DE10206068A1

DE10206068A1 - Method for the transmission of safety-related data between components of a control system and control system

Info

Publication number: DE10206068A1
Application number: DE2002106068
Authority: DE
Inventors: Gerhard Weller
Original assignee: Elan Schaltelemente GmbH and Co KG
Current assignee: Elan Schaltelemente GmbH and Co KG
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: WO2003069830A1; AU2003211714A1; DE10206068B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung sicherheitsgerichteter Daten zwischen Komponenten eines Steuerungssystems, wie Maschinensteuerung, über eine Übertragungsstrecke, wie Funkstrecke, sowie auf ein Steuerungssystem. DOLLAR A Um zu erreichen, dass die Übertragungsstrecke möglichst über einen großen zulässigen Betriebsbereich ohne Verlust der Sicherheit eingesetzt werden kann, d. h. kein Abbruch der Datenübertragung erfolge, ist vorgesehen, dass eine die aktuelle Übertragungsqualität der Datenübertragungsstrecke repräsentierende Größe bestimmt wird und dass eine Adaption eines Datensicherungsverfahrens an die tatsächliche Übertragungsqualität der Datenübertragungsstrecke erfolgt.The invention relates to a method for transmitting safety-related data between components of a control system, such as a machine control, via a transmission link, such as a radio link, and to a control system. DOLLAR A To ensure that the transmission link can be used as far as possible over a large permissible operating range without loss of security, i. H. If the data transmission is not terminated, it is provided that a variable representing the current transmission quality of the data transmission link is determined and that a data backup method is adapted to the actual transmission quality of the data transmission link.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von sicherheitsgerichteten Daten zwischen Komponenten eines Steuerungssystems wie Maschinensteuerung über eine Datenübertragungsstrecke wie Funkstrecke sowie auf ein Steuerungssystem. The invention relates to a method for the transmission of safety-related Data between components of a control system such as machine control via a Data transmission link such as radio link as well as to a control system.

Die Sicherheit von Geräten, Anlagen und Verfahren ist in Normen wie beispielsweise IEC 61508 quantifiziert und probabilistisch bewertet. Ein dabei erreichter Sicherheitsgrad (Safety-Integrety-Level = SIL) wird mit statistischen Methoden, Versuchen und Berechnungen in Zahlen ausgedrückt. The safety of devices, systems and processes is specified in standards such as IEC 61508 quantified and assessed probabilistically. A level of security achieved (Safety Integrity Level = SIL) is carried out using statistical methods, tests and Calculations expressed in numbers.

Bei Verfahren zur Datenübertragung, insbesondere seriellen Datenübertragung über ein digitales Übertragungssystem ist eine Datensicherung und ein daraus folgender mathematischer Ausdruck für eine Fehlerwahrscheinlichkeit auch in der Sicherheitstechnik übliche und anerkannte Technik. Mit Fehlerwahrscheinlichkeit wird dabei eine Aussage über die Qualität einer Übertragung bezeichnet. Dabei wird die Anzahl der fehlerhaft übertragenen Einheiten zu der Gesamtzahl betrachteter Einheiten in Beziehung gesetzt. In data transmission methods, in particular serial data transmission via a digital transmission system is a data backup and a consequent one mathematical expression for a probability of error also in safety engineering usual and recognized technology. A statement is made with the probability of error referred to the quality of a transmission. In doing so, the number of errors units compared to the total number of units considered.

Die verlangten Sicherheitsstufen bzw. Sicherheitskategorien werden bei den bekannten Datenübertragungsverfahren dadurch erreicht, dass gewisse Fehlerwahrscheinlichkeiten einen definierten Grenzwert nicht übersteigen dürfen. The required security levels or security categories are in the known Data transfer process achieved by certain error probabilities must not exceed a defined limit.

Bei einer Funkübertragung digitaler Daten ist es üblich, die Fehlerwahrscheinlichkeit (Bit- Error-Rate = BER) der Übertragungsstrecke als Funktion des Signal-Rauschabstandes (S/N-Verhältnis) anzugeben, wobei diese Werte in Regel auch für bestimmte Übertragungs- und/oder Modulationsverfahren typisch sind. Auch sind Messvorrichtungen zur direkten Messung der Bit-Fehlerrate bekannt. In the case of radio transmission of digital data, it is common to determine the probability of errors (bit Error rate = BER) of the transmission path as a function of the signal-to-noise ratio (S / N ratio), these values usually also for certain Transmission and / or modulation methods are typical. Also are measuring devices known for direct measurement of the bit error rate.

Die Übertragungsfehler pro Zeiteinheit (U) sind definiert als Funktion der Bit-Fehlerrate (BER) der Hamming-Distanz (dmin) der Anzahl (n) der Informationsbits, der Anzahl (m) der Informations- und Sicherungsbits, wobei sich als mathematische Funktion: U = Funktion (BER, m, n, dmin) ergibt. In der Funktechnik ist das S/N-Verhältnis üblicherweise starken Schwankungen im Bereich mehrerer 10er-Potenzen unterworfen. Damit schwankt folglich auch die Bit-Fehlerrate (BER) erheblich. The transmission errors per unit of time (U) are defined as a function of the bit error rate (BER) the Hamming distance (dmin) the number (n) of information bits, the number (m) the information and security bits, whereby as a mathematical function: U = Function (BER, m, n, dmin) results. In radio technology is the S / N ratio usually subject to strong fluctuations in the range of several powers of ten. As a result, the bit error rate (BER) fluctuates considerably.

Wird eine Übertragungsstrecke wie beispielsweise eine Funkstrecke, ein Leitungssystem oder ein Bussystem eines digitalen Übertragungssystem in eine Restfehlerwahrscheinlichkeit im Sinne der Sicherheitstechnik einbezogen, so gibt es auch einen bestimmten Wert der Bit-Fehlerrate auf der Übertragungsstrecke, bei dem der zulässige Grenzwert der Restfehlerwahrscheinlichkeit überschritten wird und der Betrieb eines Systems innerhalb eines Sicherheitsgrades oder einer Kategorie nicht mehr zulässig ist. If a transmission link, such as a radio link, becomes a line system or a bus system of a digital transmission system into one There is also a residual probability of error in the sense of safety technology a certain value of the bit error rate on the transmission link at which the permissible limit of the residual error probability is exceeded and the operation of a system within a security level or category is no longer permitted is.

Wegen der starken Schwankungen der Übertragungsqualität insbesondere bei Funktstrecken ist beim Stand der Technik eine Auslegung solcher Systeme auf den ungünstigsten Fall (worst case) üblich. Des Weiteren erfolgt beim Stand der Technik eine statische Dimensionierung der Sicherheitsvorkehrungen zur Datensicherung. Because of the strong fluctuations in the transmission quality in particular In the prior art, radio links are such systems designed on the worst case (usual). Furthermore, in the prior art there is a Static dimensioning of security measures for data backup.

Die DE 40 31 241 A1 bezieht sich auf ein digitales Übertragungssystem mit mindestens einer Betriebsstrecke zur Übertragung von Digitalsignalen und mit mindestens einer Ersatzstrecke. Die Ersatzstrecke dient zur Übertragung der digitalen Signale insbesondere bei einem Ausfall und/oder einer Störung einer Betriebsstrecke. Das digitale Übertragungssystem soll ein verringertes Ansteigen der Bit-Fehlerrate beim Umschalten einer Betriebsstrecke auf eine Ersatzstrecke aufweist. Dazu ist vorgesehen, dass bei einer über einer vorgebbaren Fehlerschwelle liegenden Bit-Fehlerrate eines auf einer Betriebsstrecke übertragenen Digitalsignals oder bei manueller Umschaltung einer Betriebsstrecke eine mehrstufige Umschaltung auf die Ersatzstrecke erfolgt. DE 40 31 241 A1 relates to a digital transmission system with at least an operating line for the transmission of digital signals and with at least one Protection link. The replacement link is used in particular to transmit the digital signals in the event of a failure and / or malfunction of an operating route. The digital Transmission system is said to reduce the bit error rate when switching has an operating route on a replacement route. For this purpose, it is provided that at a Bit error rate above a predefinable error threshold one on one Operating route transmitted digital signal or with manual switching one Operating route, a multi-stage switchover to the replacement route takes place.

Davon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zu Grunde, ein Verfahren und ein Steuerungssystem zur Übertragung sicherheitsgerichteter Daten derart weiterzubilden, dass die Übertragungsstrecke möglichst über einen großen zulässigen Betriebsbereich ohne Verlust der Sicherheit eingesetzt werden kann, d. h. kein Abbruch der Datenübertragung erfolgen muss. Proceeding from this, the invention is based on the problem, a method and a To further develop the control system for the transmission of safety-related data in such a way that the transmission path as far as possible over a large permissible operating range Loss of security can be used, d. H. no interruption of data transmission must be done.

Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine die tatsächliche aktuelle Übertragungsqualität der Datenübertragungsstrecke repräsentierende Größe bestimmt wird und dass eine Adaption eines Datensicherungsverfahrens an die tatsächliche Übertragungsqualität der Datenübertragungsstrecke erfolgt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Betrieb einer sicherheitsgerichteten Übertragungsstrecke wie Funkstrecke über den größtmöglichen zulässigen Betriebsbereich mit optimaler Übertragungskapazität innerhalb beispielsweise einer Kategorie der EN954 oder eines SEL's ermöglicht. Auch wird der Betrieb von Datenübertragungen mit Fehlerkorrektur in sicherheitsgerichteten Anwendungen möglich, solange die zulässige Fehlerrate bei aktueller Sicherung nicht überschritten wird. The problem is solved according to the invention in that the actual current one Transmission quality of the size of the data transmission path is determined and that an adaptation of a data backup procedure to the actual Transmission quality of the data transmission path takes place. By the invention The procedure will be the operation of a safety-related transmission link Radio link over the largest possible operating range with optimal Transmission capacity within, for example, a category of EN954 or one SEL's enables. Also, the operation of data transfers with error correction in safety-related applications possible as long as the permissible error rate at current backup is not exceeded.

In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass zur Bestimmung der tatsächlichen Übertragungsqualität die tatsächliche aktuelle Bit-Fehlerrate und/oder das Signal- Rauschverhältnis und/oder ein Empfangspegel des empfangenen Signals mit an sich bekannten messtechnischen Verfahren gemessen wird. Überschreitet die Bit-Fehlerrate einen zulässigen Wert oder überschreitet das S/N-Verhältnis einen zulässigen Wert oder unterschreitet im einfachsten Fall der Empfangspegel einen zulässigen Wert, so erfolgt eine sicherheitsgerichtete Meldung und/oder zusätzliche Maßnahmen werden eingeleitet, die den Betrieb der Übertragungsstrecke aufrechterhalten. In a preferred embodiment it is provided that for determining the actual Transmission quality the actual current bit error rate and / or the signal Noise ratio and / or a reception level of the received signal with itself known metrological methods is measured. Exceeds the bit error rate a permissible value or the S / N ratio exceeds a permissible value or If, in the simplest case, the reception level falls below an admissible value, this is done a safety-related message and / or additional measures are initiated, that maintain the operation of the transmission link.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Verfahrensweise ist vorgesehen, dass die Adaption des Sicherungsverfahrens an die tatsächliche Übertragungsqualität dadurch erfolgt, dass zusätzliche Prüfbits an die digitalen Daten angefügt werden, um eine erhöhte Hamming- Distanz der Nachricht zu erzielen. Auch kann vorgesehen sein, dass eine gezielte Wiederholung und zweifache Auswertung einer bestimmten Nachricht durchgeführt wird, um eine serielle Redundanz zu erzielen. Ferner kann eine höherwertige Sicherung der Daten durch aufwendigere Algorithmen durchgeführt werden, um eine höhere Hamming- Distanz zu erzielen. According to a further preferred procedure, it is provided that the adaptation of the Backup procedure to the actual transmission quality takes place in that additional check bits are added to the digital data to increase Hamming To achieve distance of the message. It can also be provided that a targeted Repetition and double evaluation of a specific message is carried out, to achieve serial redundancy. Furthermore, a higher quality backup of the Data can be carried out using more sophisticated algorithms to achieve a higher Hamming To achieve distance.

Im Gegensatz dazu erlauben bekannte Verfahren nur Maßnahmen auf Grund von Gut- /Schlechtaussagen wie beispielsweise Empfang-/Kein Empfang oder Empfangene Daten korrekt/Empfangene Daten fehlerbehaftet. Eine Ausnutzung des "zulässigen Arbeitsbereiches" ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt. Vielmehr wird bisher bei der Dimensionierung einer Datenübertragungsstrecke für Anwendungen der Sicherheitstechnik eine Betrachtung unter "worst case"-Annahmen vorausgesetzt. In contrast, known methods only allow measures based on good / Bad statements such as reception / no reception or received data correct / received data incorrect. Exploitation of the "permissible Work area "is not known from the prior art the dimensioning of a data transmission path for applications of Security technology requires a consideration under "worst case" assumptions.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik erreicht. Im Einzelfall wird der Betrieb einer sicherheitsgerichteten Funkstrecke über den größtmöglichen zulässigen Betriebsbereich mit optimaler Übertragungskapazität innerhalb einer Kategorie wie beispielsweise EN954 oder eines SEL's ermöglicht. Auch kann der Betrieb von Datenübertragungen mit Fehlerkorrektur in Sicherheitsgerichteten Anwendungen ermöglicht werden, solange die zulässige Fehlerrate bei aktueller Sicherung nicht überschritten wird. The method according to the invention has a number of advantages over it the state of the art. In individual cases, the operation is safety-related Radio link over the largest possible operating range with optimal Transmission capacity within a category such as EN954 or one SEL's enables. The operation of data transfers with error correction in Safety-related applications are made possible as long as the permissible error rate with current backup is not exceeded.

Insbesondere ist anzumerken, dass die Datenübertragungsstrecke als Funkstrecke oder auch als leitungsgebundene Übertragungsstrecke wie Cu-Drahtleitung, LWL-Leitung oder dergleichen eingesetzt werden kann. In particular, it should be noted that the data transmission link is a radio link or also as a wired transmission link such as copper wire, fiber optic cable or the like can be used.

Durch das Verfahren wird ein optimaler Betrieb von Übertragungsstrecken für sicherheitsgerichtete Anwendungen durch online-erfasste Fehlerraten ermöglicht. Die gezielte Abschaltung eines Systems erfolgt, wenn die Übertragungsqualität nicht mehr ausreicht, um eine bestimmte Sicherheitsstufe zu erzielen. The method ensures optimal operation of transmission links for safety-related applications made possible by online recorded error rates. The Systematic shutdown takes place when the transmission quality is no longer sufficient to achieve a certain security level.

Statt der bisher üblichen Auslegung einer Übertragungsstrecke auf "worst case"- Verhältnisse kann eine Auslegung derart erfolgen, dass sich die Übertragungsstrecke im Betrieb (online) an die tatsächlichen Verhältnisse anpasst und bessere Ergebnisse der Datenübertragungsrate erzielt. Instead of the usual design of a transmission link for "worst case" - Conditions can be interpreted in such a way that the transmission path in the Operation (online) adapts to the actual conditions and better results of the Data transfer rate achieved.

Das Problem wird durch ein Steuerungssystem gelöst, wobei das Steuerungssystem stationäre und mobile Komponenten mit jeweils Sende-/Empfangsmodulen zum Austausch von sicherheitsgerichteten Daten zumindest über eine Übertragungsstrecke wie Funkstrecke umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eines der Sende- /Empfangsmodule Mittel zur Bestimmung einer die aktuelle Übertragungsqualität der Übertragungsstrecke repräsentierenden Größe sowie Mittel zur Adaption eines Datensicherungsverfahrens an die tatsächliche Übertragungsqualität der Datenübertragungsstrecke aufweist. The problem is solved by a control system, the control system stationary and mobile components, each with transmitter / receiver modules for exchange of safety-related data at least over a transmission link such as Includes radio link. It is provided that at least one of the transmission / Receiving modules Means for determining the current transmission quality of the Transmission distance representative size and means for adapting a Backup procedure to the actual transmission quality of the Has data transmission path.

In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest die stationäre Komponente zumindest zwei Sende-/Empfangsmodule aufweist, von denen zumindest ein Empfangsmodul zur Bestimmung des Empfangspegels vorgesehen ist. In a preferred embodiment it is provided that at least the stationary one Component has at least two transmission / reception modules, at least one of which Receiving module for determining the reception level is provided.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination - sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von den Figuren zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen. Further details, advantages and features of the invention result not only from the Claims, the features to be extracted from them - individually and / or in combination - but also from the following description of the figures preferred embodiments.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung von Komponenten einer funkbasierten Anlagen-/Maschinensteuerung, Fig. 1 is a schematic illustration of components of a radio-based system / machine control,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines mobilen Steuerungsgerätes und Fig. 2 is a block diagram of a mobile control device and

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines stationären Steuerungsgerätes. Fig. 3 is a block diagram of a stationary control device.

Fig. 1 zeigt rein schematisch ein Steuerungssystem 10, umfassend eine zentrale Steuereinheit 12 wie Anlagen-/Maschinensteuerung mit vorzugsweise sicherheitsgerichteter Auswerteeinheit, an die ein oder mehrere stationäre Komponenten wie Funkstationen 14, 16, 18 über Verbindungsleitungen 20, 22, 24, vorzugsweise serielle Verbindungsleitungen angeschlossen sind. Zur Bedienung der zentralen Steuereinheit 12 sind ein oder mehrere mobile Komponenten 26 wie Steuerungsgeräte, insbesondere Hand- Bediengeräte vorgesehen, die über eine Datenübertragungsstrecke 28 vorzugsweise serielle Funkstrecke mit zumindest einer der stationären Funkstation 14, 16, 18 kommunizieren. Fig. 1 shows purely schematically a control system 10 comprising a central control unit 12 as system / machine control preferably failsafe evaluation unit, to which one or more stationary components such as radio stations 14, 16, 18 via connecting lines 20, 22, 24, preferably serial communication lines are connected. To operate the central control unit 12 , one or more mobile components 26, such as control devices, in particular hand-held control devices, are provided which communicate via a data transmission link 28, preferably a serial radio link, with at least one of the stationary radio stations 14 , 16 , 18 .

Fig. 2 zeigt rein schematisch ein Blockschaltbild des mobilen Steuergerätes 26. Das mobile Steuergerät 26 umfasst zumindest einen sicherheitsgerichteten Sensor 30 wie beispielsweise einen NOT-AUS-Schlagtaster. Zur sicherheitsgerichteten Auswertung von Signalen des Sensors 30 ist eine sicherheitsgerichtete Steuerung 32 mit einer ersten Mikroprozessorschaltung 34 und einer zweiten Mikroprozessorschaltung 36, die jeweils einen Eingang 38, 40 zum Anschluss an den Sensor 30 aufweisen, vorgesehen. Die Mikroprozessorschaltungen 34, 36 erfassen jeweils die Signale des oder der sicherheitsgerichteten Sensoren 30 und vergleichen diese Signale mit den von der jeweils anderen Mikroprozessorschaltung über eine Kommunikationsschnittstelle 42. Sofern bei diesem Vergleich Fehler erkannt werden, wird die Mikroprozessorschaltung 34 abgeschaltet. Die Kommunikationsverbindung 42 ist als bidirektionale serielle Kommunikationsverbindung zwischen den Mikroprozessorschaltungen 34, 36 ausgebildet. Fig. 2 shows purely schematically a block diagram of the mobile control unit 26th The mobile control device 26 comprises at least one safety-related sensor 30, such as an EMERGENCY STOP push button. A safety-related controller 32 with a first microprocessor circuit 34 and a second microprocessor circuit 36 , which each have an input 38 , 40 for connection to the sensor 30 , is provided for the safety-related evaluation of signals from the sensor 30 . The microprocessor circuits 34 , 36 each detect the signals of the safety-related sensor or sensors 30 and compare these signals with those of the other microprocessor circuit via a communication interface 42 . If errors are detected in this comparison, the microprocessor circuit 34 is switched off. The communication link 42 is designed as a bidirectional serial communication link between the microprocessor circuits 34 , 36 .

Ein Ausgang 44 der Mikroprozessorschaltung 34 ist mit dem Eingang eines logischen Gatters vorzugsweise UND-Gatter 46 verbunden und dient zur Aktivierung der Sende- Datenleitung der Mikroprozessorschaltung 36, solange keine Fehler im System festgestellt werden. Entsprechend weist die Mikroprozessorschaltung 36 einen Ausgang 48 auf, der ebenfalls mit einem Eingang des logischen Gatters 46 verbunden ist und zur Aktivierung der Sende-Datenleitung der Mikroprozessorschaltung 34 dient, solange keine Fehler im System festgestellt werden. An output 44 of the microprocessor circuit 34 is connected to the input of a logic gate, preferably AND gate 46 , and is used to activate the transmit data line of the microprocessor circuit 36 , as long as no errors are found in the system. Correspondingly, the microprocessor circuit 36 has an output 48 , which is likewise connected to an input of the logic gate 46 and serves to activate the transmission data line of the microprocessor circuit 34 , as long as no errors are found in the system.

über einen Ausgang 50 der Mikroprozessorschaltung 36 werden serielle Sendedaten zu einem Sende-/Empfangsmodul 52 übertragen. Von dem Sende-/Empfangsmodul 52 empfangene Daten werden über eine Datenleitung 54 in die Mikroprozessorschaltung 36übertragen. Die Logikschaltung 46 ist über eine Datenleitung 56 zur Übertragung der seriellen Sendedaten zum Sendemodul 52 verbunden. Serial transmission data are transmitted to a transmission / reception module 52 via an output 50 of the microprocessor circuit 36 . Data received by the transceiver module 52 are transmitted to the microprocessor circuit 36 via a data line 54 . The logic circuit 46 is connected via a data line 56 for transmitting the serial transmission data to the transmission module 52 .

Schließlich ist das Sende-/Empfangsmodul 52, das einen Sender und Empfänger (Transceiver) umfasst, über die Datenübertragungsstrecke 28 wie Funkstrecke mit den stationären Funkstationen 14, 16, 18 gekoppelt. Finally, the transceiver module 52 , which comprises a transmitter and receiver (transceiver), is coupled to the stationary radio stations 14 , 16 , 18 via the data transmission link 28, such as a radio link.

Zur Ausgabe von nicht sicherheitsgerichteten Ausgangssignalen ist ein Ausgang 60 an der Mikroprozessorschaltung 36 vorgesehen. An output 60 is provided on the microprocessor circuit 36 for outputting non-safety-related output signals.

Auch besteht die Möglichkeit, sicherheitsgerichtete Ausgangssignale über eine serielle Schnittstelle 62 und ein Logikgatter 64 an eine kabelgebundene Schnittstelle 66 zu übertragen. Eine Aktivierung der Transmit-Daten-Schnittstelle 62 erfolgt über einen Ausgang 68 der Mikroprozessorschaltung 36 sowie einen Ausgang 70 der Mikroprozessorschaltung 34. Die Transmit-Daten-Schnittstelle 62 wird deaktiviert, wenn ein Fehler im System festgestellt wird. There is also the possibility of transmitting safety-related output signals to a wired interface 66 via a serial interface 62 and a logic gate 64 . The transmit data interface 62 is activated via an output 68 of the microprocessor circuit 36 and an output 70 of the microprocessor circuit 34 . The transmit data interface 62 is deactivated when an error is found in the system.

Schließlich ist eine Schnittstelle 72 für die Übertragung nicht sicherheitsgerichteter Signale zu einem weiteren externen Mikroprozessorsystem (nicht dargestellt) vorgesehen. Dabei können wahlweise serielle Datenübertragungen gemäß R5232, einer CAN-Verbindung oder eine ETHERNET-Verbindung zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren steht eine Schnittstelle 74 für die alternative Übertragung des sicheren Protokolls im leitungsgebundenen Betrieb zur Verfügung. Finally, an interface 72 is provided for the transmission of non-safety-related signals to a further external microprocessor system (not shown). Serial data transmission according to R5232, a CAN connection or an ETHERNET connection can be made available. Furthermore, an interface 74 is available for the alternative transmission of the secure protocol in wired operation.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines der stationären Funkmodule 14, 16, 18. Die Einheit umfasst ein erstes Sende-/Empfangsmodul 76 mit Sender und Empfänger sowie ein zweites Sende-/Empfangsmodul mit Sender und Empfänger 78, das insbesondere zur Verbesserung der Verfügbarkeit und zur Bestimmung des Empfangspegels vorgesehen ist. Beide Sende-/Empfangsmodule 76, 78 kommunizieren über die Funkstrecke 28 mit den mobilen Steuergeräten 26. Schließlich ist ein drittes Sende-/Empfangsmodul 80 mit Sender und Empfänger vorgesehen, das ebenfalls zur Verbesserung der Verfügbarkeit und zur Bestimmung des Empfangspegels einsetzbar ist. Auch dieses Funkmodul ist über die Funkstrecke 28 mit den mobilen Steuerungsgeräten 26 gekoppelt. Fig. 3 is a block diagram showing one of the stationary radio modules 14, 16, 18. The unit comprises a first transceiver module 76 with transmitter and receiver and a second transceiver module with transmitter and receiver 78 , which is provided in particular for improving the availability and for determining the reception level. Both transmission / reception modules 76 , 78 communicate with the mobile control devices 26 via the radio link 28 . Finally, a third transmission / reception module 80 with a transmitter and receiver is provided, which can also be used to improve the availability and to determine the reception level. This radio module is also coupled to the mobile control devices 26 via the radio link 28 .

Des Weiteren sind zumindest zwei mehrfach Seriell-Parallel-Umsetzer 82, 84 zum Empfang der seriellen Daten von den Sende-/Empfangsmodulen 76, 78, 80 vorgesehen. Jeder Umsetzer 82, 84 umfasst Eingänge 86, 88, 90 bzw. 92, 94, 96 zum Empfang der Daten von den Sende-/Empfangsmodulen 76, 78, 80. Zur Steuerung der Umsetzer 82, 84 sind jeweils Mikroprozessoren 98, 100 vorgesehen, die über Kommunikationsleitungen 102, 104 mit den Umsetzern 82, 84 verbunden sind. Der Umsetzer 84 weist zudem Ausgänge 106, 108, 110 auf, über die serielle Daten jeweils zu den Funkmodulen 76, 78, 80 übertragen werden. Furthermore, at least two multiple serial-to-parallel converters 82 , 84 are provided for receiving the serial data from the transmission / reception modules 76 , 78 , 80 . Each converter 82 , 84 comprises inputs 86 , 88 , 90 and 92 , 94 , 96 for receiving the data from the transceiver modules 76 , 78 , 80 . In order to control the converters 82 , 84 , microprocessors 98 , 100 are provided, which are connected to the converters 82 , 84 via communication lines 102 , 104 . The converter 84 also has outputs 106 , 108 , 110 , via which serial data are transmitted to the radio modules 76 , 78 , 80 , respectively.

Die Mikroprozessorschaltung 100 übernimmt die Steuerung des mehrfach Seriell-Parallel- Umsetzers 84, insbesondere die Decodierung der Empfangsdaten der Funkmodule 76, 78, 80 und die Ausgabe der sicheren Daten an sicherheitsgerichtete Ausgänge 112, wie beispielsweise einen Aktor 114 wie Sicherheitsrelais. The microprocessor circuit 100 controls the multiple serial-to-parallel converter 84 , in particular the decoding of the received data from the radio modules 76 , 78 , 80 and the output of the safe data to safety-related outputs 112 , such as an actuator 114 such as safety relays.

Ferner erfolgt ein Vergleich des Decodier-Ergebnisses mit demjenigen der Mikroprozessorschaltung 98 über eine Kommunikationsstelle 116. Furthermore, the decoding result is compared with that of the microprocessor circuit 98 via a communication point 116 .

Eine weitere Kommunikationsschnittstelle 118 ist zur Übergabe bidirektionaler, nicht sicherheitsgerichteter Kommunikationsdaten vorgesehen. Ferner sind Eingänge 120 zur Erfassung von Signalen der nicht sicherheitsgerichteten Eingänge vorgesehen. Weiterhin übernimmt die Mikroprozessorschaltung 84 die Funktion der Codierung und die Übertragung dieser Daten, Erfassung der Empfangspegel der von den Funkmodulen 76, 78, 80 empfangenen Signale, Berechnung/Prüfung des wahrscheinlichen Aufenthaltsortes des mobilen Steuerungsgerätes 26 auf der Grundlage der erfassten Empfangspegel. Another communication interface 118 is provided for transferring bidirectional, non-safety-related communication data. Inputs 120 are also provided for detecting signals from the non-safety-related inputs. Furthermore, the microprocessor circuit 84 takes over the function of coding and the transmission of this data, detection of the reception level of the signals received by the radio modules 76 , 78 , 80 , calculation / checking of the probable location of the mobile control device 26 on the basis of the detected reception level.

Die Mikroprozessorschaltung 98 dient zur Steuerung des Mehrfach-Seriell-Parallel- Umsetzers 82, zur Decodierung der Empfangsdaten der Eingänge 86, 88, 90 sowie Ausgabe der sicheren Daten an sicherheitsgerichtete Ausgänge 122, die mit dem Aktor 114 verbunden sind. Schließlich erfolgt ein Vergleich des Decoderergebnisses mit demjenigen der Mikroprozessorschaltung 100 durch Datenaustausch über die Kommunikationsschnittstelle 116. The microprocessor circuit 98 is used to control the multiple serial-to-parallel converter 82 , to decode the received data of the inputs 86 , 88 , 90 and to output the safe data to safety-related outputs 122 which are connected to the actuator 114 . Finally, the result of the decoder is compared with that of the microprocessor circuit 100 by data exchange via the communication interface 116 .

Ferner ist zu erwähnen, dass die Umsetzer 82, 84 jeweils einen Anschluss 124, 126 für eine Kabelschnittstelle für die optionale serielle Übertragung des Sicherungsprotokolls aufweisen, die empfangsseitig zweikanalig ausgebildet ist. Die Kabelschnittstelle ist mit 128 bezeichnet. Die Mikroprozessorschaltungen 98, 100 weisen jeweils Eingänge 130, 132 zum Empfang sicherheitsgerichteter Eingangssignale für Betriebsdatensignale und Anmelde-Schlüsselschalter auf. It should also be mentioned that the converters 82 , 84 each have a connection 124 , 126 for a cable interface for the optional serial transmission of the security protocol, which has a two-channel design on the receiving side. The cable interface is labeled 128. The microprocessor circuits 98 , 100 each have inputs 130 , 132 for receiving safety-related input signals for operating data signals and registration key switches.

Claims

1. A method for transmitting safety-related data between components ( 12 , 14 , 16 , 18 , 26 ) of a control system ( 10 ) such as machine control over a transmission link ( 28 ), such as a radio link, characterized in that the current transmission quality of the data transmission link ( 28 ) representative size is determined and that an adaptation of a data backup method to the actual transmission quality of the data transmission path ( 28 ) takes place.

2. The method according to claim 1, characterized, that to determine the current transmission quality, a current bit error rate of the received signal is measured.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that to determine the current transmission quality current signal Noise ratio of the received signal is measured.

4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that to determine the current transmission quality, a reception level of received signal is measured.

5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that a safety-related message is initiated when the measured bit Error rate and / or the S / N ratio exceeds a permissible value or if the reception level falls below a permissible value.

6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that measures to maintain the operation of the transmission link ( 28 ) are initiated when the bit error rate and / or the S / N ratio is exceeded or the received level of the received signal falls below ,

7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the adaptation of the security procedure of the transmitted digital data to the actual transmission quality takes place in that additional check bits are sent to the digital data.

8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the adaptation of the security procedure to the actual transmission quality this is done in that a targeted repetition and multiple, preferably double evaluation of a particular message is carried out.

9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the adaptation of the security procedure to the actual transmission quality this means that a more valuable backup of the data by more complex Algorithms.

10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the digital, serial data transmission takes place over a radio link.

11. The method according to at least one of the preceding claims, characterized, that the digital, serial data transmission over a wired Transmission route takes place.

12. Control system ( 10 ) comprising stationary ( 12 , 14 , 16 , 18 ) and mobile ( 26 ) components, each with transmission / reception units ( 52 , 76 , 78 , 80 ) for the exchange of safety-related data via at least one transmission link ( 20 , 22 , 24 , 28 ) as a radio link, characterized in that at least one of the transmitting / receiving units has means for determining a variable representing the current transmission quality of the transmission link ( 28 ) and means for adapting a data backup method to the actual transmission quality of the data transmission link ( 28 ) having.

13. Control system according to claim 12, characterized in that at least the stationary component ( 14 , 16 , 18 ) has at least two transmission / reception modules ( 76 , 78 , 80 ), of which at least one reception module is provided for determining a reception level.

14. Control system according to claim 12 or 13, characterized in that the stationary component ( 14 , 16 , 18 ) at least one, preferably two serial-parallel converters ( 82 , 84 ) for receiving the preferably serial data from the at least two receiving modules ( 76 , 78 , 80 ), the serial-to-parallel converter being controllable by means of a control unit such as a microprocessor control.

15. Control system according to at least one of the preceding claims 12 to 14, characterized in that the microprocessor circuits ( 98 , 100 ) are connected to one another via a communication interface ( 116 ), preferably a bidirectional serial communication connection for carrying out a data comparison.

16. Control system according to at least one of the preceding claims 12 to 15, characterized in that the control units of the stationary components are each connected to the same actuator ( 114 ) via a separate output.

17. Control system according to at least one of the preceding claims 12 to 16, characterized in that the stationary components ( 14 , 16 , 18 ) are connected to a central unit via wired transmission links and to the mobile components ( 26 ) via a radio link.

18. Control system according to at least one of the preceding claims 12 to 17, characterized in that the mobile component ( 26 ) has two control units ( 34 , 36 ) such as microprocessor circuits, that one of the control units ( 36 ) has an output ( 50 ) for transmitting the data to the transmission / reception module ( 52 ) and an input ( 54 ) for receiving data from the transmission / reception module ( 52 ), that the output ( 50 ) of the control unit ( 36 ) is connected to an input of a logic gate ( 46 ) The inputs of the gate for activating / deactivating the gate are each connected to a further output ( 44 , 48 ) of the control units and that an output ( 56 ) of the logic gate is connected to the input of the transmitting / receiving unit.

19. Control system according to at least one of the preceding claims 12 to 18, characterized in that the mobile component ( 26 ) has a line-bound interface.

20. Control system according to at least one of the preceding claims 12 to 19, characterized in that the mobile components ( 26 ) are connected to one another via wired interfaces.