BE1030961B1 - Device for monitoring a load - Google Patents

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BE1030961B1 BE20225825A BE202205825A BE1030961B1 BE 1030961 B1 BE1030961 B1 BE 1030961B1 BE 20225825 A BE20225825 A BE 20225825A BE 202205825 A BE202205825 A BE 202205825A BE 1030961 B1 BE1030961 B1 BE 1030961B1
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Abstract

Eine Vorrichtung (100) zur Überwachung einer Bürde (102) eines Analogausgangs (114) wird beschrieben. Die Vorrichtung (100) umfasst einen Signalumformer (110), der einen Eingang (112) und einen Analogausgang (114) aufweist. Der Signalumformer (110) kann in Abhängigkeit von einem am Eingang (112) anliegenden Eingangssignal ein Ausgangssignal am Analogausgang (114) ausgeben, wobei das Ausgangssignal ein Strom oder eine Spannung ist. Eine Steuereinheit (120) der Vorrichtung (100) kann ergänzend zum Strom als Ausgangssignal die Spannung oder ergänzend zur Spannung als Ausgangssignal den Strom am Analogausgang (114) erfassen und die Bürde (102) aus dem Ausgangssignal in Kombination mit dem erfassten Strom oder der erfassten Spannung bestimmen, und auf der Grundlage der bestimmten Bürde (102) einen Hinweis (104; 106) ausgeben.A device (100) for monitoring a load (102) of an analog output (114) is described. The device (100) comprises a signal converter (110) which has an input (112) and an analog output (114). The signal converter (110) can output an output signal at the analog output (114) depending on an input signal present at the input (112), wherein the output signal is a current or a voltage. A control unit (120) of the device (100) can detect the voltage in addition to the current as an output signal or the current at the analog output (114) in addition to the voltage as an output signal and determine the load (102) from the output signal in combination with the detected current or the detected voltage, and output an indication (104; 106) on the basis of the determined load (102).

Description

1 BE2022/58251 BE2022/5825

Vorrichtung zur Überwachung einer BürdeDevice for monitoring a load

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung einer Bürde, insbesondere an einem Analogausgang.The invention relates to a device for monitoring a load, in particular at an analog output.

Herkömmlicherweise wird einem Benutzer eine Datenblattangabe zur am Analogaus- gang zulässigen Bürde zur Verfügung gestellt, um die am Analogausgang angeschlos- sene Ausgangslast der angeschlossenen nachfolgenden Schaltung korrekt zu wählen oder abzustimmen. Dies ist von besonderer Bedeutung bei industriellen Signalumfor- mern mit Analogausgang für ein Spannungssignal, d.h. einem Spannungsausgang beispielsweise im Bereich 0...10 V, oder einem Stromsignal, d.h. einem Stromaus- gang beispielsweise im Bereich 0...20 mA, , denn bei Nicht-Einhaltung der Datenblatt- angabe ist unter Umständen je nach Anwendung mit Messfehlern, einer fehlerhaftenTraditionally, a user is provided with a data sheet specification of the load permissible at the analog output in order to correctly select or adjust the output load connected to the analog output of the connected downstream circuit. This is of particular importance for industrial signal converters with an analog output for a voltage signal, i.e. a voltage output in the range 0...10 V, for example, or a current signal, i.e. a current output in the range 0...20 mA, for example, because failure to comply with the data sheet specification may result in measurement errors, incorrect

Ansteuerung oder einem Komplettausfall der Ausgangssignale zu rechnen.control or a complete failure of the output signals can be expected.

Beispielsweise kann ein Spannungsausgang in der Regel ab 10 kQ und ein Stromaus- gang bis 500 Q oder 700 Q betrieben werden. Der jeweilige Grenzwert der Bürde ergibt sich aus dem internen Aufbau des Signalumformers. Um bei einem Spannungs- ausgang bei Vollaussteuerung von 10 V die Bürde von 10 kQ treiben zu können, muss der Ausgang in der Lage sein, einen Strom von 1 mA treiben zu können. Ein Strom- ausgang, der mit 20 mA seinen maximalen Wert hat, muss bei einer Bürde von 500 Q eine Spannung von 10 V aufbauen können.For example, a voltage output can generally be operated from 10 kQ and a current output up to 500 Q or 700 Q. The respective limit of the load is determined by the internal structure of the signal converter. In order to be able to drive a load of 10 kQ with a voltage output at full output of 10 V, the output must be able to drive a current of 1 mA. A current output, which has its maximum value of 20 mA, must be able to build up a voltage of 10 V with a load of 500 Q.

Wenn diese Werte nicht eingehalten werden, kommt es im oberen Bereich der Kenn- linie für den Zusammenhang zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal des Sig- nalumformers zu falschen Messwerten und Nicht-Linearitäten. Dass ein gemessenerIf these values are not adhered to, incorrect measured values and non-linearities will occur in the upper range of the characteristic curve for the relationship between the input signal and the output signal of the signal converter.

Wert bzw. das zugehörige Ausgangssignal aufgrund einer bei der Installation einerValue or the corresponding output signal due to a change in the installation of a

Anlage angeschlossenen Bürde nicht korrekt ist, fällt herkömmlicherweise erst bei derIf the load connected to the system is not correct, this usually only becomes apparent when

Inbetriebnahme der Anlage auf. Auch wenn sich die angeschlossene Bürde durch Al- terung oder einen Defekt der Anlage in unzulässiger Weise verändert, kann dies imEven if the connected load changes in an unacceptable manner due to ageing or a defect in the system, this can

Betrieb der Anlage nicht präventiv erkannt werden.Operation of the system cannot be detected preventively.

2 BE2022/58252 BE2022/5825

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Technik zur Bestimmung und/oder Überwachung einer an einem Analogausgang angeschlossenen Bürde an- zugeben. Alternativ oder ergänzend besteht die Aufgabe, die Überwachung der ange- schlossenen Bürde mit möglichst geringem Mehraufwand zu erreichen.The invention is therefore based on the object of specifying a technology for determining and/or monitoring a load connected to an analog output. Alternatively or additionally, the object is to achieve monitoring of the connected load with as little additional effort as possible.

Die Aufgabe wird oder die Aufgaben werden mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Zweckmälige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The problem is or the problems are solved with the features of the main claim. Expedient embodiments and advantageous further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.Embodiments of the invention are described below with partial reference to the figures.

Gemäß einem Vorrichtungsaspekt ist eine Vorrichtung zur Überwachung einer Bürde mindestens eines Analogausgangs bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Sig- nalumformer, der mindestens einen Eingang und mindestens einen Analogausgang aufweist. Der Signalumformer ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einem am Ein- gang anliegenden Eingangssignal ein Ausgangssignal am Analogausgang auszuge- ben. Das Ausgangssignal ist (beispielsweise entweder) ein Strom oder eine Span- nung. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, er- gänzend zum Strom als Ausgangssignal die Spannung oder ergänzend zur Spannung als Ausgangssignal den Strom am Analogausgang zu erfassen. Ferner ist die Steuer- einheit, dazu ausgebildet, die Bürde aus dem Ausgangssignal in Kombination mit dem erfassten Strom oder der erfassten Spannung zu bestimmen, und auf der Grundlage der bestimmten Bürde einen Hinweis auszugeben.According to one aspect of the device, a device for monitoring a load of at least one analog output is provided. The device comprises a signal converter which has at least one input and at least one analog output. The signal converter is designed to output an output signal at the analog output depending on an input signal present at the input. The output signal is (for example either) a current or a voltage. The device further comprises a control unit which is designed to detect the voltage as an output signal in addition to the current or the current at the analog output in addition to the voltage as an output signal. Furthermore, the control unit is designed to determine the load from the output signal in combination with the detected current or the detected voltage and to output an indication based on the determined load.

Indem die Steuereinheit die Kenntnis des Ausgangssignals (beispielsweise als Soll-By allowing the control unit to know the output signal (for example as a setpoint

Wert) mit der Erfassung (beispielsweise Messung) des Stroms bzw. der Spannung als die zum Ausgangssignal komplementäre Ist-Größe zur Bestimmung (beispielsweisevalue) with the detection (e.g. measurement) of the current or voltage as the actual value complementary to the output signal for the determination (e.g.

Berechnung) der Bürde kombiniert, ermöglichen Ausführungsbeispiele durch den Hin- weis die Überwachung der am Analogausgang angeschlossene Bürde. Vorzugsweise genügt die Erfassung der zum Ausgangssignal komplementären Ist-Größe, um mit der bereits vorhandenen Kenntnis des Ausgangssignals und der Rechenkapazität dercalculation) of the load, embodiments allow monitoring of the load connected to the analog output by indicating this. Preferably, the detection of the actual value complementary to the output signal is sufficient in order to use the existing knowledge of the output signal and the computing capacity of the

Steuerung die Bürde zu bestimmen, so dass Ausführungsbeispiele der Vorrichtung dieControl to determine the burden, so that embodiments of the device the

Überwachung der Bürde mit möglichst geringem Mehraufwand erreichen.Achieve monitoring of the burden with as little additional effort as possible.

3 BE2022/58253 BE2022/5825

Der Signalumformer kann ein Messumformer sein, beispielsweise gemäß der NormThe signal converter can be a measuring transducer, for example according to the standard

DIN 1319. Insbesondere kann der Signalumformer ein Messwandler (beispielsweise ein Stromwandler oder ein Spannungswandler), ein Messverstärker (beispielsweise ein Trennverstärker), oder ein Messumsetzer (beispielsweise mit einem digitalen Ein- gang und dem mindestens einen Analogausgang) sein.DIN 1319. In particular, the signal converter can be a measuring transformer (for example a current transformer or a voltage transformer), a measuring amplifier (for example an isolation amplifier), or a measuring converter (for example with a digital input and at least one analog output).

Die Bürde kann ein am Analogausgang angeschlossener Widerstand (beispielsweise ein Gesamtwiderstand von Anschlussleitungen und am Analogausgang angeschlos- sener Schaltung) sein bzw. einem solchen Widerstand entsprechen. Ferner kann dieThe load can be a resistance connected to the analog output (for example a total resistance of connecting cables and circuit connected to the analog output) or correspond to such a resistance. Furthermore, the

Bürde optional nur einen Wirkanteil des angeschlossenen Widerstands und/oder kei- nen Scheinwiderstand umfassen.Burden may optionally include only an active component of the connected resistance and/or no apparent resistance.

Die Steuereinheit kann einen Mikrokontroller umfassen, beispielsweise zum Bestim- men (insbesondere Berechnen) der Bürde und/oder zum Ausgeben des Hinweises.The control unit may comprise a microcontroller, for example for determining (in particular calculating) the burden and/or for issuing the indication.

Da der Rechenaufwand zur Bestimmung der Bürde im Wesentlichen eine Division um- fasst, können Ausführungsbeispiele der Vorrichtung ohne eine Leistungssteigerung des Mikrokontrollers die Überwachung der Bürde erreichen.Since the computational effort for determining the load essentially involves division, embodiments of the device can achieve monitoring of the load without increasing the performance of the microcontroller.

Die Steuereinheit kann eine Regeleinheit sein. Beispielsweise kann die Steuereinheit als Regeleinheit das Ausgangssignal regeln (beispielsweise messen und in Reaktion auf eine Abweichung von einem Soll-Wert korrigieren).The control unit can be a control unit. For example, the control unit can act as a control unit and regulate the output signal (for example, measure it and correct it in response to a deviation from a target value).

Die bestimmte Bürde kann auch als angeschlossene Bürde bezeichnet werden.The specific burden can also be called connected burden.

Die Steuereinheit (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann den Strom oder dieThe control unit (e.g. according to the device aspect) can control the current or

Spannung am Analogausgang in einer analogen Domäne und/oder als Messwert er- fassen. Der am Analogausgang erfasste Strom oder die am Analogausgang erfassteRecord the voltage at the analog output in an analog domain and/or as a measured value. The current recorded at the analog output or the voltage recorded at the analog output

Spannung kann in der analogen Domäne gemessen werden und/oder als Ist-Wert er- fasst werden. Vorteilhafterweise kann hierzu ein bestehender Analogeingang der Steu- ereinheit genutzt werden.Voltage can be measured in the analog domain and/or recorded as an actual value. An existing analog input of the control unit can advantageously be used for this purpose.

Alternativ oder ergänzend kann der Steuereinheit das Ausgangssignal in einer digita- len Domäne und/oder als Soll-Wert vorliegen. Das Ausgangssignal kann in einer digi- talen Domäne und/oder als Soll-Wert des Signalumformers (z.B. als eine Steuergröße der Steuereinheit oder als Führungsgröße des Ausgangssignals als Regelgröße derAlternatively or additionally, the control unit can have the output signal in a digital domain and/or as a setpoint value. The output signal can be in a digital domain and/or as a setpoint value of the signal converter (e.g. as a control variable of the control unit or as a reference variable of the output signal as a controlled variable of the

Regeleinheit) erfasst oder bereitgestellt sein.control unit).

4 BE2022/58254 BE2022/5825

Dadurch kann eine Messeinheit für das Analogsignal entfallen und/oder die Bürde kann in der digitalen Domäne bestimmt werden (beispielsweise durch Berechnen einerThis eliminates the need for a measurement unit for the analog signal and/or the burden can be determined in the digital domain (for example, by calculating a

Division von Spannung und Strom). Vorteilhafterweise kann das Ausgangssignal ohneDivision of voltage and current). Advantageously, the output signal can be

Nutzung eines Analog-Digital-Wandlers (fachsprachlich: "Analog to Digital Converter" oder ADC) der Steuereinheit zur Bestimmung der Bürde vorliegen. In einem erstenUsing an analog-digital converter (technical term: "Analog to Digital Converter" or ADC) of the control unit to determine the load. In a first

Beispiel kann das Ausgangssignal unabhängig vom Analogausgang oder (in Signal- verarbeitungsrichtung) vor dem Analogausgang an die Steuereinheit bereitgestellt (beispielsweise vom Signalumformer übermittelt) sein. In einem zweiten Beispiel kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, den Soll-Wert des Ausgangssignals aufgrund des Eingangssignals zu bestimmen.For example, the output signal can be provided to the control unit independently of the analog output or (in the signal processing direction) before the analog output (for example transmitted by the signal converter). In a second example, the control unit can be designed to determine the target value of the output signal based on the input signal.

Die Steuereinheit (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann ferner einen Grenzwert der Bürde ausgeben. Alternativ oder ergänzend kann der ausgegebene Hinweis von einem Vergleich des Grenzwertes der Bürde mit der bestimmten Bürde abhängen. Al- ternativ oder ergänzend kann der ausgegebene Hinweis einen Restwert der Bürde, beispielsweise eine Differenz zwischen dem Grenzwert der Bürde und der bestimmtenThe control unit (e.g. according to the device aspect) may further output a limit value of the burden. Alternatively or additionally, the output indication may depend on a comparison of the limit value of the burden with the determined burden. Alternatively or additionally, the output indication may include a residual value of the burden, for example a difference between the limit value of the burden and the determined

Bürde ausgeben. Der Restwert der Bürde kann auch als Reserve der Bürde bezeich- net werden. Ausführungsbeispiele können dadurch die Häufigkeit der Ausgabe desBurden output. The residual value of the burden can also be referred to as the reserve of the burden. Examples of implementation can thereby determine the frequency of the output of the

Hinweises reduzieren oder nur in relevanten Situationen auf die Bürde hinweisen.Reduce the amount of information provided or only point out the burden in relevant situations.

Der Grenzwert der Bürde kann, wenn der Strom das Ausgangssignal ist, eine Ober- grenze (d.h. ein Höchstwert oder Maximum) sein. Der Hinweis kann ausgegeben wer- den, wenn die bestimmte Bürde einen oberen Bürde-Schwellwert überschreitet. Der obere Bürde-Schwellwert kann 75% bis 90% der Obergrenze der Bürde sein.The limit of the burden can be an upper limit (i.e. a maximum value) when current is the output signal. The indication can be issued when the specified burden exceeds an upper burden threshold. The upper burden threshold can be 75% to 90% of the upper limit of the burden.

Alternativ oder ergänzend kann der Grenzwert der Bürde, wenn die Spannung dasAlternatively or additionally, the limit of the burden when the voltage exceeds

Ausgangssignal ist, eine Untergrenze (d.h. Mindestwert oder Minimum) sein. Der Hin- weis kann ausgegeben werden, wenn die bestimmte Bürde einen unteren Bürde-output signal is a lower limit (i.e. minimum value or minimum). The indication can be issued if the specific load has a lower load

Schwellwert unterschreitet. Der untere Bürde-Schwellwert kann 110% bis 125% derThe lower burden threshold can be 110% to 125% of the

Untergrenze der Bürde sein.lower limit of the burden.

Der Grenzwert oder beide Grenzwerte oder einer oder beide Bürde-Schwellwerte kann bzw. können in einem Speicher (beispielsweise in einem flüchtigen Speicher oder ei- nem Festspeicher) der Steuereinheit gespeichert sein. Beispielsweise können (vor-The limit value or both limit values or one or both burden threshold values may be stored in a memory (for example in a volatile memory or a read-only memory) of the control unit. For example (preferably

zugsweise bei einem zwischen Strom und Spannung als dem Ausgangssignal um- schaltbaren Signalumformer) sowohl die Obergrenze als auch die Untergrenze gespei- chert sein.Both the upper and lower limits must be stored (preferably in the case of a signal converter that can be switched between current and voltage as the output signal).

Der Signalumformer (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann den Strom als Aus- 5 gangssignal am Analogausgang ausgeben, und die Steuereinheit kann den Hinweis ausgeben, wenn die bestimmte Bürde größer als eine Obergrenze der Bürde ist. Al- ternativ oder ergänzend kann die Obergrenze der Bürde einem Höchstwert der Span- nung entsprechen (beispielsweise der größten Spannung, die der Signalumformer auf- zubauen vermag), um einen Höchstwert des Stroms als Ausgangssignal (beispiels- weise eine Obergrenze eines Stromintervalls des Ausgangssignals) zu treiben oder auszugeben. Dadurch können Ausführungsbeispiele der Vorrichtung den gezieltenThe signal converter (e.g. according to the device aspect) can output the current as an output signal at the analog output, and the control unit can output the indication when the specific load is greater than an upper limit of the load. Alternatively or additionally, the upper limit of the load can correspond to a maximum value of the voltage (e.g. the largest voltage that the signal converter can build up) in order to drive or output a maximum value of the current as an output signal (e.g. an upper limit of a current interval of the output signal). As a result, embodiments of the device can achieve the targeted

Hinweis auf die Bürde an diesem Analogausgang oder einem der Analogausgänge ausgeben und/oder auf eine präzise Fehlerstelle in einer langen oder komplexen Ver- kettung von Steuersignalen hinweisen.Provide an indication of the load on this analog output or one of the analog outputs and/or indicate a precise fault location in a long or complex chain of control signals.

Der Hinweis kann ausgegeben werden bevor der Signalumformer in einen nicht-linea- ren Bereich (beispielsweise hinsichtlich des Ausgangssignals als Funktion des Ein- gangssignals) kommt. Beispielsweise kann der Hinweis ausgegeben werden, wenn die Spannung zum Treiben des Stroms als Ausgangssignal kleiner ist als der Höchst- wert der Spannung. Beispielsweise kann der Hinweis ausgegeben werden, wenn dieThe indication can be issued before the signal converter enters a non-linear region (for example, with regard to the output signal as a function of the input signal). For example, the indication can be issued when the voltage for driving the current as the output signal is less than the maximum value of the voltage. For example, the indication can be issued when the

Spannung zum Erreichen des Stroms als Ausgangssignal kleiner ist als der Höchst- wert der Spannung und/oder größer als ein Spannung-Schwellwert. Ausführungsbei- spiele der Vorrichtung können dadurch auf eine fehlerhafte Beschaltung des Analog- ausgangs (beispielsweise einen Kabelbruch oder eine gelöste Klemme) hinweisen, bevor ein fehlerhaftes Ausgangssignal ausgegeben wird oder bevor es zu einer Be- schädigung der mit dem Ausgangssignal angesteuerten Anlage kommt. Der Span- nung-Schwellwert kann 75% bis 90% des Höchstwertes der Spannung sein.Voltage to achieve the current as an output signal is less than the maximum voltage value and/or greater than a voltage threshold value. Examples of embodiments of the device can therefore indicate a faulty wiring of the analog output (for example a broken cable or a loose terminal) before a faulty output signal is issued or before the system controlled by the output signal is damaged. The voltage threshold value can be 75% to 90% of the maximum voltage value.

Der Signalumformer (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann die Spannung alsThe signal converter (e.g. according to the device aspect) can output the voltage as

Ausgangssignal am Analogausgang ausgeben, und die Steuereinheit kann den Hin- weis ausgeben, wenn die bestimmte Bürde kleiner als eine Untergrenze der Bürde ist.Output signal at the analog output, and the control unit can output the indication when the specific load is smaller than a lower limit of the load.

Alternativ oder ergänzend kann die Untergrenze der Bürde einem Höchstwert desAlternatively or additionally, the lower limit of the burden may be equal to a maximum value of the

6 BE2022/58256 BE2022/5825

Stroms (beispielsweise dem größten Strom, den der Signalumformer zu treiben ver- mag) entsprechen, um einen Höchstwert der Spannung als Ausgangssignal (beispiels- weise eine Obergrenze eines Spannungsintervalls des Ausgangssignals) aufzubauen oder auszugeben.current (e.g. the largest current that the signal converter can drive) in order to build up or output a maximum value of the voltage as an output signal (e.g. an upper limit of a voltage interval of the output signal).

Der Hinweis kann ausgegeben werden bevor der Signalumformer in einen nicht-linea- ren Bereich (beispielsweise hinsichtlich des Ausgangssignals als Funktion des Ein- gangssignals) kommt. Beispielsweise kann der Hinweis ausgegeben werden, wenn der Strom zum Erreichen der Spannung als Ausgangssignal kleiner ist als der Höchst- wert des Stroms und/oder größer als ein Strom-Schwellwert ist. Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können dadurch auf einen fehlerhaften Zustand des Analogausgangs (beispielsweise einen Kurzschluss oder Feuchtigkeit) hinweisen, bevor ein fehlerhaf- tes Ausgangssignal ausgegeben wird oder bevor es zu einer Beschädigung der mit dem Ausgangssignal angesteuerten Anlage kommt. Der Strom-Schwellwert kann 75% bis 90% des Höchstwertes des Stroms sein.The indication can be issued before the signal converter enters a non-linear region (for example with regard to the output signal as a function of the input signal). For example, the indication can be issued if the current to reach the voltage as an output signal is less than the maximum value of the current and/or greater than a current threshold. Embodiments of the device can thus indicate a faulty state of the analog output (for example a short circuit or moisture) before a faulty output signal is issued or before damage occurs to the system controlled by the output signal. The current threshold can be 75% to 90% of the maximum value of the current.

Die Vorrichtung (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann ferner einen Schalter zumThe device (e.g. according to the device aspect) may further comprise a switch for

Trennen der angeschlossenen Bürde vom Analogausgang umfassen. Die Steuerein- heit kann ferner dazu ausgebildet sein, den Schalter zum Trennen zu betätigen (bei- spielsweise anzusteuern), wenn die bestimmte Bürde den Grenzwert der Bürde ver- letzt, beispielsweise die Untergrenze unterschreitet oder die Obergrenze überschrei- tet. Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können dadurch eine (beispielsweise ther- mische) Beschädigung des Signalumformers und/oder der nachgeschalteten Schal- tung und/oder eine Brandgefahr durch eine schadhafte elektrische Verbindung amDisconnecting the connected load from the analog output. The control unit can also be designed to operate the switch for disconnection (for example, to control it) if the specific load violates the limit value of the load, for example, falls below the lower limit or exceeds the upper limit. Embodiments of the device can thereby prevent (for example thermal) damage to the signal converter and/or the downstream circuit and/or a fire hazard due to a defective electrical connection on the

Analogausgang vermeiden.Avoid analog output.

Der Schalter (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann mindestens einen Feldeffekt-The switch (e.g. according to the device aspect) may comprise at least one field effect

Transistor und/oder ein elektromechanisches Relais umfassen. Alternativ oder ergän- zend kann der Schalter zwischen dem Analogausgang des Signalumformers und einertransistor and/or an electromechanical relay. Alternatively or additionally, the switch can be connected between the analog output of the signal converter and a

Klemme zum Anschluss der Bürde elektrisch angeordnet sein. Beispielsweise kann der Schalter dazu ausgebildet sein, den mindestens einen Pol des Analogausgangs des Signalumformers und eine dem jeweiligen Pol zugeordnete Klemme wahlweise elektrisch leitend zu verbinden und elektrisch zu trennen. Der Feldeffekt-TransistorTerminal for connecting the load can be arranged electrically. For example, the switch can be designed to electrically connect and electrically separate at least one pole of the analog output of the signal converter and a terminal assigned to the respective pole. The field effect transistor

7 BE2022/5825 kann eine schnelle Trennung ermöglichen, um thermische Schäden an kleinsten Mas- sen in elektronischen Bauteilen zu vermeiden. Das elektromechanische Relais kann eine galvanische Trennung sicherstellen, beispielsweise wenn eine Überspannung in der am Analogausgang nachgeschalteten Schaltung die Ursache für die unzulässige7 BE2022/5825 can enable a quick separation to avoid thermal damage to the smallest masses in electronic components. The electromechanical relay can ensure galvanic separation, for example if an overvoltage in the circuit connected downstream of the analog output is the cause of the impermissible

Bürde ist.burden is.

Die Vorrichtung (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann ferner einen Speicher zumThe device (e.g. according to the device aspect) may further comprise a memory for

Speichern der bestimmten Bürde umfassen. Alternativ oder ergänzend kann die Steu- ereinheit ferner dazu ausgebildet sein, die Bürde zu verschiedenen Zeiten (beispiels- weise in einer Zeitreihe) und/oder bei verschiedenen Ausgangssignalen zu bestim- men, und optional die Zeitreihe und/oder einen (gewichteten und/oder zeitlich gleiten- den) Mittelwert oder Median der bestimmten Bürden im Speicher zu speichern. Aus- führungsbeispiele der Vorrichtung können durch Auslesen des Speichers bei der Feh- lersuche zwischen einer graduellen Alterung und einem unvermittelt eingetretenemStoring the determined burden. Alternatively or additionally, the control unit can also be designed to determine the burden at different times (for example in a time series) and/or for different output signals, and optionally to store the time series and/or a (weighted and/or temporally moving) average or median of the determined burdens in the memory. Embodiments of the device can distinguish between gradual aging and a sudden aging by reading the memory during troubleshooting.

Defekt unterscheiden.Distinguish defect.

Die Steuereinheit (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann dazu ausgebildet sein, den Hinweis oder einen weiteren Hinweis auszugeben, wenn die bestimmte Bürde von der gespeicherten Bürde abweicht und/oder sich zeitlich verändert (beispielsweise in der Zeitreihe verändert). Ausführungsbeispiele können somit ein relatives und/oder selbst-adaptives Kriterium für die Überwachung der Bürde (beispielsweise für die Aus- gabe des Hinweises) anwenden und/oder eine (beispielsweise langfristige) Überwa- chung der Bürde ermöglichen, beispielsweise ohne Vorbestimmung oder ohne Ein- gabe oder ohne Anpassung des (oberen und/oder unteren) Bürde-Schwellwertes derThe control unit (e.g. according to the device aspect) can be designed to output the indication or a further indication if the specific burden deviates from the stored burden and/or changes over time (e.g. changes in the time series). Embodiments can thus apply a relative and/or self-adaptive criterion for monitoring the burden (e.g. for outputting the indication) and/or enable (e.g. long-term) monitoring of the burden, for example without predetermination or without input or without adjustment of the (upper and/or lower) burden threshold value of the

Bürde (dessen Überschreitung oder Unterschreitung die Ausgabe des Hinweises aus- löst).Burden (exceeding or falling below which triggers the issuance of the notice).

Die Steuereinheit (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann dazu ausgebildet sein, den Hinweis oder einen weiteren Hinweis auf einen Kurzschluss oder Feuchtigkeit amThe control unit (e.g. according to the device aspect) can be designed to provide the indication or a further indication of a short circuit or moisture on the

Analogausgang auszugeben, wenn die bestimmte Bürde kleiner als ein vorbestimmterAnalog output when the specific load is less than a predetermined

Minimalwert (beispielsweise der untere Bürde-Schwellwert) ist und/oder (beispiels- weise um mindestens 10% oder 25%) kleiner als die gespeicherte Bürde ist und/oderMinimum value (e.g. the lower burden threshold) and/or (e.g. by at least 10% or 25%) smaller than the stored burden and/or

In der Zeitreine abnimmt (beispielsweise um mindestens 50% in einer vorbestimmtenDecreases over time (for example by at least 50% in a predetermined

Zeit, beispielsweise einer Sekunde).time, for example one second).

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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit (z.B. gemäß dem Vorrichtungsas- pekt) dazu ausgebildet sein, den Hinweis oder einen weiteren Hinweis auf einen Ka- belbruch oder eine lose elektrische Verbindung (beispielsweise eine fehlerhafteAlternatively or additionally, the control unit (e.g. according to the device aspect) can be designed to provide the indication or a further indication of a cable break or a loose electrical connection (e.g. a faulty

Klemmstelle) am Analogausgang auszugeben, wenn die bestimmte Bürde größer als ein vorbestimmter Maximalwert (beispielsweise der obere Bürde-Schwellwert) ist und/oder (beispielsweise um mindestens 10% oder 25%) gröRer als die gespeicherteterminal point) at the analog output if the specific load is greater than a predetermined maximum value (for example, the upper load threshold) and/or (for example, by at least 10% or 25%) greater than the stored

Bürde ist und/oder in der Zeitreine zunimmt (beispielsweise um mindestens 50% in einer vorbestimmten Zeit, beispielsweise einer Sekunde) oder (beispielsweise perio- disch und/oder zwischen zwei verschiedenen Bürde-Werten) alterniert.Burden is and/or increases over time (for example by at least 50% in a predetermined time, e.g. one second) or alternates (for example periodically and/or between two different burden values).

Die Vorrichtung (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann ferner eine Benutzer- schnittstelle zum Ausgeben der bestimmten Bürde, des Grenzwertes oder der Grenz- werte (beispielsweise der Obergrenze und/oder der Untergrenze), des Hinweises, des weiteren Hinweises und/oder des Restwertes der Bürde umfassen.The device (e.g. according to the device aspect) may further comprise a user interface for outputting the determined burden, the limit value or limits (e.g. the upper limit and/or the lower limit), the indication, the further indication and/or the residual value of the burden.

Die Benutzerschnittstelle zum Ausgeben des Hinweises kann den Hinweis lokal aus- geben oder über eine Netzwerkschnittstelle ausgeben. Zum lokalen Ausgeben kann die Benutzerschnittstelle eine Signallampe (beispielsweise eine LED), einen akusti- schen Signalgeber (beispielsweise einen Lautsprecher) und/oder eine grafische An- zeige (beispielsweise zum textbasierten Ausgeben des Hinweises) umfassen. Alterna- tiv oder ergänzend kann die Netzwerkschnittstelle eine leitungsgebundenen Netzwerk- anschluss (beispielsweise Ethernet) oder einen drahtlosen Netzwerkanschluss umfas- sen. Der drahtlose Netzwerkanschluss (beispielsweise für ein Funknetzwerk) kann ge- mäf der Norm IEEE 802.11 (Wi-Fi) oder einer Radiozugangstechnik des "Third Gene- ration Partnership Project" (3GPP) ausgebildet sein, beispielsweise gemäß "LongThe user interface for outputting the information can output the information locally or via a network interface. For local output, the user interface can include a signal lamp (for example an LED), an acoustic signal generator (for example a loudspeaker) and/or a graphic display (for example for text-based output of the information). Alternatively or additionally, the network interface can include a wired network connection (for example Ethernet) or a wireless network connection. The wireless network connection (for example for a radio network) can be designed in accordance with the IEEE 802.11 (Wi-Fi) standard or a radio access technology of the "Third Generation Partnership Project" (3GPP), for example in accordance with "Long

Term Evolution" (LTE) bzw. der vierten Mobilfunkgeneration (4G) oder gemäß "NewTerm Evolution" (LTE) or the fourth mobile generation (4G) or according to "New

Radio" (NR) bzw. der fünften Mobilfunkgeneration (5G).Radio" (NR) or the fifth mobile generation (5G).

Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit einen Webserver umfassen. Die Be- nutzerschnittstelle kann ein webbasiertes Verwaltungssystem umfassen.Alternatively or additionally, the control unit may comprise a web server. The user interface may comprise a web-based management system.

Die Steuereinheit (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann ferner dazu ausgebildet sein, die bestimmte Bürde und/oder ein zulässiges Intervall für die Bürde auszugeben, optional mittels einer grafischen Anzeige und/oder eines Webservers der Vorrichtung.The control unit (e.g. according to the device aspect) may be further configured to output the determined burden and/or an allowable interval for the burden, optionally by means of a graphical display and/or a web server of the device.

Das zulässige Intervall kann die Untergrenze der Bürde und/oder die Obergrenze derThe permissible interval can be the lower limit of the load and/or the upper limit of the

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Bürde umfassen. Die bestimmte Bürde und/oder der Restwert der bestimmten Bürde kann in dem Intervall angezeigt sein.burden. The determined burden and/or the residual value of the determined burden may be displayed in the interval.

Zur ergänzenden Erfassung des Strom bzw. der Spannung (d.h. komplementär zumFor additional measurement of current or voltage (i.e. complementary to

Ausgangssignal) kann die Steuereinheit einen Analogeingang umfassen, der mit ei- nem Messpunkt des Signalumformers elektrisch leitend verbunden ist. Alternativ kann ein Digitaleingang der Steuereinheit über einen Analog-Digital-Wandler (DAC) deroutput signal), the control unit can comprise an analog input which is electrically connected to a measuring point of the signal converter. Alternatively, a digital input of the control unit can be connected to the

Steuereinheit oder des Signalumformers mit dem Messpunkt gekoppelt sein.Control unit or signal converter must be coupled to the measuring point.

Der Signalumformer (z.B. gemäß dem Vorrichtungsaspekt) kann einen Wahlsignalein- gang aufweisen. Der Signalumformer kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von einem am Wahlsignaleingang anliegenden (beispielsweise erfassten) Wahlsignal ent- weder den Strom oder die Spannung als das Ausgangssignal am Analogausgang aus- zugeben. Mit anderen Worten kann der Signalumformer gemäß dem Wahlsignal steu- erbar (beispielsweise umschaltbar) sein, so dass der Analogausgang des Signalum- formers entweder ein Spannungsausgang oder ein Stromausgang ist.The signal converter (e.g. according to the device aspect) can have a selection signal input. The signal converter can be designed to output either the current or the voltage as the output signal at the analog output depending on a selection signal present at the selection signal input (e.g. detected). In other words, the signal converter can be controllable (e.g. switchable) according to the selection signal, so that the analog output of the signal converter is either a voltage output or a current output.

Das Wahlsignal kann an den Wahlsignaleingang von der Steuereinheit (beispielsweise einem Digitalausgang der Steuereinheit) ausgegeben werden. Das Wahlsignal kann an den Wahlsignaleingang von der Steuereinheit (beispielsweise einem Digitalaus- gang der Steuereinheit) ausgegeben werden. Dadurch kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, komplementär zum Ausgangssignal (gemäß dem Wahlsignal) die amThe selection signal can be output to the selection signal input of the control unit (for example a digital output of the control unit). The selection signal can be output to the selection signal input of the control unit (for example a digital output of the control unit). The control unit can thus be designed to complement the output signal (according to the selection signal) by

Messpunkt erfasste Messspannung entweder als den Strom oder die Spannung amThe measured voltage recorded at the measuring point is either the current or the voltage at the

Analogausgang zur Bestimmung der Bürde zu verwenden.Analog output to determine the burden.

Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet ist, am selben Messpunkt abhängig vomThe control unit can be designed to be able to measure at the same measuring point depending on the

Wahlsignal entweder ergänzend zum Strom als Ausgangssignal die Spannung oder ergänzend zur Spannung als Ausgangssignal den Strom zu erfassen.Selection signal to either measure the voltage in addition to the current as an output signal or the current in addition to the voltage as an output signal.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiel, die wahlweise miteinander kombinierbar sind, näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments which can optionally be combined with one another.

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Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Überwachung ei- ner Bürde mindestens eines Analogausgangs gemäß einem ersten Ausfüh- rungsbeispiel;Fig. 1 is a schematic block diagram of a device for monitoring a load of at least one analog output according to a first embodiment;

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Signalgenerators gemäß einem zweitenFig. 2 is a schematic diagram of a signal generator according to a second

Ausführungsbeispiel, der in jedem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zurEmbodiment which in each embodiment of the device for

Überwachung einer Bürde einsetzbar ist;can be used to monitor a burden;

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm der Vorrichtung zur Überwachung einerFig. 3 is a schematic block diagram of the device for monitoring a

Bürde gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit Eingangs- und Aus- gangsanschlüsse, die in jedem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zurBurden according to a third embodiment with input and output terminals which in each embodiment of the device for

Überwachung einer Bürde einsetzbar sind;can be used to monitor a burden;

Fig. 4 schematisch eine Anzeige zur Ausgabe der bestimmten Bürde und einerFig. 4 schematically shows a display for outputting the determined burden and a

Reserve gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, die in jedem Ausfüh- rungsbeispiel der Vorrichtung zur Überwachung einer Bürde einsetzbar ist für ein Stromsignal; undReserve according to a fourth embodiment, which can be used in any embodiment of the device for monitoring a load for a current signal; and

Fig. 5 schematisch eine Anzeige zur Ausgabe der bestimmten Bürde und einerFig. 5 schematically shows a display for outputting the determined burden and a

Reserve gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, die in jedem Ausfüh- rungsbeispiel der Vorrichtung zur Überwachung einer Bürde einsetzbar ist für ein Spannungssignal.Reserve according to a fifth embodiment, which can be used in any embodiment of the device for monitoring a load for a voltage signal.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Überwachung ei- ner Bürde mindestens eines Analogausgangs. Die Vorrichtung ist allgemein mit Be- zugszeichen 100 bezeichnet. Die Vorrichtung 100 umfasst einen Signalumformer 110 der mindestens einen Eingang 112 aufweist. Der Eingang 112 kann Eingangssignale von einer Eingabevorrichtungen 116 erfassen (beispielsweise empfangen).Fig. 1 shows a schematic block diagram of a device for monitoring a load of at least one analog output. The device is generally designated by reference numeral 100. The device 100 comprises a signal converter 110 which has at least one input 112. The input 112 can detect (for example receive) input signals from an input device 116.

Die Eingabevorrichtungen 116 können Sensoren oder Trenntransformatoren sein. Bei- spiele der Sensoren 116 sind Spannungssensoren zur Überwachung der Funktion ei- ner Stromversorgungen und Stromsensoren zur Überwachung der Last eines Verbrau- chers (beispielsweise eines Aktors) sein. Das Eingangssignal kann ein analoges Sig- nal oder ein digitales Signal sein.The input devices 116 can be sensors or isolation transformers. Examples of the sensors 116 are voltage sensors for monitoring the function of a power supply and current sensors for monitoring the load of a consumer (for example an actuator). The input signal can be an analog signal or a digital signal.

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Der Signalumformer 110 kann den mindestens einen Analogausgang 114 umfassen oder mit dem mindestens einen Analogausgang 114 ausgangsseitig elektrisch leitend verbunden sein. Der Signalumformer 110 kann abhängig von einem am Eingang 112 anliegenden Eingangssignal ein Ausgangsignal am Analogausgang 114 ausgeben.The signal converter 110 can comprise the at least one analog output 114 or can be electrically connected to the at least one analog output 114 on the output side. The signal converter 110 can output an output signal at the analog output 114 depending on an input signal present at the input 112.

Beispielsweise kann der Signalumformer 110 einen Analog-Digital-Umsetzer 206 (auch: Analog-Digital-Wandler oder fachsprachlich: "Analog to Digital Convertor" oderFor example, the signal converter 110 may comprise an analog-to-digital converter 206 (also: analog-to-digital converter or in technical terms: "analog to digital convertor" or

ADC) umfassen, der das Eingangssignal zur Weiterverarbeitung in einer digitalen Do- mäne durch eine Verarbeitungseinheit 208 des Signalumformers 110 umsetzt. DerADC) which converts the input signal for further processing in a digital domain by a processing unit 208 of the signal converter 110. The

Signalumformer 110 kann ferner einen Digital-Analog-Umsetzer (fachsprachlich: "Di- gital to Analog Convertor" oder DAC) 202 umfassen, der ein Steuersignal 201 zurSignal converter 110 may further comprise a digital-to-analog converter (technically known as "digital to analog converter" or DAC) 202, which provides a control signal 201 for

Steuerung eines Signalgenerators 200 erzeugt. Der Signalgenerator 200 erzeugt dasControl of a signal generator 200. The signal generator 200 generates the

Ausgangssignal für den Analogausgangs 114.Output signal for the analog output 114.

Das Ausgangsignal kann ein Stromsignal oder ein Spannungssignal sein. Jeder Ana- logausgang 114 gibt das jeweilige Ausgangssignal an eine Ausgabevorrichtung 118 aus. Beispiele der Ausgabevorrichtungen 118, die auch als nachfolgende Schaltungen bezeichnet werden, sind Aktoren, Trenntransformatoren, Impedanz-Anpassungen undThe output signal can be a current signal or a voltage signal. Each analog output 114 outputs the respective output signal to an output device 118. Examples of the output devices 118, which are also referred to as subsequent circuits, are actuators, isolation transformers, impedance matching and

Steuerungen bzw. deren Eingänge. Typisches Beispiel einer Steuerung ist eine Spei- cherprogrammierbare Steuerung (SPS). Die Bürde ist eine Eigenschaft der am jewei- ligen Ausgang 114 der Vorrichtung 100 elektrisch leitend angeschlossenen Ausgabe- vorrichtung 118 und/oder der Verdrahtung zwischen dem Ausgang 114 und Ausgabe- vorrichtung 118.Controllers or their inputs. A typical example of a controller is a programmable logic controller (PLC). The load is a property of the output device 118 that is electrically connected to the respective output 114 of the device 100 and/or the wiring between the output 114 and the output device 118.

Während in Fig. 1 der Betrieb des Analogausgangs 114 als Spannungsausgang ge- zeigt ist, können dieselben oder entsprechende Merkmale der Vorrichtung 100 für den (beispielsweise umschaltbaren) Betrieb des Analogausgangs als Stromausgang 114 vorgesehen sein.While in Fig. 1 the operation of the analog output 114 is shown as a voltage output, the same or corresponding features of the device 100 can be provided for the (for example switchable) operation of the analog output as a current output 114.

Der Signalwandler 110 kann ferner mit einer Steuereinheit 120 kommunikativ verbun- den sein. Beispielsweise erfasst die Steuereinheit 120 den Soll-Wert des Ausgangs- signals (hier: die Spannung Uson). Alternativ oder ergänzend gibt die Steuereinheit 120 den Soll-Wert des Ausgangssignals vor. Beispielsweise überträgt die Steuereinheit das dem Ausgangssignal entsprechenden Steuersignal an den DAC 202 des Sig- nalumformers 110 oder an den Signalgenerator 200.The signal converter 110 can also be communicatively connected to a control unit 120. For example, the control unit 120 detects the target value of the output signal (here: the voltage Uson). Alternatively or additionally, the control unit 120 specifies the target value of the output signal. For example, the control unit transmits the control signal corresponding to the output signal to the DAC 202 of the signal converter 110 or to the signal generator 200.

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Die Steuereinheit 120 erfasst am Analogausgang 114 ergänzend zum Strom als Aus- gangssignal die Spannung (beispielsweise in einem umschaltbaren Zustand für dasThe control unit 120 detects the voltage at the analog output 114 in addition to the current as an output signal (for example in a switchable state for the

Stromsignal) oder ergänzend zur Spannung als Ausgangssignal den Strom (beispiels- weise in einem umschaltbaren Zustand für das Spannungssignal).current signal) or in addition to the voltage as an output signal the current (for example in a switchable state for the voltage signal).

Dadurch berechnet die Steuereinheit 120 die Bürde aus dem Ausgangssignal in Kom- bination mit dem erfassten Strom (lmess, Z.B. wie in Fig. 1 gezeigt) oder der erfasstenAs a result, the control unit 120 calculates the burden from the output signal in combination with the detected current (lmess, e.g. as shown in Fig. 1) or the detected

Spannung (Umess).Voltage (Umess).

Die Steuereinheit 120 kann ferner eine Benutzerschnittstelle 140 (beispielsweise eineThe control unit 120 may further comprise a user interface 140 (for example, a

Anzeige) umfassen oder mit dieser in Verbindung stehen, derart, dass die Steuerein- heit 120 basierend auf der bestimmten Bürde eine Hinweis über die Benutzerschnitt- stelle 140 ausgeben kann. Die Benutzerschnittstelle 140 kann beispielsweise eine gra- fische Benutzerschnittstelle (beispielsweise eine Anzeige) oder eine Webschnittstelle umfassen, um einem Benutzer die bestimmte Bürde 102 und/oder den Hinweis 104, 106 (beispielsweise eine Nachrichten) anzuzeigen.Display) such that the control unit 120 can output an indication via the user interface 140 based on the determined burden. The user interface 140 can include, for example, a graphical user interface (e.g., a display) or a web interface to display the determined burden 102 and/or the indication 104, 106 (e.g., a message) to a user.

Die Benutzerschnittstelle 140 kann ferner eine Anweisung vom Benutzer empfangen, die angibt, ob der Strom oder die Spannung als das Ausgangssignal gewählt werden soll. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 120 zwischen Strom und Span- nung als dem Ausgangssignal umschalten.The user interface 140 may also receive an instruction from the user indicating whether current or voltage should be selected as the output signal. Alternatively or additionally, the control unit 120 may switch between current and voltage as the output signal.

Der Signalumformer 110 kann einen Signalgenerator 200 umfassen, der wahlweise die Spannung U oder den Strom | als Ausgangssignal erzeugt. Der Signalumformer 110 umfasst einen Wahlsignaleingang für ein Wahlsignal, das vorgibt, ob das Steuer- signal 201 als Vorgabe für die Spannung U und den Strom | interpretiert und am Ana- logausgang 114 ausgeben wird.The signal converter 110 can comprise a signal generator 200 which optionally generates the voltage U or the current | as an output signal. The signal converter 110 comprises a selection signal input for a selection signal which specifies whether the control signal 201 is interpreted as a specification for the voltage U and the current | and is output at the analog output 114.

Der Grenzwert der Bürde R, beispielsweise die Obergrenze Rmax der Bürde bei einemThe limit of the burden R, for example the upper limit Rmax of the burden for a

Stromausgang oder die Untergrenze Rmin der Bürde bei einem Spannungsausgang, kann konstruktionsbedingt für die Vorrichtung 100 oder in der Fertigung der Vorrich- tung 100 bestimmt sein. Im Betrieb und/oder für den Betrieb der Vorrichtung 100 kann vom Grenzwert der Bürde ein entsprechender Grenzwert des Steuersignals 201 oder des Ausgangssignals abgeleitet sein. Alternativ oder ergänzend kann direkt von derCurrent output or the lower limit Rmin of the load for a voltage output can be determined by design for the device 100 or in the manufacture of the device 100. During operation and/or for the operation of the device 100, a corresponding limit value of the control signal 201 or the output signal can be derived from the limit value of the load. Alternatively or additionally, the

Spannung als Soll-Wert oder Ausgangssignal der Grenzwert für den gemessenenVoltage as setpoint or output signal of the limit value for the measured

Strom abgeleitet werden.electricity can be diverted.

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Fig. 2 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Signalgenerators 200, der zwischenFig. 2 shows a schematic diagram of a signal generator 200 which is connected between

Stromsignal und Spannungssignal umschaltbar ist, gemäß einem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel. Der Signalgenerator 200 kann in jedem Ausführungsbeispiel der Vor- richtung 100 einsetzbar sein.Current signal and voltage signal can be switched according to a second embodiment. The signal generator 200 can be used in any embodiment of the device 100.

Damit die Spannung das Ausgangssignal am Analogausgang 114 ist, sind die Wahl- transistoren 155 leitend geschaltet (d.h. geschlossen) entsprechend dem Wahlsignal am Wahlsignaleingang 154. Dadurch ist der untere Pol 114-2 des Analogausgangs 114 mit der Masse elektrisch leitend verbunden. Die Spannung am Pol 114-1 des Ana- logausgangs 114 ist das Ausgangssignal und ist über die Rückkopplung 156 an den zweiten Eingang des Operationsverstärkers entsprechend dem am ersten Eingang 201 des Operationsverstärkers anliegenden Steuersignal geregelt.In order for the voltage to be the output signal at the analog output 114, the selection transistors 155 are switched to conduct (i.e. closed) in accordance with the selection signal at the selection signal input 154. As a result, the lower pole 114-2 of the analog output 114 is electrically connected to ground. The voltage at pole 114-1 of the analog output 114 is the output signal and is regulated via the feedback 156 to the second input of the operational amplifier in accordance with the control signal present at the first input 201 of the operational amplifier.

Damit der Strom das Ausgangssignal am Analogausgang 114 ist, sind die Wahltran- sistoren 155 sperrend geschaltet (d.h. offen) entsprechend dem Wahlsignal am Wahl- signaleingang 154. Der zwischen den Polen 114-1 und 114-2 des Stromausgangs 114 fließende Strom führt an den Messwiderständen 152 (und damit am unteren Pol 114-2 des Analogausgangs 114) zu einem proportionalen Spannungsabfall gegenüber derIn order for the current to be the output signal at the analog output 114, the selection transistors 155 are switched to blocking (i.e. open) in accordance with the selection signal at the selection signal input 154. The current flowing between the poles 114-1 and 114-2 of the current output 114 leads to a proportional voltage drop at the measuring resistors 152 (and thus at the lower pole 114-2 of the analog output 114) compared to the

Masse, welcher als Rückkopplung 158 an den zweiten Eingang des Operationsver- stärkers den Strom als Ausgangssignal regelt entsprechend dem am ersten Ein- gang 201 des Operationsverstärkers anliegenden Steuersignal 201.Ground, which as feedback 158 to the second input of the operational amplifier regulates the current as an output signal according to the control signal 201 present at the first input 201 of the operational amplifier.

Über das Wahlsignal bestimmt die Steuereinheit 120 (beispielsweise ein Mikrocontrol- ler als Teil der Steuereinheit 120), ob entweder ein Stromsignal oder ein Spannungs- signal als Ausgangssignal am Analogausgang 114 ausgegeben wird. Beispielsweise ist bei einem Wahlsignal von 0 V am Wahlsignaleingang 154 das Ausgangssignal einThe control unit 120 (for example a microcontroller as part of the control unit 120) uses the selection signal to determine whether either a current signal or a voltage signal is output as an output signal at the analog output 114. For example, with a selection signal of 0 V at the selection signal input 154, the output signal is a

Stromsignal (weil der bipolare NPN-Transistor die gemeinsame Gate-Spannung der beiden Wahltransistoren 155 als selbstsperrende Feldeffekttransistoren auf Masse zieht und dadurch sperrt). Bei einem positiven Wahlsignal (beispielsweise von 5 V) amcurrent signal (because the bipolar NPN transistor pulls the common gate voltage of the two selection transistors 155 as self-blocking field effect transistors to ground and thus blocks them). With a positive selection signal (for example of 5 V) at the

Wahlsignaleingang 154 ist das Ausgangssignal ein Spannungssignal, da die Wahltran- sistoren leitend geschaltet sind.The output signal of the selection signal input 154 is a voltage signal because the selection transistors are conductive.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 zur Überwachung einer Bürde kann den in Fig. 2 schematisch gezeigten Signalgenerator 200 umfassen. Der Signal- generator 200 kann am ersten (positiven) Eingang des Operationsverstärkers eineThe second embodiment of the device 100 for monitoring a load may comprise the signal generator 200 shown schematically in Fig. 2. The signal generator 200 may have a

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Steuerspannung 201 empfangen (zum Beispiel eine PWM-Vorgabe) vom DAC 202 der Vorrichtung 100.Control voltage 201 received (for example, a PWM command) from DAC 202 of device 100.

Der Signalgenerator 200 umfasst Messwiderstände 152 zur Messung des Stroms alsThe signal generator 200 includes measuring resistors 152 for measuring the current as

Ausgangssignal, d.h. zur Messung des Stroms am Analogausgang 114 in seiner Funk- tion als Stromausgang. Zum Beispiel kann ein Messwiderstand von 50 Ohm bei einemOutput signal, i.e. for measuring the current at the analog output 114 in its function as a current output. For example, a measuring resistor of 50 Ohm can be used for a

Strom von 20 mA einen Spannungsabfall von 1 V ergeben.A current of 20 mA results in a voltage drop of 1 V.

In einem Ausführungsbeispiel wählt die Steuereinheit 120 durch das Wahlsignal denIn one embodiment, the control unit 120 selects the

Analogausgang 114 als Stromausgang, d.h. den Strom Ison als Ausgangssignal, aus.Analog output 114 as a current output, i.e. the current Ison as an output signal.

Der Strom Iso ist durch die Steuerspannung am Eingang 201 vorgegeben (d.h. geführt und geregelt). Zur Berechnung der Bürde 102 ist es erforderlich, an einem Messpunkt 160 des Signalgenerators 200 die Spannung Umess am Analogausgang 114 zu mes- sen. Dazu kann der Messpunkt 160 an einen Analogeingang der Steuereinheit 120 angeschlossen sein. Alternativ kann die Steuereinheit 120 oder der Signalumformer 110 (beispielsweise der Signalgenerator 200) einen zusätzlichen Analog-Digital-The current Iso is specified by the control voltage at the input 201 (i.e. guided and regulated). To calculate the load 102, it is necessary to measure the voltage Umess at the analog output 114 at a measuring point 160 of the signal generator 200. For this purpose, the measuring point 160 can be connected to an analog input of the control unit 120. Alternatively, the control unit 120 or the signal converter 110 (for example the signal generator 200) can have an additional analog-digital

Wandler (ADC) 204 umfassen, der eingangsseitig an den Messpunkt 160 angeschlos- sen und ausgangsseitig an einen Digitaleingang der Steuereinheit 120 angeschlossen ist. Der ADC 204 wandelt die Spannung Umess des Analogausgangs 114 in einen Digi- talwert und überträgt diesen an die Steuereinheit 120 (z.B. einen Mikrocontroller).Converter (ADC) 204, which is connected on the input side to the measuring point 160 and on the output side to a digital input of the control unit 120. The ADC 204 converts the voltage Umess of the analog output 114 into a digital value and transmits this to the control unit 120 (e.g. a microcontroller).

Bei jedem Ausführungsbeispiel kann das Ausgangssignal dem (beispielsweise puls- weitenmodulierten, PWM) Steuersignal 201 als Vorgabe entsprechen. Alternativ oder ergänzend kann der Strom, der intern zur Rückkopplung an den Operationsverstärker fließt, der Steuereinheit 120 bekannt sein und von dieser herausgerechnet werden.In each embodiment, the output signal may correspond to the (for example pulse width modulated, PWM) control signal 201 as a specification. Alternatively or additionally, the current that flows internally for feedback to the operational amplifier may be known to the control unit 120 and calculated out by it.

In einer Variante jedes Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100 ist der Analogaus- gang 114 ein Stromausgang, beispielsweise mit dem Wertebereich (oder Intervall) von 0...20 mA. Beispielsweise steuert die Steuereinheit 120 den Analogausgang 110 zurIn a variant of each embodiment of the device 100, the analog output 114 is a current output, for example with the value range (or interval) of 0...20 mA. For example, the control unit 120 controls the analog output 110 for

Ausgabe eines Stroms mit dem Höchstwert des Intervalls (z.B. 20 mA) zur Bestim- mung der Bürde.Output of a current with the maximum value of the interval (e.g. 20 mA) to determine the load.

Nachstehende Tabelle | zeigt beispielhaft das Ausgangssignal als Stromsignal (bei- spielsweise von 20 mA), die am Messpunkt 160 gemessene Spannung und die basie- rend auf dem Ohm’schen Gesetz berechnete Bürde.The following table | shows an example of the output signal as a current signal (for example of 20 mA), the voltage measured at measuring point 160 and the burden calculated based on Ohm's law.

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Ein schaltungsbedingter Offset der Bürde beträgt beispielsweise 50 bis 60 Q. Der In- nenwiderstand von 50 bis 60 Q (beispielsweise ein Großteil von 50 Q des Innenwider- stands von 60 ©) fällt am Messwiderstand 152 zur Bestimmung des Stroms als Aus- gangssignal ab. Das schaltungsbedingte Offset der Vorrichtung 100 kann durch Test- experimente gemessen oder direkt oder durch Simulationssoftware (z.B. LT-Spice) berechnet werden.A circuit-related offset of the burden is, for example, 50 to 60 Q. The internal resistance of 50 to 60 Q (for example, a large part of 50 Q of the internal resistance of 60 ©) drops across the measuring resistor 152 for determining the current as an output signal. The circuit-related offset of the device 100 can be measured by test experiments or calculated directly or by simulation software (e.g. LT-Spice).

Die Steuereinheit 120 kann die Bürde bestimmen aus dem Strom / als Ausgangssignal, der gemessenen Spannung U am Analogausgang 114 und gegebenenfalls dem Off- set, beispielsweise gemäß dem Zusammenhang:The control unit 120 can determine the burden from the current / as output signal, the measured voltage U at the analog output 114 and, if applicable, the offset, for example according to the relationship:

R=UV/,-600 (F1)R=UV/,-600 (F1)

Dabei ist U die Spannung am Messpunkt 160, / das Stromsignal gemäß dem Steuer- signal 201 (z.B. PWM-Signal) als Vorgabe 201 was als Ausgangssignal ausgegeben werden soll.Here, U is the voltage at the measuring point 160, / the current signal according to the control signal 201 (e.g. PWM signal) as specification 201 which is to be output as an output signal.

Der in der Formel F1 genannte Wert von 60 Q ist ein Beispiel für das schaltungsbe- dingte Offset.The value of 60 Q given in formula F1 is an example of the circuit-related offset.

16 BE2022/582516 BE2022/5825

Tabelle I lour Uour Bürde (geregelt durch PWM) | (Messpunkt) | (berechnet)Table I lour Uour burden (controlled by PWM) | (measurement point) | (calculated)

Der Zusammenhang gemäß Formel F1 gilt nur bis zu einer limitierenden Spannung (d.h. dem Höchstwert der Spannung) von 12,8 V am Messpunkt 160. Ab dann ist keine gültige Ausgabe des Stromsignals (beispielsweise für eine Messung oder Ansteue- rung) mehr möglich und die Steuereinheit 120 gibt über die Benutzerschnittstelle 140 (z.B. ein Web-Based-Management, WBM) den Hinweis (beispielsweise eine Alarm- meldung) aus.The relationship according to formula F1 only applies up to a limiting voltage (i.e. the maximum value of the voltage) of 12.8 V at the measuring point 160. From then on, a valid output of the current signal (e.g. for a measurement or control) is no longer possible and the control unit 120 issues the information (e.g. an alarm message) via the user interface 140 (e.g. a web-based management, WBM).

Die Vorrichtung 100 (beziehungsweise der Analogausgang 114 als Funktion des Ein- gangs 112) kann bis zu einer Spannung von 12,6 V am Analogausgang 114 linear arbeiten. Daraus ergibt sich eine maximale Bürde von 570 Q. Ab der Obergrenze von 570 Q verhält sich die Vorrichtung 100 nicht-linear für den Höchstwert des Stromsig- nals (beispielsweise für 20 MA) und gibt ab dieser Grenze falsche Messwerte oderThe device 100 (or the analog output 114 as a function of the input 112) can operate linearly up to a voltage of 12.6 V at the analog output 114. This results in a maximum load of 570 Q. From the upper limit of 570 Q, the device 100 behaves non-linearly for the maximum value of the current signal (for example, for 20 MA) and from this limit onwards gives incorrect measured values or

Steuerstrôme aus. Da der Strom als Ausgangssignal (d.h. als Soll-Wert) vorgegeben ist beziehungsweise mittels des Signalgenerators geregelt ist (beispielsweise mittels des Operationsverstärkers als Regler), wird die außen an der Vorrichtung 100 ange- schlossene Last (d.h. die Bürde), wie bereits oben erwähnt, aus der Spannung U amControl currents. Since the current is specified as an output signal (i.e. as a target value) or is regulated by the signal generator (for example by means of the operational amplifier as a controller), the load connected to the outside of the device 100 (i.e. the burden), as already mentioned above, is determined from the voltage U at the

Messpunkt 160 berechnet. Der Maximalwert der Last (d.h. die Obergrenze der Bürde)Measuring point 160 is calculated. The maximum value of the load (i.e. the upper limit of the burden)

17 BE2022/5825 kann in der Produktion bestimmt werden. Eventuell kann die Obergrenze direkt von der Spannung U abgeleitet werden.17 BE2022/5825 can be determined in production. The upper limit can possibly be derived directly from the voltage U.

Tabelle II zeigt ein weiteres Beispiel für die berechnete Bürde basierend auf demTable II shows another example of the calculated burden based on the

Ohm’schen Gesetz, die gemessene Spannung am ersten Messpunkt 160 und dasOhm’s law, the measured voltage at the first measuring point 160 and the

Ausgangssignal als Strom (hier: 10 mA). Die Vorrichtung 100 kann bis zu 12,9 V linear arbeiten. Daraus ergibt sich eine Obergrenze der Bürde von 1230 Q. Ab der Grenze von 1230 Q für den 10 mA Strom verhält sich die Vorrichtung nicht-linear und gibt ab dieser Grenze falsche Messwerte oder zu niedrige Stromsignale aus.Output signal as current (here: 10 mA). The device 100 can operate linearly up to 12.9 V. This results in an upper limit of the burden of 1230 Q. From the limit of 1230 Q for the 10 mA current, the device behaves non-linearly and from this limit onwards outputs incorrect measured values or too low current signals.

Tabelle II louT UouT Bürde (geregelt durch PWM) | (Messpunkt 1) | (berechnet)Table II louT UouT Burden (controlled by PWM) | (measurement point 1) | (calculated)

Zusätzlich zur Berechnung der Bürde kann die Vorrichtung 100 (beispielsweise dieIn addition to calculating the burden, the device 100 (for example, the

Steuereinheit 120) den bestimmten Wert der Bürde oder einen Restwert (auch: Re- serve) der Bürde für den Benutzer in der Benutzerschnittstelle 140, beispielsweise im web-basierten Management (WBM) anzeigen und/oder mit der Obergrenze der Vor- richtung 100 vergleichen oder verrechnen.Control unit 120) can display the determined value of the burden or a residual value (also: reserve) of the burden for the user in the user interface 140, for example in web-based management (WBM) and/or compare or offset it with the upper limit of the device 100.

Zum Beispiel wird nach dem Einschalten der Vorrichtung 100 die extern angeschlos- sene Bürde wie oben beschrieben ermittelt (vorzugsweise durch Ausgabe des Höchst- wertes des Stroms als Ausgangssignal im Intervall) und in einem Speicher zur weiterenFor example, after switching on the device 100, the externally connected load is determined as described above (preferably by outputting the maximum value of the current as an output signal in the interval) and stored in a memory for further

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Verwendung (beispielsweise während des Betriebs der Vorrichtung 100) bis zur nächsten Berechnung abgelegt.Use (for example, during operation of the device 100) until the next calculation.

Beispiel 1: Die Steuereinheit 120 kann mindestens einen der folgenden Schritte aus- führen. - Die Steuereinheit 120 gibt das Wahlsignal für ein Stromsignal aus, beispiels- weise in Reaktion auf eine Eingabe eines Benutzers. - Der Analogausgang 114 ist ein Stromausgang und (beispielsweise über dasExample 1: The control unit 120 can perform at least one of the following steps. - The control unit 120 outputs the selection signal for a current signal, for example in response to an input from a user. - The analog output 114 is a current output and (for example via the

Steuersignal 201 als PWM-Stufe) so eingestellt, dass 20 mA fließen sollten. - Die Steuereinheit 120 ermittelt einen internen Spannungsabfall (z. B. durch Si- mulationssoftware oder Auslesen aus einem Speicher). - Die hierfür an den Klemmen 114-1 und 114-2 des Analogausgangs 114 not- wendige Spannung ist 9,2 V. Dieser Wert kann sich Zusammensetzen aus 8 V und einem internen Spannungsabfall von 1,2 V (der beispielsweise in einerControl signal 201 as PWM stage) is set so that 20 mA should flow. - The control unit 120 determines an internal voltage drop (e.g. by simulation software or reading from a memory). - The voltage required for this at terminals 114-1 and 114-2 of the analog output 114 is 9.2 V. This value can be made up of 8 V and an internal voltage drop of 1.2 V (which, for example, is in a

Gleichung herausgerechnet wird). - Die bestimmte (beispielsweise berechnete) Bürde ist somit R = U/| = (9,2 V — 1,2V) / 20 mA, also R = 400 Q. - Die Steuereinheit 120 stellt fest, dass die bestimmte Bürde im mit OK markier- ten Bereich der Tabelle | ist. - Die Steuereinheit 120 gibt einen Hinweis an der Benutzerschnittstelle 140 aus, dass die bestimmte Bürde zulässig (d. h. in Ordnung oder OK) ist.equation). - The determined (e.g. calculated) load is thus R = U/| = (9.2 V - 1.2V) / 20 mA, i.e. R = 400 Q. - The control unit 120 determines that the determined load is in the area of the table | marked OK. - The control unit 120 issues a message on the user interface 140 that the determined load is permissible (i.e. OK).

Beispiel 2: Die Steuereinheit 120 kann mindestens einen der folgenden Schritte aus- führen. - Die Steuereinheit 120 gibt das Wahlsignal für ein Stromsignal aus, beispiels- weise in Reaktion auf eine Eingabe eines Benutzers. - Der Analogausgang 114 ist als Stromausgang so eingestellt, dass 20 mA flie- ßen sollten. - Die Steuereinheit 120 ermittelt einen internen Spannungsabfall (z.B. durch Si- mulationssoftware oder Auslesen aus einem Speicher). - Die hierfür an den Klemmen notwendige Spannung ist 12,6 V, zusammenge- setzt aus 11,4 V und dem internen Spannungsabfall von 1,2 V. Letzteres kann in der Gleichung F1 herausgerechnet werden.Example 2: The control unit 120 can carry out at least one of the following steps. - The control unit 120 outputs the selection signal for a current signal, for example in response to a user input. - The analog output 114 is set as a current output so that 20 mA should flow. - The control unit 120 determines an internal voltage drop (e.g. by simulation software or reading from a memory). - The voltage required for this at the terminals is 12.6 V, made up of 11.4 V and the internal voltage drop of 1.2 V. The latter can be calculated out in equation F1.

19 BE2022/5825 - Die bestimmte (beispielsweise berechnete) Bürde ist somit R = U/| = (12,6 V — 1,2 V)/20 MA, also R = 570 Q. - Die Steuereinheit 120 stellt fest, dass die bestimmte Bürde im Grenzbereich gemäß Tabelle | ist. - Die Steuereinheit 120 gibt an die Benutzerschnittstelle 140 den Hinweis aus, dass die bestimmte Bürde im Grenzbereich ist.19 BE2022/5825 - The determined (for example calculated) load is thus R = U/| = (12.6 V - 1.2 V)/20 MA, i.e. R = 570 Q. - The control unit 120 determines that the determined load is in the limit range according to table |. - The control unit 120 outputs the indication to the user interface 140 that the determined load is in the limit range.

Beispiel 3: - Der Analogausgang als Stromausgang ist so eingestellt, dass 20,0 mA fließen sollten (tatsächlich fließen nur 19,7 mA). - Die an den Klemmen notwendige Spannung ist 11,6 V + interner Spannungs- abfall von 1,2 V (wird in der Gleichung herausgerechnet) = 12,8 V. - Die berechnete Bürde ist somit R = Ul = (12,8 V — 1,2 V) / 19,7 MA, also R = 588 Q > Obergrenze der Bürde. - Die Bürde ist zu groß (beispielsweise im nichtlinearen Bereich) gemäß Ta- belle |. - Die Steuereinheit 120 sendet einen Hinweis, dass die bestimmte Bürde zu groß oder unzulässig ist an die Benutzerschnittstelle 140.Example 3: - The analog output as a current output is set so that 20.0 mA should flow (actually only 19.7 mA flows). - The voltage required at the terminals is 11.6 V + internal voltage drop of 1.2 V (is subtracted in the equation) = 12.8 V. - The calculated load is therefore R = Ul = (12.8 V - 1.2 V) / 19.7 MA, i.e. R = 588 Q > upper limit of the load. - The load is too large (for example in the non-linear range) according to Table |. - The control unit 120 sends a message to the user interface 140 that the specific load is too large or not permissible.

Die Vorrichtung 100 kann in diesem Fall bis zu 12,8 V an den Klemmen 114-1 und 114-2 anlegen, um den Strom von 20 mA zu treiben. Wobei zu beachten ist, dass dies schon der nicht zulässige Bereich der Vorrichtung 100 ist (und beispielsweise unbe- dingt zu vermeiden gilt). Die Vorrichtung 100 sollte ab einer Spannung von 12,6 V eineIn this case, the device 100 can apply up to 12.8 V to the terminals 114-1 and 114-2 in order to drive the current of 20 mA. It should be noted that this is already the impermissible range of the device 100 (and should be avoided at all costs). The device 100 should have a

Meldung ausgegeben, um zu signalisieren, dass die Bürde unzulässig hoch ist. Dies kann die Vorrichtung dem Benutzer an der Benutzerschnittstelle 140 (beispielsweise über das WBM) anzeigen, optional zusammen mit einer berechneten verbleibendenmessage is issued to signal that the load is unacceptably high. The device can indicate this to the user at the user interface 140 (for example via the WBM), optionally together with a calculated remaining

Bürde (Restwert oder Reserve), die noch zusätzlich möglich (d.h. anschließbar) wäre.Burden (residual value or reserve) that would still be possible (i.e. connectable).

Im vorgenannten Beispielfall wäre das Limit schon erreicht.In the above example case, the limit would already have been reached.

Vorzugsweise gibt die Benutzerschnittstelle 140 (beispielsweise der WBM) auch einePreferably, the user interface 140 (for example, the WBM) also provides a

Bestätigung aus, dass oder ob sich die Vorrichtung 100 in ihrem vorgesehenen Be- triebsbereich befindet.Confirmation that or whether the device 100 is within its intended operating range.

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Wenn der Benutzer eine zu große (bei I-Out, d.h. Stromsignal als Ausgangssignal) oder zu kleine (bei U-Out, d.h. Spannungssignal als Ausgangssignal) Bürde ange- schlossen hat, bekommt der Benutzer nun über Benutzerschnittstelle 140 einen ent- sprechenden Hinweis, z.B. indem eine Störmelde-LED leuchtet oder als Alarmmel- dung einer fehlerhaften Bürde (beispielsweise im WBM).If the user has connected a load that is too large (with I-Out, i.e. current signal as output signal) or too small (with U-Out, i.e. voltage signal as output signal), the user now receives a corresponding message via user interface 140, e.g. by a fault LED lighting up or as an alarm message of a faulty load (for example in the WBM).

Herkömmlicherweise wird eine fehlerhafte Bürde vom Benutzer unter Umständen erst zu einem sehr späten Zeitpunkt erkannt. Denn im unteren Bereich des Analogaus- gangs (beispielsweise bei kleinen Strömen) merkt man unter Umständen nicht, dass die Bürde einen Messfehler erzeugt oder der Fehler tritt erst bei gröBeren Ausgangs- werte auf.Traditionally, a faulty load may not be recognized by the user until a very late stage. In the lower range of the analog output (for example with small currents) it may not be noticed that the load is causing a measurement error, or the error only occurs at larger output values.

Beispiel 4: - Analogausgang ist als Stromausgang so eingestellt, dass 10 mA fließen soll- ten. - Die hierfür an den Klemmen 114-1 und 114-2 notwendige Spannung ist 9,6 V. - Die berechnete Bürde ist dann R = U/| = 8V / 10 mA, also R = 800 Q.Example 4: - Analog output is set as a current output so that 10 mA should flow. - The voltage required for this at terminals 114-1 and 114-2 is 9.6 V. - The calculated load is then R = U/| = 8V / 10 mA, i.e. R = 800 Q.

Gemäß Tabelle | und II kann die Vorrichtung 100 immer noch 11,5 V an den Klemmen anlegen, um den Strom von 20 mA zu treiben. Das ergibt eine maximale Bürde von 575 Q für einen Höchstwert des Stroms von 20 mA. Die Vorrichtung wird nun im Be- reich bis 14,375 mA linear Arbeiten und oberhalb dieser Stromgrenze falsche Mess- werte bzw. zu niedrige Stromsignale ausgeben.According to Tables I and II, the device 100 can still apply 11.5 V to the terminals to drive the current of 20 mA. This gives a maximum burden of 575 Ω for a maximum current of 20 mA. The device will now operate linearly in the range up to 14.375 mA and above this current limit will give false readings or too low current signals.

In einem anderen Ausführungsbeispiel, das mit anderen Ausführungsbeispiele kombi- niert werden kann, wählt die Steuereinheit 120 durch das Wahlsignal den Analogaus- gang als Spannungsausgang aus. Der Strom, der durch den Analoganschluss 114 fließt, wird über den Spannungsabfall am Messwiderstand 150 am Messpunkt 160 vor dem Anschluss 114-1 gemessen. Hierzu wird derselbe Messpunkt verwendet. Die ge- messene Spannung geht ebenfalls wie bei |-Out (d.h. der vorgenannten Konfiguration als Stromausgang) in eine Spannungsgrenze, d.h. einen Maximalwert an Spannung, welche der Signalgenerator 200 aufzubauen vermag. So kann auch in diesem Fall dieIn another embodiment, which can be combined with other embodiments, the control unit 120 selects the analog output as a voltage output using the selection signal. The current flowing through the analog connection 114 is measured via the voltage drop at the measuring resistor 150 at the measuring point 160 before the connection 114-1. The same measuring point is used for this. The measured voltage also goes into a voltage limit, i.e. a maximum value of voltage that the signal generator 200 can build up, as with |-Out (i.e. the aforementioned configuration as a current output). In this case, too, the

21 BE2022/5825 angeschlossene Bürde bestimmt werden, sofern die Spannungsgrenze noch nicht er- reicht ist.21 BE2022/5825 connected load can be determined if the voltage limit has not yet been reached.

Mit anderen Worten wird, um die Bürde zu berechnen, ein Strom über die Messung des Spannungsabfalls an einem Messwiderstand 150 (beispielsweise 10 Q) gemes- sen werden als zur Spannung als Ausgangssignal komplementäre Messgröße. Die gemessene Spannung geht auch in eine Grenze, die die Schaltung der Vorrichtung 100 liefern kann. Das schaltungsbedingte Offset der Vorrichtung 100 kann durch Test- experimente gemessen oder direkt oder durch Simulationssoftware (z.B. LT-Spice) berechnet werden und/oder in der Steuereinheit 120 gespeichert sein.In other words, to calculate the burden, a current will be measured by measuring the voltage drop across a measuring resistor 150 (e.g. 10 Ω) as a measurement value complementary to the voltage as the output signal. The measured voltage also goes into a limit that the circuit of the device 100 can provide. The circuit-related offset of the device 100 can be measured by test experiments or calculated directly or by simulation software (e.g. LT-Spice) and/or stored in the control unit 120.

Nach dem Einschalten der Vorrichtung 100 wird die extern angeschlossene Bürde wie oben beschrieben bestimmt und in einem Speicher zur weiteren Verwendung (bei- spielsweise im Betrieb der Vorrichtung 100) bis zur nächsten Berechnung, zum Bei- spiel für eine andere Ausgabevorrichtung 118 oder eine Änderung des gewählten Sig- nals, gespeichert.After switching on the device 100, the externally connected burden is determined as described above and stored in a memory for further use (e.g. in operation of the device 100) until the next calculation, e.g. for a different output device 118 or a change in the selected signal.

Vorzugsweise wird die bestimmte Bürde für den Benutzer in der Benutzeroberfläche 140 angezeigt und mit der (beispielsweise gespeicherten) Obergrenze der Bürde ver- glichen oder verrechnen.Preferably, the determined burden is displayed to the user in the user interface 140 and compared or offset against the (e.g. stored) upper limit of the burden.

Tabelle III zeigt beispielhaft die berechnete Bürde basierend auf dem Ohm’schen Ge- setz, den gemessenen Spannungsabfall über den Messwiderstand 150 am Messpunkt 160 und das Ausgangssignal als Spannungssignal (hier beispielsweise ein Soll-Wert von 10 V). Aufgrund des bekannten Werts des Messwiderstand 150 und des bekann- ten Werts des Innenwiderstands (beispielsweise 10Q + 1,2 À) kann die Steuereinheit den Strom am Analogausgang 114 anhand des gemessenen Spannungsabfalls be- rechnen. Die Steuereinheit 120 kann die Bürde auf der Grundlage des berechnetenTable III shows, as an example, the calculated burden based on Ohm’s law, the measured voltage drop across the measuring resistor 150 at the measuring point 160 and the output signal as a voltage signal (here, for example, a target value of 10 V). Due to the known value of the measuring resistor 150 and the known value of the internal resistance (for example, 10Q + 1.2 À), the control unit can calculate the current at the analog output 114 based on the measured voltage drop. The control unit 120 can calculate the burden based on the calculated

Stroms und der Ausgangsspannung bestimmen.current and output voltage.

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Tabelle II!Table II!

Ukiemme OUT+ Uauelle Bürde (Klemme OUT+) | (Messpunkt) (berechnet) 999 | 10004v | 100000 | OKUkiemme OUT+ Uauelle Burden (terminal OUT+) | (measuring point) (calculated) 999 | 10004v | 100000 | OK

In einer Variante jedes Ausführungsbeispiels kann die Vorrichtung 100 zur Überwa- chung der Bürde außerdem bei jeder Bestimmung (beispielsweise Berechnung) derIn a variant of each embodiment, the burden monitoring device 100 may also be used for each determination (e.g. calculation) of the

Bürde die mögliche übrige Bürde (d.h. den Restwert) berechnen und diese über dieBurden calculate the possible remaining burden (i.e. the residual value) and divide it by the

Benutzerschnittstelle 140 ausgeben (beispielsweise anzeigen). Die Vorrichtung 100 kann ferner die Überschreitung der Bürde berechnen und sie dem Benutzer über dieuser interface 140. The device 100 may further calculate the excess of the burden and present it to the user via the

Benutzerschnittstelle 140 ausgeben (beispielsweise anzeigen).Output (e.g., display) user interface 140.

Wenn der Benutzer Im Fall U-Out (d.h. einer Konfiguration des Analogausgangs alsIf the user In case of U-Out (i.e. a configuration of the analog output as

Spannungsausgangs) eine zu kleine Bürde angeschlossen hat, gibt die Steuereinheit 120 über Benutzerschnittstelle 140 einen entsprechenden Hinweis aus, z.B. durch dasvoltage output), the control unit 120 issues a corresponding indication via user interface 140, e.g. by

Leuchten einer Störmelde-LED oder als Alarmmeldung einer fehlerhaften Bürde (bei- spielsweise im WBM).Illumination of a fault LED or as an alarm message of a faulty load (for example in the WBM).

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 100 bietet dem Benutzer den Vorteil, dass die angeschlossene Ausgangsbürde bei Bedarf bzw. Notwendigkeit gemessen wird. Hier- mit können nicht nur falsch angeschlossene Ausgangslasten, sondern auch ein Lei- tungsdefekt bzw. Kabelbruch festgestellt werden.Embodiments of the device 100 offer the user the advantage that the connected output load is measured when required or necessary. This not only enables incorrectly connected output loads to be detected, but also a line defect or cable break.

23 BE2022/582523 BE2022/5825

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm, das die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse der Vor- richtung 100 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Das dritteFig. 3 shows a block diagram illustrating the input and output terminals of the device 100 according to a third embodiment. The third

Ausführungsbeispiel kann einzelne oder alle Merkmale der vorgenannten Ausfüh- rungsbeispielen oder der Figuren 1 oder 2 weiterbilden. Die Vorrichtung 100 kann ei- nen oder mehrere der Eingänge 112 umfassen, die jeweils mit einer oder mehrerenThe embodiment can further develop individual or all features of the aforementioned embodiments or of Figures 1 or 2. The device 100 can comprise one or more of the inputs 112, each of which is connected to one or more

Eingabevorrichtungen 116 verbunden oder verbindbar sind. Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 kann mindestens einen der in Fig. 3 gezeigten Eingänge 112 um- fassen. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung 100 über den mindestens ei- nen Analogausgang 114 mit einer oder mehreren Ausgabevorrichtungen 118 verbun- den oder verbindbar sein. Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 kann den inInput devices 116 are connected or connectable. The embodiment of the device 100 can comprise at least one of the inputs 112 shown in Fig. 3. Alternatively or additionally, the device 100 can be connected or connectable to one or more output devices 118 via the at least one analog output 114. The embodiment of the device 100 can comprise the inputs 112 shown in Fig. 3.

Fig. 3 gezeigten Analogausgang 114 mehrfach umfassen.Fig. 3 shown analog output 114 multiple times.

Ein Digital-Analog-Wandler (DAC) 202 erzeugt eine Steuerspannung 201 (beispiels- weise mittels Pulsweitenmodulation, PWM) für einen Signalgenerator 200, der dasA digital-to-analog converter (DAC) 202 generates a control voltage 201 (for example by means of pulse width modulation, PWM) for a signal generator 200, which

Ausgangssignal für den Analogausgang 114 erzeugt. Der Signalgenerator 200 kann gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel oder der Fig. 2 ausgebildet sein.Output signal is generated for the analog output 114. The signal generator 200 can be designed according to the second embodiment or Fig. 2.

Die Steuereinheit 120 kann, beispielsweise wie in Fig. 3 schematisch gezeigt, einThe control unit 120 can, for example, as shown schematically in Fig. 3, a

Wahlsignal an den Signalgenerator 200 sendet, das angibt, welches analoge Aus- gangssignal erzeugt und/oder welche zum Ausgangssignal komplementäre Mess- größe gemessen wird.Sends a selection signal to the signal generator 200 indicating which analog output signal is generated and/or which measurement variable complementary to the output signal is measured.

Fig. 4 zeigt schematisch die Ausgabe der anhand des bekannten Stromsignals (alsFig. 4 shows schematically the output of the known current signal (as

Ausgangssignal) und der gemessenen Spannung (als der zum Ausgangssignal kom- plementären Messgröße) berechneten Bürde 102. Im Falle eines Kabelkurzschlusses ist die Bürde Null oder nahezu Null. Im Falle einer Unterbrechung der Kabelverbindung ist die Bürde unendlich oder sehr groß.output signal) and the measured voltage (as the measurement value complementary to the output signal). In the case of a cable short circuit, the load is zero or almost zero. In the case of an interruption in the cable connection, the load is infinite or very high.

In diesem Beispiel wird die Bürde 102 basierend auf dem Stromsignal und der am ersten Messpunkt 160 gemessenen Spannung bestimmt. Die gemessene Bürde 102 ist kleiner als die Obergrenze 104 der Bürde, d.h. die maximal zulässige Bürde Rmax, für die Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 arbeitet somit im linearen Bereich. Daher gibt es einen Restwert 106 (auch: Reserve) der Bürde 102, um den die Bürde 102 anwachsen könnte und die Vorrichtung 100 weiterhin im linearen Bereich arbeitenIn this example, the burden 102 is determined based on the current signal and the voltage measured at the first measuring point 160. The measured burden 102 is smaller than the upper limit 104 of the burden, i.e. the maximum permissible burden Rmax, for the device 100. The device 100 thus operates in the linear range. Therefore, there is a residual value 106 (also: reserve) of the burden 102 by which the burden 102 could increase and the device 100 could continue to operate in the linear range.

24 BE2022/5825 kann. In diesem Beispiel bedeutet dies, dass die Vorrichtung 100 mit höherer Span- nung linear arbeiten kann für ein definiertes Stromsignal.24 BE2022/5825 can. In this example, this means that the device 100 can operate linearly with higher voltage for a defined current signal.

Fig. 5 zeigt schematisch die anhand des bekannten Spannungssignals (als Ausgangs- signal) und des gemessenen Stroms (als der zum Ausgangssignal komplementärenFig. 5 shows schematically the known voltage signal (as output signal) and the measured current (as the complementary to the output signal)

Messgröße) berechnete Bürde 102. Im Falle eines Kabelkurzschlusses ist die Bürde 102 minimal oder Null, und im Falle eines Ausfalls der Kabelverbindung ist die Bürde 102 sehr hoch oder unendlich.measured quantity). In the case of a cable short circuit, the burden 102 is minimal or zero, and in the case of a cable connection failure, the burden 102 is very high or infinite.

In diesem Beispiel wird die Bürde 102 basierend auf dem Spannungssignal und dem (beispielsweise mittels der Messwiderstände 150) am Messpunkt 160 gemessenenIn this example, the load 102 is determined based on the voltage signal and the measured value (for example by means of the measuring resistors 150) at the measuring point 160.

Strom bestimmt. Die gemessene Bürde ist größer als die Untergrenze 104 der Bürde 102 (d.h. die minimal zulässige Bürde Rmin) für die Vorrichtung 100. Somit arbeitet diecurrent. The measured load is greater than the lower limit 104 of the load 102 (i.e. the minimum permissible load Rmin) for the device 100. Thus, the

Vorrichtung 100 im linearen Bereich. Daher gibt es einen sogenannten Restwert 106 (auch: Reserve) der Bürde 102, um den die Bürde 102 abnehmen könnte und die Vor- richtung 100 weiterhin im linearen Bereich arbeiten kann. In diesem Beispiel bedeutet dies, dass die Vorrichtung 100 mit höherer Strom für ein definiertes Spannungssignal linear arbeiten kann.Device 100 in the linear range. Therefore, there is a so-called residual value 106 (also: reserve) of the burden 102, by which the burden 102 could decrease and the device 100 can continue to operate in the linear range. In this example, this means that the device 100 can operate linearly with a higher current for a defined voltage signal.

Ausführungsbeispiele der Erfindung bietet dem Anwender den Vorteil, dass die An- schlussbürde 102 am Ausgang bei Bedarf oder Notwendigkeit gemessen wird. Alter- nativ oder ergänzend können nicht nur eine unzulässige angeschlossene Ausgangs- bürde 102 erkannt werden, sondern auch ein Leitungsdefekt, ein Kabelbruch, eine (beispielsweise durch Vibrationen) gelöste Klemme oder Kontaktkorrosion anhand zeitlicher Veränderungen der Bürde und/oder Schwellwerten für die Bürde bestimmt und/oder mit dem Hinweis ausgegeben werden.Embodiments of the invention offer the user the advantage that the connection load 102 at the output is measured when required or necessary. Alternatively or additionally, not only can an impermissibly connected output load 102 be detected, but also a line defect, a cable break, a loose terminal (for example due to vibrations) or contact corrosion can be determined based on temporal changes in the load and/or threshold values for the load and/or output with the note.

In jedem Ausführungsbeispiel kann der ausgegebene Hinweis einen Wert (beispiels- weise Betrag) der bestimmten Bürde 102 (d.h. der aktuellen ausgangsseitigen Bürde) oder einen Restbetrag 106 (beispielsweise einen Abstand in Ohm) bis zum Erreichen eines Grenzwertes 104 der ausgangsseitigen Bürde angeben. Alternativ oder ergän- zend kann der ausgegebene Hinweis angeben, dass das Ausgangssignal nicht korrekt ist. Beispielsweise kann der ausgegebene Hinweis angeben, dass ein mittels des Sig- nalumformers 110 gemessener Wert nicht korrekt ist (beispielsweise weil der gemes-In each embodiment, the output indication may indicate a value (e.g., amount) of the specific load 102 (i.e., the current output load) or a remaining amount 106 (e.g., a distance in ohms) until a limit value 104 of the output load is reached. Alternatively or additionally, the output indication may indicate that the output signal is incorrect. For example, the output indication may indicate that a value measured by means of the signal converter 110 is incorrect (e.g., because the measured

25 BE2022/5825 sene Wert nicht durch das Ausgangssignal korrekt repräsentiert ist) und/oder ein Zu- sammenhang zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal nicht einer25 BE2022/5825 its value is not correctly represented by the output signal) and/or a connection between the input signal and the output signal does not correspond to a

Kennlinie des Signalumformers 110 entspricht (beispielsweise an einer bestimmtencharacteristic curve of the signal converter 110 (for example at a certain

Stelle der Kennlinie des Signalumformers 110 oder an der aktuellen Stelle der Kennli- nie des Signalumformers). Beispielsweise kann der ausgegebene Hinweis eine Nicht-Position of the characteristic curve of the signal converter 110 or at the current position of the characteristic curve of the signal converter). For example, the issued indication can be a non-

Linearität zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal angeben.Specify linearity between the input signal and the output signal.

Alternativ oder ergänzend kann der ausgegebene Hinweis mindestens einen bzw. eine der folgenden Fehler bzw. Ursachen angeben: - eine fehlerhafte Verdrahtung am Analogausgang 114; - einen zu geringen Leitungsquerschnitt am Analogausgang 114; - eine fehlerhafte (beispielsweise nicht korrekt angezogene) Klemmstelle 114-1 oder 114-2 am Analogausgang 114; - eine Nutzung eines falschen Eingangs oder eines falschen Eingangstyps einer am Analogausgang 114 angeschlossenen speicherprogrammierbaren Steue- rung (SPS) oder anderen nachfolgenden Schaltung; - eine falsche Konfiguration eines Eingangs 112 einer am Analogausgang 114 angeschlossenen SPS oder anderen nachfolgenden Schaltung; - Verbindungsstellen am Analogausgang 114, die über die Zeit fehlerhaft gewor- den sind, beispielsweise durch Korrosion, insbesondere Oxidation; und - einen Leitungsbruch am Analogausgang 114, insbesondere durch Vibration oder Bewegung.Alternatively or additionally, the message issued can indicate at least one of the following errors or causes: - faulty wiring at the analog output 114; - a cable cross-section that is too small at the analog output 114; - a faulty (for example, not correctly tightened) terminal point 114-1 or 114-2 at the analog output 114; - use of an incorrect input or an incorrect input type of a programmable logic controller (PLC) connected to the analog output 114 or other downstream circuit; - incorrect configuration of an input 112 of a PLC connected to the analog output 114 or other downstream circuit; - connection points at the analog output 114 that have become faulty over time, for example due to corrosion, in particular oxidation; and - a cable break at the analog output 114, in particular due to vibration or movement.

Bei bestehenden Signalumformern liegt der Strom oder die Spannung, die der Sig- nalumformer auszugeben versucht, bestenfalls als interner Soll-Wert vor. Selbst wenn dieser auch dem Benutzer bekannt ist, ist es damit nicht einfach möglich, den zulässi- gen Bereich der Bürde 102 für eine an den Analogausgang 114 des Signalumformers anzuschlieBende Schaltung zu berechnen und vorherzusagen.In existing signal converters, the current or voltage that the signal converter attempts to output is at best available as an internal setpoint. Even if this is known to the user, it is not easy to calculate and predict the permissible range of the load 102 for a circuit to be connected to the analog output 114 of the signal converter.

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 100 sind daher so ausgebildet ist, dass sie die an den Analogausgang 114 angeschlossene Bürde 102 ermittelt und überwacht.Embodiments of the device 100 are therefore designed to determine and monitor the burden 102 connected to the analog output 114.

26 BE2022/582526 BE2022/5825

Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist für Fachkundige ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenom- men werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Schaltung an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Er- findung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.Although the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted. Furthermore, many modifications may be made to adapt a particular situation or circuit to the teachings of the invention. Accordingly, the invention is not limited to the disclosed embodiments, but includes all embodiments that fall within the scope of the appended claims.

27 BE2022/582527 BE2022/5825

BezugszeichenlisteList of reference symbols

Vorrichtung zur Überwachung einer Bürde 100Device for monitoring a load 100

Bürde 102Burden 102

Hinweis auf Grenzwert der Bürde, beispielsweise Obergrenze und/oder Untergrenze 104Reference to the limit of the burden, for example upper limit and/or lower limit 104

Hinweis auf Restwert (auch: Reserve) der Bürde 106Reference to residual value (also: reserve) of the burden 106

Signalumformer der Vorrichtung 110Device 110 signal converter

Eingang der Vorrichtung oder des Signalumformers, beispielsweise Analogeingang oder Digitaleingang 112Input of the device or signal converter, for example analog input or digital input 112

Analogausgang der Vorrichtung 114Analog output of device 114

Eingabevorrichtung, beispielsweise Sensor 116Input device, for example sensor 116

Ausgabevorrichtung, beispielsweise Aktor oder SPS 118Output device, e.g. actuator or PLC 118

Steuereinheit der Vorrichtung, beispielsweise Mikrocontroller 120Control unit of the device, for example microcontroller 120

Benutzerschnittstelle, beispielsweise Anzeige 140User interface, for example display 140

Messwiderstand für Strom bei Spannungsausgang 150Measuring resistor for current at voltage output 150

Messwiderstände für Strom bei Stromausgang 152Measuring resistors for current at current output 152

Wahlsignaleingang 154Dial signal input 154

Wanltransistoren 155Wall transistors 155

Rückkopplung zur Regelung der Spannung als Ausgangssignal 156Feedback to regulate the voltage as output signal 156

Rückkopplung zur Regelung des Stroms als Ausgangssignal 158Feedback to control the current as an output signal 158

Messpunkt 160Measuring point 160

Signalgenerator 200Signal Generator 200

Steuersignal, beispielsweise Steuerspannung, für Signalgenerator 201Control signal, e.g. control voltage, for signal generator 201

Digital-Analog-Wandler der Vorrichtung 202Digital-to-analog converter of device 202

Zusätzlicher Analog-Digital-Wandler, beispielsweise in Signalumformer oder Steuereinheit 204Additional analog-digital converter, for example in signal converter or control unit 204

Analog-Digital-Wandler der Vorrichtung 206Analog-digital converter of device 206

Signalverarbeitung der Vorrichtung 208Signal processing of the device 208

Claims (15)

28 BE2022/5825 ANSPRÜCHE28 BE2022/5825 CLAIMS 1. Vorrichtung (100) zur Überwachung einer Bürde (102) mindestens eines Ana- logausgangs (114), umfassend: einen Signalumformer (110), der mindestens einen Eingang (112) und min- destens einen Analogausgang (114) aufweist, wobei der Signalumformer (110) dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einem am Eingang (112) anlie- genden Eingangssignal ein Ausgangssignal am Analogausgang (114) auszu- geben, wobei das Ausgangssignal ein Strom oder eine Spannung ist; und eine Steuereinheit (120), die dazu ausgebildet ist, ergänzend zum Strom als Ausgangssignal die Spannung oder ergänzend zur Spannung als Ausgangs- signal den Strom am Analogausgang (114) zu erfassen, die Bürde (102) aus dem Ausgangssignal in Kombination mit dem erfassten Strom oder der erfass- ten Spannung zu bestimmen, und auf der Grundlage der bestimmten Bürde (102) einen Hinweis (104; 106) auszugeben.1. Device (100) for monitoring a load (102) of at least one analog output (114), comprising: a signal converter (110) which has at least one input (112) and at least one analog output (114), wherein the signal converter (110) is designed to output an output signal at the analog output (114) depending on an input signal present at the input (112), wherein the output signal is a current or a voltage; and a control unit (120) which is designed to detect the voltage in addition to the current as an output signal or the current at the analog output (114) in addition to the voltage as an output signal, to determine the load (102) from the output signal in combination with the detected current or the detected voltage, and to output an indication (104; 106) on the basis of the determined load (102). 2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (120) den Strom oder die Spannung am Analogausgang in einer analogen Domäne und/oder als Messwert erfasst, und/oder wobei der Steuereinheit (120) das Ausgangssignal in ei- ner digitalen Domäne und/oder als Soll-Wert vorliegt.2. Device (100) according to claim 1, wherein the control unit (120) detects the current or the voltage at the analog output in an analog domain and/or as a measured value, and/or wherein the control unit (120) has the output signal in a digital domain and/or as a target value. 3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (120) fer- ner einen Grenzwert (104) der Bürde (102) ausgibt und/oder wobei der ausgegebene Hinweis (104; 106) von einem Vergleich des Grenzwertes der Bürde (102) mit der bestimmten Bürde (102) abhängt und/oder wobei der ausgegebene Hinweis (104; 106) einen Restwert (106) der Bürde (102) als Differenz zwischen dem Grenzwert (104) der Bürde (102) und der bestimmten Bürde (102) angibt.3. Device (100) according to claim 1 or 2, wherein the control unit (120) further outputs a limit value (104) of the burden (102) and/or wherein the output indication (104; 106) depends on a comparison of the limit value of the burden (102) with the determined burden (102) and/or wherein the output indication (104; 106) indicates a residual value (106) of the burden (102) as the difference between the limit value (104) of the burden (102) and the determined burden (102). 4. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Signalumfor- mer (110) den Strom als Ausgangssignal am Analogausgang (114) ausgibt, und die Steuereinheit (120) den Hinweis (104; 106) ausgibt, wenn die bestimmte Bürde (102)4. Device (100) according to one of claims 1 to 3, wherein the signal converter (110) outputs the current as an output signal at the analog output (114), and the control unit (120) outputs the indication (104; 106) when the specific load (102) 29 BE2022/5825 größer als eine Obergrenze der Bürde (102) und/oder größer als ein oberer Bürde- Schwellwert ist, optional wobei die Obergrenze der Bürde (102) einem Höchstwert der Span- nung entspricht, um einen Höchstwert des Stroms als Ausgangssignal zu treiben, und/oder wobei der obere Bürde-Schwellwert 75% bis 90% der Obergrenze der Bürde (102) ist.29 BE2022/5825 is greater than an upper limit of the burden (102) and/or greater than an upper burden threshold, optionally wherein the upper limit of the burden (102) corresponds to a maximum value of the voltage in order to drive a maximum value of the current as an output signal, and/or wherein the upper burden threshold is 75% to 90% of the upper limit of the burden (102). 5. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Signalumfor- mer (110) die Spannung als Ausgangssignal am Analogausgang (114) ausgibt, und die Steuereinheit (120) den Hinweis (104; 106) ausgibt, wenn die bestimmte Bürde (102) kleiner als eine Untergrenze der Bürde (102) und/oder kleiner als ein unterer Bürde-Schwellwert ist, optional wobei die Untergrenze der Bürde (102) einem Höchstwert des Stroms entspricht, um einen Höchstwert der Spannung als Ausgangssignal zu erreichen, und/oder wobei der untere Bürde-Schwellwert 110% bis 125% der Untergrenze der Bürde (102) ist.5. Device (100) according to one of claims 1 to 4, wherein the signal converter (110) outputs the voltage as an output signal at the analog output (114), and the control unit (120) outputs the indication (104; 106) when the determined burden (102) is less than a lower limit of the burden (102) and/or less than a lower burden threshold value, optionally wherein the lower limit of the burden (102) corresponds to a maximum value of the current in order to achieve a maximum value of the voltage as an output signal, and/or wherein the lower burden threshold value is 110% to 125% of the lower limit of the burden (102). 6. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Vorrichtung (100) ferner einen Schalter zum Trennen der angeschlossenen Bürde (102) vom Analogausgang umfasst, wobei die Steuereinheit (120) ferner dazu ausgebildet ist, den Schalter zum Trennen zu betätigen, wenn die bestimmte Bürde (102) den Grenzwert (104), insbesondere die Untergrenze oder die Obergrenze, der Bürde (102) verletzt.6. Device (100) according to one of claims 3 to 5, wherein the device (100) further comprises a switch for disconnecting the connected burden (102) from the analog output, wherein the control unit (120) is further configured to actuate the switch for disconnection when the determined burden (102) violates the limit value (104), in particular the lower limit or the upper limit, of the burden (102). 7. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung (100) ferner einen Speicher zum Speichern der bestimmten Bürde (102) umfasst, und/oder wobei die Steuereinheit (120) ferner dazu ausgebildet ist, die Bürde (102) zu verschiedenen Zeiten und/oder bei verschiedenen Ausgangssignalen zu bestimmen, und optional einen Mittelwert der bestimmten Bürden im Speicher zu speichern.7. Device (100) according to one of claims 1 to 6, wherein the device (100) further comprises a memory for storing the determined burden (102), and/or wherein the control unit (120) is further configured to determine the burden (102) at different times and/or at different output signals, and optionally to store an average value of the determined burdens in the memory. 30 BE2022/582530 BE2022/5825 8. Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (120) ferner dazu ausgebildet ist, den Hinweis (104; 106) auszugeben, wenn die bestimmte Bürde (102) von der gespeicherten Bürde (102) abweicht.8. The device (100) of claim 7, wherein the control unit (120) is further configured to output the indication (104; 106) when the determined burden (102) deviates from the stored burden (102). 9. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuerein- heit (120) ferner dazu ausgebildet ist, einen Hinweis (104; 106) auf einen Kurz- schluss oder Feuchtigkeit am Analogausgang (114) auszugeben, wenn die be- stimmte Bürde (102) kleiner als ein vorbestimmter Minimalwert ist und/oder kleiner als die gespeicherte Bürde (102).9. Device (100) according to one of claims 1 to 8, wherein the control unit (120) is further configured to output an indication (104; 106) of a short circuit or moisture at the analog output (114) if the determined load (102) is less than a predetermined minimum value and/or less than the stored load (102). 10. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuerein- heit (120) ferner dazu ausgebildet ist, einen Hinweis (104; 106) auf einen Kabelbruch oder fehlerhafte Klemmstelle am Analogausgang (114) auszugeben, wenn die be- stimmte Bürde (102) größer als ein vorbestimmter Maximalwert ist und/oder größer als die gespeicherte Bürde (102).10. Device (100) according to one of claims 1 to 9, wherein the control unit (120) is further designed to output an indication (104; 106) of a cable break or faulty terminal point at the analog output (114) if the determined load (102) is greater than a predetermined maximum value and/or greater than the stored load (102). 11. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorrichtung (100) ferner einer Benutzerschnittstelle zum Ausgeben der bestimmten Bürde (102), des Hinweises (104; 106) und/oder des Restwertes (106) der Bürde (102) umfasst.11. Device (100) according to one of claims 1 to 10, wherein the device (100) further comprises a user interface for outputting the determined burden (102), the indication (104; 106) and/or the residual value (106) of the burden (102). 12. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Steuerein- heit (114) ferner dazu ausgebildet ist, die bestimmte Bürde (102) und/oder ein zuläs- siges Intervall für die Bürde (102) auszugeben, optional mittels einer grafischen An- zeige (140) und/oder eines Webservers der Vorrichtung (100).12. Device (100) according to one of claims 1 to 11, wherein the control unit (114) is further configured to output the determined burden (102) and/or an allowable interval for the burden (102), optionally by means of a graphical display (140) and/or a web server of the device (100). 13. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Steuerein- heit (120) den Strom oder die Spannung am Analogausgang an einem Messpunkt (160) des Signalumformers (110) erfasst, optional wobei die Steuereinheit (120) einen Analogeingang umfasst, der mit dem Messpunkt (160) elektrisch leitend verbunden ist, oder wobei die Steuereinheit (120) einen Digitaleingang umfasst, der über einen Analog-Digital-Wandler mit dem Messpunkt (160) elektrisch leitend verbunden ist.13. Device (100) according to one of claims 1 to 12, wherein the control unit (120) detects the current or the voltage at the analog output at a measuring point (160) of the signal converter (110), optionally wherein the control unit (120) comprises an analog input which is electrically connected to the measuring point (160), or wherein the control unit (120) comprises a digital input which is electrically connected to the measuring point (160) via an analog-digital converter. 31 BE2022/582531 BE2022/5825 14. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Signalumfor- mer (110) einen Wahlsignaleingang (154) aufweist und dazu ausgebildet ist, in Ab- hängigkeit von einem am Wahlsignaleingang (154) anliegenden Wahlsignal entweder den Strom oder die Spannung als das Ausgangssignal am Analogausgang (114) auszugeben.14. Device (100) according to one of claims 1 to 13, wherein the signal converter (110) has a selection signal input (154) and is designed to output either the current or the voltage as the output signal at the analog output (114) depending on a selection signal present at the selection signal input (154). 15. Vorrichtung (100) nach den Ansprüchen 13 und 14, wobei die Steuerein- heit (120) dazu ausgebildet ist, am selben Messpunkt (160) abhängig vom Wahlsig- nal entweder ergänzend zum Strom als Ausgangssignal die Spannung oder ergän- zend zur Spannung als Ausgangssignal den Strom zu erfassen. kk kkk15. Device (100) according to claims 13 and 14, wherein the control unit (120) is designed to detect at the same measuring point (160) either the voltage as an output signal in addition to the current or the current as an output signal in addition to the voltage. kk kkk
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