nach Abb. 3B verwendet werden kann. In diesem Fall können die Informationen bezüglich der Arten der lokalen Stationen an die zentrale Station als Erweiterungsantwort zurückgesendet werden, deren Informationen dann in der zentralen Station zur gesamten Verwaltung derselben gespeichert werden können. Zu diesem Zweck sollte zweckdienlicher Weise in der zentralen Station ein Speicher, beispielsweise ein EEPROM oder ähnliches, zum Speichern der Informationen der lokalen Station vorgesehen werden.
Abb. 4 ist ein Blockschaltbild, das schematisch und allgemein die Schaltungskonfiguration der zentralen Station im erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Abbildung enthält die zentrale Station eine Steuer- /Überwachungseinheit 30, einen Markierungsspeicher 31 zum Speichern der Ergebnisse der Belegungsoperation, einen Oszillator 32 zum Erzeugen eines Grundtaktsignals, eine Zeitgeberschaltung 33 für einen Datenübertragungsblock, einen Treiber 34 zum Erzeugen eines Stromversorgungsspannungspegels Vx (z. B. 24 V) auf der Datensignalleitung D (angezeigt durch Linie D in Abb. 4) und einen Treiber 35 zum Erzeugen eines Spannungspegels Vx/2 ( = 12 V) auf der Datensignalleitung D. Die Treiber 34 und 35 sind so koordiniert, um während der ersten Hälfte eines Taktimpulssignals den Pegel von 24 V erzeugen, während der Spannungspegel von 12 V in der zweiten Hälfte des Taktimpulssignals erzeugt wird, wie bereits oben unter Bezugnahme auf die Abb. 3A und 3B beschrieben. Weiterhin enthält die zentrale Station einen Komparator 36 zum Vergleichen der Spannung der Datensignalleitung D mit einem Spannungspegel von 2Vx/3 ( = 16 V), um damit den Impuls logisch 1 auszugeben, wenn ersterer höher ist als letzterer, wohingegen im umgekehrten Fall logisch 0 ausgegeben wird, einen Treiber 37 zum Erzeugen von Null Volt (Erdpegel) auf der Datensignalleitung D, wenn die Übertragungsdaten (d. h. die Daten zur Übertragung oder TXD) "1" sind (nicht eindeutig im Original, d.Ü.) in der zweiten Hälfte der Periode für die Datensignalübertragung des Taktsignals 1, während keine Ausgabe erzeugt wird, wenn die Übertragungsdaten 0 sind (d. h. wenn die Spannung Vx/2 vom Treiber 35 erzeugt wird), sowie einen Komparator 38 zum Vergleichen, ob der Spannungspegel der Daten, die über die Datensignalleitung D empfangen werden, höher oder niedriger als der Spannungspegel Vx/3 ( = 8 V) ist. Wenn der Spannungspegel der eingegangenen Daten höher ist als Vx/3, gibt der Komparator 38 logisch 0 (12 V) aus, während der Komparator 38 das Nullvoltsignal, das den Wert logisch 0 darstellt, ausgibt, wenn ersterer niedriger ist als letzterer. Es ist beiläufig zu erwähnen, dass die zentrale Station mit einer Stromversorgungsquelle zum Erzeugen der erforderlichen Spannungspegel ausgestattet ist, obwohl eine solche Stromversorgungsquelle nicht dargestellt ist. Natürlich kann die Versorgung der zentralen Station auch von einer externen Stromquelle erfolgen, die ebenfalls nicht dargestellt ist.
Die Steuer-/Übermrachungseinheit 30 kann durch einen Einchipmikrocomputer dargestellt werden, der einen Oszillator 300, eine Zentrale Verarbeitungseinheit 301, eine Unterbrechungsschaltung 302, einen Festspeicher (ROM) 303, einen Zeitgeber/Zähler 304, einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) 305, einen seriellen Kanal 306 und einen Ausgabe-/Eingabe- Kanal 308 enthält.
Die Steuer-/Überwachungseinheit 30 enthält so genannte externe Eingabe- und Ausgabeanschlüsse a und b, die verbunden sind mit einem Folgeregler, einem programmierbaren Regler oder ähnlichem (nicht dargestellt), die in einem Steuerpult integriert sind (auch nicht dargestellt), in welchem die zentrale Station installiert ist, wobei Steuersignale, die an die lokalen Stationen zu versenden sind, von einem externen Regler über den Anschluss a zum Steuern der lokalen Stationen mittels der zentralen Station eingegeben werden, während Überwachungssignale, die von den lokalen Stationen zwecks Ausführung der Überwachungsoperation an die zentrale Station zu senden sind, vom Anschluss b an den oben erwähnten Regler ausgegeben werden. Weiterhin ist ein Anschluss c zum Empfang eines Befehls für die Belegungsoperation (später beschrieben) und des Erweiterungsbefehls vom oben beschriebenen Regler vorhanden. Andererseits ist ein Anschluss d vorgesehen, um ein Signal zu empfangen, das die Anzahl der Daten zur Übertragung an die lokalen Stationen anzeigt, welches erzeugt werden kann durch einen Einstellschalter oder ähnlich (nicht dargestellt), der im externen Regler integriert oder in Verbindung mit der zentralen Station vorhanden ist. Schließlich ist ein Anschluss e vorhanden, mit dem ein Signal, das zum Beispiel eine Fehlerstelle in der Übertragungsleitung 3 und/oder einen anomalen Zustand der lokalen Station oder den Zustand der dazu gehörigen zu steuernden/überwachenden Einheiten anzeigt, auf ein Anzeigegerät wie einer LED-Anzeige (nicht dargestellt) ausgegeben wird, das in Verbindung mit der zentralen Station oder dem oben erwähnten externen Regler vorhanden ist.
Der Markierungsspeicher 31 kann dargestellt werden durch einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), der einen Adressraum hat, um alle Kennungskodes zu erfassen, wobei jeder Adresse eine Datenkapazität von 1 Bit zugewiesen ist. Bei der Belegungsoperation wird der Markierungsspeicher 31 auf einen elektrisch schreibbaren Zustand als Antwort auf das Steuersignal PROG eingestellt, das vom Eingabe- /Ausgabekanal 308 erzeugt wird, so dass die Markierungsbits 1 oder 0 in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen der Ende-Antworten von den lokalen Stationen, die von den Kennungskodes erkannt werden, im Markierungsspeicher 31 für alle Kennungskodes geschrieben werden können. Andererseits werden beim normalen oder gewöhnlichen Betrieb nur die Datenübertragungsblöcke, die die Kennungskodes entsprechend den Adressen enthalten, welche die Markierungsbits 1 speichern, zum Überwachen der Ende-Antworten entsprechend den oben erwähnten Kennungskodes sequentiell gesendet.
Andererseits dient der Komparator 36 nur zum Ausblenden der Zeitsteuerungsinformationen vom Dreipegelsignal (oder Dreiwertesignal) auf der Datensignalleitung D, die von der Datenübertragungsblock-Zeitgeberschaltung 33 erzeugt und von den Treibern 34 und 35 zur Datensignalleitung D gesendet werden, wobei vom Komparator 36 ein serielles Taktimpulssignal ausgegeben wird.
Die Übertragungsdaten (d. h. die an die lokale(n) Station(en) zu übertragenden Daten), die mit den Bezugsbuchstaben TXD bezeichnet werden, enthalten Informationen oder Daten, die durch 1 und/oder 0 dargestellt und vom Treiber 37 zur Datensignalleitung D gesendet werden. Konkreter ausgedrückt, der Treiber 37 sendet für das Datenbit logisch 1 der Übertragungsdaten ein Nullvoltsignal auf die Datensignalleitung D, während der Treiber 37 für das Datenbit 0 kein Signal ausgibt. Somit bleibt im letzteren Fall die Datensignalleitung D bei einem ursprünglichen Spannungspegel von 12 V. Für die Synchronisation bei der Bitzeitsteuerung für die Datenübertragung wird der Ausgang der Unterbrechungsschaltung 302 verwendet, in den ein bereits früher erwähntes Taktsignal eingegeben wird.
Die empfangenen Daten RXD sind ein serielles Impulssignal, das nur die Datenimpulse (logisch 1) eines Pegels bis 12 V (Vx/2) enthält, die vom Dreipegel- oder Dreiwertesignal auf der Datensignalleitung D ausgeblendet wurden. Zum Ableiten der empfangenen Daten RXD ist der Komparator 38 zum Vergleichen des Pegels 8 V (Vx/3) vorhanden. Zu diesem Zweck werden die bereits erwähnten Übertragungsdaten TXD an den anderen Eingangsanschluss des Komparators 38 eingegeben.
Die Datenübertragungsblock-Zeitgeberschaltung 33 dient nicht nur zum Erzeugen eines Zeitsignals für serielle Übertragung zum Übertragen des gewöhnlichen Datenübertragungsblocks, bestehend aus dem Startsignal, dem Datensignal, dem Kennungskode und dem Ende-Signal, oder des erweiterten Datenübertragungsblocks, bestehend aus dem Startsignal, dem Datensignal, dem Kennungskode, dem Ende-Signal mit Erweiterungsmarkierung und Erweiterungskode, sondern auch zum Erzeugen eines parallelen Zeitsignals. Das Zeitsignal für serielle Übertragung wird durch das Treiberpaar 34 und 35 in die zwei Pegel Vx und Vx/2 umgewandelt, um zur Datensignalleitung D gesendet zu werden. Andererseits wird das parallele Zeitsignal, das von der Datenübertragungsblock-Zeitgeberschaltung 33 erzeugt wird, bei der Entscheidung über die Verzweigung im Betriebs- oder Verarbeitungsablauf (siehe Abb. 5 und 6) verwendet, die von der Steuer-/Überwachungseinheit 30 ausgeführt wird, deren Einzelheiten später beschrieben werden. Weiterhin stellen die Informationen bezüglich der Anzahl der zu übertragenden Daten, wie sie von der Steuer-/Überwachungseinheit 30 erzeugt werden, einen werden, einen Parameterwert dar, der die n Anzahl der Bits des Datensignals anzeigt, die im Datenübertragungsblock enthalten sind. Weiterhin stellen die Informationen des erweiterten Datenübertragungsblocks, die von der Steuer- /Überwachungseinheit 30 ausgegeben werden, ein Steuersignal dar um zu bestimmen, ob der in Abb. 3B dargestellte Aufbau des erweiterten Datenübertragungsblocks anzunehmen ist oder nicht.
Die zentrale Station führt die Belegungsoperation aus, um die Informationen bezüglich des Aufbaus und/oder der Funktion der mit der zentralen Station verbundenen lokalen Stationen bei Aktivierung des Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale oder bei Änderung desselben aufzuzeichnen oder zu speichern. Bei der Belegungsoperation werden die Informationen bezüglich des Vorhandenseins oder des Fehlens der Ende- Antworten von einer Vielzahl der lokalen Stationen, die mit der zentralen Station verbunden sind, in den bereits erwähnten Markierungsspeicher 31 in Eins-zu-Eins-Übereinstimmung mit den Kennungskodes geschrieben. Der bei der Ausführung der Belegungsoperation verwendete Datenübertragungsblock kann in derselben Struktur eines Datenübertragungsblocks realisiert werden, wie der in Abb. 3A dargestellte Aufbau. Konkreter ausgedrückt, die Datenübertragungsblöcke #0, #1, ..., #(N-1), die die Kennungskodes 0, 1, ..., bzw. N-1 enthalten, werden sequentiell zur Übertragungsleitung 3 gesendet. Bei Empfang der Ende-Antworten von den lokalen Stationen werden die Markierungsbits 1 bei den Adressen entsprechend den Kennungskodes der lokalen Stationen in den Markierungsspeicher 31 geschrieben, die die Ende-Antworten entsprechend ausgegeben haben, während die Markierungsbits 0 an den Adressen bezüglich der Kennungskodes der lokalen Stationen geschrieben werden, die keine Ende-Antworten ausgegeben haben. Auf Grund dieser Anordnung kann die zentrale Station die Markierungsbits in Übereinstimmung mit den Kennungskodes der lokalen Stationen halten, bis die Systemkonfiguration des Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs- /Überwachungssignale geändert wird, ungeachtet der Tatsache, ob die Stromversorgung für das Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale unterbrochen wird oder nicht.
Die Abb. 5 und 6 zeigen zusammen ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des Steuervorgangs, der vom erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
Unter Bezugnahme auf die Abbildungen wird die Initialisierung wie die Verarbeitung zum Einstellen der Anzahl der Daten für die Übertragung oder ähnliches in einem Schritt S1 gemäß Abb. 5 nach Anliegen der Netzspannung am Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale vorgenommen. Nachfolgend wird in Schritt S2 die Entscheidung bezüglich der Startzeitsteuerung getroffen. Wenn die Entscheidung in Schritt S2 zur Bestätigung "Y" (JA) führt, wird Schritt S3 ausgeführt um zu entscheiden, ob die Belegungsoperation vom externen Regler durch die Bedienkraft angewiesen wird oder nicht. Diese Entscheidung (Schritt S3) kann bestätigt werden, indem geprüft wird, ob der Befehl zum Benennen der Belegungsoperation am Eingabe-/Ausgabe-Kanal 308, der in die ZVE 301 (siehe Abb. 4) integriert ist, eingegeben wird oder nicht. Wenn die Belegungsoperation angewiesen wird, geht die Verarbeitung zur Verarbeitungsroutine gemäß Abb. 6 über.
Wenn die Belegungsoperation angewiesen wird, wird der Belegungsoperationsmodus (Schritt S23 in Abb. 6) definiert. Die Informationen über diesen Belegungsoperationsmodus werden im Moduseinstellbereich RAM 305 der Steuer-/Überwachungs-Einheit 30 gespeichert. Nachfolgend wird im Schritt S24 in einem variablen Register, das sich im RAM 305 befindet, eine Variable A mit dem Wert 0 definiert, diesem Schritt folgt Schritt S25, wo der Inhalt der Variablen A (d. h. 0) in ein Kennungskoderegister eingebracht wird, welches sich in RAM 305 gemäß Abb. 4 befindet. In einem Schritt S26 wird die Entscheidung bezüglich der Zeitzählung (Zeitpunkt) zum Aussenden des Kennungskodes getroffen. Wenn der Entscheidungsschritt S26 zur Bestätigung "Y" führt, wird der eingestellte Kennungskode in Schritt S27 (Abb. 6) ausgesendet. Nachfolgend wird das Ende-Signal von der Datenübertragungsblock- Zeitgeberschattung 33 ausgesendet und dann die Entscheidung getroffen, ob in Schritt S28 eine Ende-Zählung (d. h. ein Zeitpunkt zum Ausgeben der Ende-Antwort) vorgenommen wird oder nicht. Wenn die Antwort von Schritt S28 bestätigt wird ("Y"), wird in Schritt S29 gemäß Abb. 6 die Entscheidung bezüglich des Vorhandenseins oder Fehlens der Ende-Antwort (Nullvoltpegel) getroffen. Wenn die Ende-Antwort erkannt wird (d. h. wenn die Entscheidung in Schritt S29 zu "Y" führt), wird der Inhalt des Registers für die Variable A (entsprechend der Adresse des betreffenden Kennungskodes) im Markierungsspeicher an der entsprechenden Adresse als Markierungsbit 1 geschrieben. Im Gegensatz dazu wird, sofern die Ende- Antwort nicht empfangen wird, Bit 0 in den Markierungsspeicher geschrieben. Siehe dazu Schritt S30 und S31 (Abb. 6).
Nachfolgend wird die Variable A in Schritt S32 (Abb. 6) um +1 (Aktualisierung der Variablen A) erhöht, wobei in Schritt S33 die Entscheidung getroffen wird, ob der aktualisierte Wert der Variablen A gleich der Anzahl der Übertragungsdaten (d. h. der am Eingabe/Ausgabe-Kanal 308 gemäß Abb. 4 eingestellte Übertragungsdatenwert) ist. Wenn die Entscheidung in Schritt S33 zur Negierung "N" (Nein) führt, wird die Entscheidung bezüglich der Startzählung in Schritt S34 getroffen. Wenn die Entscheidung in Schritt S34 die Bestätigung "Y" zur Folge hat, wird der Verarbeitungsschritt S25 wieder aufgenommen, woraufhin die Verarbeitungsschritte, die Schritt S26 folgen, erneut ausgeführt werden. Auf diese Weise wird der Wert der Variablen A sequentiell aktualisiert, um damit den Kennungskode entsprechend aufeinander folgend zu aktualisieren, wobei die Operation zum Schreiben der Markierungsbits in den Markierungsspeicher wiederholt ausgeführt wird.
Wenn in Schritt S33 entschieden wird, dass die Variable A denselben Wert erreicht hat wie die Anzahl der Übertragungsdaten, der gleich dem Höchstwert der Kennung plus eins ist, wird in Schritt S35 die Belegungsoperation rückgestellt, wobei die Variable A in Schritt S36 auf Null gestellt wird, woraufhin der in Abb. 5 dargestellte Schritt S2 wieder aufgenommen wird.
Bei dem in Abb. 6 dargestellten Prozessablauf der Belegungsoperation fehlt die Übertragungs-/Empfangsverarbeitung für die externen Eingabe-/Ausgabedaten (entsprechend der Verarbeitung in Schritt S9 nach Abb. 5). Demzufolge werden die Ausgabedaten in der zentralen Station gelöscht wobei die Eingabedaten negiert werden. Durch die Ausführung der Empfangs-/Übertragungsverarbeitung für die externen Eingabe-/Ausgabedaten nach der Verarbeitung in Schritt S25 (Abb. 6) kann jedoch die Verarbeitung für die Übertragung/Empfang der externen Eingabe-/Ausgabedaten in der zentralen Station sogar im Belegungsoperationsmodus ausgeführt werden.
Wenden wir uns nun wieder Abb. 5 zu; wenn in Schritt S3 entschieden wird, dass der Belegungsoperationsmodus nicht aktiviert wird, wird der Betrieb zum Lesen des Markierungsspeichers 31 ausgeführt, indem der Kennungskode entsprechend der Variablen A als Adresse verwendet wird, obwohl dieser Verarbeitungsschritt in Abb. 5 nicht dargestellt ist, wobei die Entscheidung getroffen wird, ob das Markierungsbit 1 ist (Schritt S4 in Abb. 5). Falls das Markierungsbit 0 ist, wird die Variable A um den Wert eins (Schritt S5 in Abb. 5) erhöht, worauf dann in Schritt S6 entschieden wird, ob der Wert der Variablen A mit der Anzahl der Übertragungsdaten übereinstimmt, die gleich dem Höchstwert der Kennung plus eins sind. Wenn Koinzidenz festgestellt wird, wird die Variable A in Schritt S7 (Abb. 5) auf Null gesetzt. Andererseits, wenn keine Koinzidenz festgestellt wird, wird der Markierungsspeicher mit der aktualisierten Variablen A als Adresse ausgelesen, woraufhin entschieden wird, ob das entsprechende Markierungsbit 1 ist oder nicht (Schritt S4 gemäß Abb. 5).
Wenn entschieden wird, dass das Markierungsbit 1 ist, wird im Kennungskoderegister (Schritt S8 gemäß Abb. 5) die Variable A definiert, woraufhin die Übertragung/der Empfang der externen Eingabe-/Ausgabedaten (Schritt S9 gemäß Abb. 5) ausgeführt wird. Nachfolgend wird in Schritt S10 die Entscheidung bezüglich der Kennungskodezeitzählung getroffen. Wenn die Entscheidung in Schritt S10 zur Bestätigung "Y" führt, wird in Schritt S11 der entsprechende Kennungskode ausgesendet.
Nacheinander wird in Schritt S12 die Entscheidung bezüglich der Zeitzählung zum Aussenden des Ende-Signals getroffen, wie im Falle von Schritt S26 (Abb. 6). Wenn die Ende- Zeitzählung erkannt wird, wird in Schritt S13 die Entscheidung bezüglich des Erweiterungsmodus getroffen. Die Entscheidung bezüglich des Erweiterungsmodus kann realisiert werden, indem geprüft wird, ob der Erweiterungsmodus in einem Modusanzeigebereich des RAM als Antwort auf den Erweiterungsbefehl c definiert ist oder nicht, der über den Eingabe- /Ausgabekanal 308 ausgegeben wird.
Im Falle des Erweiterungsmodus wird in Schritt S14 gemäß Abb. 5 die im Ende-Signal (siehe Abb. 3B) enthaltene Erweiterungsmarkierung ausgesendet, woraufhin die Entscheidung bezüglich der Ende-Antwort (Schritt S15, Abb. 5) getroffen wird. Sofern nicht die Ende-Antwort ausgegeben wird, wird der in demselben erweiterten Datenübertragungsblock enthaltene Kennungskode im RAM 305 gespeichert und gleichzeitig zur externen Anzeigeeinheit (Schritt S16, Abb. 5) ausgegeben. Andererseits wird, wenn die Ende-Antwort erkannt wird und wenn die Verarbeitung im vorgenannten Schritt S16 beendet ist, die Entscheidung getroffen, ob der Erweiterungsmodus fortzuführen ist oder nicht (Schritt S17, Abb. 5). Wenn in Schritt S17 die Entscheidung "N" getroffen wird, nimmt die Verarbeitung wieder Schritt S2 auf. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Entscheidung in Schritt S17 zu "Y" führt und damit der Erweiterungsmodus angezeigt wird, die Entscheidung bezüglich der Zeitzählung für den Erweiterungsbefehl (Schritt S18) getroffen. Wenn dies so ist, wird in Schritt S19 der Erweiterungsbefehl ausgesendet. Nachfolgend wird in Schritt S20 (Abb. 5) die Entscheidung bezüglich der Zeitzählung für die Ende-Antwort getroffen. Wenn die Ende-Antwortzeitzählung bestimmt wird, wird in Schritt S21 die Ende-Antwort empfangen, wobei der Inhalt der Ende-Antwort aufgezeichnet oder gespeichert und gleichzeitig extern für die Anzeige oder einen anderen Zweck in Schritt S22 ausgegeben wird, woraufhin die Rückführung zu Schritt S2 erfolgt. Mittels des oben unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme gemäß Abb. 5 und 6 beschriebenen Vorgangs wird die Übertragung/der Empfang oder die Übertragung der Eingabe-/Ausgabedaten zwischen der zentralen Station und den lokalen Stationen im Belegungsoperationsmodus und im gewöhnlichen Datenübertragungsblockmodus (Nichterweiterungsmodus) ausgeführt, während der Betrieb zum Übertragen des Erweiterungsbefehls und der Erweiterungsantwort, enthalten im erweiterten Datenübertragungsblock, zwischen der zentralen Station und den lokalen Stationen im Erweiterungsmodus ausgeführt wird. In Verbindung mit dem von der zentralen Station ausgeführten Steuervorgang ist beschrieben worden, dass die Entscheidung, ob der Erweiterungsmodus zu definieren ist oder nicht, getroffen wird als Antwort auf den Befehl für den Erweiterungsmodus, der von der zentralen Station im gewöhnlichen Operationsmodus (siehe Schritt S13, Abb. 5) ausgegeben wird. Diese Erfindung beschränkt sich jedoch keinesfalls darauf, sondern kann auf verschiedene Weise realisiert werden, was im Folgenden beschrieben wird.
Solange das System normal arbeitet, wird der Nichterweiterungsmodus bewertet und die Ende-Antwort von der lokalen Station überwacht, wobei der Operationsmodus, sofern die Ende-Antwort nicht empfangen wird, automatisch zum Erweiterungsmodus umschaltet und mit dem nachfolgenden Datenübertragungsblock startet. Zu diesem Zweck kann eine derartige Anordnung übernommen werden, dass, wenn in einer gegebenen lokalen Station eine Anomalität auftritt, dann die gegebene lokale Station gesperrt wird, um keine Ende-Antwort an den nicht erweiterten Datenübertragungsblock aussenden zu können. Auf diese Weise kann ein so genanntes Initiativsystem der lokalen Station realisiert werden, bei welchem die lokale Station, wo eine Anomalität auftritt, eine Anforderung für den Erweiterungsmodus an die zentrale Station ausgibt.
Als nächstes wird der Aufbau der erfindungsgemäßen lokalen Station nach dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, die Operationen entsprechend denen der oben beschriebenen zentralen Station ausführt.
Die Abb. 7 und 8 zeigen zusammen in Blockschaltbildern eine Schaltungskonfiguration der erfindungsgemäßen lokalen Station nach dem ersten Ausführungsbeispiel. In diesem Fall wird von der Annahme ausgegangen, dass die lokale Station als so genanntes Ausgabeterminal dient, das so angeordnet ist, um Steuerdaten von der zentralen Station zu empfangen und die Steuerdaten an die zu steuernden/überwachenden Einheiten auszugeben oder zu übertragen, welche mit der lokalen Station verbunden sind. Es ist jedoch anzuerkennen, dass der Aufbau der lokalen Station im wesentlichen dieselbe bleibt, selbst wenn die fokale Station als Eingabeterminal dient, das angeordnet ist, um Daten von den zu überwachenden Einheiten zu empfangen und Daten an die zentrale Station zu senden, mit der einzigen Ausnahme, dass eine parallel geschaltete Ausgangsschaltung 59, dargestellt in Abb. 8, durch eine parallel geschaltete Eingangsschaltung ersetzt wird, um Datensignale zu empfangen, die in den zu überwachenden Einheiten oder dazugehörigen Sensoren erzeugt werden. Beiläufig ist zu bemerken, dass die Linien, die in Abb. 7 jeweils mit eingekreisten Zahlen bezeichnet sind, mit den Linien verbunden sind, die in Abb. 8 jeweils mit denselben eingekreisten Zahlen bezeichnet sind.
Weiterhin ist zu bemerken, dass die Anordnung der Stromversorgungsquelle weder in Abb. 7 noch in Abb. 8 dargestellt ist. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die zentrale Station und die lokale(n) Station(en) über ein gemeinsames Übertragungskabel einschließlich der Datensignalleitung D, der Erdpotenzialleitung G und der Stromversorgungsleitung P verbunden sind, die in einem System kleineren Umfangs weggelassen werden können, wobei die Stromversorgung für die lokale Station, die zu steuernden/überwachenden Einheiten und die Sensoren von der Datensignalleitung D abgenommen werden kann, wenn die Stromversorgungsleitung P weggelassen ist, wie im oben angeführten US-Patent Nr. 5223826 offenbart ist.
Bezug nehmend auf die Abb. 7 und 8 enthält die lokale Station, wie dargestellt, einen Kennungseinstellschalter 40 zum Einstellen eines Kennungskodes, der der lokalen Station zugeordnet ist, und einen Kennungskode-Komparator 41 zum Vergleichen eines Kennungskodes, der im Datenübertragungsblock enthalten ist, welcher von der zentralen Station gesendet und an eine nachfolgend erwähnte Kennungskode-Verriegelungsschaltung 48 eingegeben wird, wobei der Kennungskode zum Erzeugen eines Kennungskoinzidenzsignals am Kennungseinstellschalter 40 eingestellt wird, wenn der oben erwähnte Vergleich Koinzidenz zwischen beiden Kennungskodes zeigt, um damit einen Übertragungsdatentreiber 58 (ebenfalls im folgenden beschrieben) zum Zwecke der Übertragung der Ende-Antwort an der Ende- Zeitzählung anzusteuern, wie bereits oben beschrieben. Andererseits wird die Ende-Antwort nicht erzeugt, wenn zwischen beiden Kennungskodes keine Koinzidenz gefunden wird.
Bezug nehmend auf Abb. 7 enthält die lokale Station weiterhin einen Adresseneinstellschalter 42 zum entsprechenden Einstellen einer Adresse, die der betreffenden lokalen Station zugeordnet ist, einen Adressenkomparator 43 zum Vergleichen des Zählwerts von Takten, die von einem Adressenzähler 50 (wird später erwähnt) ausgegeben werden, mit der Adresse, die am Adresseneinstellschalter 42 eingestellt ist, um damit ein Adressenkoinzidenzsignal zu erzeugen, wenn der oben erwähnte Vergleich zu einer Koinzidenz führt, weiterhin einen Komparator 44 zum Vergleichen des Signals auf der Datensignalleitung D mit dem Spannungspegel 2 Vx/3 ( = 16 V), um damit Takte (auch cp genannt) auszublenden, einen Komparator 45 zum Vergleichen des Signals auf der Datensignalleitung D mit dem Spannungspegel Vx/3 ( = 8 V), um damit zu erkennen, ob der Datenzustand oder Datenpegel (zweite Hälfte des Taktimpulssignals) 12 V (0) oder Null Volt (1) beträgt, und eine Ende- Erkennungseinheit 46 zum Umwandeln und Integrieren des Taktes, der durch den Komparator 44 ausgeblendet wird, um damit den Datenzustand oder Datenpegel bis maximal W2 = 12 V zu erkennen, dessen Pegel eine Länge von 1,5 Bit hat und sich nur an der zweiten Hälfte des Ende-Signals befindet. Wenn der oben genannte Datenzustand oder Datenpegel erkannt wird, erzeugt die Ende-Erkennungseinheit 46 ein Ende-Zeitsignal.
Weiterhin enthält die lokale Station eine Starterkennungseinheit 47 zum Erkennen eines Startsignals eines Nichtdatenzustands oder Nichtdatenpegels (Vx) über einen längeren Zeitraum, der im Falle des vorliegenden erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels 5 Bit entspricht, wobei das Startsignal durch Integrieren des Taktsignals erkannt wird, das durch den Komparator 44 ausgeblendet wird, sowie eine Kennungskode-Verriegelungsschaltung 48 zum Verriegeln von 8-Bit-Daten (stellen den Kennungskode dar), die unmittelbar vor der oben erwähnten Ende-Zeitmessung empfangen wurden, wobei die 8-Bit-Daten parallel als Ausgänge Q&sub0; bis Q&sub7; eines Daten-orientierten 8-Bit-Schieberegisters 49 bereitgestellt werden. Konkreter gesagt, die empfangenen Daten, die von der Datensignalleitung D ausgeblendet wurden, werden seriell dem Daten-orientierten 8-Bit-Schieberegister 49 eingegeben und mit dem Taktimpulssignal ce verschoben, wobei alle empfangenen Daten als Antwort auf ein Startzeitsignal, das sich an der Vorderflanke des Datenübertragungsblocks befindet, gelöscht werden. Weiterhin befinden sich in der lokalen Station der Adressenzähler 50 zum Zählen der Taktimpulse cp, die vom Komparator 44 erzeugt werden, der Adressenzähler 50, der als Antwort auf das Startsignal gelöscht wird, das sich an der Vorderflanke des Datenübertragungsblocks befindet, und eine Erweiterungsmarkierungs-Erkennungseinheit 51 zum Erkennen der Erweiterungsmarkierung, die im von der zentralen Station gesendeten Datenübertragungsblock enthalten ist. Konkreter gesagt, die Erweiterungsmarkierung ist beim Erweiterungsmodus im Ende-Signal 4 enthalten, wie oben unter Bezug auf Abb. 3B beschrieben ist.
Weiterhin ist in der lokalen Station ein Erweiterungsbefehl-orientiertes 4-Bit-Schieberegister 52 enthalten, dem das Ende-Zeitsignal seriell eingegeben und mit dem vorgenannten Takt (cp) gesiebt wird, wobei alle Bits des Ende-Zeitsignals als Antwort auf das Startzeitsignal gelöscht werden, welches sich an der Vorderflanke des Datenübertragungsblocks befindet. Weiterhin ist eine Erweiterungsbefehls-Verriegelungsschaltung 53 vorhanden, die als Eingang vom Ausgang des Daten-orientierten 8-Bit-Schieberegisters 49 die ersten bis vierten Bits (Q&sub0; bis Q&sub3;) parallel empfängt, um diese Bits als Antwort auf das erste Ausgangsbit (R&sub0;) eines im Folgenden beschriebenen Erweiterungsantwort-orientierten 8-Bit-Schieberegisters 60 zu verriegeln, um dadurch den im empfangenen Datenübertragungsblock enthaltenen Erweiterungsbefehl zu halten.
Vorhanden ist zusätzlich eine Erweiterungskodeerkennungs-/Steuereinheit 54, die so ausgelegt ist, um den Ausgang (C&sub0; bis C&sub3;) der oben erwähnten Erweiterungsbefehls- Verriegelungsschaltung 53 zu decodieren, um dadurch eine der Mehrwahl-Signalleitungen (die ein Signal tragen, das das Ergebnis der Decodierung des Befehls von der zentralen Station darstellt) zu aktivieren, wenn das vom Kennungskodekomparator 41 ausgegebene Kennungskoinzidenzsignal und der Ausgang der Erweiterungsmarkierungs-Erkennungseinheit 51 bewertet werden. Weiterhin enthält die lokale Station die UND-Schaltung 55, die ODER- Schaltung 56 zum Ausgeben der Ende-Antwort, der Erweiterungsantwort und der seriellen Daten (wie das Überwachungssignal o. ä. und in Abb. 7 mit dem Bezugszeichen X bezeichnet), um von der lokalen Station zur zentralen Station gesendet zu werden, die UND- Schaltung 57 zum Steuern einer Zeitzählung zum Aussenden von Daten, und den Treiber 58 zum Ausgeben der Übertragungsdaten (d. h. Daten zur Übertragung) auf die Datensignalleitung D von der lokalen Station.
Bezug nehmend auf Abb. 8 enthält die parallele Ausgangsschaltung 59 weiterhin ein m-Bit- Schieberegister 590, an welches vom vorher genannten Adressenkomparator 43 das Adressenkoinzidenzsignal 1 gesendet wird, wobei das Bit 1 durch die parallele Ausgangsschaltung 59 als Antwort auf den Takt cp gesiebt wird, im Ergebnis dessen die Bits 1 von den einzelnen Bitpositionen des m-Bit-Schieberegisters 590 sequentiell ausgegeben werden. Somit wird eine Reihe von m-Bits des empfangenen Datensignals in Verriegelungsschaltungen 591 sequentiell definiert, wobei jedes von ihnen durch eine Flipflop-Schaltung dargestellt wird. Die Ausgänge der einzelnen Verriegelungsschaltungen 591 werden den zu steuernden/überwachenden Einheiten über Puffer 592 zugeführt. Nebenbei gesagt, stellt "m" die Anzahl der zu steuernden/überwachenden Einheiten dar. Im Falle des erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass die lokale Station als Ausgabeterminal dient, und somit die parallele Ausgangsschaltung 59 vorhanden ist. Die lokale Station kann jedoch als Eingabeterminal dienen. In diesem Fall wird die parallele Ausgangsschaltung 59 durch eine parallele Eingangsschaltung ersetzt, obwohl sie in der Abbildung nicht dargestellt ist. Eine typische Schaltung dieser parallelen Eingangsschaltungen wird jedoch im US- Patent Nr. 5223826 (die der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6997/1991 entspricht) offenbart.
Die von der Endstufe des Erweiterungsbefehl-orientierten 4-Bit-Schieberegisters 52 ausgegebenen Datenbits werden in ein Erweiterungsantwortorientiertes 8-Bit-Schieberegister 60 seriell eingegeben, um als Antwort auf das Taktsignal cp verschoben zu werden, dessen Register 60 auf die Datenbits reagiert, indem die Ausgangsbits R&sub0; bis R&sub7; als Positionsinformationen für die seriellen Bits der Erweiterungsantwort erzeugt werden, die im Datenübertragungsblock enthalten ist. Alle Bits des Erweiterungsantwortorientierien 8-Bit- Schieberegisters 60 werden durch das Startzählsignal gelöscht, das sich an der Vorderflanke des Datenübertragungsblocks befindet. Eine UND-Schaltung 61 erzeugt ein Signal, das im Halbierungspunkt des vorderen Ausgangsimpulses R&sub0; des Erweiterungsantwortorientierten 8-Bit-Schieberegisters 60 ansteigt, wobei das in Abb. 8 mit 7 bezeichnete Signal zum Auslösen der Verriegelungsoperation der Erweiterungsbefehlsverriegelungsschaltung 53 verwendet wird.
Der Erweiterungsantwortwähler 62 dient zum selektiven Ausgeben der Anomalitätserkennungssignale (jedes von 8 Bit) als paralleles Erweiterungsantwortsignal, die von den einzelnen zu steuernden/überwachenden Einheiten in Übereinstimmung mit den Wahlsignalen erhalten wurden, welche als Ergebnis der Decodierung des Erweiterungssignals von der Erweiterungskodeerkennungs-/Steuereinheit 54 erzeugt wurden. Schließlich sendet eine 2- UND/8-ODER-Torschaltung 63 die Erweiterungsantwortsignalbits aus, die vom Erweiterungsantwortwähler 62 sequentiell als serielle Erweiterungsantwortsignalbits in Übereinstimmung mit der Zählung der acht Bits R&sub0; bis R&sub7; bereitgestellt wurden.
Die Abb. 9 und 10 zeigen zusammen ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Betriebs der erfindungsgemäßen lokalen Station nach dem ersten Ausführungsbeispiel unter der Annahme, dass die lokale Station in dem oben beschriebenen Aufbau unter Bezugnahme auf die Abb. 7 und 8 realisiert wird, um als Ausgabeterminal zu dienen, und dass der erweiterte Datenübertragungsblock von der zentralen Station zur lokalen Station gesendet wird. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass eine Wellenform e, die in Abb. 9 dargestellt ist, auch in Abb. 10 als Duplikat zu sehen ist, um eine zeitliche Konsistenz zwischen beiden Abbildungen zu sichern.
Unter Bezugnahme auf Abb. 9 erzeugt beim Empfang des Startsignals, das im Datenübertragungsblock enthalten ist, welcher von der zentralen Station bereitgestellt wird, wie unter a in der Abbildung dargestellt, die in Abb. 7 dargestellte Starterkennungseinheit 47 zunächst ein Startzeitsignal, das unter d in Abb. 9 dargestellt ist, wobei das Daten-orientierte 8-Bit- Schieberegister 49, die Kennungskodeverriegelungsschaltung 48, die Erweiterungsbefehlsverriegelungsschaltung 53 und die Erweiterungsmarkierungserkennungseinheit 51 rückgestellt werden, wie aus den Wellenformen f und h (Abb. 9) und m bis g (Abb. 10) ersichtlich ist. Beim Empfang des Datensignals, das im Datenübertragungsblock enthalten ist, der von der zentralen Station (siehe a in Abb. 9) gesendet wird, erzeugt der in Abb. 7 dargestellte Komparator 44 das Taktimpulssignal cp der Wellenform b, dargestellt in Abb. 9, während der Komparator 45 die empfangenen Daten ausgibt, die unter c in Abb. 9 dargestellt sind. Übrigens nimmt das Rechteck, das in der Wellenform c mit dem Zeichen X gekennzeichnet ist, den logischen Pegel 0 an, wenn der Datensignalspannungspegel 12 V (allgemein gesagt höher als Vx/3 = 8) ist, während logisch 1 angenommen wird, wenn der Datensignalspannungspegel Null Volt (niedriger als 8 V) ist.
Das Taktimpulssignal wird in derselben Weise gezählt wie im Adressenzählsystem, das im bereits angeführten US-Patent Nr. 5223826 offenbart ist. Konkreter gesagt, die Taktimpulse des Taktsignals cp werden vom Adressenzähler 50, dargestellt in Abb. 7, gezählt. Wenn der Zählwert des Adressenzählers 50 mit der im Adresseneinstellschalter 42 (Abb. 7) vorgewählten Adresse zusammenfällt, wird das m-Bit-Schieberegister 590, das in der parallelen Ausgangsschaltung 59 (Abb. 8) integriert ist, vom Koinzidenzsignal angesteuert, welches bei 1 in Abb. 7 erscheint, wobei die eingegangenen Datenbits, die nacheinander eingegeben wurden (angezeigt bei 2 in Abb. 7), durch die Verriegelungsschaltungen 591 (Abb. 8) sequentiell verriegelt werden. Dadurch werden die Datenbits parallel an die zu steuernden/überwachenden Einheiten (nicht dargestellt) gesendet.
Obwohl die unter f in Abb. 9 dargestellten Datensignalbits an das Daten-orientierte 8-Bit- Schieberegister 49 (Abb. 7) eingegeben werden, um verschoben zu werden, wird der Ausgang des Daten-orientierten 8-Bit-Schieberegisters 49 gewöhnlich nicht verwendet. Wenn jedoch das Ende-Signal nacheinander an die Eingabe des Kennungskodes, dargestellt bei a in Abb. 9, eingegeben wird, wird das Ende-Zeitzählsignal, dargestellt bei e in Abb. 9, von der Ende-Erkennungseinheit 46 (Abb. 7) erzeugt, im Ergebnis dessen die Kennungskodeverriegelungsschaltung 48 (Abb. 7) angesteuert wird, um die 8 Bits zu verriegeln, die zu diesem Zeitpunkt im Daten-orientierten 8-Bit-Schieberegister 49 gespeichert sind. In diesem Zusammenhang wird die Zeitzählung für den oben erwähnten Verriegelungsbetrieb und den Kennungskodeverriegelungsausgang in Abb. 9 bei g bzw. h gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt werden der Ausgang der Kennungskodeverriegelungsschaltung 48 (Abb. 7) und der Kennungskode, der im Kennungskodeeinstellschalter 40 vorgewählt ist, vom Kennungskodekomparator 41 miteinander verglichen. Wenn der Vergleich zu einer Koinzidenz führt, wird ein Kennungskoinzidenzsignal, dargestellt bei 1 in Abb. 9, erzeugt. Als Antwort auf dieses Koinzidenzsignal erzeugt die UND Schaltung 55 das Ende-Antwortsignal, um die Erweiterungskodeerkennungs-/Steuereinheit 54 anzusteuern.
Das in Abb. 9 bei a dargestellte Ende-Signal enthält die Erweiterungsmarkierung (bestehend aus dem dritten Pegel von 0,5 Bit Länge), die dem ersten Pegel (24 V) von 0,5 Bitlänge folgt, der den Erweiterungsmodus anzeigt. Wenn die in Abb. 7 dargestellte Erweiterungsmarkierungserkennungseinheit 51 diese Erweiterungsmarkierung erkennt, gibt die Erweiterungsmarkierungserkennungseinheit 51 ein Signal mit der Wellenform n (Abb. 10) aus, um die Erweiterungskodeerkennungs-/Steuereinheit 54 anzusteuern. Weiterhin wird als Antwort auf das Ende-Zeitzählsignal im Erweiterungsbefehl-orientierten 4-Bit-Schieberegister 52 logisch 1 definiert, um entsprechend der Zeitzählung des Taktimpulssignals cp um vier Bits verschoben zu werden. Auf diese Weise werden die vier Leitbits (die den Erweiterungsbefehl darstellen) in das Daten-orientierte 8-Bit-Schieberegister 49 eingegeben, um durch die vier Leitbitstufen verschoben zu werden, wenn der Erweiterungskode nacheinander zum Ende-Signal eingegeben wird, wie in Abb. 9 bei a veranschaulicht, im Ergebnis dessen der Ausgang der Wellenform j nach Abb. 9 (das Signal 5 in Abb. 7) von der Endbitstufe oder -position des Erweiterungsbefehl-orientierten 4-Bit-Schieberegisters 52 erzeugt wird.
Das oben erwähnte Signal 1 wird dem Eingang des Erweiterungsbefehl-orientierten 8-Bit- Schieberegisters 60 zugeführt. Zum Zeitpunkt der führenden Daten der nachfolgenden Erweiterungsantwort wird das Signal des führenden Bits R&sub0; vom Erweiterungsantwortorientierten 8-Bit-Schieberegister 60 ausgegeben, um den Erweiterungsbefehlverriegelungsbetrieb, wie bei 1 in Abb. 9 dargestellt, auszulösen. Infolgedessen werden die vier führenden Bits Q&sub0; bis Q&sub3; des Daten-orientierten 8-Bit-Schieberegisters 49 von der Erweiterungsbefehlsverriegelungsschaltung 52 verriegelt, wobei der Erweiterungsbefehl-Verriegelungsausgang erzeugt wird, wie bei m in Abb. 10 dargestellt. Nachfolgend decodiert die Erweiterungskodeerkennungs-/Steuereinheit 54 den Erweiterungsbefehl, wobei auf den Wahlsignalleitungen parallele Ausgangssignalbits erzeugt werden, wie bei o in Abb. 10 dargestellt.
Beim Empfang der Signalbits auf den Wahlsignalleitungen erzeugt der Erweiterungsantwortwähler 62 die Erweiterungsantwort, die durch acht parallele Signalbits in Übereinstimmung mit einer Vielzahl von Zustandssignalen der Anomalitätserkennungsschaltungen dargestellt wird, welche mit der lokalen Station verbunden sind, wie bei p in Abb. 10 dargestellt. Das Erweiterungsantwortsignal wird dann in die 2-UND/8-ODER-Torschaltung 63 eingegeben, um in ein serielles Signal umgewandelt zu werden, das von den Ausgangsbits Ro bis R7 dargestellt wird, welche vom Erweiterungsantwort-orientierten 8-Bit-Schieberegister 60 erzeugt und aufeinander folgend gemäß der Taktung des Taktimpulssignals cp verschoben werden. Das serielle Signal wird dann zum Zeitpunkt gemäß der Darstellung bei g in Abb. 10 über die ODER-Schaltung 56 und die UND-Schaltung 57 (Abb. 7) auf die Datensignalleitung D ausgegeben.
Wie bereits vorher erwähnt, wird beim Erweiterungsmodus der in Abb. 9 unter a dargestellte Aufbau des Datenübertragungsblocks verwendet. Im Falle des gewöhnlichen oder normalen Modus (d. h. beim Nichterweiterungsmodus) wird jeder verwendete Datenübertragungsblock dargestellt durch das Startsignal, das Datensignal, den Kennungskode und das Ende-Signal, welches keine Erweiterungsmarkierung enthält. In diesem Fall führt die lokale Station der Konfiguration gemäß Abb. 7 und 8 Operationen wie Erkennung der Adressenkoinzidenz, Übertragung des Datensignals und Senden der Ende-Antwort bei Erkennung der Koinzidenz im Kennungskode aus. Andererseits wird bei der Belegungsoperation jeder der Datenübertragungsblöcke entsprechend allen Kennungskodes durch das Startsignal, das Datensignal, den Kennungskode und das Ende-Signal dargestellt, wobei die lokalen Stationen, die jeweils den Aufbau nach Abb. 7 und 8 aufweisen, die Operationen zum Senden der Ende-Antworten bei Erkennung der Koinzidenz zwischen den in den jeweiligen Datenübertragungsblöcken enthaltenen Kennungskodes und den Kennungskodes ausführen, die an den einzelnen lokalen Stationen vorgewählt bzw. ihnen zugeordnet sind.
Beim erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale nach dem ersten Ausführungsbeispiel können die Rauschkomponenten auf der Übertragungsleitung in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen, den Betriebszuständen und anderen Faktoren zunehmen. In diesem Fall kann eine derartige unerwünschte Situation entstehen, bei welcher das Steuersignal nicht immer korrekt von der zentralen Station zu den lokalen Stationen übertragen wird. Das erfindungsgemäße im Folgenden beschriebene Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale nach einem zweiten Ausführungsbeispiel ist so ausgelegt, um die oben erwähnten Problematik zu beherrschen.

Ausführungsbeispiel 2

Die Abb. 11A und 11 B stellen den Aufbau von Datenübertragungsblöcken dar, die beim erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale nach dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet werden, wobei Abb. 11A einen normalen oder gewöhnlichen Datenübertragungsblock (Datenübertragungsblock für den Nichterweiterungsmodus) zeigt, während Abb. 11 B einen erweiterten Datenübertragungsblock zeigt, der einen Erweiterungskode enthält.
Der in Abb. 11A dargestellte gewöhnliche Datenübertragungsblock und der in Abb. 11B dargestellte erweiterte Datenübertragungsblock unterscheiden sich von den in Abb. 3A bzw. Abb. 3B dargestellten insofern, dass zwischen dem Kennungskode und dem Ende-Signal zusätzlich ein Gültigkeitsbit vorhanden ist, welches die Gültigkeit (im Folgenden V-Bit genannt) anzeigt. Wenn das V-Bit 0 ist, bedeutet das, dass das Datensignal gültig ist und der lokalen Station gestattet, das Datensignal abzurufen. Andererseits, bedeutet es, wenn das V- Bit 1 ist, dass das Datensignal durch Rauschen oder ähnliche Einflüsse nachteiligen Wirkungen ausgesetzt ist, und somit die entsprechende lokale Station gesperrt wird, um das Datensignal zu verwenden.
Die Datenübertragungsblockzeitgeneratorschaltung 33 der zentralen Station nach Abb. 4 ist so angeordnet, um einen Datenübertragungsblock des in Abb. 11 dargestellten erfindungsgemäßen Aufbaus gemäß dem vom zweiten Ausführungsbeispiel verkörperten Geist der Erfindung zu erzeugen.
Die Abb. 12 und 13 zeigen zusammen ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Verarbeitungsoperationen, die von der zentralen Station des erfindungsgemäßen Übertragungs- /Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden. Der in den Abb. 12 und 13 dargestellte Verarbeitungsablauf unterscheidet sich von dem in den Abb. 5 und 6 dargestellten in der unten aufgeführten Weise.
Wenn in Schritt S3 die Entscheidung für die Belegungsoperation getroffen worden ist, wird zur Operationsverarbeitung übergegangen, dargestellt in Abb. 13; wobei in Schritt S25 (Abb. 13) der Belegungsoperationsmodus definiert wird. Nachfolgend werden die Verarbeitungsschritte S26 bis S29, dargestellt in Abb. 13, die dieselben sind wie die vorher erwähnten Schritte S24 bzw. S27, ausgeführt, um den Kennungskode auszusenden. In Schritt S30, dargestellt in Abb. 13, wird die Entscheidung bezüglich der Zeitzählung für das V-Bit getroffen. Wenn dies der Fall ist, wird das V-Bit in Schritt S31, dargestellt in Abb. 13, gesendet. Nachfolgend werden die Verarbeitungsschritte S32 bis S40 ausgeführt. Da diese Schritte S32 bis S40 dieselben sind wie die Schritte S28 bis S36 wird auf eine wiederholte Erläuterung verzichtet.
Andererseits, wenn in Schritt S3 nach Abb. 12 entschieden wird, dass die Belegungsoperation nicht bezeichnet wird, wird die Verarbeitungsroutine von Schritt S4 bezüglich der Entscheidung, ob das Markierungszeichen 1 ist oder nicht, bis zu Schritt S11 zum Aussenden des Kennungskodes ausgeführt. Da die Verarbeitungsschritte S4 bis S11 dieselben sind wie diejenigen, die in Abb. 5 mit Bezugszahlen gekennzeichnet sind, ist eine wiederholte Beschreibung dieser Verarbeitungsroutine nicht erforderlich. Nach der Operation zum Aussenden des Kennungskodes in Schritt S11 wird die Entscheidung bezüglich der Zeitzählung zum Senden des V-Bits beim erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem zweiten Ausführungsbeispiel getroffen. (Siehe Schritt S12 in Abb. 12). Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt S13 das V-Bit gesendet. Die nachfolgenden Schritte S14 bis S24 sind im Wesentlichen dieselben wie die Schritte S13 bis S22, die in Abb. 5 dargestellt sind. Demzufolge wird auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet.
Das Setzen des V-Bits auf 1 oder 0 kann in Abhängigkeit von der Betriebssystembedingung oder dem Rauschzustand der Übertragungsleitung bestimmt werden. Natürlich kann der Bediener den Wert des V-Bits mit Hilfe einer Eingabeeinheit unter Berücksichtigung der Situation oder Umgebung setzen, in welcher das System arbeitet.
Außerdem können die auf der Datensignalleitung D über den Treiber 37 in der Steuer- /Überwachungseinheit 30 der zentralen Station gesendeten Übertragungsdaten (TXD) über den Komparator 38 empfangen werden, woraufhin die empfangenen Daten (RXD) mit den Übertragungsdaten (TXD) zum Bestimmen des Verhaltens des Signals auf der Datensignalleitung D verglichen werden können, um damit den Wert des V-Bits zu setzen. Die Abb. 14 und 15 zeigen zusammen den Aufbau einer lokalen Station des erfindungsgemäßen Übertragungs-/Empfangssystems für Steuerungs-/Überwachungssignale nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Der Aufbau der lokalen Station nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels wie unten unter (1) bis (3) beschrieben.
(1) Im Falle einer lokalen Station nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Datenorientierte 8-Bit-Schieberegister 49 verwendet. Im Gegensatz dazu wird bei der lokalen Station nach dem zweiten Ausführungsbeispiel das in Abb. 14 dargestellte Daten-orientierte 9- Bit-Schieberegister 49' wegen der Notwendigkeit des Ausblendens des V-Bits zusätzlich zu den acht Bits, d. h. insgesamt 9 Bits, verwendet, wobei die Bitsignale der Kennungskodeverriegelungsschaltung 48 von den Ausgängen Q&sub1; bis Q&sub8; des Daten-orientierten 9-Bit- Schieberegisters 49' parallel zugeführt werden.
(2) Um eine Entscheidung bezüglich des Wertes des V-Bits zu treffen, ist die UND-Schaltung 64 vorhanden, um den Ausgang Q&sub0; (Anzeigeausgang des V-Bits) des Daten-orientierten 9- Bit-Schieberegisters 49' und den Ausgang der Ende-Erkennungseinheit 46 (Ende-Zählung) durch eine UND-Operation zu verknüpfen. Siehe Abb. 15.
(3) Zwischen den m-Verriegelungsschattungen 591 und dem Puffer 592 ist in der parallelen Ausgangsschaltung 59 eine m-Bit-Verriegelungsschaltung 593 vorhanden. Siehe Abb. 15.
Auf Grund der oben beschriebenen Anordnung wird das V-Bit zum Zeitpunkt entsprechend der Ende-Zählung in den Anschluss Q&sub0; des Daten-orientierten 9-Bit-Schieberegisters 49' eingegeben, wobei der Wert des V-Bits zum Zeitpunkt der Ende-Zählung von der UND- Schaltung 64 bestimmt werden kann. Andererseits, werden auf Grund der Verschiebungsoperation des m-Bit-Verschieberegisters 590, das in der parallelen Ausgangsschaltung 59 integriert ist, die von der zentralen Station übertragenen Daten der m-Bits (Steuersignal) einmal nacheinander in den m-Verriegelungsschaltungen 591 gesetzt, die jeweils durch eine Flipflop-Schaltung dargestellt sind. Nachfolgend wird, wenn der Wert des V-Bits als 1 erkannt wird, logisch 1, das von der UND-Schaltung 64 ausgegeben wurde, am Zeitgeberanschluss der m-Bit-Verriegelungsschaltung 593 angelegt, wobei eine parallele Verriegelungsoperation ausgeführt wird. Im Gegensatz dazu kann, wenn das V-Bit Null ist, die m-Bit- Verriegelungsschaltung 593 nicht angesteuert werden. Infolgedessen wird das Datensignal, das von der zentralen Station kommt und von den einzelnen Verriegelungsschaltungen 591 gehalten wird, gesperrt und kann nicht als Steuersignal ausgegeben werden. In diesem Fall wird der Ausgangszustand für den vorhergehenden Datenblock gehalten.
Wie aus obiger Beschreibung ersichtlich, wird bei dem erfindungsgemäßen Übertragungs- /Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale der Wert des V-Bits nach dem zweiten Ausführungsbeispiel bei der Ende-Zählung entschieden, und der Datenausgang in der lokalen Station wird in Abhängigkeit vom erkannten Wert des V-Bits gesteuert. Außer bei dieser Anordnung ist das Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale nach diesem Ausführungsbeispiel in Bezug auf Aufbau und Betrieb im Wesentlichen dasselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Demzufolge wird die Beschreibung des Betriebs der lokalen Station unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm weggelassen.

Abänderungen

Aus der ausführlichen Beschreibung sind viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung offensichtlich und es wird somit durch die beigefügten Patentansprüche beabsichtigt, alle derartigen Merkmale und Vorteile des Systems zu erfassen, die zu der Erfindung gehören. Weiterhin ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf den dargestellten und beschriebenen Aufbau und Betrieb zu beschränken, da den mit diesem Fachgebiet vertrauten Experten ohne weiteres zahlreiche Abänderungen und Kombinationen einfallen werden.
Beispielsweise können folgende Änderungen oder Versionen vorgenommen werden:
(1) Der in der lokalen Station vorhandene Adresseneinstellschalter kann zusätzlich mit der Funktion zum Einstellen der Kennung versehen werden. In diesem Fall kann der Kennungskodeeinstellschalter wegfallen. In diesem Zusammenhang ist es möglich, durch Schaffung einer Funktion (wie der Ausschließenden-ODER-Funktion zum Umwandeln des niederwertigsten Bits oder LSB) zum Ausführen einer arithmetischen Operation wie Addition oder Subtraktion für den vom Adresseneinstellschalter gehaltenen Wert, so dass der aus der arithmetischen Operation resultierende Wert als Kennungskode eingegeben werden kann, den Kennungskodewert zu verwenden, der sich vom eingestellten Adressenwert unterscheidet. Auf diese Weise kann die Kommunikation zwischen lokalen Stationen mit derselben zugeordneten Adresse erfolgen, weil diesen lokalen Stationen unterschiedliche Kennungskodes zugewiesen sind.
(2) Bei dem in Abb. 16 dargestellten herkömmlichen System, bei dem das Terminal nicht mit Funktionen zum Einstellen und Vergleichen der Kennungskodes ausgestattet ist, kann eine lokale Station mit einer Funktion zum Senden der Ende Antwort für beide Merkmale als Antwort auf den Kennungskode (deren lokale Station als Ende-Antworteinheit bezeichnet werden kann) zum Überwachen von Kabelbruch oder ähnlichen Fehlern installiert werden, die in der Übertragungsleitung vorkommen.
(3) In Verbindung sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist beschrieben worden, dass die zentrale Station mit einer Datenübertragungsfunktion für die Übertragung von Eingabe-/Ausgabedaten mit einer externen Einheit, wie z. B. Folgeregler, programmierbarer Regler o. ä., versehen ist. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, die zentrale Station nur mit der Steuerfunktion für die Übertragungszeitsteuerung und der Funktion zum Steuern und Überwachen der lokalen Stationen zu versehen, wobei die Funktion zum Übertragen der Eingabe-/Ausgabedaten oder -signale mit dem Folgeregler als eine andere Einheit realisiert werden kann, wie im Fall der ersten Ausgabeeinheit 91 und der ersten Eingabeeinheit 92 beim herkömmlichen System nach Abb. 16 dargestellt ist.
(4) Im Hinblick auf die Sicherstellung der Kompatibilität mit preiswerten vereinfachten Systemen kann die zentrale Station durch zwei separate Einheiten realisiert werden, d. h. eine Einheit zum Erzeugen der Übertragungszeitsteuerung (dargestellt durch die Komponenten 32 bis 35 in Abb. 4) and eine Einheit, die zum Steuern und als Überwachungsfunktion (dargestellt durch die Komponenten 30, 31 und 36 bis 38 in Abb. 4) dient.
(5) Bei dem oben beschriebenen Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs- /Überwachungssignale wird der EEPROM als Markierungsspeicher für die Einzelbitdaten verwendet, um die Verbindungszustände der lokalen Stationen aufzuzeichnen. Es ist jedoch zu erwähnen, dass für diesen Zweck ein Kennungskodespeicher mit einer 8-Bit- Datenkapazität verwendet werden kann. Natürlich kann ein Speicher, der in einen Einchipmikrocomputer eingebaut ist, oder ein Speicher mit der Ersatzfunktion einer externen Batterie gleichermaßen verwendet werden.
Dementsprechend kann auf alle entsprechenden Abänderungen und Äquivalente zurückgegriffen werden, die die Erfindung betreffen.

Abbildungen

Abb. 1 - Prinzipieller Aufbau

External input externe Eingabe
External output externe Ausgabe
From input unit von der Eingabeeinheit
To output unit Zur Ausgabeeinheit
1 Zentrale Station
10 Steuerungsüberwachungseinheit
11 Speicher
12 Zeitgeber für Datenübertragungsblöcke
13 Datensendereinheit
14 Datenempfängereinheit
2-1 Lokale Station
20 Kennungssteuereinheit
21 Adressensteuereinheit
22 Ausgabe(Eingabe-)einheit
23 Ende-Antworteinheit
24 Datenerkennungseinheit
25 Taktausblendungseinheit
26 Starterkennungseinheit
27 Erweiterungsantwort-Erzeugungseinheit
28 Erweiterungskodesteuereinheit
29 Erweiterungsmerkierungs-Erkennungseinheit
3 Übertragungsleitung
Machinery state signals - Signale des Maschinenzustands
Input Unit Eingabeeinheit

Abb. 2A - Belegungsoperation

Frame containing ID code Datenübertragungsblock mit Kennungskode
ID Kennungskode
Frame Datenübertragungsblock

Abb. 2B - Senden des Kennungskodes beim gewöhnlichen Betrieb

Frame Datenübertragungsblock

Abb. 2C - Datenübertragungsblock im Erweiterungsmodus

Frame Datenübertragungsblock
Extension flag Erweiterungsmarkierung
Extension code Erweiterungskode
ID Kennungskode

Abb. 3A - Gewöhnlicher Datenübertragungsblock (Nichterweiterungsmodus)

Aufbau des Datenübertragungsblocks (Ausführungsbeispiel 1)
Start signal Startsignal
Data signal Datensignal
ID code Kennungskode
End signal Ende-Signal
Frame Datenübertragungsblock

Abb. 3B - Erweiterter Datenübertragungsblock mit Erweiterungskode

Start signal Startsignal
Data signal Datensignal
ID code Kennungskode
End signal Ende-Signal
Extension command Erweiterungsbefehl
Extension response Erweiterungsantwort
Extension code Erweiterungskode
Frame Datenübertragungsblock
Extension flag Erweiterungsmarkierung

Abb. 4 - Zentrale Station (Ausführungsbeispiel 1)

External input externe Eingabe
External output externe Ausgabe
Extension command Erweiterungsbefehl
Number of transmission data (bits) Anzahl der Übertragungsdaten (Bits)
Display/output Anzeige/Ausgabe
One-chip u COM Einchipmikrocomputer
Extended frame erweiterter Datenübertragungsblock
Transmission frame timing generator circuit Zeitgeberschaltung für Datenübertragungsblöcke
Clock Takt
Data line Datenleitung
Transmission data Übertragungsdaten
Received data empfangene Daten
Seizing operation input Belegungsoperationseingang
Address Adresse
Program Programm
Tag bit Markierungsbit
Tag memory (EEPROM) Markierungsspeicher (EEPROM)
Transmission timing Übertragungstaktung
Timing signal Zeitsignal
30 Steuer-/Überwachungsschaltung
300 Oszillator
301 Zentrale Verarbeitungseinheit
302 Unterbrechungsschaltung
304 Zeitgeber/Zähler
306 Serieller Kanal
308 Eingabe-/Ausgabekanal
33 Zeitgeberschaltung für Datenübertragungsblöcke
36 Komparator
37 Treiber

Abb. 5 - Von der zentralen Station ausgeführte Steuerung (Ausführungsbeispiel 1)

Power on Netz ein
S1 Initialisieren (außer Markierungsspeicher)
N Nein
Y Ja
S2 Zeitsetzung Start
S3 Belegungsoperation
S4 Markierungsbit
S6 Anzahl der Daten (Bits) für die Übertragung
S8 Kennungskoderegister
S9 Externe Ausgabe-/Eingabedaten senden/empfangen
S10 Zeitsetzung Kennungskode
S11 Kennungskode aussenden
S12 Zeitsetzung Ende
S13 Erweiterungsmodus
S14 Erweiterungsmarkierung senden
S15 Ende-Antwort
S16 Kennungskode registrieren/ausgeben
S17 Erweiterungsmodus
S18 Zeitsetzung Erweiterungsbefehl
S19 Erweiterungsbefehl senden
S20 Zeitsetzung Erweiterungsantwort
S21 Erweiterungsantwort empfangen
S22 Inhalt der Erweiterungsantwort registrieren/ausgeben

Abb. 6 - Steuerbetrieb der zentralen Station (Ausführungsbeispiel 1)

S23 Belegungsmodus einstellen
S25 Kennungskoderegister
S26 Zeitsetzung Kennungskode
S27 Kennungskode senden
S28 Zeitsetzung Ende
S29 Ende-Antwort
S31 Markierungsbit Vx/2
S33 A = Anzahl der Übertragungsdaten (Bits)
S34 Zeitsetzung Start
S35 Belegungsmodus rückstellen

Abb. 7 - Aufbau der lokalen Station (Ausführungsbeispiel 1)

40 Kennungseinstellschalter
41 Kennungskodekomparator
42 Adresseneinstellschalter
43 Adressenkomparator
44 Komparator
46 Ende-Erkennungseinheit
47 Start-Erkennungseinheit
48 Kennungskode-Verriegelung
49 Daten-orientiertes 8-Bit-Schieberegister
50 Adressenzähler
51 Erweiterungsmarkierungs-Erkennungseinheit
52 Erweiterungsbefehl-orientiertes 4-Bit-Schieberegister
53 Erweiterungsbefehl-Verriegelung
54 Erweiterungskodeerkennungs-/Steuereinheit
58 Übertragungsdatentreiber
D Line Datenleitung
Received data Empfangene Daten
Transmission data Übertragungsdaten
Select signal Wahlsignal
Extension response (serial) Erweiterungsantwort (seriell)
End response Ende-Antwort
Various device control signals... Steuersignale von verschiedenen Geräten (Halte-, Rückstellsignal, usw.)
Serial data send-out line Sendeleitung für serielle Daten
End timing Zeitsetzung Ende
Start timing Zeitsetzung Start
ID coincidence Kennungskoinzidenz
Clock Takt
Adress coincidence Adressenkoinzidenz

Abb. 8 - Aufbau der lokalen Station (Ausführungsbeispiel 2)

Address coincidence Adressenkoinzidenz
Received data Empfangene Daten
Start signal Startsignal
Extension code data Erweiterungskodedaten
From various device abnormality sensing circuits Von Schaltungen, die anomale Zustände von verschiedenen Geräten messen
From extension code detector vom Erweiterungskode-Detektor
Parallel output circuit parallele Ausgangsschaltung
Shift register Schieberegister
Parallel output parallele Ausgabe
Extension-response-dedicated 8-Bit shift register Erweiterungsantwort-orientiertes 8-Bit- Schieberegister
2 AND/8 OR gate circuit 2 UND/8 ODER-Torschaltung
Extension response (parallel) Erweiterungsantwort (parallel)
Extension response selector Erweiterungsantwontwähler

Abb. 9

a. Datenleitungssignal
b. Takt
c. Empfangene Daten
d. Zeitsetzung Start
e. Zeitsetzung Ende
f. Ausgänge des Daten-orientierten 8-Bit-Schieberegisters
g. Verriegelungsoperation für Kennungskode
h. Verriegelungsausgang für Kennungskode
i. Koinzidenzsignal für Kennungskode
j. Ausgang des Erweiterungsbefehl-orientierten 4-Bit-Schieberegisters
l. Verriegelungsbetrieb für Erweiterungsbefehl
Start signal Startsignal
Data signal Datensignal
ID code Kennungskode
End signal Ende-Signal
Extension code Erweiterungskode
Extension command Erweiterungsbefehl
Extension response Erweiterungsantwort

Abb. 10

l. Verriegelungsbetrieb für Erweiterungsbefehl
m. Ausgang der Erweiterungsbefehls-Verriegelung
n. Ausgang der Erweiterungsmarkierungs-Erkennungsschaltung
o. Wahlsignal
p. Erweiterungsantwort (parallel)
q. Erweiterungsantwort (seriell)
Aufbau des Datenübertragungsblocks (Ausführungsbeispiel 2)

Abb. 11A - Gewöhnlicher Datenübertragungsblock (Nichterweiterungsmodus)

Start signal Startsignal
Data signal Datensignal
ID code Kennungskode
Frame Datenübertragungsblock
End signal Ende-Signal

Abb. 11 B - Erweiterter Datenübertragungsblock mit Erweiterungskode

Start signal Startsignal
Data signal Datensignal
ID code Kennungskode
End signal Ende-Signal
Extension code Erweiterungskode
Extension command Erweiterungsbefehl
Extension response Erweiterungsantwort
Frame Datenübertragungsblock
Extension flag Erweiterungsmarkierung

Abb. 12 - Betrieb der zentralen Station (Ausführungsbeispiel 2)

S12 Zeitsetzung V-Bit
S13 - V-Bit senden
(sonst siehe Abb. 5)

Abb. 13 - Betrieb der zentralen Station (Ausführungsbeispiel 2)

S30 V-Bit Zeitsetzung
(sonst siehe Abb. 6)

Abb. 14 - Aufbau der lokalen Station (Ausführungsbeispiel 2)

(Siehe Abb. 7)

Abb. 15 - Aufbau der lokalen Station (Ausführungsbeispiel 2)

42 Adresseneinstellschalter
43 Adressenkomparator
50 Adressenzähler
52 Erweiterungsbefehlorientiertes 4-Bit-Schieberegister
53 Erweiterungsbefehlsverriegelung
54 Erweiterungskodeerkennungs-/Steuereinheit
59 Parallele Ausgangsschaltung
590 M-Bit-Schieberegister
593 M-Bit-Verriegelung
60 Erweiterungsantwort-orientiertes 8-Bit-Schieberegister
63 2 UND/8 ODER-Torschaltung
ID coincidence Kennungskoinzidenz
V-Bit decision output Ausgabe bezüglich V-Bit-Entscheidung Select signal Wahlsignal
From various part abnormality.... Von Schaltungen, die Anomalitäten verschiedener Teile abtasten
Various part control signals... Steuersignale von verschiedenen Teilen (Halte-, Rückstellsignal, usw.)
Extension response (parallel) Erweiterungsantwort (parallel)
Address coincidence Adressenkoinzidenz
Parallel output Paralleler Ausgang
Select signal Wahlsignal

Abb. 16 - Stand der Technik

90 Regler
901 Eingabe-/Ausgabeeinheit
98 Abschlusseinheit
91 Erste Ausgabeeinheit
92 Erste Eingabeeinheit
First unit group - Gruppe der ersten Einheften
93 Verteilungseinheit
931 Oszillator
932 Zeitgebermittel
933 Einstellmittel
934 Prüfmittel
Data line - Datenleitung
Second unit group - Gruppe der zweiten Einheiten
96 gesteuertes Gerät
97 Sensoren
94 Zweite Ausgabeeinheit
95 Zweite Eingabeeinheit
99 Endeinheit
Data line Datenleitung

Claims

1. Ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale zum Steuern und Überwachen von Schaltvorgängen und Betriebszuständen einer Vielzahl von zu steuernden und zu überwachenden Einheiten, wobei das genannte System aus einer zentralen Station (1) und einer Vielzahl von lokalen Stationen (2) besteht, die über eine gemeinsame Datensignalleitung (D) miteinander verbunden sind, die genannten zu steuernden/überwachenden Einheiten mit den genannten lokalen Stationen (2) operativ verbunden sind, welche von der genannten zentralen Station (1) entsprechend zu steuern und zu überwachen sind, die genannte zentrale Station (1) signalerzeugende Mittel (10) zum Erzeugen eines Spannungssignals enthält, das eine Reihe von impulsartigen Signalen enthält, wobei die genannten impulsartigen Signale solche mit einem ersten Spannungspegel (Vx) und einer ersten festgelegten Dauer zur Darstellung eines Nichtdatenzustandes enthalten und solche mit einem zweiten Spannungspegel (Vx/2) entsprechend der Hälfte des genannten ersten Spannungspegels (Vx) und mit einer zweiten festgelegten Dauer zur Darstellung von Datenzuständen, sowie Taktgebermittel (300) zum Erzeugen eines Taktgebersignals (cp) zum Steuern einer Zeitzählung, bei welcher die genannten impulsartigen Signale in der genannten zentralen Station (1) erzeugt werden, wobei Daten, die von der genannten zentralen Station (1) an die genannten lokalen Stationen (2) zu senden sind, und Daten, die von der genannten lokalen Station an die genannte zentrale Station (1) zu senden sind, und Daten, die von einer gegebenen der genannten lokalen Stationen (2) an eine andere lokale Station zu senden sind, mit dem genannten zweiten Spannungspegel (Vx/2) in Verbindung mit einem Erdpotenzialpegel (Null Volt) übertragen werden,

dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zentrale Station einschließt:

Übertragungsmittel (12, 13) zum Senden von sequentiellen und wiederkehrenden gewöhnlichen Datenübertragungsblöcken, wobei jeder von ihnen ein Startsignal (S) mit einer ersten konstanten Dauer enthält, welches bei genanntem ersten Spannungspegel (Vx) übertragen wird, ein Datensignal, das eine Vielzahl von Spannungsimpulsen enthält, welche selektiv Kombinationen aus dem genannten ersten Spannungspegel (Vx) und einem der genannten zweiten Spannungspegel und dem genannten Erdpotentialpegel in Übereinstimmung mit von der genannten zentralen Station (1) an die genannten lokalen Stationen (2) zu übertragenden Daten annehmen können, ein Kennungssignal (1D), das einen Kennungskode jeder der genannten lokalen Stationen (2) und ein Endsignal mit einer Wellenform grafisch darstellt, die sich von der des genannten Datensignals unterscheidet, wobei der genannte Kennungskode über Informationen zur Erkennung jeder der genannten lokalen Stationen (2) verfügt; und

dass jede der genannten Vielzahl von lokalen Stationen (2) einschließt:

Kennungsnummereinstellmittel (40) zum Einstellen einer eigenen Kennnummer, die vorher jeder der genannten lokalen Stationen (2) zugeordnet wird;

Adresseneinstellmittel (42) zum Einstellen eines Zählwertes, der eine eigene Adresse der genannten lokalen Station zur Freigabe des Empfangs und der Übertragung des genannten Datensignals anzeigt;

Mittel zum Senden und Empfangen von Daten (24), die auf den Empfang des genannten Datenübertragungsblocks zum Abrufen einer vorgegebenen Anzahl der genannten Spannungsimpulse ansprechen, die in dem genannten Datensignal enthalten sind, wobei die vorgegebene Anzahl auf der Grundlage des Zählwertes bestimmt wird, der die genannte Adresse anzeigt, welche der genannten lokalen Station zugeordnet ist;

Kennungskodeausblendungsmittel (48) zum Ausblenden des genannten Kennungskodes, der in genanntem Datenübertragungsblock enthalten ist und von der genannten lokalen Station vorrangig vor genanntem Endsignal empfangen wird;

Vergleichsmittel (41) zum Vergleichen des genannten ausgeblendeten Kennungskodes mit der genannten eigenen Kennnummer der genannten lokalen Station; und

Endantwortmittel (23), die auf die Übereinstimmung zwischen dem genannten Kennungskode und der eigenen Kennnummer ansprechen, welche der lokalen Station zugeordnet sind, um damit an die zentrale Station (1) eine Antwort zu senden, indem der Pegel des genannten Endsignals, welches den Pegel des genannten Datenzustands darstellt, moduliert wird.

2. Ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zentrale Station (1) weiterhin Speichermittel (31) zum Speichern von Anschlusszuständen der genannten lokalen Stationen (2) in Übereinstimmung mit allen genannten Kennungskodes (ID) einschließt, die dementsprechend nutzbar sind, und

dass die genannte zentrale Station (1) eingerichtet ist, an die genannte Datensignalleitung (D) eine Vielzahl von Datenübertragungsblöcken (Abb. 2B) zu senden und zwar vorrangig vor dem Starten der Steuer-/Überwachungsoperation oder alternativ im Laufe der genannten Steuer-/Überwachungsoperation, wobei jeder der genannten gewöhnlichen Datenübertragungsblöcke gebildet wird aus einem Startsignalfeld, einem Datensignalfeld, einem Kennungskodefeld und einem Endsignalfeld (Abb. 3A), wobei der genannte Kennungskode (ID) der lokalen Station zur Erkennung der lokalen Station dient, für welche der Datenübertragungsblock, der den Kennungskode der lokalen Station enthält, bestimmt ist, wobei die Vielzahl der Datenübertragungsblöcke, die die genannten Kennungskodes der lokalen Station enthalten, Werte haben, die von einem Anfangswert zu einem letzten nutzbaren Wert sequentiell variieren;

dass die genannten Endantwortmittel (23), die in der genannten lokalen Station integriert sind, eingerichtet sind, um bei Erkennung der Übereinstimmung zwischen dem Kennungskode der lokalen Station in dem Datenübertragungsblock, wie sie aus der genannten Datensignalleitung (D) und der genannten eigenen Kennungsnummer in jeder der genannten lokalen Station ausgeblendet werden, den Signalpegel entsprechend zu modulieren, der in dem genannten Endsignalfeld enthalten ist und den Datenzustand darstellt, um damit ein Endantwortsignal auszugeben;

dass die zentrale Station (1) eingerichtet ist, um das genannte Endantwortsignal entsprechend dem genannten Kennungskode unterscheidend zu erkennen, um damit Informationen zu schreiben, die die Antwort in den genannten Speichermitteln (31) an einem Standort entsprechend dem Kennungskode anzeigen; und

dass die genannte zentrale Station (1) eingerichtet ist, um sequentiell die Datenübertragungsblöcke zu senden, die Kennungskodes haben, welche die Informationen enthalten, die die genannten Anschlusszustände darstellen, um damit das Vorhandensein und das Fehlen der genannten Endreaktionen von den genannten lokalen Stationen (2) zu überwachen.

3. Ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale nach einem der vorausgegangenen Ansprüche 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Station (1) weiterhin Übertragungsmittel für erweiterte Datenübertragungsblöcke (12, 13) zum Senden von sequentiell erweiterten Datenübertragungsblöcken (Abb. 3B) im Erweiterungsmodus zum Erkennen der Zustände der genannten zu steuernden/überwachenden Einheiten einschließt, die mit den lokalen Stationen (2) entsprechend verbunden sind, wobei jeder der erweiterten Datenübertragungsblöcke zusammengesetzt ist aus dem genannten Startsignal, dem genannten Datensignal, dem genannten Kennungskode, einem Endsignal mit einer Wellenform, die sich von der des genannten Endsignals des gewöhnlichen Datenübertragungsblocks unterscheidet (Abb. 3A), und einem Erweiterungskode, der eine Vielzahl von Bits enthält und nacheinander in das genannte Endsignal eingeblendet wird,

dass der Erweiterungskode ein Befehlssignal enthält, das von der genannten zentralen Station (1) an die genannte lokale Station ausgegeben wird, und ein Antwortsignal, dass von der genannten lokalen Station an die genannte zentrale Station (1) ausgegeben wird zum Übermitteln von Zuständen der genannten zu steuernden/überwachenden Einheiten, die von der genannten lokalen Station an die genannte zentrale Station (1) überwacht werden,

dass jede der genannten lokalen Stationen (2) Mittel (51) einschließt zum unterscheidenden Erkennen der genannten erweiterten Datenübertragungsblöcke und Befehlskennungsmittel (54) zum Erkennen des Befehlssignals, das in dem genannten Erweiterungskode enthalten ist, und Sendemittel (62, 63) zum Senden von Informationen in Bezug auf die Zustände der genannten zu steuernden/überwachenden Einheiten bei Erkennung der Übereinstimmung des genannten Kennungskodes durch Modulieren des genannten Antwortsignals mit den genannten Informationen, und

dass die zentrale Station (1) eingerichtet ist, um die genannten Antwortsignale, die den genannten Kennungskodes entsprechen und in den genannten erweiterten Datenübertragungsblöcken enthalten sind, unterscheidend zu erkennen, bzw. um damit die genannten lokalen Stationen (2) und die genannten zu steuernden/überwachenden Einheiten bei Auftreten von anomalen Zuständen zu überwachen.

4. Ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Ljberwachungssignale nach einem der vorausgegangenen Ansprüche 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, dass der genannte gewöhnliche Datenübertragungsblock zusätzlich ein Gültigkeitsbit (V Bit) enthält, das anzeigt, ob Daten, die von dem genannten Datensignal dargestellt werden, welches in dem genannten gewöhnlichen Datenübertragungsblock enthalten ist, gültig sind oder nicht, wobei das genannte Gültigkeitsbit zwischen dem genannten Kennungskode und dem genannten Endsignal eingeblendet wird,

dass jede der genannten lokalen Stationen (2) weiterhin einschließt Erkennungsmittel (64) zum Erkennen des genannten Gültigkeitsbits (V-Bit), zeitweilige Haltemittel (590) zum zeitweiligen Halten der empfangenen Daten von Pluralbits zu einem Zeitpunkt für den Empfang, und Ausgaberegistermittel (593) zum Ausgeben der Daten, die von den genannten zeitweiligen Haltemitteln (590) gehalten werden, an die zu steuernden/überwachenden Einheiten, in Verbindung mit der genannten lokalen Station, und

dass hierbei als Antwort auf die Ausgabe der genannten Gültigkeitsbit-Erkennungsmittel (64), die die Gültigkeit der genannten Daten anzeigen, die von den genannten zeitweiligen Haltemitteln (590) gehaltenen Daten in das genannte Ausgaberegistermittel geladen werden. (Abb. 15)

5. Ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zentrale Station (1) weiterhin einschließt Übertragungsmittel für erweiterte Datenübertragungsblöcke (12, 13) zum sequentiellen Senden einer Vielzahl von erweiterten Datenübertragungsblöcken an die genannte Datensignalleitung (D) im Erweiterungsmodus zum Erkennen von Zuständen der genannten zu steuernden/überwachenden Einheiten, die entsprechend mit den genannten fokalen Stationen (2) verbunden sind, wobei jeder der erweiterten Datenübertragungsblöcke zusammengesetzt ist aus dem genannten Startsignal, dem genannten Datensignal, dem genannten Kennungskode, einem Endsignal mit einer Wellenform, die sich von der des genannten Endsignals des gewöhnlichen Datenübertragungsblocks unterscheidet, und einem Erweiterungskode, der eine Vielzahl von Bits enthält, und nacheinander in das genannte Endsignal (Abb. 3B) eingeblendet wird, wobei der genannte Kennungskode der genannten erweiterten Datenübertragungsblöcke sequentiell von einem Anfangswert zu einem letzten nutzbaren Wert variiert;

dass der Erweiterungskode ein Befehlssignal enthält, das von der zentralen Station (1) an die genannte lokale Station ausgegeben wird, und ein Antwortsignal, das von der genannten lokalen Station an die zentrale Station (1) ausgegeben wird zum Übermitteln von Zuständen der genannten zu steuernden/überwachenden Einheiten, die von der genannten lokalen Station überwacht werden, an die genannte zentrale Station (1),

dass bei Erkennung der Übereinstimmung zwischen dem genannten Kennungskode und der genannten eigenen Kennnummer beim Empfang des genannten erweiterten Datenübertragungsblocks jede der genannten lokalen Stationen (2) das genannte Antwortsignal moduliert, welches in genanntem erweiterten Datenübertragungsblock enthalten ist, wie es mit einem Signal bezeichnend für die Typeninformationen der genannten lokalen Station empfangen wird, wobei das modulierte Antwortsignal an die genannte zentrale Station (1) gesendet wird; und

dass die zentrale Station Speichermittel (31) beinhaltet zum entsprechenden Speichern der Typeninformationen der lokalen Stationen in Übereinstimmung mit den Kennungskodes derselben, so dass die Informationen, die von den genannten modulierten Antwortsignalen dargestellt werden, in den genannten Speichermitteln (31) in Übereinstimmung mit den Kennungskodes entsprechend gespeichert werden.

6. Ein Übertragungs-/Empfangssystem für Steuerungs-/Überwachungssignale nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zentrale Station (1) die gewöhnlichen Datenübertragungsblöcke dementsprechend sequentiell in Übereinstimmung mit den genannten Kennungskodes der genannten lokalen Stationen sendet,

wobei in jeder der genannten lokalen Stationen (2) der Betrieb der genannten Endantwortsignalmittel (23) zur Erzeugung des Antwortsignals an die genannte zentrale Station (1) gesperrt wird, wenn eine Anomalität in der genannten lokalen Station zu einem Zeitpunkt erkannt wird, wenn bei Erkennung der Übereinstimmung zwischen dem genannten Kennungskode und der genannten eigenen Kennnummer die Antwort durch die genannten Endantwortmittel (23) auszugeben ist, und

dass, wenn die genannte zentrale Station von der lokalen Station entsprechend des Kennungskodes keine Endantwort empfängt, der genannte gewöhnliche Datenübertragungsblockmodus in den Erweiterungsmodus wechselt, bei welchem erweiterte Datenübertragungsblöcke entsprechend sequentiell an die genannten lokalen Stationen gesendet werden, wobei jeder der genannten erweiterten Datenübertragungsblöcke zusammengesetzt ist aus dem genannten Startsignal, dem genannten Datensignal, dem genannten Kennungskode, und einem Endsignal, das eine Wellenform hat, die sich von der des genannten Endsignals des genannten gewöhnlichen Datenübertragungsblocks unterscheidet, und einem Erweiterungskode, der eine Vielzahl von Bits enthält und nacheinander in genanntes Endsignal eingeblendet wird, wobei der genannte Erweiterungskode ein Befehlssignal enthält, das von der genannten zentralen Station (1) an die genannte lokale Station ausgegeben wird, und ein Antwortsignal, das von der genannten lokalen Station an die genannte zentrale Station (1) ausgegeben wird zum Übermitteln von Zuständen der genannten zu steuernden/überwachenden Einheiten, die von der genannten lokalen Station zur genannten zentralen Station (1) überwacht werden.