CN1093704C - 通过局部总线传输信号的装置 - Google Patents

通过局部总线传输信号的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1093704C
CN1093704C CN96122011A CN96122011A CN1093704C CN 1093704 C CN1093704 C CN 1093704C CN 96122011 A CN96122011 A CN 96122011A CN 96122011 A CN96122011 A CN 96122011A CN 1093704 C CN1093704 C CN 1093704C
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
local bus
transmission line
line
lead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN96122011A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1154609A (zh
Inventor
海因里希·汉斯曼
海伯特·劳皮切尔
简-海曼·马勒
乔奇-奇兹帝安·波利特
冈特·施米茨
霍尔格·施罗特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gestra AG
Original Assignee
Gestra AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gestra AG filed Critical Gestra AG
Publication of CN1154609A publication Critical patent/CN1154609A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1093704C publication Critical patent/CN1093704C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/50—Systems for transmission between fixed stations via two-conductor transmission lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/40006—Architecture of a communication node
    • H04L12/40045—Details regarding the feeding of energy to the node from the bus
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
    • H04L25/0298—Arrangement for terminating transmission lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
    • H04L2012/40215—Controller Area Network CAN

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

本发明公开了一种信号传输的装置，配备有一四导线(16-19)电缆，两根导线(18、19)构成局部总线传输线用于传输信号，另两根导线(16、17)构成电源线。在该电缆(16-19)的两端配有导线终端负载(20-22)。每一信号发射机和信号接收机具有一局部总线控制器，最好是CAN总线。整个信号传输由双芯局部总线传输线(18、19)实现。这时在信号传输与静态之间有着高信噪比。对外部进入的电磁辐射干扰的敏感性也特别低。

