DE1251682B - Einrichtung zur emkanaligen Übertragung mehrerer Meßwerte - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES VWFS^ PATENTAMT Int. Cl.:

G08c

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 74 b-11

S103121IXd/74b
9. April 1966
5. Oktober 1967

Es stellt sich häufig das Problem, mehrere von verschiedenen Meßstellen gewonnene Meßwerte einer zentralen Empfangsstation zuzuleiten. Befinden sich Meßstelle und Empfangsstation in einiger Entfernung voneinander, so führt die getrennte Zuleitung jedes Meßwertes zu der Empfangsstation zu einem recht beachtlichen Leitungsaufwand. Man ist deshalb z. B. in der Fernwirktechnik bei Elektrizitätsversorgungsanlagen zu der zyklischen Meßwertübertragung übergegangen mit auf der Geber- und Empfängerseite synchron fortgeschalteten Drehwählern oder Schrittschaltwerken zur richtigen Zuordnung der einzelnen, über einen einzigen Kanal übertragenen Meßwerte. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß man stets dabei an eine zyklische Meßwertübertragung gebunden ist und daß die zur gesicherten Meßwertübertragung erforderlichen Synchronverteiler auf Geberund Empfängerseite relativ aufwendig sind. Es ist eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der zwei zu übertragende Meßwerte abwechselnd in einer festen so Reihenfolge einem Ubertragungskanal zugeführt werden, wobei zur Unterscheidung der von den beiden auf der Sendeseite angeordneten Meßwertgebern gelieferten Impulse die beiden Schaltzustände eines Zuordnungsrelais ausgenutzt werden. Hier ist zwar bei einer nach dem Prinzip der Synchronverteiler arbeitenden Übertragungseinrichtung der Aufwand für die Synchronverteiler relativ niedrig gehalten worden, die Zahl der Meßwertgeber ist jedoch auf zwei beschränkt.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung bedient man sich zur Informationsübertragung der Frequenzmodulation in der Weise, daß die in Form von Impulsen vorliegenden Informationen zum Zweck der Übertragung in verschiedene Sendefrequenzen umgewandelt, mittels einer Frequenzweiche auf der Empfängerseite den einzelnen Adressen zugeordnet und dort wieder in entsprechende Impulsfolgen zurückverwandelt werden. Es ist hier zwar eine freizügige, d. h. nicht an eine zyklische Folge gebundene Übertragung der einzelnen Meßwertgeberinformationen möglich, der Umweg über die Frequenztransformation der Informationsimpulse bedeutet aber auch hier wiederum einen recht erheblichen Aufwand. Die Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, einerseits von dem Erfordernis der zyklischen Meßwertübertragung loszukommen und bei unbeschränkter Anzahl von sendeseitig angeordneten Meßwertimpulsgebern eine direkte einkanalige Übertragung der Impulsfolgen bei vergleichsweise geringem Aufwand an Zuordnungsmitteln zu erreichen.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur einEinrichtung zur einkanaligen Übertragung
mehrerer Meßwerte

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft,

Berlin und München,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Heinrich Dilling,

Dipl.-Ing. Winfried Speth, Erlangen

kanaligen Übertragung und empfangsseitigen Zuordnung mehrerer Meßwerte in beliebiger Reihenfolge, bei der von der Geberseite gesendete Meßwert- und Adressenimpulse unterschiedlicher Länge auf der Empfangsseite einer Impulsweiche zugeführt sind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsweiche aus einer monostabilen Kippstufe besteht, deren Kippzeit größer als die Dauer der Meßwertimpulse und kleiner als die Dauer der Adressenimpulse gewählt ist, sowie eine parallel zu ihr beaufschlagte Umkehrstufe enthält, wobei die Ausgänge beider Stufen mit den beiden Eingängen eines Und-Gatters und eines Nor-Gatters verbunden sind.

In elektrischer Form vorliegende Meßwerte können unter Einsatz von relativ einfachen üblichen Spannungs-Frequenz-Umsetzern als Impulsfolgen abgebildet werden, deren Frequenzen der Größe der Meßwerte entsprechen. Sollen die Meßwerte auf der Empfangsseite in digitaler Form weiterverarbeitet werden, so kann es sich nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung als vorteilhaft erweisen, diese Impulsfolgen jeweils nur während gleich langer, definierter Zeitintervalle zu senden. Die Anzahl der in einem Zeitintervall übertragenen Impulse ist dann proportional dem entsprechenden Meßwert und kann durch eine einfache digitale Zählschaltung auf der Empfängerseite erfaßt werden.

Von Bedeutung kann das erfindungsgemäße Prinzip nicht nur dann sein, wenn eine Übertragung mittels Leitungen vorgesehen ist, sondern auch, wenn als Übertragungsmittel ein Magnetband verwendet werden soll zur Abspeicherung der nacheinander aufgenommenen Meßwerte und zur geordneten Wiedergabe zu einem späteren Zeitpunkt. Man kann damit einen bestimmten, durch die Veränderungen der verschiedenen Meßwerte definierten Betriebsvorgang,

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beispielsweise das Temperaturverhalten an verschiedenen Stellen eines Kraftwagenmotors während einer Probefahrt, mit einem einspurig magnetisierten Band aufnehmen und später im Prüfstand wirklichkeitsgetreu nachbilden. '-.·

Bevor das erfindungsgemäße Verfahren samt seinen weiteren Ausgestaltungen an Hand der in den Figuren dargestellten . Ausführungsbeispiele näher veranschaulicht , wird, _r sollen einige Bemerkungen

herrührende Impulse M' einstellen, deren Zustandekommen Fig. 2 in stark vergrößertem Zeitmaßstab veranschaulicht.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist angenommen, daß jeweils zuerst die Adresse und dann der ihr zugehörende Meßwert übertragen wird. Es werden also zunächst die Adressenimpulse M' in den mit 18 bezeichneten Adressenzähler einlaufen und

folgter Eingabe der Adresse der Zählerstand Null nach genau einer Zahl von Eingangsimpulsen erreicht ist, welche dem eingegebenen Wert entspricht, ist die Zahl der am Ausgang des Nor-Gatters 9 entstehen-5 den Adressenimpulse A gleich der in den Zähler eingegebenen Adresse.

Auf der Leitung 3 erscheinen in dieser Weise nacheinander die Adressenimpulse A und die zugeordneten Meßwertimpulse M und gelangen auf den Einüber die prinzipielle Wirkungsweise der dabei ver- io gang einer empfangsseitig angeordneten Impulswendeten digital arbeitenden logischen Baustein- weiche, welche die monostabile Kippstufe 12, die gruppen vorausgeschickt werden. Umkehrstufe 13, das Und-Gatter 14 und das Nor-

Die Ausgänge dieser Bausteine sind grundsätzlich Gatter 15 umfaßt. Wenn die Kippzeit t_k der mononur zweier Werte fähig, nämlich eines 0-Signals und stabilen Kippstufe 12 so gewählt ist, daß sie größer eines L-Signals. Eine Umkehrstufe zeigt an ihrem 15 als die Dauer der von dem Spannungs-Frequenz-UmAusgang nur dann ein L-Signal, solange an ihrem setzero gelieferten Meßwertimpulse M und kleiner Eingang ein O-Signal ansteht. Ein Und-Gatter liefert als die von dem Frequenzgenerator 11 gelieferten nur solange ein L-Signal, als seine sämtlichen Ein- Adressenimpulse A ist, dann werden sich am Ausgänge gleichzeitig mit L-Signalen belegt sind. Bei gang des Nor-Gatters 15 von der Adressenimpulseinem Nor-Gatter müssen sämtliche Eingänge 0-Si- 20 folget herrührende Impulse^' und am Ausgang gnale aufweisen, damit sein Ausgang ein L-Signal ' des Und-Gatters 14 von der Meßwertimpulsfolge M zeigt. Eine monostabile Kippstufe liefert nur auf eine
Eingangssignaländerung von 0- auf L-Signal hin ein
L-Signal, das für-eine in der Regel durch innere Zeitkonstantenbeschaltung wählbar festgelegte Kippzeit 25
anhält. Die auf diese Weise in ihrer Funktion gekennzeichneten Bausteine sind handelsüblich erhältliche Elemente, so daß, auf ihre, innere Schaltung
nicht näher eingegangen zu werden braucht.

In Fig. 1 sind schemätisch die wesentlichen 3° ihn auf einen entsprechend dem in dem Zähler 7 einEinzelheiten einer mit 1 bezeichneten Gebereinrich- gegebenen Wert setzen. Der erste daraufhin am Austung und einer mit 2 bezeichneten Empfangseinrich- gang des Und-Gatters 14 erscheinende Impuls der tung dargestellt, welche durch eine Übertragungs- Meßwertimpulsfolge M bewirkt über die Leitung 19 leitung 3 miteinander verbunden sind. An den mit 4 sowie eine Gatterschaltung die Übernahme des und 5 bezeichneten Eingangsklemmen werden Adres- 35 Adressenzählerstandes in ein Speicherregister 21 und sen und zugehöriger Meßwert eingegeben. Der Meß- ' darauf folgend über die Leitung 20 ein Nullsetzen des wert kann in Form einer Gleichspannung gegeben Adressenzählers 18, der auf diese Weise für die Aufsein, welche mit dein Spannungs-Frequenz-Umset- nähme der nächsten Adresse vorbereitet ist. Es sollte zero in eine Impulsfolge umgeformt wird, deren durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch Frequenz der angelegten Gleichspannung propor- 40 bekannte Verzögerungsstufen, dafür gesorgt werden, tional ist. Die Klemme 5 wird von einer der anzu- '*' daß die Übernahme des Zählerinhalts früher erfolgt steuernden Adresse entsprechenden binären Signal- als sein Nullsetzen. Während der Dauer des Eintrefkombinatioh beaufschlagt, welche den in Rückwärts- fens von Impulsen am Eingang des Frequenz-Spanrichtung arbeitenden, als Adressengeber verwendeten nungs-Umsetzers 22 steht an der Klemme 23 der an Zähler 7 auf einen entsprechenden Zählerstand setzt. 45 der Eingangsklemme 4 eingegebene Meßwert an, Die Zählstufenausgänge des Adressengebers 7 sind ' während gleichzeitig an der Ausgangsklemme 24 die mit den Eingängen eines mit 8 bezeichneten Nor- ihr zugeordnete Adresse erscheint. Gatters verbunden, dessen Ausgang einerseits zu Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des

■einem weiteren Nor-Gatter 9 und zu dem Eingang erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Unterschied zu eines Und-Gatters 10 geführt ist. Bei einem von Null 50 der Einrichtung nach F i g. 1 besteht darin, daß die verschiedenen Stand des Zählers 7, was unmittelbar den einzelnen Meßwerten entsprechenden Impulsnach Eingabe der Adresse durch entsprechende Be- folgefrequenzen jeweils nur während gleicher defiaufschlagung der Klemme 5 erfolgt, erscheint am nierter Zeitintervalle übertragen werden. Als Maß Ausgang des Nor-Gatters 8 ein Nullsignal, welches für den am Eingang eingegebenen Meßwert kann einerseits das Und-Gät'ter 10 für die von dem Span- 55 dann die Zahl der in diesem Zeitintervall aufgelaufenungs-Frequenz-Umsetzer 6 gelieferten Meßwert- nen Meßwertimpulse dienen, welche in digitaler Form impulse M sperrt und' andererseits das Nor-Gatter 9 dann in nachgeordneten logischen Schaltungen weifür die von dem Ffequenzgenerator 11 gelieferten ter verarbeitet werden kann.

