DE1538493A1 - Rechneranlage zur ausfallsicheren Regelung von industriellen Verfahrensablaeufen - Google Patents

Rechneranlage zur ausfallsicheren Regelung von industriellen Verfahrensablaeufen

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DE1538493A1 DE19661538493 DE1538493A DE1538493A1 DE 1538493 A1 DE1538493 A1 DE 1538493A1 DE 19661538493 DE19661538493 DE 19661538493 DE 1538493 A DE1538493 A DE 1538493A DE 1538493 A1 DE1538493 A1 DE 1538493A1
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Description

The Forborο Company ■ 2 2. SER 196g
loxboro t Mass. , USA.
Rechneranlage zur- ausfallsieheren Regelung von industriellen Verfahrensabläufen
Sie Erfindung bezieht sich auf mehrere Rechner verwendende Verfahrensregelanlagen und insbesondere auf Anlagen zur Regelung von industriellen Verfahrensablaufen mit einem Reserverechner, der bei Ausfall eines oder mehrerer Hauptrechner dessen bzw. deren !Punktion ganz oder teilweise zu übernehmen vermag.
Anstatt jedoch einen zusätzlichen, d.h. bei normalem Betrieb in Bereitschaft stehenden Rechner zu verwenden, befasst sich die Erfindung mit dem Problem der Erzielung maximaler, die erforderlichen Unterstützungsfunktionen gewährleistender Wirksamkeit, ohne daß hierfür- ein zusätzlicher Rechnervorgesehen zu werden braucht. Der- Erfindung liegt, mit anderen Worten, demnach die Aufgabe zugrunde, die Rechner einer Anlage zur Regelung von Verfahrensabläufen in der Weise anzuordnen und miteinander zu kombinieren, daß allen verwendeten Rechnern unter normalen Betriebsbedingungen Arbeitsfunktionen zugeordnet sind, daß aber bei Ausfall eines Rechners-
-2-__ BAD ORJGlNAL
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«i (■■ --J
die erforderlichen Stellsignale für $.@n Verfahrensablauit weiterhin geliefert weyden0 Bpesiell soll dN-bei unter 'gewissen Ausfallerscheinungen bei den dem einen Rechner- zugeordneten Ausrüstungen lag?/, ßerstesi wenigstens eine bestimmte Anzahl von Hegelkreisen zur Verfügung gestellt werden.
Die Erfindung schafft also eine einen das Verfahren steuern— den Motte trieb "bei Ausfall eines von zYfel Rechnern einer .Verfahjfensregelanlage geimäfarleisienda Einrichtung?: während im ffall-von mähr· .als s-xg-si BMChn^m ■R©serve*-Hegel!creise für besonders'kritische EegslTorgange bei ¥iii?fcsamer Ausnutzung der 'K&paaitäten' mehrerei' Keeimer sur Verfügung gestellt T/erden. -
Ein anderes Irfindimgssi®! befaset ©ich mit der Schafftmg einer für mehirere Beohiiei? vorgesehenen Regelanlage mit Einrichtungen su2r Übernahme wiclitigeif Umgang—Ausgang—!Punktionen "in Abhängigkeit .von eier Bötriebsbereitsohaft der einzelnen Re ohne π1·
Sie Erfindung beschäftigt ©loh weiterhin mit'der Imsolialfcing dieir Hechnerregelung im Hinbliok auf die Eingang—Ausgang— funktionen eines- Verfahrens unter Absicherung gegen ein un*· ge-wolltee ¥a©ohalten dtr Isrogrammierung zwisohen dem E©ohnern.
bad 0.0 9·32./.14·ί. "■■'"■
diesem Zweck schafft die Erfindung ein für mehrere Rechner vorgesehenes Unis ehalt schema mit einer Eingang-Ausgang—Isolierung zwischen den Rechnern "bei Hormalbetrieb,
Bin weiteres Erfindungsjziel betrifft die Schaffung einer "bei einer,· mehrere Rechner aufweisenden Veriahrensregelanlage verwendbaren Ifot-Ümschaltanordnung, welche eine Programmtren— imng und die Integrität der einzelnen Rechner gegen eine etwaige ungewollte Betätigung durch eine Bedienungsperson während des liormalbetriebs aufrechterhält und welche eine Umschaltung der Eingang-Ausgang—Funktionen nur "bei Feststellung vorbestimmter nicht—betrieblicher Parameter zuläßt.
Boeh ein andere© Erfindungsziel betrifft die Schaffung von eine hohe !Zuverlässigkeit und Wirksamkeit gewährleistenden Mehrfachrechner—Regelanlagen, die mit Einrichtungen zur ioif— rechterhaltung der Eingang-Ausgang—Integrität jedes einzelnen Rechners gegenüber einer: etwaigen ungewollten Betätigung über die Eingang-Ausgang—Einrichtungen eines anderen Rechners versehen sind»
Hoch ein weiteres Erfindungsziel betrifft die Schaffung eines für mehrere Rechner vorgesehenen Regelsehemas, bei welchem ein Rechner normalerweise ein Verfahren und ein anderer Rechner normalerweise tfberwaohungsfunktionen regelt und wobei der
Überwachungsrechner unter "bestimmten Bedingungen eines Eeehnerausfalls sowohl die vorbestimmte Jtfot-Verfahrensregelung' als. auch ausgewählte Überwachungsfunktionen aufrechtzuerhalten vermag»
33ie.se und weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der· Zeichnungen. JSe w zeigeni
lig. 1 ein Blockschaltbild einer zwei Bechner aufweisenden Verfahrensregeln und -Überwachungsanlage, bei welcher bei Ausfall des das Verfahren regelnden Rechners die Verfahreneregelung durch den Überwachungsrechner übernommen wirdf
ein Blockschaltbild einer zwei Bechner aufweisenden Verfahrensregel- und Überwachungsanlage, bei welcher bei Ausfall des einen Heehners der andere Rechner sowohl die Regel- als auch die tfberwaehungsfunktion übernimmt, .
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zwei Rechner aufweisenden . ITerfahrensregelanlage, bei welcher bei Ausfall eines
Rechners bestimmte Stellglieder durch den anderen
Rechner geregelt werden, und
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Fig. 4 ein Blockschaltbild einer mehrere Rechner aufweisenden Verfahrensregel— und -Überwachungsanlage, bei welcher bei Ausfall eines Rechners ein anderer Rechner die Regelung bestimmter kritischer Stellglieder übernimmt.
Hg. 1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher-ein ÜberwacHungsrechner zu Zeiten, in denen ein Direkt-Digitalregelrechner nicht vollständig arbeitet, ausgewählte Funktionen der direkten Digitalregelung übernimmt. Die Anlage gemäß Hg, 1 weist einen -direkt—Digi— talregelrechner· 1. und einen Überwachungsrechner 2 auf, die ao miteinander gekoppelt sind, daß einer Verfahrensregelan^ lage maximale Zuverlässigkeit verliehen wird. Der Direkt-Di— gitalregelrechner 1 regelt den Verfahrensablauf Über eine beispielsweise 50-adrige Daten-Übertragungseinrichtuing 3» an> welche die einzelnen Regelkreise bzw. "Baukästen" der Verfahrenere gel anlage parallel zueinander angeschlossen sind. Deaf· Ein— und Ausgang 4 des Rechners 1 ist über einen Leitungsab— schnitt 5 und eine Umschalteinrichtung 6, an die Daten—Übertragungseinrichtung 3 angeschlossen. Bei Normalbetrieb des Direkt-Digitalregelreohners 1 überträgt die üinaohalteinrichtung 6 alle von der Bin— und Ausgang-Einrichtung 4 abgenommenen Daten über eine Trenneinrichtung 7 an die Daten-Übertragungseinrichtung 3» an welche parallel zueinander bei-
ORiGiNAL
009832/
beispielsweise ein die Einstellung von Ventilen regelnder Stellkreis S9 sin. Festsustanä-Sleicliriciiter verwendende^ -MuI-tiplex—Analogelngasigskreis-9» eine Schalttafel 10 für Direkt— digitalregeluag, ein Kontakt-ScKLießkreis 1.1, Verfahrens—Ab—' stimmkreise 12S ein Relais verwendender- Multiplex-AnalogeiHi-.gangskreis 13S ein älasm—.Druekkxeis- 14 und ein Eo enge schwin-■ GLigkeitsimpuls-iEingangskreis 15 angeschlossen sind. Darüber— hinaus ist zur Durchführung der Erfindung'-ein Änlagen-Prüf— kreis 16 zur tteerpirfifung der Arbeitsweise der Anlage an. die Daten-Ühertragungseiiirichtimg 3 änge-schlossen« Der Anlagen— Prüf kreis 16 "kmxa. aueli noch siit anderen-Pirüf eingängen versehen sein» die l>eispi©ls?ieisip am die Daten—ÜbertragungseiHir-Elohtung normalerweisie nicht beliefernde' -S kreise angeschlossen sind»
Bei der- Jaisfiihraßgsfcsei gi^MB Mg* 1 ist die Ein— und gang—Einrichtung* 17 des Übermohmigsrsehners 2 über einen Leitungsabsehnitt 18 ©inosseits an die ^schalteinrichtung 6 und parallel dazu ttbe:r eine- frennsiai^iohtung 19 an eine Daten— Übertragungseinrlc-htung 20 angeschlossen? welche ähnlich wie die Daten-tJbertraguKgseinriclitiing 3 beispielsweise aus einem 50—adrigen Daten—ttbertr-ägungskabel "bestehen; kann, und an welche die die Üb.ervsaohungsfuxtlctionen erfüllenden Hegelkr©ise "bzm ^ilaukästen19 parallel zueinander angeschaltet sind» Durch den Anschluß des tSberwachimgsreshffiers 2 an die Umsohalteinrichturg 6 kann er die Regelung des Mroktdigitalreohner-Abaohnitte der Eaten-Öbertragungseinriclituiig 3 übernehmen, wenn dear Birekt-Bigitalregelrechnar 1 nicht zufriedenstellend arbeitet. 'Außerdem ist d©r Leitungeabe.ohni-tt 18 über einen Each—
ner—Verbindungskreis 21 an eine Datembgabe-UnterbrechungB~ einrichtung 22 des Direkt-Digitalregelrechners 1 angesohios-
An die Daten-Ubertragungseinrichtiing 20 sind beiepielsweise ein Kathodenstrahlröhren verwendender= Anzeigekreis 23, eine Abstiimn-Schalttafel 24» ein Daten-Aufzeichnungslcreis 25, eine Schalttafel 26 für die Bedienungspeifson und eine Band-Druckeinrichtung 27 angeschlossen· Selbstverständlich sind die Überwaehungsfunktionen des Rechners 2 nicht auf die vorstehend genannten Punktionen beschränkt, sondern können auch andere nützliche oder erforderliche Funktionen umfassen. Beispielsweise kann der tJberwaehungsreehner 2 auch aur BerecÄmg von Sollwertänderungen oder speziellen Zwecken dienenden Algorithmen, wie Yorwärtssteuerung und iüicht—Rückwirkung (non-interacting) verwendet werden, die über den Rechner-Verbindungskreis 21 an den Direkt—Digitalregelrech— ner 1 übertragen werden.
Dem Überwachungsrechner 2 ist beispielsweise eine Datenun— terbrechung-Multipiexeinrichtung 28 zugeordnet» die eine Deten—Übertragungseinrichtung mit mehreren Zugriffen bildet, an welche beispielsweise ein Datenspeicher (disc file ) 2S' und eine Modem—Zwi&chenfläche (modem interface) 30 angeachloaaen sein können*
BADORJGiMAL 32/\U%%
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Bei normalem Regelbetrieb ist der Direkt—Digitalregelrechner 1 über die Imachalteinrichtung 6 an die Daten-Übertragungseinrichtung 3 und. die mit dieser verbundenen, den Direkt—Digitslregelreehner beeinflussenden bzw. von diesem beeinflußten Kreise bzw. "{Baukäs ten11 8-15 angeschlossen. In diesem Abschnitt der Anlage werden mit Hilfe der .Inalog-Eingangskreise 9 oder 13 periodisch Eingangs-Transduktoren abgefragt und die auf diese Weise gewonnenen Daten werden der Reihe nach in Binärform in den Rechner 1 eingespeist, •wo darauf beruhende entsprechende Regelwirkungen hervorgebracht werden. Diese Regelwirkungen werden periodisch über den Stellkreis 8 an die entsprechenden Stellglieder über*- tragen. Sewünsentenfalls können noch andere erforderliche Direktcügital-iRegelfunktionen vorgesehen sein, wie eine Überwachung des Kontaktschließens, eine Regelgesetzu.abstimmung, eine Impulszählung und eine Alarmüberwachung auf der Basis der Abweiehungsgrenzen«
Bei normalem Regelbetrieb beliefert der Überwachungsrechner 2 die Überwachungskreise 23 - 27 über die Daten-Übertragungseinrichtung 20 mit Daten, während der an die Umsehalteinrichtung 6 angeschlossene Leitungsabschnitt t8 blind endet. Darüberhinaus kann der Überwachungsrechner 2 bei normalem Regelbetrieb jede gewünschte Art von Information über den Verbindungskreis. 21 unmittelbar an die Datenabgabe-Unterbrechungseinrichtung 22 des Direkt-Digitalregelrechners 1 übertragen.
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'·■■; .*X>em Überwachungsrechner 2 können über die Modem-Zwischenfläche 30 und. die Datenunterbrechung-Multiplexeinrich— tungi28 allgemeine Betriebsangaben bzw. —informationen übertragen werden und über die Einrichtung 28 können auch Daten vom Datenspeicher 29 in den Überwaohungsrechner 2 und Daten aus dem Rechner 2 in den Datenspeicher 29 übertragen werden.
Im Fall.einer Störung des Direkt-Digitalregelrechners 1 oder einer durch den Anlagen—Prüfkreis 16 festgestellten anomalen Betriebsbedingung gibt der Prüflereis 16 ein Ausfallsignal an die Umsehalteinrichtung 6 ab, woraufhin diese die Daten—Übertragungseinrichtung 3 vom Direkt—Digitalregelrechner 1 trennt und stattdessen an den Überwachungsrechner 2 anschließt. Gleichzeitig unterrichtet der Anlagen—Prüfkreis 16 denÜberwachungsrechner 2 durch ein Uhterbrechungs— signal von der neuen Betriebsart und. läßt ihn entsprechend arbeiten. Bei "Störbetrieb" führt der Überwachungsrechner 2 weiterhin die Überwachungsfunktionen durch, die durch das vorbestimmte Programm ausgewählt worden sind, und beeinflußt aber außerdem nunmehr die mit der Daten-Übertragungseinrichtung 3 verbundenen Direktdigitalregelkreise 8—15 auf die durch die entsprechende Programmierung bestimmte Weise. Baispielsweise kann zu diesem Zweok beim Übergang auf "Stö'rbe.-trieb" vom Datenspeicher 29 ein Eeserveirogramm entnommen und dem Gedächtnis des Überwaohungsreohners 2 zugeführt wer—
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den, welches so ausgelegt ist, daß es den· Erfordernissen "bei Störbetrieb genügt. Dieses Reserveprogramm kann in Überzahl an gegenüberliegenden flächen der Magnetscheibe gespeichert sein, um seine Verfügbarkeit und Integrität zu gewährleisten, wenn es in das Gedächtnis des Rechners 2 übertragen werden muß.
Bei der Ausführungsform dear Erfindung gemäß lig. 1 ist zu beachten, daß der Amlägen«-P3Eüfkreis 16 derart in das Regelsystem eingeschaltet ist, daiB; der Überwachungsrechner 2 nicht über die ^schalteinrichtung 6 mit der Daten—Übertragungseinrichtung 3 verbunden werden kann,, bevor nicht im Verlauf der Störungs—ffeststellung ein Ausfallsignal erzeugt worden ist. Hierdurch wird verhindert, daß beim normalen Regelbetrieb .Anweisungen vom Überwachungsrechner 2 an die Einr- und Ausgangkreise 8 — 15 der Direkt—Digitalregelung gelangenj außerdem wird hierdurch verhindert, daß der Programmierer unabsichtlicli Überwachungsanweisungen in die Daten— Übertragungseinrichtung 3 für Direkt-Digitalregelung einprogrammiert und dabei eine fehlerhafte Arbeitsweise eines Direkt-Digitalregelprogramms hervorruft. Auf diese Weise wird die durch die Erfindung gewährleistete Zuverlässigkeit,, daß der Yerfahrensregelabsohnitt der Rechneranlage durch den Überwachungsreohner unterstützt wird, vergrößert und wird die Trennung zwischen der Überwachungs- und der Direkt-Digitalregelprogrammierung unterstützt. Sine logische ITer-
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bindung zwischen den beiden Abschnitten der Anlage, d.h. zwischen dem Direkt—Digitalregelabschnitt und dem Überwa— ehungsabschnitt, ist nur bei Feststellung einer Störung bzw* eines Ausfalls der Anlage und der hierauf erfolgenden Erzeugung eines entsprechenden Ausfallsignals möglich.
Die vollständige Programmtrennung zwischen, dem Überwachungs— reehner und dem Direkt—Digitalregelrechner ist vereinbar mit der Verwendung von lOrtran-Programmen für den ttberwachungsrechner bei angeschalteter Auswertfunktion (with on - line compiling capability) und der Verwendung maschinell formulierter Direkt-Digitalregelprogramine für den Direkt—Digital— regelrechner. Die volle Programmierfähigkeit beider Rechner steht jederzeit zur Verfügung«»
Bei normalem Regelbetrieb können beide Rechner mit Hilfe des, Rechner—Verbindungskreises 21 in beiden Richtungen miteinander in Verbindung stehen. Die Arbeitsweise dieses Verbindungskreises kann beispielsweise durch vom Überwachumgsrechner abgegebene programmierte Anweisungen gesteuert werden.
Die Rückführung der Anlage auf normalen Regelbetrieb nach Beseitigung der Störung kann routinemäßig durch eine entsprechende Programmierung erfolgen, die durch das Bedienungß-
- . -12-
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personal eingeleitet wird. Hierbei wird dann das ■-ursprüngliche "Programm wieder in den Überwachungsrechner 2 einge,-speist und die normale Verfahrens rege lung an den 2)irekt-M-gitalregelrechner 1 tibergeben.
Im Fig. 2 iat das Blockschaltbild; einer· Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher entweder der Überwaohungsrechner· 2 oder der Direkt-Digitalregelreehner 1 nach Bedarf die Steuerung dea ganzen. Eegel—tlberwachungssystems übernehmen können» Bei dieser Ausführungsform der Erfindung arbeitet die Anlage im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß fig. 1 auf zweifache Weise, indem einerseits im Fall einer Störung des tlberwaohungsrechners 2 der Direkt—Digitalregelrechner 1 entsprechend dem jeweiligen Arbeitsprogiramm sowohl die Direkt-Bigitalregel- als auch die tJberwaohungsfunktion übernehmen kajan^ falls dies für den, Störungsfall gewünscht wirdf und! andererseits hei Ausfall dee Direkt-Digitalregelrechners 1 der tlberwachungsrechner 2 diejenigen vorprogrammierten Birekt-Bigitalregelfunktionen und Überwachungsfunktionen übernehmen kann 9 die für den Störungsfall als notwendig und erwünscht ausgewählt sinde
Dieses ifirelf&Ghayetem gemäß Hg^ verwendet zwei Umeaaaltein iriclitungen- 31 und 32 9 mit aeren'Mlfe die Baten-Übesrfemgungseinrichtung 3 ά-β« Eegelzweige und die Baten-Überte®- gungseinrichtung SO des Überwaqhungszweigs panallel suein--
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ander entweder an den Direkt—Digitalregelreclmer 1 oder art den- Überwaolmng-sreciiner· 2 angeschlossen werden können, je nachdem welcher Rechner sich Im-Betrieb befindet und welcher ausgefallen ist. Die beiden Fms ehalt einrichtungen 31 und 32 sind parallel zueinander über· den Leitungsabschnitt 5 an die Ein— und Ausgangseinrichtung 4 des· Direkt—Digitalregelrechners 1 angeschlossen, wobei bei lormalbetrieb die ifin— schalteinrichtung 32 die Verbindung zwischen dem Direkt—Di— gitalregelrechner 1 und der Daten—Übertragungseinrichtung 2ö unterbricht, während die ^schalteinrichtung 3T die mm Direkt—Digitalregelrechner 1 geHJeferten Datem über eiBs üirenneinrichtung 33 an die Daten—übertragungseinrichtung 3 und die mit dieser verbundenen Direkt—Digitalregelkreise weitergibt. Diese Kreisebestehenbeispielsweise· aus einem Multiplex—Dateneingangkreia 9/ einem beispielsweise Yentila steuernden Stellkreis 8, einem Impulszählkreis 15» einem Dateneingangskreia 35 sum Einspeisen von Daten in die Schalttafel 10 und einem Datenanzeigekreis 36 zum Entnehmen von Daten aus. der Schalttafel 10.
Auf entsprechende Weise sind die beiden ilmaohalteinrichtun'-gen 31 und 32 parallel zueinander über den leitungsabaohnitt 18 an die Ein- und Ausgang-Einriolitung 17 dee Überwaohungerechners 2 angeschlossen, wobei bei lormalbetrieb die üJimeahalteinrichtung 31 die Verbindung zwisohen dem
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liegen, entdeckt ein jErJagen-Erüfk3?Ql& 43 den anomalen.
und gibt übsr eine leitung 43JL sin Auefall-
^ -15-
009e32/U3S
bzw. Störungssignal an die liJmsehalteinriehtung 5Ί ab, welche daraufhin die Verbindung zwischen der der Bsten-Über— tragungs einrichtung 3 vorgeschalteten Irenneinriehtung 33 und dem Direkt-Digitalregelrechner: 1 unterbricht und stattdessen die trenneinrichtung 35 und die Daten—Öbertragungeeinrichtung 3 mit der1 Ein— und Ausgang-Einrichtung 17 des Übeirwachungsrechners 2 verbindet. Qleiehzeitig informiert: ein durch den Anlagen—Prüf kreis 43 erzeugtes Wnifcerbrechungssdignal über eine Leitung 43B den Übeiiwaehungsrechner 2 davon, daß der Direkt—Digitalregelrechner 1 gestört ist, und wird dias entsprechende vorbestimmte Programm, das entweder in das Speichergedächtnis des Überwaehungsreenners oder in dem Datenspeicher 29 eingespeichert ist, in Betrieb genommen. Auf diese Weise werden sc^ohl der Direkt—Digitairegelabsehnitt als auch der Überwachungsabschnitt entsprechend den Fähigkeiten und dem Leistungsvermögen des Überwachungsrech— nsrs 2 betrieben. Das Einprogrammierendes "Störbetriebs"— Programms erfordert entsprechende Programm—Anweisungen, um zwischen den an die Daten-Übertragungseinriehtung 3 ange— aohlossenen Kreisen und den an die Daten—Übertragungseinrichtung 20 angeschlossenen Kreisen zu unterscheiden^ die bei «Störbetrieb* sämtlich perallelgeschaltet sind.
der tiberwaehungerechner 2 auefällt, »teilt der die Daten-Übertragungseinrichtung 20 und die an diese angeachlos
«16-
-" —* BAD ORiGJNAL
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aenen Kreise überwachende Anlagen—Prüf kr eis 44 auf dieselbe Weise die ahomalen Betriebsbedingungen fest und gibt über1 eine leitung 44^A ein Ausfall- bzw. Störungssignal an die ilmschalteinrichtung 32: ab, welche daraufhin die Verbindung zwischen der der Daten—Übertragungseinrichtung 20 vorgeschalteten trenneinrichtung 34 und dem Überwachungsrechner· 2 unterbricht und stattdessen die Trenneinrichtung 34 und die Daten-Übertragungseinrichtung 20 mit der Ein— und Ausgang-Einrichtung 4 des Direkt—Digitalregelxechners 1 verbindet. Gleichzeitig erzeugt der Anlagen-Prüfkreis 44 ein Unterbrechungssignal, welches den Direkt-Digitalregelrechner 1 über eine Leitung 44^B über die Störung des Überwachungsxechners 2 informiert, und wird das entsprechende vorbestimmte Programm in Betrieb genommen, welches die erforderlichen Direkt—Digitalregel- und Überwachungskreise in der für Störbetrieb vorgesehenen Weise betreibt. Dieses vorbestimmte Programm kann entweder bereits in das Speicherge— dächtnis des Direkt-Digitalregelrechners 1 eingespeichert gewesen sein oder es kann ganz oder teilweise vom Datenspeicher 29 angefordert werden, um in das Gedächtnis des Direkt-Digitalregelreohnere 1 übertragen zu werden.
Bai der Ausführungsform gemäß Fig. 2 apricht der dem Datenspeicher 29 zugeordnete Speicher—Steuerkreis 42 von Fall zu Fall auf Anweisungen vom Überwachungsrechner 2 oder vom
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Direkt—Digitalregelreohner 1 an, um die entsprechenden Programme vom Datenspeicher 29 an das ausgewählte Gedächtnis und von diesem wieder zurück an den Datenspeicher zu übertragen.
Wie im lall der Ausführungsform gemäß Fig· 1 vermag das 2-weifachsystem gemäß Fig. 2 alle vorgesehenen !Funktionen zu erfüllen und besitzt darüberhinaus die Fähigkeit, das gesamte Direkt-Digitalregel— und tJberwaohungsprogramm entsprechend der Fähigkeit des weiterarbeitendem Beohners und aei— near zugeordneten Programmierung weiterzuführen.
Sie für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 geltenden ErwäguEsgen treffen auch für den vorliegenden Fall zu. Beispielsweise können die Anlagen—Prüf kreise 43 und 44 so miteinander verbunden sein, daß die Programmtrennung bis zu dem Zeitpunkt aufrechterhalten bleibt, an welchem eine Störung tatsächlich festgestellt und hierdurch ein Störungssignal erzeugt wird. Auf diese Weise wird die duroh die Verwendung von zwei einander unterstützenden Bechnern erreichte Z,uveE>~ läesigkeit gewährleistet und durch das zur Herstellung bzw. Lösung der Verbindungen zwischen den Baten-Übertragungseiii^ Kichtungen des Direkt-Digitalregelzweigs und des Überwach ohungezweigs angewandte Ausfall-Sioherungsverfahren untei>»tützt. Wie erwähnt, haben bei Formalbetrieb die im einen
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auftretenden "Fehler keinen Einfluß auf den anderen und haben- somit keime weitere Beeinträchtigung der ""Anlage zur Folge.
Mg0 3 zeigt das Blockschaltbild noch einer anderen Ausfüh— irungaform der Erfindung, die zwei Direkt-Digitalregelrechnear 51, 52 -verwendet, welche den Betrieb von zwei jeweils zugeordneten Direkt—Digitalregelzweigen regeln. Der Direkt— Digitalregelrechner 51 "beeimflußt- über seine Ein- und Ausgang—Einrichtung 53 und. eime trenneinrichtung 55 sowie eine Daten—Übertragungseinriehitaig 57 die parallel an letztere angeschlossenen Direkt—Mgitalregelkreise 59 - 66 und der Direkt-Digitailregelrecimej? 52 beeinflußt über seine Sin- und
Ausgang—Einrichtung 54■ uaad eine trenneinrichtung 56 sowie eine; Daten-Übertragungseiiüxiclitung 58 die parallel an letztere angeschlossenen Direlfct—Digitalregelkreise 67 — 74β
' !"alls der Direkt-Digitalregelreohner 51 nicht richtig arbeitet, stellt der der Daten-ObertragungBeinrichtung 57 zugeordnete Anlagen—Prüfkreis 75 öie Störung fest und erzeugt · ein Ausfallsignal, welches über eine Leitung 75A eine dem Stellkreis 67 des Direkt—Bigitalregelreohners 52 zugeordnete Sorsohaltung 78 umsohaltet, ao daß der Stellkreis 67 dea Birekt-Digltalregelrecliiiera 52 an den Ausgang 79 angeschlossen wird, der mit bestimmten kritiaohen Stellgliedern in
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Verbindung steht, welche unter allen Umständen einer· Regelung unterliegen müssen«
Falls die Anzahl dieser kritischen Stellglieder groß ist und der Direkt—Digitalregelrechner 52 entsprechend eine neue Betriebsart erfordert, kann der Anlagen-Prüfkreis 75 ein weiteres Ausfallsignal erzeugen, welches dem Direkt-Digitalregelrechner 52 über eine Leitung 75B zugeführt wird und diesen von der Aufnahme des 11StO"rbetriebs" unterrichtet.
Falls dagegen der Direkt—Digitalregelrechner 52 ausfällt bzw. einer Störung unterliegt, erzeugt der der Daten-Über— tragungseinriohtung 58 zugeordnete Anlagen—Prüfkreis 76 ein Ausfallsignal, das über eiw: Leitung 76Δ 6ine dem Stell— kreis 63 des Direkt-Digitalregelrechners 51 zugeordnete Torschaltung 77 umschaltet, so daß der Ausgang 79 die Stellsig»- nale für die kritischen Stellglieder vom Direkt-Digitalregelrechner 51 empfängt. Der Anlagen—Prüfkreis 76 kann außer-
den/
dem ein Bnrfcerbrechungssignal erzeugen, das'Direkt—Digitalregelrechner 51 über eine Leitung 76B von der Aufnahme des •Btörbetriebs" unterrichtet.
Bei Auefall eines der Heohner regelt der dem ausgefallenen Rechner zugeordnete Stellkreis nicht mehr diejenigen normalerweise von ihm beeinflußten Stellglieder, welche nicht
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über die Torschaltungen 77, 78 vom anderen Stellkreis beeinflußt werden. Durch Verfahrensauswertung müssen also diejenigen. Stellglieder festgestellt werden, die unter allen Bedingungen einer Regelung unterworfen werden müssen, im Gegensatz zu den Stellgliedern, die vorübergehend auf ihrer letzten Einstellung belassen oder von Hand gesteuert werden können.
Die Ausfuhrungsform gemäß Mg* 3 kann auch in der Weise betrieben werden, daß die über die Leitungen 76B und 75B den Direkt-Digitalregelrechner 51 bzw.-52 aufgeprägten Unter— brechungssignale weggelassen werden und beide üechner 51» 52 laufend zusätzlich über die ihnen zugeordneten Stellkreise 63 bzw. 67 die Stellsignale für die vorgesehenen kritischen.. Stellglieder erzeugen. Wenn in diesem Fall ein Rechner ausfällt, werden die Stellsignale vom anderen Stellkreis an den Ausgang 79 angelegt, um die Regelung der kritischen Stellglieder weiterzuführen. Bei lormalbetrieb, wenn beide Rechner 51 und 52 zufriedenstellend arbeiten, wird eine der Torschaltungen 77 und 78 zur Beeinflussung der kritischen Stellglieder am Ausgang 79 ausgewählt. Falls der nicht für die Regelung ausgewählte Rechner ausfällt, arbeitet die Anlage auf die gleiche Welse über die bereits ausgewählte Torschaltung weiter, falls jedoch der andere, regelnde Rechner ausfällt, wird die Torschaltung umgeschaltet und werden
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äann die Stellsignale vom weiterarbeitenden Stellkreis den kritischen Stellgliedern zugeführt.■
Diese zwei Direkt-Digitalregelrechner verwendende Ausfüh— rungsform weist einen Rechner—Verbindungskreis 83 auf, der* von der Ein— und Ausgang-Einrichtung 53 des Rechners 51 an die Datenabgabe-^nterbrechungseinrichtung 84 des Rechners 52 angeschlossen ist/Hierdurch wird eine überwaohungsartige, durch den Rechner. 51 gesteuerte Datenübertragung im beiden Richtungen zwischen den in Betrieb stehenden;. Rechnern ermöglicht. Ein Datenspeicher· 80und eine Modem-2£wischenf lache 81 sind über eine Datenunterbrechung-Multiplex— einrichtung 82 mit dem Direkt—Digitalregelrechner 51 verbunden.
Die in Fig. 4 dargestellte Anlage entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß I1Ig. 3, nur daß noch ein dritter, zusätzlicher Rechner 86 zur Übernahme der bei der-Ausführungsform gemäß Pig, 3 den beiden Direkt—Digitalregelrechnern 51 und 52 zugeordneten Überwachungsfunktionen vorgesehen iat. Der Überwachungsrechner 86 beeinflußt über seine Ein--und Ausgang—Einrichtung 87 und eine Trenneinrichtung 88 eine Daten—Übertragungseinrichtung 89» an die Über>waohungskreise 90 — 94 angesohlossen sind, und steht über einen RexJhner-Verbindungskreis 85 nebst zugeordneten Unter- «
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kreiaen 85A und. 85B mit den Datenabgabe-ilnterbrechungsein— . richtungen 98 und 84' der Rechner 51 bzw. 52 in Verbindung. Auf diese ¥eise vermag der Überwaohungsrechner 86 jedem Direkt-Digitalregelrechner 51, 52 Informationen zu übertragen bzw. von diesen Rechnern Informationen zu empfangen und gleichzeitig Überwachungsfunktionen zu erfüllen. Außerdem beeinflußt der Überwachungsrechner 86 einen. Datenspeicher 95 und. eine Modem-lwiaohenflache 96, welche über eine Datenunterbreohung-Multiplexeinrlohtung 97 an. den Überwachungsrechner 86 angeschlossen sind.
Die Ausführungsform gemäß Eig. 4 kann in jeder anderen Hinsicht auf die gleiche Weise wie die Anlage gemäß Fig. 3 arbeiten?, oder es können wahlweise Vorkehrungen getroffen sein, um zusätzliche Programminformationen an einen weiterarbeitenden Direkt—Digitalregelreohner zu übertragen und ihn in die Lage zu versetzen, einen vorbestimmten größeren Verfah— rensabschnitt zu regeln. Genauer gesagt, kann die Anzahl der für ständige Beeinflussung ausgewählten kritischen Stellglieder, unter den Bedingungen eines JJJotprogramms größer sein als die. Kapazität eines der Rechner unter normalen Betriebsbedingungen, so daß einige der Direkt-Digitalregelfunktionen, wie dier Alarm—Druckkreis, oder andere funktionen, die unter lotbetriebbedingungen für nicht erforderlich gehalten werden, in Jortfall kommen. Auf diese Weise vermag ein einzi-
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ger Blrekt-Digitalregelrechner über das im Zusammenhang mit der Ausführungsform gemäß ]?ig. 3 beschriebene (Eorsehaltungs— system eine beträchtliche Anzahl von Stellgliedern zu regeln.
Als weitere Abwandlung der Ausfuhrungsform gemäß Ei der Überwachungsrechner 86 eine TTmechalteinrichtungsanord— nung ähnlich wie bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 und 2 aufweisen, so daß der Überwachungsrechner 86 gegebenenfalls die ■ !Funktion.'. des: ausgefallenen Direkt-Digitalregel-■ rechners .51 bzw. 52 zu übernehmen vermag. Bei dieser Abwandlung wird eine doppelte UnterStützung dadurch erreicht, daß das Verfahren mit Ausnahme von möglicherweise verminderten tjfcerwachungsfunktionen im wesentlichen auf dieselbe Ifei— se wie- unter normalen Betriebsbedingungen vor sich gehen kann, solange zwei der drei Rechner der Anlage weiterarbeiten.
Obgleich vorstehend z.Z.t. bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben sind, sind selbstverständlich zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne daß der Rahmen und der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden, aus diesem G-rund soll der erweiterte SehutZ'-umfang alle innerhalb des Rahmens der Erfindung liegenden Änderungen und Abwandlungen mit einschließen. Das Grundprin-· zip der Erfindung läßt sich auf für den Fachmann leicht ersichtliche Weise sinngemäß auf mehr als zwei Direkt-Digitalregelrechner aufweisende Anlagen mit oder ohne tjberwa— öhungsrechner anwenden.
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Claims (1)

  1. Pat e η t a η s ρ r ü c h e
    M * /Rechne rani age zur ausfallsicheren Regelung von industriellen Verfahrensabläufen mit zwei Rechnern, die über zwei zugeordnete Daten—Übertragungseinrichtungen
    Gruppe· /
    jeweils auf eine'von Regel- oder Überwachungskreisen einwirken, wobei mindestens eine.Gruppe von parallel zueinander an die eine Daten—Übertragungseinrichtung angeschlossenen Kreisen zur Direkt-Digitalregelung eines. Verfahrensablaufs dient, dadurch gekennzeichnet, daß .die Daten-Übertragungseinrichtung, an welche die zur Direkt—Digitalregelung dienende Gruppe (8 - 15) von Regelkreisen angeschlossen ist, über eine ümBchalteinrichtung (6) wahlweise mit dem einen oder dem anderen, der Rechner (1 oder 2) verbindbar ist und daß diese Sruppe von Regelkreisen einen Anlagen-Prüfkreis (16) aufweist, der bei Störung oder Ausfall des diese Gruppe beeinflussenden Rechners (1 oder 2) ein die Umschalte inrichtung auf den anderen Rechner (2 oder 1) umschaltendes Signal sowie ein Signal abgibt, welches den anderen Rechner von der Umschaltung der Umschalteinrichtung unterrichtet.
    -25-0 9-8 3 2/ U3Ö Baö
    2„ Rechneranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Daten—tjbertragungseinrichtungeia!. (3J 20) über eine zugeordnete Ümschalteinriohtung (31J 32) wahlweise mit dem einen oder dem anderen Rechner (1 oder 2) verbindbar ist und daß beide Gruppen. (8. ~ 15> 37 — 41) von.. Regelkreisen je einen AnJ.agenr-Prüfkreia (431 44) aufweisen, der bei Störung oder Ausfall des die betreffende Gruppe beeinflussenden Rechners (1J 2) ein die zugehörige Fmaeliälteinrichtung f31 f 32} auf den anderen Rechner (2j 1} umschaltendes Signal sowie ein Signal abgibt, welches den anderen. Rechner von der Umschaltung der Umschalteinrichtung unterrichtet
    3. Rechneranlage zur ausfallsicheren Regelung von industriellen Verfahrensabläufen mit zwei Rechnern, die über zwei zugeordnete Daten—Übertragungseinrichtungem jeweils auf eine Gruppe von Regelkreisen einwirken, mit deren Hilfe unter anderem· sowohl kritische Stellglieder, welche unter allen Umständen einer dauernden Regelung "unterliegen müssen, und nicht kritische Stellglieder beeinflußt werden, die gegebenenfalls auch ohne Regelung durch die Anlage auskommen, dadurch gekennzeichnet, daß die kritischen Stellglieder über eine UmBehalteinrichtung (77, 78) wahlweise an einen Regelkreis (63) der einen Gruppe (59-66) oder einen Regelkreis (67) der anderen Gruppe (67 - 74) anschließbar sind und daß
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    beide ©ruppeni (59 — 66f 67 - 74) von Regelkreisen je einen ■',Anlagen—Prüf kr eis (75 } 76)· aufweisen, der bei Störung oder Ausfall des auf die "betreffende Gruppe einwirkenden Rechners (51f 52) ein Signal■an die Wn-SiOhal te inr ichtung abgibt, welches diese so einstellt,. i*B die kritischen. Stellglieder an einen· Regelkreis (67$ 63) der anderen. Gruppe angeschlossen werden.
    4v Heohneranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ilmsohalteinriohtung zwei iEorsohaltungen (77} 78) aufweist, von denen jede die Hegelsignale eines Regelkreises (63| 67) der zugeordneten Gruppe (59 - 66} 67 - 74) an die kritischen Stellglieder durchläßt, nachdem sie duroh ein vom Anlagen—Prüfkreis (76} 75) der anderen Gruppe (67 — 74t 59 - 66) erzeugtes Signal auf Durchgang gesohaltet worden sind,
    5· Rechneranlage naoh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagen—Prüfkreise (75% 76) zusammen mit dem genannten Signal jeweils ein zweites Signal abgeben, welohes den,auf die andere Gruppe (67 — 74} 59 — 66) von Regelkreisen einwirkenden Rechner (52} 51) von der Umstellung der Torsohaltung (78| 77) unterrichtet.
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    Leerseite
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