DE3047150A1

DE3047150A1 - Universelles elektrisches messsystem

Info

Publication number: DE3047150A1
Application number: DE19803047150
Authority: DE
Inventors: Probodh Das 8034 Germering Gupta
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1980-12-15
Publication date: 1982-07-29

Description

Universelles elektrisches Meßsystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein universelles elektrisches Meßsystem mit einer Vielzahl von Meßwertnehmern und zumindest einer allen Meßwertnehmern zuordenbaren Meßwertverarbeitungseinrichtung.
Bei vielen Meßaufgaben ist es erforderlich, verschiedene, in elektrische Signale umgewandelte Meßgrößen gleichzeitig zu registrieren, anzuzeigen, für eine spätere analog se zu speichern und dabei ggf. eine Steuerung des Meßvorganges vorzunehmen. Der Meßvorgang kann sich auf die Erfassung von Meßgrößen beschränken, die vom Meßobjekt mit passiven Bauelementen gewonnen werden, oder die das Meßobjekt mit aktiven Bauelementen, beispielsweise Sensoren, liefert. Durch eine gleichzeitige Erfassung von verschiedenen Meßgrößen lassen sich auch Relationen zwischen den Meßgrößen bilden. Pifr ein komplexes Meßobjekt kann der Meßvorgang die Erfassung von Meßgrößen in verschiedenen Meßstellen bei definierter Änderung der Eingangsgrößen treffen. In diesem Fall müssen dem Meßobjekt gezielt Signalfunktionen zugeführt werden.
Es sind Meßsysteme der genannten Art bekannt, bei der die einzelnen Meßwertnehmer mit Signalisierungs- und/oder Verarbeitungseinrichtungen für die Meßgrößen über einen zentralen Bus, beispielsweise den sogenannten IEC-Bus miteinander verbunden sind. Die Meßobjekte sind dabei über Meßgeräte mit einer eingebauten Bus-Schnittstelle, beispielsweise einem sog. IEC-Bus-Interface, an das Meßsystem angeschlossen, das von einer zentralen Systemsteuerung überwacht und gesteuert wird.
Die Verwendung eines solchen Bus-Systems, die an sch eine freiztigige räumliche erteilung von Meßwertnehmern gestattet und damit einen Systemaufbau erlaubt, der auch für nachträgliche Änderungen eine genügend große Flexibilität bereitstellt, hat jedoch bestimmte Nachteile. So sind beispielsweise in einem räumlich weit verzweigten Meßsystemnetz relativ zahlreiche Leitungen für die einzelnen Buadrähte zu verlegen, und es besteht die Notwendigkeit der Vergabe von festen codierten Adressen für die einzelnen Systemapparaturen und deren Adreß-Programmierung. Zum anderen ist ein gewisser Nachteil darin zu erblicken, daß eine Adernunterbrechung oder ein Adernschluß in dem Busleitungasystem in bekannter Weise zu einem Totalausfall des gesamten Systems fAhren kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein universelles elektrisches Meßsystem anzugeben, bei dem eine Vielzahl von Meßstellen mit einer Auswerteeinrichtung verbindbar sind, ohne hierzu ein Bussystem mit den bekannten Nachteilen zu verwenden, wobei die Meßgrößen gleichzeitig verarbeitet werden können und wobei zugleich ein gezielter Informationsfluß zum Meßobjekt zur Steuerung des betreffenden Meßvorgangs erlaubt ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch ein universelles elektrisches Meßsystem mit einer Vielzahl von Meßwertnehmer und zumindest einer allen Meßwertnehmern zuordenbaren Meßwertverarbeitungseinrichtung gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß jeweils einem oder mehreren Meßwertnehmern eine individuelle Meßwertnehmerstation mit einem SchleifenschluB-/Schleifentrennschalter und einer Wählvorrichtung zugeordnet ist, daß jeder Meßwertnehmer vorzugsweise mittels einer an sich bekannten speicherprogrammierten Vermittlungseinrichtung wahlfrei in abgehender und ankommender Richtung an die Meßwerverarbeitungsrichtung anzuschalten ist, daß die Meßwertnehmer wahlweise für Meßobjekte mit aktiven oder passiven Bauelementen zu betreiben sind und daß alle Meßwernehmerstationen mit der Vermittlungseinrichtung über zumindest einen Vorwärts-/Rückwärtskanal für Informations-Ebertragungen verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, daß der Anschluß der einzelnen Meßwertnehmerstationen an das System nicht über einen mit den genannten Nachteilen verbundenen Yerbindungsbus angeschlossen sein müssen. Vielmehr ght die Erfindung von der ueberlegung aus, daß eine herkömmliche digitale Vermittlungseinrichtung mit einer modifivierten Software für einen wählbaren Anschluß der Meßgeräte am Meßobjekt verwendet werden kann und daß demgemäß in besonders vorteilhafter Weise entsprechend modifizierte digitale Fernsprechstationen als Meßwertnehmerstationen dienen können.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den in den Unteransprüchen angegebenen Merkmalen hervor.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand einer ein vorzugsweise verwendetes Ausfahrungsbeispiel darstellenden Figur im einzelnen erläutert.
Die Figur zeigt ein bevorzugtes Ausfahrungsbeispiel für das erfindungsgemäße universelle elektrische Meßsystem mit einer Vielzahl von Meßwertnehmern 111...11n einer speicherprogrammierten Vermittlungseinrichtung 2 und einer Meßwertverarbeitungseinrichtung 4. In diesem universellen elektrischen Meßsystem ist jeweils einem oder bei Mehrpunktmessungen mehreren Meßwertnehmern eine individuelle Meßwertnehmerstation, nämlich 101.. 10n zugeordnet, wobei jede dieser individuellen Meßwertnehmerstationen einen Schleifenschluß-/Schleifentrennschalter und eine Wählvorrichtung, nämlich 121...12n aufweist. Jeder der Meßwertnehmer 111...115 ist mittels der an sich bekannten speicherprogrammierten Vermittlungseinrichtung 2 wahlfrei in ab- gehender und ankommender Richtung an die Meßwertverarbeitungseinrichtung 4 anzuschalten. Die Meßwertnehmer sind wahlweise ftir Meßobjekte mit aktiven oder passiven Bauelementen zu betreiben. Alle Meßwertnehmerstationen 101.
...10n sind mit der Vermittlungseinrichtung 2 über zumindest einen Vorwärts/RückwErtskanal 151...13n fEr Informationsübertragungen verbunden.
Die Meßwertnehmerstationen 101...10n enthalten vorzugsweise jeweils einen Analog/Digital-Wandler zum Digitalisieren analog vorliegender Meßwertsignale. Diese Meßwertnehmerstationen 101...10n können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung digitale Fernsprechstationen sein, die jeweils einen analogen und/oder digitalen Meßwertsignaleingang haben.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor; daß die Meßwertnehmerstationen 101...10n jeweils einen analogen und/oder digitalen Signalausgang haben, an den ein Kommando empfänger und/oder eine Anzeigeeinrichtung 141...14n anzuschließen ist. Darüberhinaus können nach Bedarf die Meßwertnehmerstationen 101...10n jeweils ein digital arbeitendes, fernprogrammierbares Schwellwertfilter haben, mittels dessen unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegende Meßwertsignale von einer Übertragung ausgeschlossen werden oder auf besondere Art und Weise verarbeitet werden.
Wie aus der Figur zu erkennen ist, sind die Meßwertnehmerstationen 101...10n jeweils über eine zweitdrähtige Leitung 131...13n an die Vermittlungseinrichtung 2 angeschlossen. Gemäß einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können die Meßwertnehmerstationen 101...10n jedoch auch jeweils über eine vierdrähtige Leitung an die Vermittlungseinrichtung 2 in an sich bekannter Weise angeschlossen sein, wobei jeweils ein Drahtpaar mit einem individuellen Teilnehmeranschluß der Vermittlungseinrichtung 2 direkt verbunden ist und das jeweils andere Drahtpaar für besondere Signalisierungszwecke verwendet wird.
An die Vermittlungseinrichtung 2 ist zumindest - wie in der Figur gezeigt.- ein Signalsender 3, beispielsweise ein vonfrequenzsignalsender, angeschlossen. Dieser Signalsender kann jeweils wahlweise mit einer der Meßwertnehmerstationen 101...1°n zum Durchfahren einer passiven Messung oder zum Abgeben eines Kommando, beispielsweise eines Kommandos in Form eines fflonfrequenzsignals, an die betreffende Meßwertnelamerstation, beispielsweise 103s über die Vermittlungseinrichtung 2 angeschaltet werden.
An die Vermittlungseinrichtung 2 kann zum Verbinden mit einer beliebigen Meßwertnehmerstation, beispielsweise 104, ein Meßgerät, beispielsweise ein Zähler, beispielsweise in Form des Meßwertnehmers 115, angeschlossen werden. Damit können einerseits Meßvorgänge durchgeführt werden.und andererseits die betreffenden Meßwerte nach deren Auswertung wieder an die betreffenden Meßwertnehmerstationen abgegeben werden.
Die Figur zeigt, daß an die Vermittlungseinrichtung 2 zumindest ein Rechner 41 und zumindest ein rechnerexterner Speicher 42 angeschlossen sind, wobei der Rechner 41 und der rechnerexterne Speicher 42 gemeinsam die Meßwertverarbeitungseinrichtung 4 bilden. Der rechnerexterne Speicher 42 kann beispielsweise ein Floppy-Disk-Speicher oder ein Magnetblasenspeicher sein. Er kann jedoch grundsätzlich ein Speicher beliebiger Bauart sein. An den Rechner 41 ist zumindest ein Datenterminal 43, beispielsweise ein Datendrucker und/oder ein Datensichtgerät, angeschlossen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Rechner 41 identisch mit einem für die speicherprogrammierte Vermittlungseinrichtung 2 in an sich bekannter Weise angeordneten Vermittlungsrechner ist. Es ist ebenfalls bekannt, daß zwei gleichartige Rechner 41, 41' vorgesehen sein können, die einander vertreten können.
Dabei kann gemäß der Erfindung im Regelfall jeweils der eine Rechner, z. B. 41, als Vermittlungsrechner und der andere Rechner 41' als Meßwertverarbeitungsrechner oder umgekehrt arbeiten. Jeder Rechner 41, 41' überwacht dabei erfindungsgemäß jeweils den Betrieb des anderen Rechners.
Bei einem Rechnerausfall kann der verbliebene intakte Rechner sowohl als Vermittlungsrechner als auch als Meßwertverarbeitungsrechner arbeiten.
Die Wählvorrichtungen 121...12 der Meßwertnehmerstationen 101...10n können erfindungsgemäß dazu benutzt werden, andere Meßwertnehmerstationen anzusteuern, Informationssignale, die Art und Wertigkeit von folgenden Meßwertsignalen betreffen, in die Meßwertverarbeitungseinrichtung 4 einzugeben und Kommandos in die jeweils betreffende Meßwertnehmerstation 101...10n direkt einzugeben.
Das erfindungsgemäße universelle elektrische Meßsystem erlaubt auf vorteilhafte Weise, daß alle Meßstellen der Meßwertnehmer 111...11n quasi-gleichzeitig über die Vermittlungseinrichtung 2 von der Meßwertverarbeitungseinrichtung 4 abgefragt werden können.
Das Koppelnetzwerk der Vermittlungs einrichtung 2 kann sowohl als diskretes Digitalkoppelnetzwerk als auch als Zeitmultiplexkoppelnetzwerk ausgeführt sein.
Das erfindungsgemäße Meßsystem ist vorteilhaft in Industrieanlagen, beispielsweise in Stahlwerken oder in chemischen Großanlagen, einzusetzen.
16 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche Universelles elektrisches Meßsystem mit einer Vielzahl von Meßwertnehmern und zumindest einer allen Meßwertnehmern @uordenbaren Meßwertverarbeitungaeinrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeweils einem oder mehreren Meßwertnehmern (111...11n) eine individuelle Meßwertnehmerstation (101...10n) mit einem Schleifenschluß-/Schleifentrennschalter und einer Wählvorrichtung (121...12n) zugeordnet ist, daß jeder Meßwertnehmer(111...11n) vorzugsweise mittels einer an sich bekannten speicherprogrammierten Vermittlungseinrichtung (2) wahlfrei in abgehender und ankommender Richtung an die Meßwertverarbeitungseinrichtung (4) anzuschalten ist, daß die Meßwertnehmer (111...11n) wahlweise für Meßobjekte mit aktiven oder passiven Bauelementen zu betreiben sind und daß alle Meßwertnehmerstationen (101 ... 10n) mit der Vermittlungseinrichtung (2) über zumindest einen Vorwärts-/ Riickwä,rtskanal (131...13n~) für Informationsübertragungen verbunden sind.
2. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßwertnehmerstationen (1o1...1on} jeweils einen Analog/ Digital-Wandler zum Digitalisieren analog vorliegender Meßwertsignale enthalten.
3. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßwertnehmerstationen (101...10n) modifizierte digitale Fernsprechstationen sind, die jeweils einen analogen und/ oder digitalen Meßwertsignaleingang haben.
4. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Meßwertnehmerstationen (101...10n) jeweils einen analogen undloder digitalen Signalausgang haben, an den ein Kommandoempfänger und/oder eine Änzeigerichtung (141.

...14n) anzuschließen sind.
5. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Meßwertnehmerstationen (101...10n) jeweils ein digital arbeitendes, fernprogrammierbares Schwellwertfilter haben, mittels dessen unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegende Meßwertsignale von einer Ubertragung ausgeschlossen werden oder auf besondere Art und Weise verarbeitet werden.
6. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßwertnehmerstationen (101...1°n) jeweils über eine zweidrähtige Leitung an die Vermittlungseinrichtung (2) angeschlossen sind.
7. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Meßwertnehmerstationen (101...10n) jeweils über eine vierdrähtige Leitung an die Vermittlungseinrichtung (2) angeschlossen sind, wobei jeweils ein Drahtpaar mit einem individuellen Teilnehmeranschluß der Vermittlungseinrichtung (2) verbunden ist.
8. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an die Vermittlungseinrichtung (2) zumindest ein Signalsender (3), beispielsweise ein vonfrequenzsignalsender, angeschlossen ist, der wahlweise mit einer der Meßwertnehmerstationen (101...10n) zum Durchfahren einer passiven Messung oder zum Abgeben eines Kommandos an die betreffende Meßwertnehmerstation (101...10n) zu verbinden ist.
9. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an die Vermittlungseinrichtung (2) zumindest ein Meßgerät, beispielsweise ein Zähler, angeschlossen ist, das mit einer oder mehreren der Meßwertnehmerstationen (101...10n) einerseits zum Durchfahren von Meßvorgängen und andererseits zum Abgeben der betreffenden Meßwerte nach deren Auswertung verbindbar ist.
10. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an die Vermittlungseinrichtung (2) zumindest ein Rechner (41) und zumindest ein rechnerezterner Speicher (42) angeschlossen sind, wobei der Rechner (41) und der rechnerexterne Speicher (42) gemeinsam die Meßwertverarbeitungseinrichtung (4) bilden.
11. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der rechnereæterne Speicher (42) vorzugsweise ein Bloppy-Disk-Speicher oder ein Magnetblasenspeicher ist.
12. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 10, a a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Rechner (41) zumindest ein Datenterminal (43), beispielsweise ein Datendrucker und/oder ein Datensichtgerät, angeschlossen ist.
13. Universelles elektrisches Meßsystem nach den Ansprüchen 1 und 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Rechner (41) identisch mit einem für die speicherprogrammierte Vermittlungseinrichtung (2) in an sich bekannter Weise angeordneten Vermittlungsrechner ist.
14. Universelles elektrisches Meßsystem nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in an sich bekannter Weise zwei gleichartige Rechner (41, 41') vorgesehen sind, die einander vertreten können, daß im Regelfall jeweils der eine Rechner (41) als Vermittlungs- rechner und der andere Rechner (41') als Meßwertverarbeitungsrechner oder umgekehrt arbeitet, daß jeder Rechner (41, 41') jeweils den Betrieb des anderen Rechners tiberwacht und daß bei einem Rechnerausfall der intakte Rechner sowohl als Vermittlungsrechner als auch als Meßwertverarbeitungsrechner arbeitet.
15. Verfahren zum Betrieb des universellen elektrischen Meßsystems nach einem der vorgehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wählvorrichtungen (121...12n) der Meßwertnehmerstationen (101.

...10n) dazu benutzt werden, andere Meßwertnehmerstationen anzusteuern, Informationssignale, die Art und Wertigkeit von folgenden Meßwertsignalen betreffen, in die Meßwertverarbeitungseinrichtung (4) einzugeben und Kommandos in die jeweils betreffende Meßwertnehmerstation (101...10n) direkt einzugeben.
16. Verfahren zum Betrieb des universellen elektrischen Meßsystems nach einem der Anspruche 1 - 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß alle Meßstellen der Meßwertnehmer (111...11n) quasi-gleichzeitig über die Vermittlungseinrichtung (2) von der Meßwertverarbeitungseinrichtung (4) abgefragt werden.