DE3519709A1 - Dialogverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Dialogverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

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DE3519709A1
DE3519709A1 DE19853519709 DE3519709A DE3519709A1 DE 3519709 A1 DE3519709 A1 DE 3519709A1 DE 19853519709 DE19853519709 DE 19853519709 DE 3519709 A DE3519709 A DE 3519709A DE 3519709 A1 DE3519709 A1 DE 3519709A1
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Shinichi Tokio/Tokyo Akano
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Yamatake Honeywell Co Ltd Tokio/tokyo
Azbil Corp
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00Electric signal transmission systems
    • G08C19/02Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J7/00Multiplex systems in which the amplitudes or durations of the signals in individual channels are characteristic of those channels
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
  • Dialog zwischen einer zentralen Einheit und eine oder mehreren externen Einheiten nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Zur Steuerung von Stellgliedern, wie zum Beispiel von Ventilen in industriellen Prozessen wird im allgemeinen ein Antrieb vorgesehen, wobei diesem Antrieb über eine Zweidrahtleitung von einer zentralen Einheit ein Steuersignal in der Größenordnung von 4 bis 20 mA zugeführt wird. Das zugeführte Signal ist jedoch lediglich durch einen analogen Stromwert vorgegeben und es ist daher nicht möglich, an die zentrale Steuereinheit ein Überwachungssignal zurückzumelden. Wenn dies gefordert ist, so muß eine weitere Übertragungsleitung und entsprechende Übertragungsvorrichtungen vorgesehen werden. Dies erhöht die Anlage- und Wartungskosten.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie Vorrichtungen anzugeben, die das gleichzeitige Senden und Empfangen von Daten über eine Zweidrahtleitung ermöglichen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie von Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.
  • Die Möglichkeit der Übertragung von zwei Arten von Daten sowohl in Sende- als auch in Empfangsrichtung führt zu einem Dialogsystem mit geringem Verbindungsaufwand und somit reduzierten Wartungskosten.
  • Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen seien im folgenden sowohl das erfindungsgemäße Verfahren als auch Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die erfindungsgemäß vorgesehene Änderung des Stromes bzw. der Spannung auf bzw. zwischen der Zweidrahtleitung; Fig. 2 das Schaltungsschema einer zentralen Dialogeinheit; Fig. 3 das Schaltungsschema einer externen Dialogeinheit; Fig. 4 ein Dialogsystem mit mehreren in Reihe geschalteten externen Dialogeinheiten; Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung einer externen Dialogeinheit; Fig. 6 ein Blockdiagramm mit der externen Dialogeinheit zugeordneten weiteren Elementen; Fig. 7 ein vereinfachtes Schema einer Dialogeinheit gemäß Fig. 5; Fig. 8 ein Blockdiagramm der Steuereinheit gemäß Fig. 7; Fig. 9 ein erstes Flußdiagramm zur Erläuterung von in der Steuereinheit ablaufenden Routinen; Fig. 10 ein zweites Flußdiagramm zur Erläuterung von in der Steuereinheit ablaufenden Routinen; Fig. 11 eine erste Modifikation des Schemas gemäß Fig. 7; Fig. 12 eine zweite Modifikation des Schemas gemäß Fig. 7; und Fig. 13 eine Modifikation bezüglich einer externen Dialogeinheit.
  • Bei der zentralen Dialogeinheit gemäß Fig. 2 werden Sendedaten SA1 eines seriellen Digitalsignales direkt einer Steuereinheit CNT1 zugeführt, die einen Prozessor, wie beispielsweise einen Mikroprozessor mit zugeordnetem Speicher usw. aufweist, während Sendedaten SA2 eines Analogsignales über einen Analog/Digital-Wandler A/D1 ebenfalls der Steuereinheit CNT1 zugeführt werden.
  • Die entsprechenden Signale werden in der Steuereinheit in Analogwerte bzw. codierte Impulssignale umgewandelt, so daß ein Impulssignal einem Analogwert überlagert wird. Beispielsweise werden die Sendedaten SA1 in einen Analogwert in dem vorgegebenen Bereich umgewandelt, während die Sendedaten SA2 in ein Impulssignal mit entsprechend festgelegtem Code umgewandelt werden.
  • Ein zusammengesetztes Signal wird über einen Digital/Analog-Wandler D/A1 einem Differentialverstärker A1 zugeführt.
