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Einrichtung zur Spannungsversorgung Die Erfindung betrifft eine Einrichtun
zur Spannungsversorgung, insbesondere von Meßumformern, Grenzsignal schaltern, Reglern
u.ä. Schaltungsanordnungen, die nach dem Zweileiterprinzip arbeiten.
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Die Spannungsversorgung solcher Schaltungsanordnungen, die, von ihren
elektrischen Anschlüssen her betrachtet, als passive Zweipole anzusehen. sind und
bei denen der durch gelassene Gleichstrom einer beispielsweise mechanischen Meßgröße
direkt linear proportional ist, erfolgte bisher in der Weise, daß jeder Schaltungsanordnung
eine eigene Spannungsversorgung, also ein, eigenes Netagerat zugeordnet wurde.
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Bei Anwendung der Spannungsversorgung und Meßsignale getrennt führenden
Vierleitertechnik können von einem Netzgerät aus mehrere der genannten Schaltungsanordnungen
gespeist werden
Diese Art der Speisung ist jedoch für in sog. Zweileitertechnik
arbeitende Schal tungs anordnungen nlcht anwendbar Die bei zentraler Instrumentierung
in der Meß-, Steuerungs-und Regeltechnik als sog. Einschubeinheiten ausgeführten
Meßumformer, Verstärker, Grenzwertschalter u.äO Schaltung anordnungen müssten in
einem solchen Falle an das ebenfalls als Einschubeinheit ausgebildete Netzgerät
parallel angeschlossen werden und wären daher über die Speiseleitungen galvanisch
miteinander verbunden.
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Bei Anwendung der Zweileitertechnik müssen daher alle als Einschubeinheiten
ausgeführten Schaltungsanordnungen ein eigenes Netzgerät aufweisen. Dies führt zu
einer Vielzahl von Netzgeräten, ist sehr aufwendig, beansprucht viel Raum und es
wird für jede Meßeinheit ein besonderer Netzanschluß benötigt.* Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine neue Einrichtung zur Spannungsversorgung solcher Schaltungsanordnungen
von Meß-, Steuerungs- und Regeleinrichtungen zu schaffen, welche nur einen Netzanschluß
für mehrere angeschlossene Meß-, Steuer- und Regelgeräte aufweist und den wahlweisen
Anschluß eines oder mehrerer Mcß-, Rege oder Steuergerate ermöglicht, welche eine
galvanisch getrennte Versorgung jeder angeschlossenen Schaltungsanordnung auch bei
Anwendung der Zwei- der Drei- oder der Vierleitertechnik aufweist und welche darüberhinaus
aus mglic:hst gleichartigen Bauteilen besteht, um eine leichte Anpassungs-und Erweiterungsmöglic,hkeit
sowohl der Spannungsversorgung als auch der von dieser abhängigen schaltungsanordnungen
zu schaffen Ausgehend von einer Einrichtung zur Spannungsversorgung der eingangs
genannten Art ist diese Aufyabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bautcile
der Spannungsversorgung *vgl. z.B.Regelungstechnik 1968, Heft los S. 470 bis 472
auf
einer Steckkarte angeordnet sind, die weitere Steckkontakte trägt zur Aufnahme von
weiteren Bauteilen von gleichartigen Spannungsversorgungen und/oder von aktiven
und passiven, linearen und nichtlinearen oder digital arbeitenden Baugruppen der
Meß-, Steuerunys- und Regelungstechnik tisch einem weiteren Merkmal der Erfindung
sind die Bauteile der zusätzlichen Stromversorgung sowie der aktiven und, passiven
linearen und nichtlinearen oder digital arbeitenden Baugruppen auf gleichartigen
Steclxkontakte tragenden Steckeinheiten angeordnet, deren Steckkontakte mit den
Steckkontakten der Steckkarte korrespondieren.
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Auf der Steckkartie sind zusätzliche, den Betrieb der Einrichtung
nach dem Drei- oder Vierleitersystem ermöglichende Anschlüsse vorgesehen. Die Klemmen
für die Spannungsversorgung sind nach außen geführt.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steckkarte mit
einem Netztrafo verbunden, der in an sich bekannter Weise zwei oder mehrere Sekundärwicklungen
trägt, von denen jeweils eine Sekundärwicklung eine mit der Steckkarte fest verbundene
Spannungsversorgungseinheit speist, während mit den weiteren Sekundärwicklungen
wahlweise gleiche Spannungsversorgungseinheiten und/oder Schaltungseinheiten einer
Meß-, Regel- oder Steuerungseinrichtung über Steckkontakte verbindbar sind.
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Eine solche Anordnung weist eine Reihe von Vorteilen auf.
