DE3223779A1

DE3223779A1 - Error-protected light-signal control device with fewer wires

Info

Publication number: DE3223779A1
Application number: DE19823223779
Authority: DE
Inventors: Harri Dipl.-Ing. Brauer; Alfred Ing.(Grad.) 1000 Berlin Lotz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-06-23
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1984-01-05
Also published as: DE3223779C2

Abstract

The invention relates to an error-protected light-signal control device with fewer wires, for several light signals, with primary and secondary filaments, of an at least 2<v>2 microprocessor system. The invention consists in that one frequency is allocated to each signal term and one frequency generator each is provided for each signal term in each of the processor channels. The light signals are activated over a single channel via the frequency generators and via output amplifiers allocated to each of the processor channels and protected comparators for the primary and secondary filaments. The result of the comparison is signalled back to the microprocessor system via distributors. The outputs of the processor channels are connected to a decentralised signalling bus via a protected comparator. The outputs of the processor channels are connected to a disconnecting or change-over device which triggers a blocking signal in the case of an error. <IMAGE>

Description

Fehlersichere adersparende LicktsignalsteuereinrichtungFailsafe wire-saving lick signal control device

Die Erfindung betrifft eine fehlersichere adersparende Lichtsignalsteuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Pftentanspruchs.The invention relates to a fail-safe, wire-saving light signal control device according to the generic term of the patent claim.

Die Lichtsignale, beispielsweise auf den Strecken der Bundesbshn, bestehen aus den in einem Schirm untergebrachten Signallaternen oder Beuchtzeichen, passiven Frequenzfiltern, ggf. Stromwandlern, dem Mast mit Erdfuss und den Kabelarmaturen. Die z.Zt. verwandten Signalsteuerungen haben einen hohen Leistungsbedarf und sind sehr wartungsintensiv. Es werden mehrere Kabel adern gebraucht und die Signalsteuerung erlaubt nur einen räumlich begrenzten Einsatz bis maximal 6,5 km.The light signals, for example on the routes of the Bundesbshn, consist of the signal lanterns or light signs housed in a screen, passive frequency filters, possibly current transformers, the mast with the ground base and the cable fittings. The currently Related signal controls have a high power requirement and are very maintenance-intensive. Several cable cores are needed and the signal control only allows a spatially limited use up to a maximum of 6.5 km.

Die Aufgabe besteht darin, eine fehlersichere adersparende Lichtsignalsteuereinrichtung für mehrere Lichtsignale mit Haupt- und Nebenfaden zu schaffen unter Verwendung von mindestens einem 2v2-Mikroprozessorsystem, die über eine grosse Distanz einsetzbar ist und im Fehlerfalle Rotsignal auslöst. Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Hassnahmen gelöst.The task is to create a fail-safe, wire-saving light signal control device using to create multiple light signals with main and secondary threads of at least one 2v2 microprocessor system that can be used over a large distance and triggers a red signal in the event of an error. The task is solved by the claim stated hatreds resolved.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einer Ubersichtsschaltung die Ansteuerung und Oberwachung des Hauptsignals. In Fig. 2 ist ein über sichtsschaltbild mit Signalansteuerung dargestellt.The invention is illustrated below with reference to drawings of an exemplary embodiment explained in more detail. Fig. 1 shows the control and monitoring in an overview circuit of the main signal. In Fig. 2 is a circuit diagram with signal control shown.

In der Beschreibung ist als Auführungsbeispiel die Lichtsignalcteuerung bei der Bundesbahn beschrieben.In the description, as an example, the Light signal control described at the Federal Railroad.

Dort stehen Lichtsignale an der Strecke, die sogenannten Streckensignale, und an Bahnhöfen die Ein-und Ausfahrsignale. Zu unterscheiden sind Bahnhofssignale, Strecken-, Selbstblock- und Notsignale. Die Lichtsignale geben Auskunft über eingestellte Fahrstrassen, übermitteln Fahraufträge oder Haltebefehle oder lösen die Zwangsbremsung des Zuges beim Überfahren des Haltesignals durch eine Zugsicherungseinrichtung aus. Die Lichtsignalsteuereinrichtung 1 ist mit den Einrichtungen einer Bereichssteuerung über eine integrierte Fernwirkeinricntung verbunden und zwar über einen Kommandobus 3 und einen Meldebus 2.There are light signals along the route, the so-called route signals, and at train stations the entry and exit signals. A distinction must be made between station signals, Range, auto block and distress signals. The light signals provide information about the set Routes, transmit driving orders or stop commands or release the emergency braking of the train when the stop signal is passed by a train protection device. The light signal control device 1 is equipped with the devices of area control connected via an integrated telecontrol device, namely via a command bus 3 and a message bus 2.

Die Lichtsignalsteuerung besteht aus einem sicheren 2v2-Nikroprozessorsystem (Einheit sbaustein-Aussenelement SEB-AE), der Peripherie 4 und der Wberwachung 5 CFig. 1). Ferner besteht eine Verbindung zur Zugsicherung 6.The traffic light control consists of a secure 2v2 microprocessor system (Unit external component SEB-AE), periphery 4 and monitoring 5 CFig. 1). There is also a connection to the train protection 6.

Das 2v2-Nikroprozessorsstem 5 ist eine signaltechnisch sichere Rechnerfunktionseinheit und wird als sogenannter sicherer Einheitsbaustein SEB-AE in den dezentralen Aussenelementsteuerungen eingesetzt. Diese arbeiten nach dem quasi-fail-safe-Prinzip und bestehen aus mindestens zwei nicht sicheren Rechnerkanälen. Die Sicherheit beruht hierbei auf der Ausfalloffenbarung mittels Vergleich und der lynamisierung statischer Zustände. Wird ein Ausfall erkannt, so wird der definierte signaltechnisch sichere Zustand eingenommen.The 2v2-Nikroprocessorsstem 5 is a signal-technically safe computer functional unit and is used as a so-called secure SEB-AE standard module in the decentralized outdoor element controls used. These work according to the quasi-fail-safe principle and consist of at least two non-secure computer channels. The security is based on the failure disclosure by means of comparison and dynamization of static states. If a failure is detected, in this way, the defined signal-technically safe state is assumed.

Für die Rechnerkanäle dersSEB-AE werden weitestgehend die gleichen Mikrorecknerbaugruppen eingesetzt wie bei den nicht sicheren Anwendungen. Diese werden ergänzt durch elektronische echt faS-safe Baugruppen für die Funktionen Vergleich und für sichere Prozesseingaben und -ausgaben, soweit diese gefordert werden und sich nicht durch gezielte Verfahren günstiger realisieren lassen.For the computer channels of the sSEB-AE are largely the same Micro corner assemblies used as in the non-safe applications. These are supplemented by electronic real FaS-safe assemblies for the comparison functions and for secure process inputs and expenses, insofar as these are required and cannot be implemented more cheaply through targeted processes.

Der SEB-AE der dezentralen Aussenelementsteuerung ist in seinem zentralen Teil einheitlich in Hard- und Soft-Ware aufgebaut. Er enthält die komplette Anwendersoftware der verschiedenen Aussenelemente. Er ist in der Lage, mehrere gleich- oder andersartige Aussenelemente zu steuern. Je nach den zu steuernden Aussenelementen unterscheiden sich die Prozeßschnittstellen. Diese sind entsprechend den Aussenelementen standardisiert1 und werden in separaten Baugruppenträgern eingebaut.The SEB-AE of the decentralized external element control is in its central one Partly built uniformly in hardware and software. It contains the complete application software of the various exterior elements. He is able to identify several of the same or different Control external elements. Differentiate depending on the external elements to be controlled the process interfaces. These are standardized according to the external elements1 and are installed in separate subracks.

Mittels einmal festgelegter Adressierung erfolgt die Ansteuerung. Damit ist es möglich, je nach Anwendungsfall unterschiedliche Aussenelemente von einem weitgehend hard- und softwaremWssig gleichartigen SEB-AE zu steuern.Once the addressing has been defined, it is controlled. This makes it possible, depending on the application, to use different external elements from to control a largely hardware and software-based SEB-AE.

Durch einen SEB-AE können mehrere Lichtsignale gesteuert werden. Das Signalsteuerungssystem arbeitet aersparend auf der Basis einer Freguenzwahlachaltung.Several light signals can be controlled by a SEB-AE. That The signal control system works economically on the basis of frequency selection.

Die Steuerung der Signallampen erfolgt vollelektronisch durch ein mindestens 2v2-Mikroprozessorsystem.The signal lamps are controlled fully electronically by a at least 2v2 microprocessor system.

ts wird eine dem Signalbegriff zugeordnete Frequenz von einem Mikroprozessor eines Rechner'Kanals über eine einzige Signalleitung zum Lichtsignal geleitet, dort von Frequenzweichen 7 zu zugehörigen Signallampen 8 rHauptfaden) selektiert, über eine gemeinssme Rückfzhrungsleitung 9 der Lichtsignalsteuerung zugeführt urd signaltechnisch sicher die hhpfangsfrequenz mit der Sende frequenz sowie der Lampenstrom in den Verg eichern 12 überwacht. Bei nicht erfolgter Signalanschaltung des Hauptfadens der Signallamte bzw. nicht ausreichendem oder zu hohem Signallampenstrom wird über die gemeinsame Nebenfadenleitung 10 der Nebenfaden der Signallampe angesteuert und überwacht.ts is a frequency assigned to the signal aspect by a microprocessor of a computer channel via a single signal line to the light signal, there from crossovers 7 to associated signal lamps 8 r main thread) selected over a common return line 9 is fed to the light signal control and signaling safe the hhpfangsfrequenz with the transmission frequency as well as the lamp current in the Verify 12 monitored. If the main thread signal has not been activated the signal lights or insufficient or too high signal lamp current above the common secondary thread line 10 is controlled and the secondary thread of the signal lamp supervised.

Lediglich für die Signallampen, die gemeinsam für einen Signalbegriff leuchten, sind Stromwandler 11 in die Rückführungsleitungen geschaltet, wodurch überwacht wird, ob beide (z.B. ge/gn) Signallampen Strom fuhren.Only for the signal lamps that are common for a signal aspect light up, current transformers 11 are connected to the return lines, whereby it is monitored whether both (e.g. yellow / red) signal lamps are energized.

Eine Beheizung des Glases am Signal durch einen Heizwiderstand 13 ist vorgesehen, so dass eine Sichtbehinderung durch Schnee oder Eis vermieden wird. Damit die Signallaternen und Leuchtzeichen mit ihrer hohen Lichtleistung bei Dunkelheit nicht blenden, ist eine Zweistufenschaltung vorhanden.The glass at the signal is heated by a heating resistor 13 is provided so that visibility from snow or ice is avoided. So that the signal lanterns and illuminated signs with their high light output in the dark do not dazzle, a two-stage circuit is available.

Kurze Stichleitungen zwischen der Lichtsignalsteuerung im Schalthaus und dem Lichtsignal ermöglichen die Ansteuerung der Signale mit der gewünschten Spannung und Leistung.Short stub lines between the traffic signal control in the switch house and the light signal enable the control of the signals with the desired Voltage and power.

Es werden maximal nur 3 Signalleitungen zum Anschalten und tberwachen des Signalbegriffs, einschliesslich der Geschwindigkeitsanzeige, benötigt. Zur Erhöhung der Sicherheit wird bei Ausfall des Hauptlampenfadens ein zweiter Faden (Nebenfaden) selbsttätig eingeschaltet.A maximum of only 3 signal lines are required for switching on and monitoring of the signal aspect, including the speedometer. To increase for safety, if the main lamp thread fails, a second thread (secondary thread) switched on automatically.

Die Schaltanordnung für die Steuerung des Haupt- und des Nebenfadens erfolgt einkanalig, aber strikt durch die Rechnerkanäle I und II getrennt.The switching arrangement for controlling the main and secondary threads is single-channel, but strictly separated by computer channels I and II.

Durch die Aufteilung nach Baupt- und Nebenfaden (Fig. 2) wird die Verfügbarkeit des Systems erhöht. Ein jeweilig für den ordnungsgemässen Frequenzvergleich zuständiger sicherer Vergleicher 12 wird dagegen zweikanalig aktiviert.By dividing the main and secondary thread (Fig. 2), the System availability increased. One for the proper frequency comparison the responsible, safe comparator 12, on the other hand, is activated in two channels.

In Fig. 2 ist die Lichtsignalsteuerung detaillierter ausgeführt. Die Kommando von einer übergeordneten Bereichssteuerung gelangen über den Kommandobus 3 rückwirkungsfrei in sichere Verteiler 14 zu den Eingaben der Rechnerkanäle I bzw. II. Frequenzgeneratoren 15 erzeugen die den Lichtsignalen zugeordneten Frequenzen, die über Ausgangsverstärker 21 Haupt-oder Nebenfäden ansteuern. Sichere Vergleicher für Hauptfäden bzw. für Nebenfädenüberwachung 12 vergleichen die Frequenz des gesendeten und des rückgesendeten Signals. Ein weiterer sicherer Vergleicher 17 überwacht die Ausgaben der Rechnerkanäle I bzw. II an den Meldebus 2. Die Rechnerkanäle I und II sind mit einer sicheren Abschalt- bzw. Umschalteinrichtung 18 verbunden, die im Fehlerfall anspricht und eine Meldung an die Rechnerkanäle I und II über einen Verteiler 22 auslöst. Dadurch werden Kontakte 19 ausgelöst, die die Netzfrequenz an das Lichtsignal schaltet. Dadurch ist die Abschaltung des SEB-AE vom Lichtsignal gewährleistet.In Fig. 2 the light signal control is more detailed executed. The commands from a higher-level area control are sent via the command bus 3 into safe distributors 14 to the inputs of the computer channels I resp. II. Frequency generators 15 generate the frequencies assigned to the light signals, which control main or secondary threads via output amplifiers 21. Safe comparators for main threads or for secondary thread monitoring 12 compare the frequency of the transmitted and the returned signal. Another safe comparator 17 monitors the Output of computer channels I and II to message bus 2. Computer channels I and II are connected to a safe switch-off or switching device 18, which responds in the event of an error and sends a message to computer channels I and II via a Distributor 22 triggers. This triggers contacts 19 that control the network frequency switches to the light signal. This disconnects the SEB-AE from the light signal guaranteed.

Durch den systemgesteuerten zweikanaligen Aufbau des SEB-AE können durch einen Fehler nicht beide Rechnerkanäle defekt werden, da diese Systeme gegenseitig rückwirkungsfrei entkoppelt sind und unabhängig voneinander die programmierten Punktionen bearbeiten.Thanks to the system-controlled two-channel structure of the SEB-AE Both computer channels are not defective due to an error, since these systems are mutually exclusive the programmed punctures are decoupled and independent of each other to edit.

Mittels fehlersicherer Vergleicher werden die steuernden Funktionen überwacht. Im Dauerbetrieb von Signalbegriffen, wo über längere Zeit keine änderung des Signalzustandes auftritt, wird eine Dynamisierung der Steuersignale durchgeführt.The controlling functions are performed by means of fail-safe comparators supervised. In continuous operation of signal aspects where no change over a longer period of time of the signal state occurs, the control signals are dynamized.

Ein ON-LINE-TEST-Programm erzeugt in programmierbaren Zeitabständen künstliche Unterbrechungen der Steuersignale bzw. künstliche Steuersignale in den Aus- gabestufen der Leistungsausgabe. Diese werden über die rückgeführten Signalleltungen in die Vergleicher durch zyklisches Abfragen kontrolliert. Die Signalwechsel sind so kurz, dass die Signallampen aufgrund ihrer Trägheit nicht darauf reagieren. Mit Hilfe dieser Uberwachung werden Fehler in den Ausgabegliedern sowie Kurzschlüsse und Unterbrechungen in den Signalleitungen erkannt und gemeldet, und zwar unabhängig vom Betriebszustand des Lichtsignals.An ON-LINE TEST program generates at programmable time intervals artificial interruptions in the control signals or artificial control signals in the The end- output levels of power output. These are repatriated over the Signal lines in the comparator controlled by cyclical polling. The signal change are so short that the signal lamps do not respond to them due to their inertia. With the help of this monitoring errors in the output elements and short circuits and interruptions in the signal lines are detected and reported, independently the operating status of the light signal.

Die Signalsteuerung nach der Erfindung ist natürlich nicht nur bei der Bundesbahn, sondern auch im Nahverkehr und Strassenverkehr einsetzbar.The signal control according to the invention is of course not only at the Federal Railroad, but can also be used in local and road transport.

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Claims

Fail-safe wire-saving light signal control device claim Fail-safe, wire-saving light signal control device for several light signals marked with main and secondary threads from at least a 2v2 microprocessor system by combining the following measures: a) each signal aspect is a frequency assigned, b) for each signal aspect there is a frequency generator in each of the computer channels provided, c) the light signals are over the frequency generators and over each the output amplifiers assigned to the computer channels are controlled single-channel, the transmitted and the returned frequencies are compared in a secure frequency comparator, d) the comparison result is reported back to the microprocessor system via the distributor, e) the outputs of the computer channels are via a secure comparator with a decentralized reporting bus connected, f) the outputs of the computer channels are connected to a Shutdown or Switching device connected, which triggers a blocking signal in the event of a fault, g) the safe comparators responsible for comparing the associated signal aspect are controlled via assigned safe output amplifiers, h) the safe comparators compare the frequency sent to the signal lamp control with that sent by the Signal lamp flowing back frequency, i) the comparators compare frequencies and voltage swings, j) the outputs for the signal lamp control are for X main and secondary thread control each assigned to a computer channel -, k) the reversal of gaupt- on secondary thread takes place automatically.