WO1999018498A1 - Responsives system zur digitalen signalverarbeitung sowie verfahren zum betrieb eines responsiven systems - Google Patents

Responsives system zur digitalen signalverarbeitung sowie verfahren zum betrieb eines responsiven systems Download PDF

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WO1999018498A1 PCT/EP1998/006003 EP9806003W WO9918498A1 WO 1999018498 A1 WO1999018498 A1 WO 1999018498A1 EP 9806003 W EP9806003 W EP 9806003W WO 9918498 A1 WO9918498 A1 WO 9918498A1
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Karl Waedt
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a responsive system for signal processing with a plurality of data processing units which are connected to one another via a data transmission unit and on which computer programs are implemented.
  • the invention further relates to a method for operating a responsive system.
  • Responsive i.e. fault-tolerant and real-time capable systems for signal processing are used in a wide range of industrial automation processes.
  • a responsive system is known from DE-PS 44 46 286.
  • the responsive system comprises a plurality of data processing units that communicate with one another via data transmission units. An associated update status is stored for the computer programs implemented on the data processing units.
  • errors in program-specific components ten, especially errors in a computer program, of particular importance.
  • errors so-called software errors
  • the errors can be divided into three groups: At 55%, so-called specification errors occur most frequently. With a share of around 25%, maintenance errors are about the same importance as implementation errors, which are around 20%.
  • a specification error is present, for example, when a signal that is processed in the respective computer programs of different data processing units is deleted or newly added when a specification or the basis of the responsive system is revised or changed, with the deletion or addition of this signal not on all data processing units done simultaneously.
  • a signal that is added or deleted during a revision leads to changes in the computer programs of the data processing units concerned as well as to changes in the structure or structure of telegrams to be transmitted between different data processing units that transmit the new signal. Due to the fact that all relevant data processing units are not updated at the same time, incompatibilities may arise between them. This can lead to a time overflow when processing the computer programs that have not yet been changed. Such a time overflow causes a failure of this data processing unit.
  • the object of the invention is to provide a responsive system for signal processing, in particular for digital signal processing, which is particularly fail-safe even with frequent revisions and thus enables consistent operation of a computer program integrated in the responsive system.
  • Another task is a procedure to specify the consistent operation of a responsive signal processing system.
  • the first-mentioned object is achieved by a responsive system for signal processing which is equipped with a plurality of data processing units which communicate with one another via a data transmission unit, at least one computer program which is dependent on the respective update status being implemented on the data processing units, the data processing units being designed in such a way that that each data processing unit assigns to each signal it generates a revision code characterizing its update status, a data processing unit receiving the signal e carrying out a comparison as to whether the revision code characterizing the signal matches a revision code stored for this signal, and the Data processing unit receiving the signal, if these revision key figures are identical, carry out regular processing of the signal leads, fails otherwise.
  • the invention is based on the consideration that a shutdown or failure of a responsive system comprising a number of data processing units, which is used, for example, in the safety control technology of a pressurized water reactor, should also be reliably avoided when changing a single computer program.
  • a revision of the relevant data processing units can occur when the computer programs are revised (a so-called change in the specification). This usually leads to incompatibility between these data processing units.
  • the responsive system should therefore also be insensitive to changes in only one data processing unit. In other words: Changes to the computer program or the software, for example deleting signals or adding new signals, should initially only be possible in a data processing unit.
  • the telegrams in which the transmitted signals are contained have corresponding status information or an update status.
  • the compatibility of the receiving data processing unit with the receiving signal is determined by comparing this update status with the update status stored in the receiving data processing unit with regard to whether the signal is based on the same or a changed specification. If the specifications are the same, appropriate status information can be set, such as "Status OK". In case of inequality, the status information "Status Error" can be set accordingly.
  • Each data processing unit advantageously includes an analysis module for carrying out the comparison.
  • the responsive system expediently comprises a first database in which the respective update status of the signals and / or the computer programs is stored, and a second database in which future changes or revisions of signals to be changed and / or in each case changing computer programs are stored.
  • a service system is expediently provided for updating the computer programs and / or the signals of the data processing units and consequently also for monitoring the consistency of all data processing units.
  • the second object is achieved according to the invention by a method for the consistent operation of a responsive system for digital signal processing with a plurality of data items communicating with one another via a data transmission unit.
  • Solved ten processing units wherein at least one computer program dependent on the respective update status is implemented on the data processing units, with each communication being assigned to a signal generated by a data processing unit a revision code characterizing its update status, a comparison being carried out in a receiving data processing unit as to whether the Signal characterizing revision code corresponds to a revision code stored for this signal, and if these revision codes are identical, the signal is processed regularly, otherwise it is omitted.
  • the signal is expediently exchanged in a data telegram between two data processing units.
  • the stored revision code is advantageously stored in an analysis module of the receiving data processing unit and / or in a database.
  • the comparison of the specifications is carried out by means of this revision code stored in the analysis module and / or in the database.
  • the data telegram preferably comprises an information part and a signal part.
  • the information part of the data telegram includes information, in particular identification numbers of the receiving or sending data processing units, as well as information as to whether the sending data processing unit is under test or in normal operation.
  • the signal part comprises the signals to be processed in the receiving data processing unit with the revision key figures characterizing them in each case.
  • the revision code characterizing the signal and stored for the signal is expediently increased by the value one in the event of a revision or change in the specification relating to this signal.
  • a signal is deleted or removed, the revision code stored for this signal and the signal characterizing the signal is advantageously provided with a negative sign.
  • the advantages achieved by the invention consist in particular in that, by comparing the revision code characterizing a received signal with the revision code stored for this signal, only those signals that are based on one and the same specification are processed in the receiving data processing unit.
  • the presence or absence of the compatibility of the signals received by another data processing unit with the signals to be processed in the receiving data processing unit can thus be determined.
  • failures of the data processing units due to specification errors or maintenance errors are largely avoided.
  • a responsive system constructed in this way, in which the method for consistent operation, in particular for consistent maintenance, is used, is particularly economical and effective with regard to its availability and its use as an automation system in a nuclear power plant.
  • FIG. 1 An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing.
  • the figure schematically shows a responsive system for digital signal processing.
  • the responsive system 1 shown schematically in the figure comprises a large number of data processing units 2A to 2Z, which are connected to one another via a data transmission unit 4.
  • the data transmission unit 4 is a standardized transmission line, for example an Ethernet coaxial cable, and has standardized transmission elements, not shown, such as amplifiers, repeaters or bridges.
  • the data processing units 2A to 2Z are connected to a computer network by means of the data transmission unit 4.
  • the responsive system 1 is particularly suitable for the tion and monitoring of a technical system, in particular a nuclear power plant.
  • Each data processing unit 2A to 2Z is suitable for processing two types of telegrams.
  • One type is a receive telegram 6, which is received in a data processing unit 2A by another data processing unit 2B.
  • the other type is a send telegram 8, which is transmitted or sent from one data processing unit 2A to another data processing unit 2B.
  • Each receive telegram 6 and each transmit telegram 8 each comprises a telegram header 6A or 8A and a signal part 6B or 8B.
  • signals S When the nuclear power plant is in operation, large amounts of data in the form of control commands and status messages and fault messages, hereinafter referred to as signals S, are transmitted between the data processing units 2A to 2Z via the data transmission unit 4.
  • the signals S are summarized in telegrams.
  • each data processing unit 2A to 2Z is connected to a service system 10.
  • the service system 10 monitors the telegram traffic between the data processing units 2.
  • At least one computer program SW is implemented on each data processing unit 2A to 2Z
  • Number of function blocks FB is built. Any change in the specification of the responsive system 1, for example new signals S or signals S to be deleted, is transmitted by the service system 10 to the data processing units 2A to 2Z concerned. In the event of such a change in the specification, the function blocks FB on the relevant data processing units 2A to 2Z are changed and thus adapted. On the other hand, the structure or structure of the receive telegrams ⁇ concerned and the transmit telegrams 8 concerned is changed with respect to the new signals S or the signals S to be deleted and thus adapted.
  • the responsive system 1 comprises a first database 12 and a second database 14, which are each connected to the service system 10.
  • the first database 12 contains the current specification or the respective update status of the computer programs SW with the associated function blocks FB of all data processing units 2A to 2Z as well as the structure of the receive telegrams 6 and the send telegrams 8 of all data processing units 2A to 2Z.
  • a revision code R is stored in the first database 12 for each computer program SW and for each signal S of each receive telegram 6 and each transmit telegram 8 as the update status.
  • New signals S or computer programs SW are added to the end of the telegram or the second database 14, these signals S receiving a positive revision code R.
  • a deleted signal S is only deleted in all receive telegrams 6 and send telegrams 8 when the computer program SW has been updated in all data processing units 2A to 2Z. This ensures that the changes in the computer programs SW of all affected data processing units 2A to 2Z have actually been carried out.
  • each data processing unit 2A to 2Z further comprises an analysis module 16.
  • the analysis module 16 checks in operation each signal S contained in the received message 6 from another data processing unit 2A to 2Z with regard to its correctness on the basis of the revision code R stored in the receiving data processing unit 2A to 2Z and the assigned current revision code R. This test in operation is explained in more detail below:
  • the corresponding specification of the associated data processing unit 2A to 2Z i.e. the earlier or the revision key figures R of the respective computer programs SW and the signals S on which a current change is based.