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Eine auf einer Steckkarte angeordnete Grundeinheit karin durch einfaches
Zustecken von Steckeinheiten von einem Einfach-Netzgerät in ein Doppel-, Dreifach-
oder Mehrfachnetzgerät umgewandelt werden. Durch Verbinden von bereits vorhandenen
Anschlüssen kann dieselbe Grundeinhcit in Zwei-, Drei- oder
Vierleitertechnik
betreiben werdewn. Zusätzlich zu der Spannungsversorgung kann auf der Grundeinheit
ein Verstärker eingestec};t werden, , iiber den eine Verstärkung eines von der Grundeinheit
gespeisten iießurnformers erzielbar ist; es kann aber auch an die Stelle des Verstärkers
eine andere Schaltunysanordnung, z.B. ein Grenzwertschalter treten. Schließlich
kann bei Ausbildung der Grundeinheit als Doppelnetzgerät dieses der Spannungsversorgung
sowohl eines Meßfühlers als auch eines dem Meßfühler zugeordneten Meßumformers dienen,
dessen Eingang das Ausgangssignal des Meßfühlers zuyeführt wird. Mit der als Netzgerät
ausgebildeten Grundeinheit können also wahlweise weitere Netzgeräte und/oder unterschiedliche
Meß-, Regel- oder Steuergeräte sowie Verstärker mit unterschiedlicher Kennlinie
direkt verbunden werden.
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Die Steckkarte ist Teil eines genormten Einschubs und zeichnet sich
durch geringen Raumbedarf aus. Für jedes anzuschließende Gerät ist eine Grundeinheit
vorhanden, die einfach und billig erweitert werden kann durch gleichartig ausgebildete
zusätzliche steckbare Speiseeinheiten, die vom gleichen Trafo gespeist werden. Alle
Ausgänge sind galvanisch voneinander getrennt und ermöglichen eine getrennte Spannungsversorgung
für jedes angeschlossene, ebenfalls als Steckeinheit ausgebildete Gerät. Eine solche
Einrichtung zur Spannungsversorgung ist daher außerordentlich flexibel und ermöglicht
eine einfache Lagerhaltung.
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Durch die gleichartige Ausbildung entstehen große Stückzahlen, so
daß rationell gefertigt werden kann. Die Preiseinsparuny ist erheblich bei wesentlicher
Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Wartung. Jeder Anwender kann aus diesen
Grund- und Zusatzeinheiten beliebig gestaltete Meß-, Steuer- oder Regelsysteme aufbauen.
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Die Erfindung ist anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
beschrieben.
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Im einzelnen zeigen: Figur 1 eine als Einfachnetzgerät ausgeführte
Einrichtung zur Spannungsversorgung gemäß der Erfindung mit einem Meßumformer in
Zweileiter-Technik, Figur 2 die Einrichtung nach Figur 1 in DreileiL-er-TechniV,
Figur 3 die Einrichutung nach Figur 1 in Vierleiter-Technik, Figur 4 die Einrichtung
nach Figur 1 als Doppelnetzgerät, Figur 5 die Einrichtung nach Figur 1 als Vieffachnetzgerät
Figur 6 die Einrichutung nach Figur 1 als Doppelnetzgerät mit einem Verstärker,
Figur 7 die Einrichutung nach Figur 1 als Doppelnetzgerät mit einem Grenzvsertschalter,
Figur 8 die Einrichtung nach Figur 1 als Doppelnetzgerät mit einem Meßfühler, Figur
9 und 10 die schematische Darstellung je einer Steckkarte mit einer Einrichtung
nach den Figuren 1 bis 8.
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Eine in Figur 1 lediglich schematisch dargestellte Einrichtung zur
Spannungsversorgung, im nachfolgenden kurz mit "Netzgerät" bezeichnet, besteht im
wesentlichen aus einem Netztransformator NT und einer Speiseeinheit N1 sowie zu
Anschlüssen i bis 19 führenden Leitungen und den Met:zanschlußklemmen 20. Alle Einzelteile,
also auch der NeEztrafo NT sind auf einer genormten Steckkarte 2 angeordnet, die
naher in den Figuren 9 und 10 gezeigt ist. Der Netztrafo weist außer seiner Primärwicklung
mindestens zwei Sekundärwicklungen auf, von denen die eine noch ohne einen Anschluß
ist. An den Anschlüssen 18 und 19 der Speiseeinheit liegt ein Meßumformer MU, dem
ein Meßsignal zuführbar ist.
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Die Steckkarte 2 ist, wie Fig. 9 zeigt, an einer Frontplatte 3 befestigt
und weist an der gegenüberliegenden SeiLe in der Steckkartenebene liegende Steckkontakte
4 auf, so daß die komplette Einrichtung einen Einschub für ein beispielsweise 19"-Trägergestell
bildet. Auf der Steckkarte 2 sind ferner rechtwinklig zur Steckkartenebene weitere
Steckkontakte 5 angeordnet, die der Aufnahme einer weiteren Steckeinheit 6 dienen,
die beispielsweise eine weitere Speiseeinheit N2 trägt. Der Netztrafo NT und die
Speiseeinheit N1 sind fest auf der Steckkarte 2 angeordnet und verschaltet. Die
als gedruckte Schaltung ausgeführten Leitungsverbindungen sind insgesamt mit 8 be-zeichnet.
Je nach der noch zu beschreibenden Ausstattung der vorstehend beschriebenen Grundeinheit
können mehrere, hier nicht näher dargestellte Steckkontaktreihen 5 zur Aufnahme
weiterer Steckeinheiten 9 vorgesehen sein, vgl. auch Fig. 10.
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In den Figuren 2 und 3 is-t das vorstehend beschriebene Netzgerät
mit dem zugehörigen Meßumformer in Drei- bzw. Vierleiter-Technik verbunden. Hierzu
dienen in Fig. 2 die zusätzliche Leitung 21 und in Fig. 3 die zusätzlichen Leitungen
31 und 32. Alle übrigen Teile - auch der noch zu beschreibenden Ausführungsformen
nach den Figuren 4 bis 8 - sind, da identisch, mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
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In Figur 4 ist das Einfachnetzgerät nach Fig. 1 als Doppelnetzgerät
ausgebildet0 Hierzu sind die in Fig. 1 noch freien Anschlüsse der zweiten Sekundärwicklung
des Netztransformators NT mit einer weiteren Speiseeinheit N2 verbunden. An die
Ausgangsklemmen 12 und 13 der Speiseeinheit ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein weiterer Meßumformer MU2 angeschlossen. Die zweite Speiseeinheit N2 ist ebenfalls
als leicht austauschbare Steckeinheit ausgebildet, vgl. auch Fig. lo.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind mit dem Netz transformator
NT vier Speiseeinheiten N1, N2, N3 und N4 verkunden.
Diese Speiseeinheiten
versorgen über die Klemmen 12 bis 19 und 51 bis 58 vier Meßumformer MU1 bis MU4.
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An Stelle der Meßumformer können selbstverständlich auch andere Schaltungsanordnungen
für Automationseinrichtungen mit Spannung versorgt werden. Selbstverständlich sind
auch die Speiseeinheiten N1 bis N4 als Steckeinheiten ausgebildet und werden in
der in den Figuren 9 und 10 angedeuteten Art mit der Steckkarte 2 verbunden.
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Wie Figur 6 zeigt, ist mit dem beschriebenen Setzgerät ein Meßverstärker
V verbunden, der ebenfalls auf einer Steckeinheit angeordnet ist und mittels dieser
mit der Steckkarte 2 verbunden ist. Mit den Klemmen 18 und 19 der Speiseeinheit
N ist ein Meßumformer MIT verbunden, während die Speiseeinheit N2 den Meßverstärker
V versorgt. Das Ausgangssignal des Meßumformers wird daher durch den Meßverstärker
auf ein kräftiges Stromsignal 3v angehoben, das an den Klemmen 17 abnehmbar ist.
Ferner ist hier eine Sicherheitsbarriere SB vorgesehen, die in bestimmten Anwendungsfällen
notwendig sein kann. Auch diese ist auf der Steckkarte 2 in bekannter Weise angeordnet
und daher Bestandteil des Netzgerätes.
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Nach dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel des Netzgerätes
ist anstelle des Verstärkers V ein Grenzsignal schalter GS, der ebenfalls als Steckeinheit
ausgebildet Ist, auf die Steckkarte 2 aufgesteckt.
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Schließlich zeigt Figur 8 die Ausbildung des beschriebenen Netzgerätes
zur gleichzeitigen Speisung eines Meßumformers MU und eines Meßfühlers F. Hierbei
dient die Speiseeinheit NI der Spannungsversorgung des Meßumformers MU über die
Klemmen 18 und 19 und die Speiseeinheit N2 der Spannungsversorgung des Meßfühlers
F über die Klemmen 12 und 13.
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Selbstverständlich sind auch andere Kombinationen des Mehrfachnetzgerätes
möglich. Allen Kombinationen ist jedoch
gemeinsam, daß eine als
Steckkarte ausgebildete Grundeinheit einen Netztrafo aufweist, mit dem Speiseeinheiten
und/oder Schaltungsanordnungen der Meß-, Steuer und Regelungstechnik, also z.B.
Meßumformer, Meßfühler, Verstärker, Grenzwertschalter, Schreiber, Regler und ähnl.
Schaltungsanordnungen verbindbar sind. Hierbei sind diese Schaltungsanordnungen
jeweils auf weiteren Steckleinheiten angeordnet, die mit der als Einschub ausgebildeten
Grundeinheit durch einfaches Stecken verbinbar sind.
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Patentansprüche: