DE10057178A1 - Dispersionswandler - Google Patents

Abstract

Der Dispersionswandler soll die bisher üblichen Kabelverbindungen und Schaltsysteme zur Steuerung von Prozessen durch ein unempfindliches Übertragungsmedium - Licht - ersetzen. Hierzu wird ein Breitbandlichtstrahl durch Dispersion z. B. Dispersionsprisme in einzelne Lichtwellenstrahlen zerlegt. Der einzelne Lichtwellenstrahl wird durch ein Signal aus dem Prozess beeinflusst z. B. ausgeblendet. In Richtung Prozess wird die Information aus dem einzelnen Lichtwellenstrahl über lichtempfindliche Komponenten in ein elektrisches Signal (für Steuerung) umgewandelt. Eine Fokussierung des zerlegten Lichtstrahls bildet einen Breitbandlichtstrahl für weitere Verarbeitung. DOLLAR A Nachteile einer Steuerung durch Kabel und Schalter - Störanfälligkeit und Wartungsaufwand werden vermieden. Einrichtungsaufwand wird verringert.

Description

Anwendungsgebiet

Um einen Prozess zu steuern und zu überwachen, muss ein Infor­ mationfluss zwischen dem Prozess und der Steuer-Überwachungsvor­ richtung vorhanden sein. Die Vorgänge im Prozeß müssen mit einem Wandler in die entsprechenden Signale umgesetzt werden und diese umgesetzten Signale dann der Steuer-Überwachungsvorrichtung zur weiteren Verarbeitung anbieten. In Hochspannungsanlagen werden Steuerung und Rückmeldung der Hochspannungsgeräte durch elektri­ sche Signale durchgeführt.

Zustand des Gerätes wird mit entsprechendem Wandler (in diesem Fall ein Schalter) durch ein elektrisches Signal erreicht. Der Schalter ist im Motorantrieb des Hochspannungsgerätes eingebaut und gibt über den elektrischen Kontakt ein Signal über eine Ader des Kabels weiter ab. Diese elektrischen Signale übertragen auch elektromagnetische Störungen aus dem Hochspannungsfeld in Steuer- und Überwa­ chungsvorrichtung. Deswegen ist eine hochwertige spannungsfeste Abriegelung vor den Steuer- und Überwachungsvorrichtungen notwen­ dig.

Weiteres Anwendungsgebiet ist die Steuerung und Überwachung von komplexen Prozessen.

Nachteile des Stands der Technik

Wenn wir uns auf das Beispiel der Hochspannungsanlage be­ grenzen, sind wir in der Lage einige Nachteile zu verdeutlichen. Für die Übertragung jedes elektrischen Signals wird eine einzelne Ader des Kabels gebraucht. Das Signal wird mit elektrischem Kontakt erzeugt. Diese Kontakte haben naturgemäß Verschleiss, Alterungser­ scheinungen und Störanfälligkeit. Deswegen sind sehr hohe Ansprü­ che an Qualität und Konstruktion des Kontaktes gestellt. In der Hoch­ spannunganlage sind bei Schaltvorgängen starke elektromagnetische Störungen unvermeidbar. Deswegen müssen sehr aufwendige und kostspielige Schutzmaßnahmen gegen Überspannungen und elektro­ magnetische Störungen durchgeführt werden.

Dieser notwendige erhöhte Einsatz von elektrischen Kontakten ist ein zusätzlicher Faktor für Störungen, erfordert mehr Wartung und verur­ sacht letztendlich mehr Kosten.

Aufgabe der Erfindung

Eine Vorrichtung, die von und zum Prozess Signale in gegen elek­ tromagnetische Störungen unempfindliche Signale wandelt. Eine sehr hohe galvanische Trennung muss geben werden. Es sollen keine elektrischen Kontakte für die Umwandlung benutzt werden.

Montageaufwand muss kleiner als beim heutigen Stand der Tech­ nik sein. Eine einfache Anbindung ohne aufwendige Abriegelung mit der Steuer- und Überwachungsvorrichtung ist auch wünschenswert. Raumbedarf sollte reduziert erden.

Lösung der Aufgabe

Mit dem Dispersionswandler sind alle Aufgaben erfüllt. Ein Licht­ strahl, der Träger der Information ist, wird in dem Teil 1 des Disper­ sionswandlers (Bild 1) zerlegt in einzelne Spektrallinien. In dem Teil 2 des Dispersionswandlers (Bild 1) findet Informationsaustausch mit dem Prozeß statt. Weiter wird in den Teil 3 (Bild 1) der zerlegte Lichtstrahl fokussiert und in den LWL eingespeist.

Dispersion in dem Teil 1 wird nach den bekannten Dispersionsmetho­ den realisiert.

Informationaustausch in dem Teil 2 kann optisch-mechanisch, optisch- elektrisch, optisch-optisch, optisch-chemisch usw. erfolgen.

Fokussierung in dem Teil 3 wird nach bekannten Methoden realisiert.

Vorteile der Erfindung

Durch den Einsatz des Dispersionswandlers ist nur ein LWL-Kabel für die Steuerung und Rückmeldung für mehrere Geräte (Bild 2) erfor­ derlich. Die Montagezeit ist durch Schraub- oder Steckanschluß sehr kurz und fehlerfrei. Vorrichtungsbedingt ist eine galvanische Trennung gege­ ben. Es wird vermieden, daß elektromagnetische Störungen mit dem Si­ gnal übertragen werden. Damit entfalten kostspielige Schutzmaßnahmen für die Leittechniksysteme. Durch parallele Übertragung der Informatio­ nen mit einen LWL-Kabel entfällt die Anschlußklemmleiste. Der gleiche optisch-elektrische Dispersionswandler wird für die Übergabe an ein Leittechniksystem benutz.

Die Übergabeschnittstelle ist in der Digitalform frei belegbar. In den Motorantrieb ist sehr einfach ein Dispersionswandler zu integrie­ ren dank der kleinen Abmessungen. Damit sind z. B. Modernisierungen wirtschaftlicher durchführbar.

Der Dispersionswandler arbeitet ohne Explosionsgefahr in gefähr­ deter Umgebung.

Claims (1)

1. Dispersionswandler für die Umwandlung des Signals zum oder aus dem Prozess mit Benutzung des Breitbandlichtstrahles für die Informa­ tionsübertragung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Breitbandlichtstrahl durch Dispersion in einzelne Lichtwellenstrahlen zerlegt wird und diese einzelnen Lichtstrahlen als Informationssignale von oder zum Prozess durch entsprechende Umwandlung benutzt und wenn nötig durch Fo­ kussiereinheit für weiteren Informationstransport oder Verarbeitung wie­ der als ein Breitbandlichtstrahl weitergeführt wird.