  • the data processing unit 2B which transmits a transmission telegram 8 to another data processing unit 2A, assigns to each generated signal S to be transmitted the revision code R characterizing its update status.
  • This transmission telegram 8 is received by the other data processing unit 2A as a reception telegram 6.
  • the revision code R characterizing the signal S is then compared with the revision code R stored for this signal S by means of the analysis module 16 with respect to equality.
  • the analysis module 16 is updated with respect to a new specification by the change in specification transmitted to the associated data processing unit 2A to 2Z by means of the service system 10.
  • the earlier revision codes R of the signals S and / or the computer programs SW stored in the analysis module 16 are replaced by the current revision codes R.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that consistent and transparent operation is ensured even after specification changes in the individual data processing units 2 by comparing the revision key figures R.
  • the responsive system 1 for digital signal processing is therefore particularly suitable for incremental maintenance.

Abstract

Um ein responsives System auch bei häufiger Revision besonders ausfallsicher zu machen, sind erfindungsgemäß auf miteinander über eine Datenübertragungseinheit (4) kommunizierenden Datenverarbeitungseinheiten (2A bis 2Z) vom jeweiligen Aktualisierungsstatus abhängige Rechnerprogramme (SW) implementiert. Jede Datenverarbeitungseinheit (2A bis 2Z) ordnet bei jeder Kommunikation einem von ihr erzeugten Signal (S) eine dessen Aktualisierungsstatus charakterisierende Revisionskennzahl (R) zu. Eine das Signal (S) empfangende Datenverarbeitungseinheit (2A bis 2Z) führt einen Vergleich durch, ob die das Signal (S) charakterisierende Revisionskennzahl (R) mit einer für dieses Signal (S) hinterlegten Revisionskennzahl (R) übereinstimmt, und bei Übereinstimmung dieser Revisionskennzahlen (R) wird das Signal (S) verarbeitet.

Description

Beschreibung
Responsives System zur digitalen Signalverarbeitung sowie Verfahren zum Betrieb eines responsiven Systems
Die Erfindung betrifft ein responsives System zur Signalverarbeitung mit einer Mehrzahl von Datenverarbeitungseinheiten, die über eine Datenübertragungseinheit miteinander verbunden und auf denen Rechnerprogramme implementiert sind. Die Erfin- düng betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines responsiven Systems.
Responsive, d.h. fehlertolerante und echtzeitfähige Systeme zur Signalverarbeitung finden vielseitige Anwendung im Rahmen von industriellen Automatisierungsprozessen. Ein solches responsives System ist aus der DE-PS 44 46 286 bekannt. Das responsive System umfaßt eine Mehrzahl von Datenverarbeitungseinheiten, die miteinander über Datenübertragungseinheiten kommunizieren. Für die auf den Datenverarbeitungseinhei- ten implementierten Rechnerprogramme ist jeweils ein zugehöriger Aktualisierungsstatus hinterlegt.
Von besonderer Bedeutung ist ein responsives System in einem Automatisierungsprozeß, bei welchem die Einhaltung vorgegebe- ner Zeitschranken oder die Erbringung von Ausgangssignalen innerhalb vorgegebener Zeitintervalle erforderlich ist. Solche Forderungen treten häufig in Fertigungsprozessen, Rege- lungs- und Steuerungsprozessen sowie Überwachungsprozessen auf, wie beispielsweise in der Sicherheitsleittechnik einer Kernkraftanlage. Die Einhaltung von Zeitschranken oder Zeitintervallen hängt entscheidend ab von der Funktionstüchtigkeit der einzelnen gerätespezifischen- und programmspezifischen Komponenten.
In einem komplexen System, bei dem eine Mehrzahl von Datenverarbeitungseinheiten zu einem großen Datennetz miteinander verbunden ist, sind Fehler in programmspezifischen Komponen- ten, insbesondere Fehler in einem Rechnerprogramm, von besonderer Bedeutung. Diese Fehler, sogenannte Softwarefehler, können bis zu 60% der Fehler des gesamten Systems ausmachen. Dabei lassen sich die Fehler in drei Gruppen einteilen: Mit 55% treten sogenannte Spezifikationsfehler am häufigsten auf. Mit einem Anteil von etwa 25% sind Wartungsfehler von etwa der gleichen Bedeutung wie Implementierungsfehler, die bei etwa 20% liegen.
Ein Spezifikationsfehler liegt beispielsweise dann vor, wenn ein Signal, das in den jeweiligen Rechnerprogrammen verschiedener Datenverarbeitungseinheiten verarbeitet wird, bei einer Revision oder Änderung einer dem responsiven System zugrundeliegenden Spezifikation gelöscht wird oder neu hinzukommt, wobei die Löschung oder die Hinzufügung dieses Signals nicht auf allen Datenverarbeitungseinheiten gleichzeitig erfolgt. Mit anderen Worten: Ein während einer Revision neu hinzukommendes oder entfallendes Signal führt zu Änderungen sowohl der Rechnerprogramme der jeweils betroffenen Datenverarbei- tungseinheiten als auch zu Änderungen der Struktur oder des Aufbaus von zwischen verschiedenen Datenverarbeitungseinheiten zu übertragenden Telegrammen, die das neue Signal übertragen. Dabei kann es, bedingt durch die nicht gleichzeitige Aktualisierung aller relevanten Datenverarbeitungseinheiten, zu Inkompatibilitäten zwischen diesen kommen. Dies kann dazu führen, daß es zu einem Zeitüberlauf bei der Abarbeitung der noch nicht geänderten Rechnerprogramme kommt. Ein derartiger Zeitüberlauf bewirkt einen Ausfall dieser Datenverarbeitungseinheit.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein responsives System zur Signalverarbeitung, insbesondere zur digitalen Signalverarbeitung, anzugeben, das auch bei häufiger Revision besonders ausfallsicher ist und somit einen konsistenten Betrieb eines in dem responsiven System integrierten Rechnerprogrammes ermöglicht. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum konsistenten Betrieb eines responsiven Systems zur Signalverarbeitung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die erstgenannte Aufgabe durch ein re- sponsives System zur Signalverarbeitung gelöst, das ausgestattet ist mit einer Mehrzahl von miteinander über eine Datenübertragungseinheit kommunizierenden Datenverarbeitungseinheiten, wobei auf den Datenverarbeitungseinheiten mindestens ein vom jeweiligen Aktualisierungsstatus abhängiges Rechnerprogramm implementiert ist, wobei die Datenverarbeitungseinheiten derart ausgebildet sind, daß jede Datenverarbeitungseinheit bei jeder Kommunikation einem von ihr erzeugten Signal eine dessen Aktualisierungsstatus charakterisierende Revisionskennzahl zuordnet, wobei eine das Signal e p- fangende Datenverarbeitungseinheit einen Vergleich durchführt, ob die das Signal charakterisierende Revisionskennzahl mit einer für dieses Signal hinterlegten Revisionskennzahl übereinstimmt, und wobei die das Signal empfangende Datenverarbeitungseinheit bei Gleichheit dieser Revisionskennzahlen eine reguläre Verarbeitung des Signals durchführt, anderenfalls unterläßt.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß eine Abschaltung oder ein Ausfall eines eine Anzahl von Datenverar- beitungseinheiten umfassenden responsiven Systems, welches z.B. in der Sicherheitsleittechnik eines Druckwasserreaktors eingesetzt ist, auch bei einer Änderung eines einzelnen Rech- nerprogrammes sicher vermieden sein sollte. Insbesondere bei einem Sicherheitsleittechniksystem, bei dem die Datenverar- beitungseinheiten redundant ausgeführt sein können, kann es bei einer Revision der Rechnerprogramme (einer sogenannten Änderung der Spezifikation) zu einer zeitlich versetzten Aktualisierung der relevanten Datenverarbeitungseinheiten kommen. Dies führt gewöhnlich zu Inkompatibilität zwischen die- sen Datenverarbeitungseinheiten. Das responsive System sollte daher auch gegen Änderungen nur einer Datenverarbeitungseinheit unempfindlich sein. Mit anderen Worten: Änderungen des Rechnerprogramms oder der Software, z.B. das Löschen von Signalen oder das Hinzufügen von neuen Signalen, sollten zunächst nur in einer Datenverar- beitungseinheit möglich sein. Dazu weisen die Telegramme, in denen die übermittelten Signale enthalten sind, eine entsprechende Statusinformation oder einen Aktualisierungsstatus auf. Durch einen Vergleich dieses Aktualisierungsstatus mit dem in der empfangenden Datenverarbeitungseinheit hinterleg- ten Aktualisierungsstatus in bezug darauf, ob das Signal auf derselben oder einer geänderten Spezifikation beruht, wird die Kompatibilität der empfangenden Datenverarbeitungseinheit mit dem empfangenden Signal festgestellt. Bei Gleichheit der Spezifikationen kann eine entsprechende Statusinformation eingestellt werden, wie z.B. "Status OK". Bei Ungleichheit kann entsprechend die Statusinformation "Status Error" eingestellt werden.
Vorteilhafterweise umfaßt jede Datenverarbeitungseinheit ein Analysemodul zur Durchführung des Vergleichs. Um den Vergleich durchzuführen, umfaßt das responsive System zweckmäßigerweise eine erste Datenbank, in der der jeweilige Aktualisierungsstatus der Signale und/oder der Rechnerprogramme hinterlegt ist, und eine zweite Datenbank, in welcher zukünftige Änderungen oder Revisionen von jeweils zu ändernden Signalen und/oder jeweils zu ändernden Rechnerprogrammen hinterlegt sind.
Zur Aktualisierung der Rechnerprogramme und/oder der Signale der Datenverarbeitungseinheiten und demzufolge auch zur Überwachung der Konsistenz aller Datenverarbeitungseinheiten ist zweckmäßigerweise ein Servicesystem vorgesehen.
Die zweitgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Ver- fahren zum konsistenten Betrieb eines responsiven Systems- zur digitalen Signalverarbeitung mit einer Mehrzahl von miteinander über eine Datenübertragungseinheit kommunizierenden Da- tenverarbeitungseinheiten gelöst, wobei auf den Datenverarbeitungseinheiten mindestens ein vom jeweiligen Aktualisierungsstatus abhängiges Rechnerprogramm implementiert ist, wobei bei jeder Kommunikation einem von einer Datenverarbei- tungseinheit erzeugten Signal eine seinen Aktualisierungsstatus charakterisierende Revisionskennzahl zugeordnet wird, wobei in einer empfangenden Datenverarbeitungseinheit ein Vergleich durchgeführt wird, ob die das Signal charakterisierende Revisionskennzahl mit einer für dieses Signal hinterlegten Revisionskennzahl übereinstimmt, und wobei bei Gleichheit dieser Revisionskennzahlen eine reguläre Verarbeitung des Signals erfolgt, anderenfalls unterbleibt.
Zweckmäßigerweise wird das Signal in einem Datentelegramm zwischen zwei Datenverarbeitungseinheiten ausgetauscht. Vorteilhafterweise ist die hinterlegte Revisionskennzahl in einem Analysemodul der empfangenden Datenverarbeitungseinheit und/oder in einer Datenbank gespeichert. Mittels dieser in dem Analysemodul und/oder in der Datenbank gespeicherten Re- Visionskennzahl wird der Vergleich der Spezifikationen durchgeführt.
Vorzugsweise umfaßt das Datentelegramm einen Informationsteil und einen Signalteil. Beispielsweise umfaßt der Informa- tionsteil des Datentelegramms Informationen, insbesondere Identifikationsnummern der empfangenden bzw. der sendenden Datenverarbeitungseinheiten, sowie Informationen darüber, ob die sendende Datenverarbeitungseinheit sich im Test oder im Normalbetrieb befindet. Der Signalteil umfaßt die in der emp- fangenden Datenverarbeitungseinheit zu verarbeitenden Signale mit den jeweils diese charakterisierenden Revisionskennzahlen.
Zweckmäßigerweise wird die das Signal charakterisierende und die für das Signal hinterlegte Revisionskennzahl bei einer dieses Signal betreffenden Revision oder Änderung der Spezifikation um den Wert Eins erhöht. Wird ein Signal gelöscht oder entfernt, wird die für dieses Signal hinterlegte und die das Signal charakterisierende Revisionskennzahl vorteilhafterweise mit einem negativen Vorzeichen versehen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den Vergleich der ein empfangenes Signal charakterisierenden Revisionskennzahl mit der für dieses Signal hinterlegten Revisionskennzahl nur solche Signale in der empfangenden Datenverarbeitungseinheit verarbeitet werden, die auf ein und derselben Spezifikation beruhen. Somit ist das Vorliegen oder Nichtvorliegen der die Kompatibilität der von einer anderen Datenverarbeitungseinheit empfangenden Signale mit den in der empfangenden Datenverarbeitungseinheit zu verarbeitenden Signalen feststellbar. Demzufolge sind Aus- fälle der Datenverarbeitungseinheiten bedingt durch Spezifikationsfehler oder Wartungsfehler weitgehend vermieden. Somit ist ein derartig aufgebautes responsives System, in welchem das Verfahren zum konsistenten Betrieb, insbesondere zur konsistenten Wartung, eingesetzt wird, hinsichtlich seiner Ver- fügbarkeit sowie seines Einsatzes als Automatisierungssystem in einer Kernkraftanlage besonders wirtschaftlich und effektiv.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur schematisch ein responsives System zur digitalen Signalverarbeitung.
Das in der Figur schematisch dargestellte responsive System 1 umfaßt eine große Anzahl von Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z, die über eine Datenübertragungseinheit 4 miteinander verbunden sind. Die Datenübertragungseinheit 4 ist eine standardisierte Übertragungsleitung, z.B. ein Ethernet- Koaxialkabel, und weist standardisierte, nicht dargestellte Ubertragungselemente, wie Verstärker, Repeater oder Bridges, auf. Die Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z sind mittels der Datenübertragungseinheit 4 zu einem Rechnernetz verbunden. Das responsive System 1 ist insbesondere für die Steue- rung und Überwachung einer technischen Anlage, insbesondere einer Kernkraftanlage, geeignet.
Jede Datenverarbeitungseinheit 2A bis 2Z ist zur Verarbeitung von zwei Arten von Telegrammen geeignet. Die eine Art ist ein Empfangstelegramm 6, das in einer Datenverarbeitungseinheit 2A von einer anderen Datenverarbeitungseinheit 2B empfangen wird. Die andere Art ist ein Sendetelegramm 8, das von einer Datenverarbeitungseinheit 2A zu einer anderen Datenverarbei- tungseinheit 2B übertragen oder gesendet wird. Dabei umfaßt jedes Empfangstelegramm 6 und jedes Sendetelegramm 8 jeweils einen Telegrammkopf 6A bzw. 8A und einen Signalteil 6B bzw. 8B.
Beim Betrieb der Kernkraftanlage werden über die Datenübertragungseinheit 4 große Datenmengen in Form von Steuerbefehlen und Zustandsmeldungen sowie Störmeldungen, im weiteren als Signale S bezeichnet, zwischen den Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z übertragen. Dabei werden die Signale S in Telegrammen zusammengefaßt. Bei unterschiedlichem Aktualisierungsstatus einiger Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z könnte es gemäß dem Stand der Technik zu Inkompatibilitäten von empfangenen Signalen S einer anderen Datenverarbeitungseinheit 2A mit den zu verarbeitenden Signalen S der empfan- genden Datenverarbeitungseinheit 2B kommen. Dies würde zu Instabilitäten in der Bearbeitung der Rechnerprogramme der empfangenden Datenverarbeitungseinheit 2A, 2B führen. Diese Instabilitäten werden durch im folgenden beschriebenen Maßnahmen sicher vermieden.
Darüber hinaus ist jede Datenverarbeitungseinheit 2A bis 2Z mit einem Servicesystem 10 verbunden. Das Servicesystem 10 überwacht den Telegrammverkehr zwischen den Datenverarbeitungseinheiten 2.
Auf jeder Datenverarbeitungseinheit 2A bis 2Z ist mindestens ein Rechnerprogramm SW implementiert, das modular aus einer Anzahl von Funktionsbausteinen FB aufgebaut ist. Jede Änderung in der Spezifikation des responsiven Systems 1, z.B. neu hinzukommende Signale S oder zu löschende Signale S, wird mittels des Servicesystems 10 an die betroffenen Datenverar- beitungseinheiten 2A bis 2Z übertragen. Bei einer derartigen Änderung der Spezifikation werden zum einen die Funktionsbausteine FB auf den betreffenden Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z geändert und somit angepaßt. Zum anderen wird die Struktur oder der Aufbau der betroffenen Empfangstelegramme β sowie der betroffenen Sendetelegramme 8 hinsichtlich der neuen Signale S oder der zu löschenden Signale S geändert und somit angepaßt.
Das responsive System 1 umfaßt eine erste Datenbank 12 und eine zweite Datenbank 14, die jeweils mit dem Servicesystem 10 verbunden sind. In der ersten Datenbank 12 ist die aktuelle Spezifikation oder der jeweilige Aktualisierungsstatus der Rechnerprogramme SW mit den jeweils dazugehörigen Funktionsbausteinen FB aller Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z so- wie der Aufbau der Empfangstelegramme 6 und der Sendetelegramme 8 aller Datenverarbeitungseinheiten 2Abis 2Z enthalten. Darüber hinaus ist in der ersten Datenbank 12 zu jedem Rechnerprogramm SW sowie zu jedem Signal S eines jeden Empfangstelegrammes 6 und eines jeden Sendetelegrammes 8 als Aktualisierungsstatus jeweils eine Revisionskennzahl R hinterlegt.
Die zweite Datenbank 14 ist hinsichtlich ihrer Struktur identisch mit der ersten Datenbank 12. In der zweiten Datenbank 14 sind ebenfalls alle Rechnerprogramme SW sowie alle Signale S mit der jeweils dazugehörigen aktuellen Revisionskennzahl R hinterlegt. Änderungen der Spezifikation oder Revisionen von nun jeweils zu ändernden Rechnerprogrammen SW und/oder zu ändernden Signalen S werden in die zweite Datenbank 14 eingege- ben oder aufgenommen. Als frühere oder aktuelle Revisionskennzahl R wird sowohl in der ersten Datenbank 12 als auch in der zweiten Datenbank 14 jeweils eine ganze Zahl gespeichert. Beispielsweise erhalten sämtliche Signale S, die während einer ersten Änderung der Spezifikation, einer sogenannten ersten Revision, geändert werden, die Revisionskennzahl R = +1. Die bei der nächsten Spezifikationsänderung geänderten Signale S erhalten die Revisionskennzahl R = +2, d.h. eine um den Wert 1 höhere Revisionskennzahl R. Die in der zweiten Änderung gelöschten Si- gnale S erhalten die Revisionskennzahl R =-2, wobei das negative Vorzeichen die Löschung des Signals S kennzeichnet. Neu hinzukommende Signale S oder Rechnerprogramme SW werden am Ende des Telegramms bzw. der zweiten Datenbank 14 angehängt, wobei diese Signale S eine positive Revisionskennzahl R er- halten. Bei jeder weiteren Spezifikationsänderung oder Revision wird analog verfahren. D.h. bei einer vierten Spezifikationsänderung wird als Revisionskennzahl R den geänderten Signalen S die Zahl R = +4 oder R = -4 gegeben.
Die Spezifikationsänderungen werden nach ihrer Eintragung in der zweiten Datenbank 14 mittels des Servicesystems 10 an die betroffenen Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z übertragen. Ein gelöschtes Signal S wird erst dann in allen Empfangstelegrammen 6 sowie Sendetelegrammen 8 gelöscht, wenn das Rech- nerprogramm SW in allen Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z aktualisiert worden ist. Dadurch wird gewährleistet, daß die Änderungen in den Rechnerprogrammen SW aller betroffenen Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z auch tatsächlich durchgeführt worden sind.
Nach der Aktualisierung aller betroffenen Datenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z, aller betroffenen Empfangstelegramme 6 sowie aller betroffenen Sendetelegramme 8 entsprechend der durchgeführten Revision wird die aktualisierte Spezifikation mit Hilfe des Servicesyste s 10 in die erste Datenbank 12 übernommen. Nachfolgende Spezifikationsänderungen oder Revisionen werden wiederum zuerst in der zweiten Datenbank 14 hinterlegt. Mit anderen Worten: Ist der Inhalt der ersten Datenbank 12 mit dem Inhalt der zweiten Datenbank 14 identisch, sind alle Da- tenverarbeitungseinheiten 2A bis 2Z an dieselbe Spezifikation angepaßt.
Um einen Ausfall einer Datenverarbeitungseinheit 2A bis 2Z, die beispielsweise noch nicht aktualisiert worden ist, zu vermeiden, umfaßt jede Datenverarbeitungseinheit 2A bis 2Z weiterhin ein Analysemodul 16. Das Analysemodul 16 überprüft im Betrieb jedes in dem Empfangstelegramm 6 enthaltene Signal S einer anderen Datenverarbeitungseinheit 2A bis 2Z hinsichtlich dessen Richtigkeit anhand der in der empfangenden Daten- Verarbeitungseinheit 2A bis 2Z hinterlegten Revisionskennzahl R und der zugeordneten aktuellen Revisionskennzahl R. Diese Prüfung im Betrieb wird im folgenden näher erläutert:
Für die Prüfung ist in dem jeweiligen Analysemodul 16 die entsprechende Spezifikation der zugehörigen Datenverarbeitungseinheit 2A bis 2Z, d.h. die früheren oder die einer aktuellen Änderung zugrundeliegenden Revisionskennzahlen R der jeweiligen Rechnerprogramme SW und der Signale S, hinterlegt. Die Datenverarbeitungseinheit 2B, die ein Sendetelegramm 8 an eine andere Datenverarbeitungseinheit 2A überträgt, ordnet jedem erzeugten und zu übertragenden Signal S jeweils die dessen Aktualisierungsstatus charakterisierende Revisionskennzahl R zu.
Dieses Sendetelegramm 8 wird von der anderen Datenverarbeitungseinheit 2A als Empfangstelegramm 6 empfangen. In der empfangenden Datenverarbeitungseinheit 2A wird dann die das Signal S charakterisierende Revisionskennzahl R mit der für dieses Signal S hinterlegten Revisionskennzahl R mittels des Analysemoduls 16 in Bezug auf Gleichheit verglichen. Bei -
Gleichheit der empfangenden Revisionskennzahl R mit der hinterlegten Revisionskennzahl R' , d.h. bei Gleichheit der Spe- zifikationen der beiden kommunizierenden Datenverarbeitungseinheiten 2A, 2B, erhält das Signal S eine Statusinformation "Status = ok" und wird der Signalverarbeitung gemäß dem Rechnerprogramm SW zugeführt. Bei Ungleichheit erhält das Signal S die Statusinformation "Status = Error" und wird nicht verarbeitet.
Die Aktualisierung des Analysemoduls 16 bezüglich einer neuen Spezifikation erfolgt durch die an die zugehörige Datenverar- beitungseinheit 2A bis 2Z mittels des Servicesystems 10 übertragene Spezifikationsänderung. Dabei werden die in dem Analysemodul 16 hinterlegten früheren Revisionskennzahlen R der Signale S und/oder der Rechnerprogramme SW durch die aktuellen Revisionskennzahlen R ersetzt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß auch nach Spezifikationsänderungen in den einzelnen Datenverarbeitungseinheiten 2 mittels des Vergleichs der Revisionskennzahlen R ein konsistenter und transparenter Betrieb gewährleistet ist. Das responsive System 1 zur digitalen Signalverarbeitung ist somit besonders zu einer inkre- mentellen Wartung geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. Responsives System (1) zur digitalen Signalverarbeitung mit einer Mehrzahl von miteinander über eine Datenübertra- gungseinheit (4) kommunizierenden Datenverarbeitungseinheiten (2A bis 2Z) , wobei auf den Datenverarbeitungseinheiten (2) mindestens ein vom jeweiligen Aktualisierungsstatus abhängiges Rechnerprogramm (SW) implementiert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Daten- Verarbeitungseinheiten (2A bis 2Z) derart ausgebildet sind, daß a) jede Datenverarbeitungseinheit (2A bis 2Z) bei jeder Kommunikation einem von ihr erzeugten Signal (S) eine dessen Aktualisierungsstatus charakterisierende Revisionskennzahl (R) zuordnet, b) eine das Signal (S) empfangende Datenverarbeitungseinheit (2A bis 2Z) einen Vergleich durchführt, ob die das empfangene Signal (S) charakterisierende Revisionskennzahl (R) mit einer für dieses Signal (S) hinterlegten Revisions- kennzahl (R) übereinstimmt, und c) die das Signal (S) empfangende Datenverarbeitungseinheit (2A bis 2Z) bei Gleichheit der empfangenen Revisionskennzahl (R) mit der hinterlegten Revisionskennzahl (R) eine reguläre Verarbeitung des Signals (S) durchführt, anderen- falls unterläßt.
2. Responsives System (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede Datenverarbeitungseinheit (1) ein Analysemodul (16) zur Durchführung des Vergleichs umfaßt.
3. Responsives System (1) nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine erste Datenbank (12), in der der jeweilige Aktualisierungsstatus der Signale (S) und/oder der Rechnerprogramme (SW) aller - Datenverarbeitungseinheiten (2A bis 2Z) hinterlegt ist, und eine zweite Datenbank (14), in welcher zukünftige Änderungen oder Revisionen von jeweils zu ändernden Signalen (S) und/oder jeweils zu ändernden Rechnerprogrammen (SW) hinterlegt sind.
4. Responsives System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Servicesystem (10) zur Aktualisierung der Rechnerprogramme (SW) und/oder der Signale (S) der Datenverarbeitungseinheiten (2A bis 2Z) vorgesehen ist.
5. Verfahren zum Betrieb eines responsiven Systems (1) zur digitalen Signalverarbeitung mit einer Mehrzahl von miteinander über eine Datenübertragungseinheit (4) kommunizierenden Datenverarbeitungseinheiten (2A bis 2Z) , wobei auf den Daten- Verarbeitungseinheiten (2A bis 2Z) mindestens ein vom jeweiligen Aktualisierungsstatus abhängiges Rechnerprogramm (SW) implementiert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß a) bei jeder Kommunikation einem von einer Datenverarbei- tungseinheit (2A bis 2Z) erzeugten Signal (S) eine seinen Aktualisierungsstatus charakterisierende Revisionskennzahl (R) zugeordnet wird, b) in einer empfangenden Datenverarbeitungseinheit (2A bis 2Z) ein Vergleich durchgeführt wird, ob die das empfangene Signal (S) charakterisierende Revisionskennzahl (R) mit einer für dieses Signal (S) hinterlegten Revisionskennzahl (R) übereinstimmt, und c) bei Gleichheit dieser Revisionskennzahlen (R) eine reguläre Verarbeitung des Signals (S) erfolgt, anderenfalls unterbleibt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die hinterlegte Revisionskennzahl (R) in einem Analysemodul (16) der empfangenden Datenverarbeitungseinheit (2A bis 2Z) und/oder in einer Datenbank (12, 14) gespeichert ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die das Signal (S) charakterisierende und die für das Signal (S) hinterlegte Revisionskennzahl (R) bei einer dieses Signal (S) betreffenden Revision um den Wert Eins erhöht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die das Signal (S) charakterisierende und die für das Signal (S) hinterlegte Revisionskennzahl (R) bei einem Entfernen dieses Signals (S) mit einem negativen Vorzeichen versehen wird.
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