Description

通过局部总线传输信号的装置
本发明涉及一种在至少一台信号发射机和至少一台信号接收机之间传输信号的装置。
在工业生产设备的测量和监控系统中，例如锅炉房内的系统中，每个被测值读取装置(信号发射机)通过单独的电缆连接相关的鉴定装置(信号接收机)。例如，温度的监控、压力的监控、最低液位的安全监控、最高液位的安全监控和当前液位的测定等，往往需要多台信号发射机，因而需要多根电缆。尤其在信号发射机与信号接收机之间的距离很长的情况下，例如信号接收机装在相距甚远的控制中心时，架线便成为成本的一个显著要素。
本发明的基本问题在于产生篇首所说明的那种装置，而架线成本较低。
这一问题这样来解决，即至少在一台信号发射机与至少一台信号接收机之间传输信号的装置由一导线组用作信号传输和供电；每台信号发射机和每台信号接收机都具有一局部总线(field bus)控制器；导线组有四根导线，两根是局部总线传输线，用于传输信号，另两根为电源线；每台信号发射机和每台信号接收机经由局部总线控制器连接局部总线传输线；每台信号发射机和每台信号接收机均连接电源线；在导线组的每一端各有一第一电阻跨接局部总线传输线的两根导线，各有一第二电阻跨接局部总线传输线的一根导线和电源线的一根导线，各有一第三电阻跨接局部总线传输线的另一根导线与电源线的另一根导线，而且这些电阻的总阻值与局部总线传输线的波阻抗相当。
信号发射机与信号接收机之间的信号传输由双芯局部总线传输线实现。在这种情况下，信号发射机和信号接收机的局部总线控制器协调信号传输，以抑制信号的相互干扰或影响。信号的传输并非总是非得由一台信号发射机和一台信号接收机来完成。一台信号发射机的信号例如也可以为若干信号接收机所接收和利用。这时，局部控制器可允许多重组合。在导线组内，除局部总线传输线外，布有传输电源电压的双芯电源线，而导线组的两端加有终端负载。因此，在局部总线传输线的两端，电压处于同一电位，因而局部总线传输线内没有补偿电流，所以功耗低。同时，在传输信号期间和不传输信号状态下，局部总线上的电压有很大差别，也就是所谓信噪比大。由于涉及的是同一电位，对于外界进入的电磁辐射干扰的敏感性特别低。所有信号发射机和接收机由公用电源线连接，这就提供了多种供电可能性。这样一来，在任何情况下，不但保证将同一电源电压加给所连接的所有信号发射机和接收机，而且保证它们全都处于等电位。
在使用被测值读取装置作信号发射机时，尤其在被测值读取装置“分散”安装在设备周围时，亦即安装在很不相同的位置上时，这样是有利的，即读取装置有一传感器和一连接在该传感器和局部总线控制装置之间的计算机单元，读取装置由电源线获得运行功率，对电源线的馈入集中地实现。即使被测值读取装置有故障，由于它们没有自己的电源，也可简单地借助电源线从中心切断它们的供电。在重新接通后，被测值读取装置的计算机单元以由其软件规定的正常状态重新起动，不会出现信号数据的错误使用。
一台或多台被测值读取装置和一台或多台信号接收机例如可通过一中央网络装置把所需功率馈入电源线来实现供电。但是，一台或多台信号接收机也可以作为网络的一个部分而输入所需功率。因此，功率输入在任何时刻都能很简便地与信号接收机和信号发射机的需要相匹配。
局部总线控制装置可构成为控制器-区域网络(CAN总线)，其特点是因为在不同传输信号情况下工作而具有高度抗干扰性。一传输信号的两种二进制状态在局部总线传输线中表示为正和负电压，而信号的识别则取决于电压的极性。电压波动在很大程度上不造成困难。
为使局部总线对外部进入的电磁辐射特别不灵敏，可将局部总线的导线绞合在一起。
附图中概略示出符合本发明的信号传输装置的一种具体形式。
为监控例如锅炉房(未示出)等工业生产设施内的物理量，设置两台分散安装的被测值读取装置1、2用作信号发射机，两台集中安装的鉴定装置3、4用作信号接收机。
每台被测值读取装置1、2均有一传感器5用于测定所要监控的物理量(例如填充状态、温度、压力)。它所连接的适配器6连接计算机单元7、该计算机单元又连接局部总线控制器8。在所有情况下均配有电压转换器9来提供工作所需的直流电压。每一鉴定装置3、4有一局部总线控制器10和与其相连接的计算机单元11以激励输出继电器12。另外，在每一鉴定装置3、4中，有一网络部件14与总电源网络13相连接而作为电源，并有一电压转换器5与其相接而用作工作所需的直流电压源。
另一方面，配置了具有四根导线16-19的电缆作为导线组。其中，两根导线16和17构成电源线。另两根导线18和19是绞合的，它们构成局部总线传输线。在该导线组的每一端均按分压器的形式连接三个电阻20-22。第一个电阻20接在局部总线传输线二根导线18和19两端之间。第二个电阻21接在局部总线传输线的一根导线18和电源线的一根导线16两端之间。第三个电阻22接在局部总线传输第二导线19和电源线第二导线17两端之间。电阻器20-22的总电阻和局部总线传输线18、19的波阻抗相一致。被测值读取装置1、2的和鉴定装置3、4的局部总线控制器8、10构成一CAN总线(控制器-区域网络，例如参见ISO11898)，并连接局部总线传输线18、19。两鉴定装置3、4的网络部件14以及两被测值读取装置1、2的电压转换器9均连接电源线16、17。
在工作状态，总电源网络13的交流电压(例如230伏)加给网络部件14，产生直流电源电压(例如24伏)。该电压由鉴定装置3、4内所装电压转换器15变换成该处所需的工作电压，例如5伏。网络部件14还将电源电压馈入电源线16、17。电源电压由此进入被测值读取装置1、2的电压转换器，变换成该处所需的工作电压。
被测值读取装置1、2的传感器5将与被监控物理量相应的电信号输给适配器6，该适配器例如通过放大、限流、模/数转换使上述电信号构成适用于计算机单元7的信号。计算机单元7控制局部总线控制器8与适配器6之间的通信，并把输入信号转换成适于传输的数据格式。在局部总线控制器8中，信号数据被完善成CAN总线信号而进入局部总线传输线18、19。这样一来，局部总线控制器8、10控制通过双芯局部总线传输线18、19的信号传输，从而，尽管有若干个被测值读取装置1、2和鉴定装置3、4相连接，却不出现对信号传输的交互干扰或影响。配属于相应被测值读取装置1或2的鉴定装置3或4的局部总线控制器10接收局部总线传输线18、19中出现的CAN总线信号，并把接收到的信号数据传输给计算机单元11进行评价，例如实际值与理想值之间的比较。如果这时需要，计算机单元11便输给输出继电器12一控制脉冲，从而激励与继电器相接的器件，例如告警器、灯、泵、控制阀。
由于公用的电源线16、17，并由于其两端用电阻器20-22作导线终端负载，被测值读取装置内以及鉴定装置3、4内的电源电压处于等电位。在局部总线传输线18、19的各端上，电压亦处于等电位。这样一来，在局部总线传输线18、19内免除了与电位差相关的补偿电流，从而降低了功耗。而且，在静态下，即不发生信号传输时，局部总线传输线18、19内的电压处于一定的电位。局部总线传输线18、19在静态下的电压与信号传输期间出现的电压之间有着明显的较大差别，因此有较大的信噪比。局部总线控制器8、10发射一差示信号，亦即在所要发射的信号中，一二进制状态由正直流电压表示，另一二进制状态由负直流电压表示。作为信号，决定性的并非有关电压的大小，而是其极性。这一切产生了清楚的信号传输，特别抗干扰。而且，对外部进入的电磁辐射高度不灵敏，这特别是由于导线18、19绞合的缘故。
由装备所决定，被测值读取装置1、2往往安装在相距甚远的位置上，而鉴定装置3、4较宜安装在控制中心，例如装在公用开关室中。全部监控部件1-4的网络部件14和电源置于鉴定装置3、4内，因而在控制中心内。所以，需要时可以通、断外面的被测值读取装置1、2的馈电。通电后，其计算机单元7和局部总线控制器8从它们的软件规定的正常状态起动。这样就能消除信号的干扰和误用。
                          标号单
1、2被测值读取装置
3、4鉴定装置
5传感器
6适配器
7计算机单元
8局部总线控制器
9电压转换器
10局部总线控制器
11计算机单元
12输出继电器
13电源网络
14网络部件
15电压转换器
16-19导线
20-22电阻

Claims (5)

1.在至少一台信号发射机与至少一台信号接收机之间传输信号的装置，它有一导线组用于传输信号并对信号发射机和信号接收机供电，其特征是：
每一信号发射机和每一信号接收机具有一局部总线控制器(810)，
导线组有四根导线(16-19)，其中二根导线(18、19)构成局部总线传输线用于传输信号，另两根导线(16、17)为供电的电源线，
每一信号发射机和每一信号接收机由局部总线控制器(8、10)连接至局部总线传输线(18、19)，
每一信号发射机和每一信号接收机均连接电源线(16、17)，而且
在导线组的各端，由第一电阻(20)跨接局部总线传输线的两根导线(18、19)，第二电阻(21)跨接局部总线传输线的一根导线(18)和电源线的一根导线(16)，第三电阻(22)跨接局部总线传输线的另一导线(19)和电源线的另一导线(17)，而且，电阻(20-22)的总电阻与局部总线传输线(18、19)的波阻抗相当。
2.权利要求1所述一种信号传输装置，其特征在于：
用作信号发射机的是被测值读取装置(1、2)，它有一传感器(5)和连接在传感器(5)与局部总线控制器(8)之间的一计算机单元(7)，以及
被测值读取装置(1、2)从电源线(16、17)取得其运行功率，对电源线(16、17)的馈电集中地实现。
3.权利要求1或2的信号传输装置，其特征在于：至少一台信号接收机有一电源把工作功率馈送给电源线(16、17)。
4.权利要求1所述一种信号传输装置，其特征在于：局部总线控制器(8、10)构成一控制器-区域网络总线。
5.权利要求1所述一种信号传输装置，其特征在于：局部总线传传输线的两导线(18、19)相互绞合。
CN96122011A 1995-10-27 1996-10-22 通过局部总线传输信号的装置 Expired - Fee Related CN1093704C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19540093.3 1995-10-27
DE19540093A DE19540093A1 (de) 1995-10-27 1995-10-27 Anordnung zur Signalübertragung über einen Feldbus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1154609A CN1154609A (zh) 1997-07-16
CN1093704C true CN1093704C (zh) 2002-10-30

Family

ID=7775983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN96122011A Expired - Fee Related CN1093704C (zh) 1995-10-27 1996-10-22 通过局部总线传输信号的装置

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5805052A (zh)
EP (1) EP0772320A3 (zh)
JP (1) JPH09232999A (zh)
KR (1) KR970024655A (zh)
CN (1) CN1093704C (zh)
AU (1) AU715252B2 (zh)
BR (1) BR9605265A (zh)
CZ (1) CZ287254B6 (zh)
DE (1) DE19540093A1 (zh)
HR (1) HRP960492A2 (zh)
HU (1) HU217727B (zh)
IL (1) IL119276A (zh)
PL (1) PL181300B1 (zh)
SI (1) SI9600316A (zh)
TR (1) TR199600834A2 (zh)
TW (1) TW362205B (zh)
ZA (1) ZA968975B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19811894A1 (de) 1998-03-18 1999-09-23 Zumtobel Staff Gmbh Verfahren zum Inbetriebnehmen eines Bussystems sowie entsprechendes Bussystem
US6570493B1 (en) * 2000-05-03 2003-05-27 Eliahu Lames Method and apparatus for operating an electrical device
DE20205701U1 (de) * 2002-04-12 2003-05-28 Siemens Ag Variable Feldbusankopplung mit großer Kopplungslänge, insbesondere für mobile Bedien- und Beobachtungsgeräte
ES2255397B1 (es) * 2004-07-08 2007-07-16 Universidad De Sevilla Mejora de "bus de campo" mediante la incorporacion de conductores de tierra adicionales.
DE102007026512B4 (de) * 2007-06-08 2015-08-13 Ifm Electronic Gmbh Berührungslos arbeitendes Schaltgerät und Verfahren zum Betreiben desselben
JP2014186709A (ja) * 2013-03-22 2014-10-02 Densoh Giken Kk 温度監視システム
CN105119634B (zh) * 2015-08-24 2017-11-21 小米科技有限责任公司 信号传输装置及终端
KR102655886B1 (ko) 2018-01-24 2024-04-11 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 통신 시스템 및 전송 장치
CN108888242A (zh) * 2018-08-09 2018-11-27 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 插件式监护仪和用于插件式监护仪的插件模块

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1174302A (en) * 1982-02-24 1984-09-11 Philip R. Staal Low power digital bus
US4860309A (en) * 1986-09-17 1989-08-22 Costello John F Trinary bus communication system
EP0275464B1 (de) * 1986-12-11 1992-02-19 Siemens Nixdorf Informationssysteme Aktiengesellschaft Sende-Empfangs-Einrichtung für ein Busleitungssystem
JP2845480B2 (ja) * 1989-03-14 1999-01-13 株式会社東芝 信号分配方式
JPH0710116B2 (ja) * 1989-06-14 1995-02-01 松下電器産業株式会社 ホームバスシステム及びこのシステムに用いる装置
US5148144A (en) * 1991-03-28 1992-09-15 Echelon Systems Corporation Data communication network providing power and message information
JP3133499B2 (ja) * 1991-10-16 2001-02-05 古河電気工業株式会社 多重伝送方式
JPH05219568A (ja) * 1992-01-31 1993-08-27 Toshiba Lighting & Technol Corp 遠隔監視制御システム
JPH07131471A (ja) * 1993-03-19 1995-05-19 Hitachi Ltd 信号伝送方法と信号伝送回路及びそれを用いた情報処理システム

Also Published As

Publication number Publication date
TR199600834A2 (tr) 1997-05-21
AU7030796A (en) 1997-05-01
IL119276A0 (en) 1996-12-05
HU217727B (hu) 2000-04-28
HUP9602386A2 (en) 1997-02-28
PL316701A1 (en) 1997-04-28
EP0772320A2 (de) 1997-05-07
SI9600316A (en) 1997-06-30
HU9602386D0 (en) 1996-10-28
US5805052A (en) 1998-09-08
AU715252B2 (en) 2000-01-20
DE19540093A1 (de) 1997-04-30
CZ307996A3 (en) 1997-05-14
BR9605265A (pt) 1998-07-21
IL119276A (en) 1999-12-31
HRP960492A2 (en) 1997-08-31
HUP9602386A3 (en) 1999-04-28
KR970024655A (ko) 1997-05-30
TW362205B (en) 1999-06-21
CZ287254B6 (en) 2000-10-11
ZA968975B (en) 1997-05-29
JPH09232999A (ja) 1997-09-05
PL181300B1 (pl) 2001-07-31
CN1154609A (zh) 1997-07-16
EP0772320A3 (de) 2001-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100472575C (zh) 具有环超控的过程设备
RU2398259C2 (ru) Силовая шина радиопередатчика
CN1093704C (zh) 通过局部总线传输信号的装置
EP1797502B1 (en) Wireless communication using an intrinsically safe design for use in a hazardous area
GB2128388A (en) Telecontrol system
US20110254366A1 (en) Data transmission device
EP1688811A2 (en) Networks for process control
CN110673054B (zh) Dc/dc电源测试系统及dc/dc电源的老化测试方法
CA2686679A1 (en) Intrinsically safe communications circuit
KR102066887B1 (ko) 이중화된 보호제어모듈을 구비한 모터제어반용 시스템
WO2001037535A1 (en) Home network using power line carrier communications
CN214544305U (zh) 网络传输装置及网络传输设备
US20170134185A1 (en) PoE-System for use in Automation Technology
US5583493A (en) Process and apparatus for the remote polling of measuring points
CA2322125C (en) Measuring instrument
KR101484401B1 (ko) 이중 링 네트워크 노드의 시리얼 통신장치
EP2135338B1 (en) System for acquisition of data and multiplication of signalling and protection contacts in equipments of substations and electric power plants and similar
CN113607994A (zh) 零线检测电路、零线检测方法及电能表
CN217059117U (zh) 一种适用于变送器及流量计算机的多通道检测装置
CN219659735U (zh) Plc网络扩展中间件及plc网络扩展系统
CN211456789U (zh) 一种仪表线制切换电路
GB2429317A (en) Security system using an AC primary line
KR101959190B1 (ko) 변전 설비와 알티유를 위한 접속 장치
EP2282410A2 (de) Vorrichtung zur Verbindung von nach verschiedenen Verfahren arbeitenden Systemen zur Übermittlung von Informationen über eine Stromleitung in einem Wechselspannungsstromnetz
US20210294768A1 (en) Field device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Applicant after: Gestra AG

Applicant before: Gestra AG

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: GESTRA AG TO: GREESTRA CO., LTD.

C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee