G. Schüngel
FERNWIRKTECHNIK
R. Oldenbourg Verlag München Wien
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Inhaltsverzeichnis
Fernwirktechnik ein Teilgebiet der Kommunikationstechnik
IX
Geleitwort V Vorwort VII 1 Einführung 1 1.1 Entwicklungen in der Fernwirktechnik 1 1.2 Aufgaben, Einsatzbereich und Ziele der FWT 1 1.3 Struktur des Handbuchs 3 2 Fernwirk-Leitsysteme,der pnzipielle Aufbau 5 2.1 Offene Systemarchitektur 5 2.2 Kommunikationstechnik - Bussysteme 10 2.3 Netztopologie 10 2.3.1 Busstruktur 11 2.3.2 Stemstruktur 12 2.3.3 Ringstruktur 12 2.3.4 Netzwerkkabel 12 2.3.5 Netzwerkkoppler 12 2.4 Zugriffsverfahren 15 2.4.1 Token-Ring 15 2.4.2 Token - Bus 18 2.4.3 CSMA - CD 19 2.5 Übertragungsprotokolle 19 2.5.1 Funktionen des ISO/OSI Referenzmodels 24 2.5.2 MAP 3.0 24 2.5.3 TCP/IP 26 2.6 Feldbusse 26 3 Schnittstellen, Sensoren, Aktoren, Erdungen 31 3.1 Meldeeinrichtungen 31 3.1.1 Betriebsmeldungen 34 3.1.2 Warnmeldungen 34 3.1.3 Störmeldungen 34 3.1.4 Gefahrenmeldungen 34 3.2 Meßeimrichtungen 34 3.2.1 Meßeinrichtungen, Begriffe, Aufbau 35 3.2.2 Planung von Meßeinrichtungen 38 3.3 Aktoren - Stellglieder 39 3.4 Erdung.Massung 40 3.4.1 Massung 40
X Inhaltsverzeichnis
3.4.2 Schutzerde VDE 100 40 3.4.3 Funktionserdung 40 3.5 EMV-Maßnahmen 41 3.5.1 Kabelführung 41 3.5.2 Mechanische und elektrische Maßnahmen 42 4 Fernwirktechnik Begriffe, Strukturen 43 4.1 Fernwirkprinzip 44 4.2 Fernwirkbegriffe 46 4.3 Netzstrukturen 49 4.3.1 Sternstruktur 50 4.3.2 Linie-Ringstruktur 50 4.3.3 Maschenkonfiguration 51 4.3.4 Kombinierte Strukturen 51 4.4 Betriebs-Verkehrsarten 53 4.4.1 End-End-Verkehr mit spontaner Betriebsart 53 4.4.2 End-End-Verkehr mit zyklischem Aufruf 55 4.4.3 Gemeinschaftsverkehr 55 4.4.4 Zyklischer Aufrufbetrieb 56
5 Übertragungsprinzipien in der Fernwirktechnik 57 5.1 Frequenzmultiplexes Verfahren 57 5.1.1 Rahmendaten 58 5.1.2 Einzelheiten zu Datenpunkttypen 59 5.1.3 Kennzeichen der Leistungsfähigkeit 61 5.1.4 Anwendungsbereiche 62 5.1.5 Betriebsverhalten der FM-Systeme 62 5.2 Zeitmultiplexes Verfahren 63 5.2.1 Modulation für die Signalcodierung 65 5.2.2 Kennzeichen für die Leistungsfähigkeit 66 5.2.3 Betriebsverhalten der ZM-Systeme 67
6. Übertragungssicherung 71 6.1 Synchronisierverfahren 71 6.1.1 Asynchrone Übertragung 71 6.1.2 Synchrone Übertragung 73 6.2 Codesicherungsverfahren 74 6.2.1 Restfehler-Bitfehlerwahrscheinlichkeit 74 6.2.2 Hamming-Distanz 77 6.2.3 Blocksicherung - Paritätsprüfung 77 6.2.4 Zyklische Blockprüfung CRC 79 6.3 Analoge Telegrammsicherung 79 6.3.1 Mittenabtastung 81 6.3.2 Mehrheitsentscheid 81 6.3.3 Fensterüberwachung 81
Inhaltsverzeichnis XI 7 Der Übertragungskanal 83 7.1 Modem 83 7.1.1 GDN-Geräte, Gleichstrom-Datenübertragung 83 7.1.2 WT-Geräte, Wechselstromtelegrafie 84 7.1.3 Selektive Modems 86 7.1.4 Sende-Empfangspegel 87 7.1.5 Leitungs-Gabelübertrager 89 7.1.6 NF-Verstärker / Telegrammregenerierung 90 7.1.7 Sternankopplung 91 7.2 Übertragung swege 93 7.2.1 Nachrichtenkabel - Fernwirkleitung 93 7.2.2 Rechenbeispiel für Pegelplan 95 7.3 Richtfunk 97 7.4 TFH-Verbindungen 97 7.5 Übertragungsdienste der Telekom AG 97 7.5.1 Fernsprechnetz - Poststromwege 97 7.5.2 Direktrufnetz HfD 98 7.5.3 Datex-L 98 7.5.4 ISDN 98 7.5.5 Anwahltechnik AWD 99 7.6 Digitale Multiplex-Technik 101
8 Übertragungsprotokoll 103 8.1 Fernwirkprotokoll nach DIN 19241 104 8.1.1 Telegrammformate 104 8.1.2 Betriebs-Verkehrsart 106 8.1.3 Übertragungssicherung 107 8.2 Fernwirkprotokoll nach DIN 19 244, IEC 870 107 8.2.1 Telegrammformate IEC 870 108 8.2.2 Gründe für IEC 870 110 8.3 Telegrammlaufzeit 111 9 Die Fernwirkunterstation 115 9.1 Prozeßankopplung 117 9.1.1 Meldungen 117 9.1.2 Meßwerte 119 9.1.3 Befehle 121 9.1.4 Sollwerte 125 9.1.5 Zählwerte 125 9.2. Der Fernwirkkopf 125 9.3 Funktionen der Unterstation 126 9.4 Unterstationserweiterung 128
10 Die Fernwirkzentrale 129 10.1 Leitzentrale - Hardware 129 10.1.1 Einplatzsystem 129
XII Inhaltsverzeichnis
10.1.2 Mehrplatzsystem 133 10.2 Leitzentrale - Software 136 10.2.1 Betriebssystem 137 10.2.2 Prozeßüberwachung 137 10.2.3 Prozeßsteuerung 138 10.2.4 Berichtswesen 139 10.2.5 Projektbezogene Funktionen 140 10.2.6 Bereitschaftsruf 143 10.2.7 Steuerungsprogramme 143 10.3 Bedien- und Beobachtungstechnik 144 10.3.1 Wartengestaltung 146 10.3.2 Meldebild 146 10.3.3 Farbvideoarbeitsplätze 148 10.3.3.1 Semigrafische Farbvideosysteme 149 10.3.3.2 Vollgrafische Farbvideosysteme 150 10.3.3.3 Bedienfunktionen 150 10.4 Datenmodell - Datenbank 151 10.5 Verarbeitung 152 10.5.1 Meldungsverarbeitung 152 10.5.2 Meßwertverarbeitung 153 10.5.3 Zählwerkverarbeitung 153 10.5.4 Befehlsverarbeitung 153 10.5.5 Abgeleitete Werte 154
11 Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Redundanzen 155 11.1 Zuverlässigkeit 155 11.2 Verfügbarkeit 156 11.3 Redundanzen 159 11.3.1 Leitungsredundanzen 159 11.3.2 Geräteredundanz, Doppelrechner 161 11.3.3 Doppelrechner-Software 163 11.4 Beeinflussungen der Verfügbarkeit 166 11.4.1 Installation 166 11.4.2 Umgebungsbedingungen 166 11.4.3 Inbetriebnahme : 166 11.4.4 Betrieb 166 11.4.5 Instandhaltung 167
12 Planung 169 12.1 Projektstudie 169 12.2 Projektplanung 170 12.2.1 Schnittstelle zum Primärprozeß 171 12.2.2 Beobachtungsperipherie 171 12.2.3 Bedienperipherie 172 12.2.4 Übertragungseinrichtung 172 12.3 Lastenheft 173
Inhaltsverzeichnis XIII 12.4 Angebotsbewertung - Auftragsvergabe 174 12.4.1 Angebotsbewertung 174 12.4.2 Auftragsvergabe 174 12.5 Pflichtenheft 174
13 Glossar 177 Literaturverzeichnis 187 Sachwortregister 188