Impulse der konstanten Folgefrequenz/₀ öffnet. Die Fig. 3 zeigt wieder eine mit 1 bezeichnete Geber-

Dauer des einzelnen Ädressenimpulses ist größer ge- 60 einrichtung und eine mit 2 bezeichnete Empfangswählt als die eines Meßwertimpulses. Die vom Fre- einrichtung, wobei für die mit Fig. 1 in ihrer Funkquenzgenerätor 11 herrührenden Impulse vermindern tion übereinstimmenden Schaltelemente die gleichen nun den Stand des Zählers 7 so lange, bis er den Bezugszeichen beibehalten wurden. Als Übertra-Wert Null erreicht, worauf am Ausgang des Nor- gungsmittel kann beispielsweise ein Magnetband vorGatters 8 ein L-Sigriäl entsteht, welches das Nor- 65 gesehen sein, dem die zu übertragenden Signale emp-Gatter 9 sperrt und das Und-Gatter 10 öffnet, so ^{; ;} fangsseitig durch eine Aufnahmeeinrichtung 25 eindaß nunmehr die mit M bezeichneten Meßwert- gegeben und von einer Wiedergabeeinrichtung 26 entimpulse auf der Leitung 3 erscheinen. Da nach er- nommen werden, wobei für das erfindungsgemäße

Claims (6)

Verfahren nur eine Spur erforderlich ist. Auf der Geberseite ist eine mit 27 bezeichnete Anwahlsteuerung vorgesehen, welche einerseits eine der mit Ml bis Mn bezeichneten Meßstellen über Schaltmittel mit dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer 6 verbindet und andererseits, wie schematisch angedeutet, die ihr zugeordnete Adresse als entsprechende Signalkombination in den Adressengeber 7 einspeist. Die so in ihrer Funktionsweise gekennzeichnete Auswahlsteuerung 27 kann in an sich beliebiger Weise ausgeführt werden, z. B. durch ein elektronisches Schrittschaltwerk. Die einzelnen Meßstellen können den Spannungs-Frequenz-Umsetzer in an sich beliebiger Reihenfolge über die von der Anwahlsteuerung betätigten Schaltelemente beaufschlagen. Es muß nur dafür gesorgt sein, daß die von den Meßstellen über den Spannungs-Frequenz-Umsetzer gelieferten Impulse in der Ausgabeleitung 30 nur jeweils während eines Zeitintervalls konstanter Dauer wirksam sind und daß die Adresseneingabe unmittelbar davor oder danach erfolgt. Beim dargestellten Beispiel wird ' diese Bedingung in der Weise erfüllt, daß die Meßwertimpulse M durch die Wirkung der Umkehrstufe 28 und des Und-Gatters 10 nur während der Impulspausen der vom Taktgeber 29 gelieferten Impulsfolge T im Ausgabekanal 30 erscheinen können und daß eine Betätigung der mit 31 bis 34 bezeichneten Schaltmittel nur während der Impulsdauer der Taktimpulsfolge T erfolgen kann, was durch die mit 35 bezeichnete Wirkungslinie angedeutet ist. Auf diese Weise wird durch die Taktimpulsfolge T, welche ein konstantes Tastverhältnis und eine konstante Frequenz aufweist, eine zeitliche Trennung von Adressen und Meßwertimpulsen erreicht. Die Umformung der in den Zähler 7 als entsprechende binäre Signalkombination eingegebenen Adresse in eine Anzahl ihr entsprechender Impulse A erfolgt wie bei der Anordnung nach Fig. 1, desgleichen die Trennung von Adressenimpulsen und Meßwertimpulsen. Dem Adressenzähler 18 ist eine Decodiereinrichtung 36 nachgeordnet, welche entsprechend seinem Zählerstand eines der mit Ml bis Mn bezeichneten Und-Gatter so vorbereitet, daß die am Ausgang des Und-Gatters 14 erscheinende Impulsfolge M' dieses vorbereitete Gatter passieren und auf diese Weise den Adressen A1 bis An zugeführt werden kann. Auf diese Weise ist die Zuordnung der Meßwerte M1 bis Mn zu den zugehörigen Adressen A1 bis An auf der Empfangsseite erreicht. In Fig. 4 ist der zeitliche Verlauf der Impulsfolgen T, A und M auf der Geberseite dargestellt, wobei angenommen ist, daß die Meßstellen Ml bis Mn nacheinander abgefragt werden. Zu Beginn der betrachteten Meßwertübertragung erscheint also zunächst entsprechend der im Adressengeber eingegebenen Zahl ein einziger Impuls A1 als Symbol für die Adresse 1 während der Impulsdauer der Taktimpulsfolge T. In der Impulspause dieser Taktimpulsfolge wird der Meßwert M1 übertragen. Derselbe Vorgang wiederholt sich zeitlich nacheinander bezüglich der Adressen A2 (zwei Impulse) des Meßwertes M2, A3 und M3 usf. Es ist kein Erfordernis für das erfindungsgemäße Verfahren, daß der Meßwert immer nach der zugehörigen Adresse gesendet wird. Es kann sich insbesondere unter Berücksichtigung der auf der Geberseite später zu erfolgenden Verarbeitung der Information als zweckmäßig erweisen, zuerst den Meßwert und danach die im zugehörige Adresse einzugeben, wodurch selbstverständlich nichts am Wesen der Erfindung verändert wird. Patentansprüche:

1. Einrichtung zur einkanaligen Übertragung und empfangsseitigen Zuordnung mehrerer Meßwerte in beliebiger Reihenfolge, bei der von der Geberseite gesendete Meßwert- und Adressenimpulse unterschiedlicher Länge auf der Empfangsseite einer Impulsweiche zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsweiche aus einer monostabilen Kippstufe (12) besteht, deren Kippzeit größer als die Dauer der Meßwertimpulse und kleiner als die Dauer der Adressenimpulse gewählt ist, sowie eine parallel zu ihr beaufschlagte Umkehrstufe (13) enthält, wobei die Ausgänge beider Stufen mit den beiden Eingängen eines Und-Gatters (14) und eines Nor-Gatters (15) verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Adressengeber in Form eines anschlagbegrenzten, mit Impulsen konstanter Frequenz beaufschlagten Zählers (7) und einen Spannungs-Frequenz-Umsetzer (6) als Meßwertgeber sowie durch einen an einen Ausgang der Impulsweiche angeschlossenen Frequenz-Spannungs-Umsetzer (22) und an den anderen Ausgang der Impulsweiche angeschlossenen Adressenzähler (18).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Adressenzähler (18) eine Übergabeschaltung und ein Speicherregister nachgeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Adressengeber in Form eines anschlagbegrenzten, mit Impulsen konstanter Frequenz beaufschlagten Zählers (7), durch einen Spannungs-Frequenz-Umsetzer (6) als Meßwertgeber und durch einen Taktimpulse konstanter Frequenz und konstanten Taktverhältnisses liefernden Taktgeber (29), wobei eine Gatterschaltung (28) die Meßwertgeberimpulse nur jeweils während der Taktimpulspausen (Taktimpulsdauer) zur Übertragung freigibt.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertragungsmittel ein geberseitig einspurig magnetisiertes Band verwendet ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zählstufenausgängen des Adressengebers ein Nor-Gatter (8) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal an den Zähleingang über ein zweites Nor-Gatter (9) geführt ist, an dessen zweiten Eingang ein Frequenzgenerator (11) angeschlossen ist und an dessen Ausgang die Adressenimpulse abgenommen sind. ^:

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 928 456;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1164 281,
202184.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 650/261 9. 67 © Bundesdruckerei Berlin