ELECTRONIC TELECONTROL DEVICE

Abstract: 1. A remote control device comprising - a first microcomputer arrangement which, via input/output modules (1, 2) can be supplied with measurement-and control data of a process (3), - a second microcomputer arrangement which is connected via a transmitting/receiving module (42) to a transmission channel (45) for the production, analysis and series transmission of remote control telegrams and with - a storage arrangement (10) via which the two microcomputer arrangements are connected to one another where - the storage arrangement (10) includes at least one data register in respect of each transmission direction characterised in that - the first microcomputer arrangement (automation component) is constructed in such manner that via the input modules (1) measurement data of the process (3) is analysed in accordance with commands stored in this microcomputer arrangement and corresponding control data and control commands can be output via the output modules (2) to the process (3), - the first microcomputer arrangement (automation component) is connected via at least one data register of the storage arrangement (10) (RAM) to the second microcomputer arrangement (remote control component) in such manner that the control and measurement data is additionally influenced in dependence upon data contained in the received remote control telegram and that - the first microcomputer arrangement (automation component) is connected to a driver module (34) which controls the processing of the measurement and control data in such manner that a remote control telegram can be assembled on the basis of commands stored in the driver module (34) when determinate measurement and control data are available.

Description: Elektronisches Fernwirkgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Fernwirkgerät gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem bekannten Fernwirkgerät dieser Art (DE-OS 31 10 576) ist der dem zu bearbeitenden Prozess zugeordnete Mikrocomputer für eine Datenverarbeitung zwischen die Speicheranordnung und die Peripheriebausteine (Ein-/Ausgabebausteine oder Prozessrechner) geschaltet. Die Bearbeitung der anfallenden Daten (Fernwirktelegramm, Ein-/Ausgabedaten) geschieht hier derart, dass die Übertragung dieser Daten in beiden Richtungen zwischen Übertragungsweg und Prozess optimal hinsichtlich Zeitaufwand und Ubertragungssicherheit gewährleistet ist. An eine selbständige Bearbeitung von Messdaten zur Realisierung von Regelfunktionen am Ort der Prozessbearbeitung ist hier nicht gedacht. Bei einem weiteren bekannten Fernwirkgerät (Siemens-Druckschrift SINAUT 8-FW, Bestell-Nr. E-142/1703 Ein rechnergeführtes Fernwirksystem", Seiten 6 - 9) ist eine Rechenschaltung vorhanden, die direkt vom Prozess erfasste Messdaten zum Ubertragungskanal nach vorgegebenem Programm übermittelt. Es wird hierbei bei allen anfallenden Messdaten mit relativ grossem Programmaufwand geprüft, ob eine Übermittlung dieser Messdaten an den tibertragungskanal stattfinden soll. Eine Anpassung an unterschiedliche Anlagen, bei denen somit auch unterschiedliche Prozessabläufe mit veränderten Parametern stattfinden, ist nur mit grossem Aufwand möglich, da aufgrund des vorgegebenen Ablaufs der Steuer- und Überwachungsfunktionen eine umfangreiche Umorganisation der Rechenschaltung bzw. des Fernwirkgeräts nötig ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ferni¯rirk- gerät zur Prozessautomatisierung zu schaffen, mit dem eine selbständige Bearbeitung von Messdaten und eine Anpassung an unterschiedliche Prozessparameter am Ort der Prozessbearbeitung ohne grossen Aufwand durchführbar und eine geeignete Zusammenstellung der Fernwirktelegramme zur Fern übertragung gewährleistet ist. Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einem Fernwirkgerät der eingangs genannten Art die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 vorhanden. Ein vorteilhafter Betrieb des Fernwirkgeräts ist gewährleistet, wenn die erste Mikrocomputeranordnung ein Bestandteil oder selbst ein für sich bekanntes programmierbares Automatisierungsgerät ist, das unter anderem eine Zentraleinheit und einen Treiberbaustein aufweist, wobei der Treiberbaustein über ein externes Programmiergerät so organisierbar ist, dass mit ihm die Prozessbearbeitung und Telegrammzusammenstellung beeinflussbar ist. Ein solches Automatisierungsgerät ist beispielsweise aus der Siemens Druckschrift SIMATIC S5, Bestell-Nr. E-324/1727 "Speicherprogrammierbare Automatisierungsgeräte S5-130 A und S5-130 K", Seite 17 bekannt. An dieses bekannte Automatisierungsgerät lassen sich auf einfache Weise eine grosse Anzahl von Signalformern (Ein-/Ausgabebausteinen) anschliessen, mit denen eine selbständige Prozessbearbeitung durchgeführt werden kann. Über eine Busleitung wird dieses Automatisierungsgerät mit der Speicheranordnung und somit mit dem Fernwirkteil des Fernwirkgerätes verbunden. Hierbei werden die Prozessbearbeitungen, d. h. die Steuerund Überwachungsaufgaben, in herkömmlicher Weise mit dem Automatisierungsgerät am Ort durchgeführt, während die Übergabe der Messdaten an den Übertragungskanal (Uberwachungs- richtung) bzw. die Entnahme der Steuerbefehle vom Ubertragungskanal (Steuerrichtung) mittels der zweiten Mikrocomputeranordnung im Fernwirkteil durchgeführt. Bei einer Änderung der prozessspezifischen Parameter einer Anlage braucht hier nur eine Änderung am Ort, d. h. im Treiberbaustein des Automatisierungsgerätes, vorgenommen werden, die beispielsweise über ein extern anschliessbares Programmiergerät durchführbar ist. Es ist weiterhin auch noch aus "Electro 80 Conference Record", 13. - 15. Mai 1980, Band 5, New York (US), Wahid: Microcomputers in measurement and control, Seiten 9/3-1 - 9/3-14 für sich bekannt, Mikrocomputer für eine selbständige Prozessdatenverarbeitung am Ort des Prozesses vorzusehen. Dieser Mikrocomputer weist eine Schnittstelle für Bedienfunktion auf, die auch in Form einer seriellen Schnittstelle für Kommunikationsverbindungen mit einem zentralen Computer aufgebaut sein kann. Bei dieser Verbindung von Zentralcomputer und Mikrocomputer am Ort der Prozessbearbeitung handelt es sich jedoch um eine Fernwirkverbindung, die eine Übermittlung von vorher weitgehend festgelegten Fernwirktelegrammen beinhaltet. Die spezifischen Funktionen von solchen Fernwirkverbindungen müssen ein sichereres Zusammenarbeiten von mehreren Fernwirkgeräten untereinander, gegebenenfalls über eine Zentrale, und vor allen Dingen auch eine selbständige initiierte Übertragung von Messdaten von den Ein-/Ausgabebausteinen, d. h. in Überwachungsrichtung, gewährleisten. Da somit die Zusammenstellung (Wortbildung), Adressierung und zeitliche Staffelung der Fernwirktelegramme in vorgegebenen Parametern durchzuführen ist, kann hier auf ein besonderes Fernwirkteil mit separatem Mikrocomputer zur Ankoppelung an den Übertragungsweg nicht verzichtet werden. Die Erfindung wird anhand der Figur dargestellt, die ein Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Fernwirkgerätes zeigt. In der linken Hälfte der Figur ist das Automatisierungsteil AT mit einer ersten Mikrocomputeranordnung und in der rechten Hälfte das Fernwirkteil FT des Fernwirkgerätes mit einer zweiten Mikrocomputera;iordnung dargestellt. Beim Automatisierungsteil AT sind Signalformer 1 und 2 vorhanden, die - eventuell über hier nicht dargestellte weitere Messumformer - mit einem sinnbildlich dargestellten Prozess 3 verbunden sind. Der Prozess 3 enthält hier eine Anzahl bestimmter zu steuernder bzw. zu überwachender Funktionen, beispielsweise einer Energieversorgungsanlage. Der oder die Signalformer 1 sind in Überwachungs- richtung geschaltet und über Datenleitungen mit einer Rechenschaltung 4 und einem Datenvorverarbeitungsbaustein 5 verbunden, wobei ausserdem auch die Rechenschaltung 4 über eine Datenleitung mit dem Baustein 5 verbunden ist. Eine Zugriffssteuerung 6 ist an ihrem ersten Eingang 7 mit der Rechenschaltung 4 und über einen zweiten Eingang 8 mit dem Datenvorverarbeitungsbaustein 5 verbunden. An den Eingang 7 ist darüber hinaus auch ein Ausgang eines Timer Zusatzes 9 angeschlossen, der direkt an die Rechenschaltung 4 angekoppelt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine aus Schreib-/Lesespeichern mit einer Anzahl Datenregi- stern gebildete Speicheranordnung 10 vorhanden, die einen Eingabebereich 11, einen Anreizbereich 12, einen Prioritätsbereich 13, einen Kettungsbereich 14, einen weiteren Anreizbereich 15 und einen Ausgabebereich 16 enthält. Der Bereich 11 wird über eine Datenleitung 18 mit den Ausgangsdaten des Bausteins 5 geladen, der Bereich 12 ist mit einem ersten Ausgang 19 der Zugriffssteuerung 6 und der Bereich 13 mit einem zweiten Ausgang 20 und einem dritten Ausgang 22 der Zugriffssteuerung 6 verbunden. Der dritte Ausgang 22 ist ausserdem mit dem Bereich 14 der Speicheranordnung 10 verbunden. Die Zugriffssteuerung 6 enthält einen Baustein 23 zur Bildung von Anreizbits und einen Zugriffsbaustein 24. Der Anreizbaustein 23 ist mit den Signalen der Eingänge 7 und 8 beaufschlagt, der Ausgang des Anreizbausteins 23 ist über den Zugriffsbau sein 24 auf den Ausgang 19 geführt. Innerhalb der Zugriffssteuerung 6 besteht weiterhin eine direkte Verbindung vom ersten Eingang 7 zum zweiten Ausgang 20. Die Steuersignale am dritten Ausgang 22 der Zugriffssteuerung 6 werden von einem Anlaufprogrammbaustein 25 erzeugt, der ausserdem mit dem Kettungsbereich 14 der Speicheranordnung 10 verbunden ist. In Steuerrichtung, d. h. vom Fernwirkteil FT zum Prozess 3, ist der Ausgabebereich 16 der Speicheranordnung 10 mit einem Verknüpfungsbaustein 30 verbunden, der über einen Anreizeingang 31 an den Anreizbereich 15 der Speicheranordnung 10 angeschaltet ist. Der Ausgang des Verknüpfungsbausteins 30 ist über eine Datenleitung einerseits direkt und andererseits über die Rechenschaltung 4 mit dem oder den Signalformern 2 verbunden. Die strichliert umrandeten Teile 32 des Automatisierungsteils AT können beispielsweise durch ein bekanntes Automatisierungsgerät gebildet sein, das zusätzlich einen Treiberbaustein 34 zur Festlegung der Regelfunktionen und der Fernwirktelegramme am Ort der Prozessbearbeitung aufweist und über einen Eingang 33 von einem externen Programmiergerät 34' programmiert werden kann. Der Eingabebereich 11 der Speicheranordnung 10 ist auf der Seite des Fernwirkteils FT an einen Satzbildungsbaustein 35 angeschlossen, der über eine Anreizleitung 36 und eine Anreizquittungsleitung 37 mit dem Anreizbereich 12 der Speicheranordnung verbunden ist. Über Steuerleitungen 38 bzw. 39 ist der Satzbildungsbaustein 35 darüber hinaus mit dem Prioritätsbereich 13 und dem Kettungsbereich 14 der Speicheranordnung 10 verbunden. Weiterhin ist ein weiterer Timer-Baustein 40 an den Satzbildungsbaustein 35 angeschlossen. Der Datenausgang des Satzbildungsbausteins 35 ist einerseits direkt und andererseits über einen Prioritäts-Puffer 41 mit einem Sende-/Empfangsbaustein 42 verbunden. Ober einen Eingang 43 und einen Ausgang 44 ist der Sende-/Empfangsbaustein 42 mit einem Übertragungskanal 45 verbunden. Die vom Sende-/Empfangsbaustein 42 abgegebenen Daten werden auf einen Eingang 46 eines Empfangsanalysebausteins 47 geleitet, der seine Ausgangsdaten über einen Prozessausgabebaustein 48 auf den Ausgabebereich 16 der Speicheranordnung 10 abgibt. Über einen Ausgang 49 ist der Prozessausgabebaustein 48 mit dem Anreizbereich 15 der Speicheranordnung 10 verbunden. Über eine Steuerleitung 50 ist auch der Satzbildungsbaustein 35 mit einem Ausgangssignal des Empfangsanalysebausteins 47 beaufschlagt. Uber eine Staffelanschaltung 51 kann der Empfangsanalysebaustein 47 und damit auch das gesamte Fernwirkgerät mit weiteren gleich aufgebauten Fernwirkgeräten verbunden werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden in Überwachungsrichtung mit den Signalformern 1 Messdaten vom Prozess 3 ermittelt und anschliessend direkt im Datenvorverarbeitungsbaustein 5 vorverarbeitet. Mit dem Baustein 5 kann beispielsweise ein Alt-/Neu-Vergleich der Messdaten durchgeführt werden, wobei nur dann Messdaten auf den Ausgang des Bausteins 5 gelangen, wenn sie sich gegen über vorherigen Messdaten verändert haben. Ferner können - eventuell die Messdaten von Verzerrungen bereinigt werden. Über den Eingang 8 der Zugriffssteuerung 6 kann die Zuordnung eines bestimmten Zählwertes erfolgen, der im Anreizbereich 12 der Speicheranordnung 10 abgelegt wird. Die vom Signalformer 1 abgegebenen Messdaten können darüber hinaus in der Rechenschaltung 4 in vorgegebener Weise mit anderen vom Prozess ermittelten Daten verknüpft werden oder es können beispielsweise auch geglättete Analogwerte von speziellen Messumformern als Digitalwerte ausgegeben werden. Um dem Fernwirkteil des Fernwirkgerätes mitzuteilen, dass in Überwachungsrichtung Daten ausgesendet werden sollen, wird beispielsweise pro Byte der Messdaten ein sogenanntes Anreizbit über die Zugriffssteuerung 6 (Anreizbildungsbaustein 23) gesetzt. Hierdurch erfährt das Fernwirkteil beim Ablauf des Sendezyklus, dass Daten für den tlbertragungskanal 45 vorliegen. Diese Anreizbits werden im Anreizbereich 12 wieder zurückgesetzt, wenn das Fernwirkteil in einem vorgegebenen Zyklus alle SendewUnsche erfüllt hat. Die Anreizbits wirken über die Steuerleitungen 36 und 37 (Anreiz und Quittung) auf den Satzbildungs baustein 35, der die Messdaten übertragungsgerecht aufarbeitet. Mit der Zugriffssteuerung 6 ist darüber hinaus die Zuordnung eines Prioritätsrangs zu den Messdaten möglich, der entweder direkt von der Rechenschaltung 4 über den Eingang 7 und den zweiten Ausgang 20 oder über den Anlaufprogrammbaustein 25 dem Prioritätsbereich 13 vorgegeben wird. Der Ausgang des Prioritätsbereichs 13 ist über eine Leitung 38 ebenfalls mit dem Satzbildungsbaustein 35 verbunden, wobei mit einem entsprechenden Signal der Satzbildungsbaustein 35 veranlasst wird, entweder den Sendezyklus in vorgegebener Reihenfolge durchzuführen oder aber einzelne Messdaten vorzuziehen und spontan auszusenden. Bei bestimmten Arten von zu übertragenden Datenwörtern (beispielsweise bei einem Zählwertsatz von 4 Byte) kann über den Kettungsbereich 14 der Speicheranordnung 10 dem Satzbildungsbaustein 35 mitgeteilt werden, dass mehrere einzelne Bytes der Messdaten zu einem Datensatz zusammengefasst werden sollen. Die Prioritätszuordnung und die Verkettung kann somit über den Anlaufprogrammbaustein 25 beim Anlauf des Steuerungsteiles eingegeben werden; es kann aber auch eine Prioritierung, abhängig von einem bestimmten Verknüpfungsergebnis, in der Rechenschaltung 4 vorgenommen werden. Auch in Steuerrichtung, also vom Ubertragungskanal 45 zum Koppelbaustein 2, werden alle Steuerbefehle im Ausgabe¯ bereich 16 der Speicheranordnung 10 zunächst abgespei chert. Beim Transport der Steuerbefehle wird in vergleichbarer Weise wie in Überwachungsrichtung durch Setzen von Anreizbits ein Durchschalten auf das Automatisierungs# teil AT des Fernwirkgerätes veranlasst. Dadurch, dass alle anfallenden Daten im Fernwirkgerät zunächst in der Speicheranordnung 10 abgelegt werden, zu der sowohl das Automatisierungsteil AT als auch das Fernwirkteil FT des Fernwirkgeräts Zugriff hat, ist eine funktionale Trennung und modularer Aufbau der beiden Teile des Fernwirkgerätes -durchführbar. Alle Steuer- und Überwachungsaufgaben, die anlagenspezifisch bzw. vom Prozess vorgegeben sind, können somit im Automatisierungsteil AT, beispielsweise durch eine entsprechende Programmierung der Rechenschaltung 4 mittels des Programmiergeräts 34, angepasst werden. Ein geeigneter Anwendungsfall liegt beispielsweise dann vor, wenn eine Regelung einer Prozessgrösse am Ort vorgenommen wird, wobei die Messdaten über einen Eingabebaustein als Istwert dem ersten Mikrocomputer zugeführt werden und der Sollwert aus einem Fernwirktelegramm über die zweite Mikrocomputeranordnung und die Speicheranordnung erhalten wird. Die Regeldaten, die über einen Ausgabebaustein an den Prozess abgegeben werden, können hierbei in der ersten Mikrocomputeranordnung über im Treiberbaustein festgelegte Regelalgorithmen ermittelt werden. 1 Patentanspruch 1 Figur

Claims: Patentanspruch Fernwirkgerät mit einer ersten Mikrocomputeranordnung, die über Ein-/Aus gabebausteine (1, 2) mit Mess- und Regeldaten eines Pro zesses (3) beaufschlagbar ist, einer zweiten Mikrocomputeranordnung, die über einen Sende-/Empfangsbaustein (42) mit einem Übertragungs kanal (45) zur Erzeugung, Auswertung und seriellen Über- gabe von Fernwirktelegrammen verbunden ist und mit einer Speicheranordnung (10), über die die beiden Mikro computeranordnungen miteinander verbunden sind, wobei - die Speicheranordnung (10) wenigstens ein Datenregi ster je Ubertragungsrichtung aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Mikrocomputeranordnung (Automatisierungsteil) so aufgebaut ist, dass über die Eingabebausteine (1) Mess daten des Prozesses (3) nach in dieser Mikrocomputer anordnung abgelegten Befehlen ausgewertet werden und entsprechende Regeldaten bzw. Steuerbefehle über die Ausgabebausteine (2) an den Prozess (3) abgebbar sind, die erste Mikrocomputeranordnung (Automatisierungsteil) über mindestens ein Datenregister der Speicheranordnung (10) (RAM) mit der zweiten Mikrocomputeranordnung (Fern wirkteil) derart verbunden ist, dass eine zusätzliche Be einflussung der Regel- bzw. Messdaten abhängig von im empfangenen Fernwirktelegramm enthaltenen Daten erfolgt und dass an die erste Mikrocomputeranordnung (Automatisierungs teil) ein Treiberbaustein (34) angeschaltet ist, der die Bearbeitung der Mess- und Regeldaten derart steuert, dass aufgrund von im Treiberbaustein (34) abgelegten Be fehlen bei Vorliegen definierter Mess- bzw. Regeldaten ein Fernwirktelegramm zusammenstellbar ist.

Inventors: NEUENDORFF, HANS, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1983
Main classification: G06F15
IPC codes: G06F19, G06F15, H04Q9, G06F13, G05B15