  • Der Differentialverstärker A1 steuert die Kollektor/Emitterimpedanz eines Transistors Q1 entsprechend dem analogen Ausgangssignal des Digital/Analog-Wandlers D/A1, wodurch der Leitungsstrom 1L auf der Zweidraht-Übertragungsleitung L entsprechend gesteuert wird. Der Transistor Q1 ist in Reihe zu einer Spannungsquelle E zwischen die Leitungsanschlüsse t1 t2 geschaltet, an die die Leitungen L1 und L2 der Zweidraht-Übertragungsleitung angeschlossen sind.
  • Im vorliegenden Fall ist im Emitterkreis des Transistors Q1 ein Widerstand Rf angeordnet und die über diesem Widerstand abgegriffene Spannung dient als negative Rückführung für den Differentialverstärker A1. Hierdurch wird der Wert des Stromes 1L auf einem Wert entsprechend dem Ausgangssignal des Digital/ Analog-Wandlers D/A1 stabilisiert.
  • Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß Anderungen des Leitungsstromes IL und der Leitungsspannung VL zur Informationsübertragung Anwendung finden, wobei wie bereits erläutert, der Leitungsstrom 1L in einen Analogwert entsprechend den Sendedaten SA1 innerhalb des Bereiches von beispielsweise 4 bis 20 mA umgewandelt wird und überlagert digitale änderungen aufweist, die durch die Sendedaten SA2 vorgegeben sind.
  • Im vorliegenden Beispiel werden die Digitalsignale durch Impulse dargestellt, die eine gleiche Anderung in positiver und negativer Richtung aufweisen, wobei einerAnderung in positiver Richtung der Logigwert n nO" und einerXnderung in negativer Richtung der Logikwert in n zugeordnet ist.
  • Ein Analogwert und eine digitale Anderung dieses Wertes hinsichtlich der Leitungsspannung VL werden bei der Übertragung durch eine externe Einheit in später noch zu beschreibender Weise vorgegeben. Auch hier verlaufen die Impulsänderungen in positiver und negativer Richtung, wobei jedoch dem Logikwert 1" n überhaupt keine änderung zugeordnet ist und der Logikwert "0" durch zwei Zyklusänderungen repräsentiert wird.
  • Zur Feststellung eines Analogwertes und einer digitalen änderung der Leitungsspannung VL ist gemäß Fig. 2 ein Differentialverstärker A2 mit hoher Eingangsimpedanz angeordnet. Durch diesen wird eine Leitungsspannung VL festgestellt und die digitale änderung kann durch Integration mit einem integrierenden Schaltkreis INT1 eliminiert werden, so daß ein Analogwert erhalten wird, der durch einen Analog/Digital-Wandler A/D2 in ein Digitalsignal umgewandelt wird und sodann der Steuereinheit CNT1 zugeführt wird. Gleichzeitig kann eine digitale Komponente durch ein Filter FL1 herausgefiltert werden, wobei das digitale Anderungssignal über einen Impulsformer WF1 der Steuereinheit CNT1 zugeführt wird.
  • Die Steuereinheit CNT1 führt auf Grund der ihr zugeführten Eingangssignale eine Codeumsetzung und Decodierung durch. Beispielsweise werden die Empfangsdaten entsprechend dem seriellen Digitalsignal am Anschluß RA1 ausgegeben und die Empfangsdaten entsprechend dem analogen Signal werden durch den Digital/Analog-Wandler D/A2 am Ausgang RA2 ausgegeben.
  • Da sich die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 in der Zentrale des Steuersystems befindet, liegen entsprechende Spannungsversorgungen für die Spannungsversorgung der verschiedenen Komponenten dort vor.
  • Fig. 3 zeigt ein Schaltungsschema einer externen Einheit. Diese Einheit ist an die Übertragungsleitung L und somit an die Leitungsanschlüsse t1 t2 in Fig. 2 angeschlossen. Ferner ist die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors Q11 sowie ein Widerstand R in Reihe zu der Leitung geschaltet. Ein Spannungs-5 teiler, bestehend aus den Widerständen R1 und R2, sowie die Reihenschaltung eines Widerstandes R3 und der Emitter/Kollektor-Strecke eines Transistor Q12 sind parallel hierzu geschaltet.
  • Als Lastschaltkreis ist dem Transistor Q12 ein Schaltkreis parallelgeschaltet, der Differentialverstärker A11, A12, Widerstände R1 bis R7, Digital/Analog-Wandler D/A11 bis D/A13, Analog/Digital-Wandler A/D11, A/D12, eine Steuereinheit CNT2 ähnlich der Steuereinheit CNT1, einen Vergleicher CP2 und einen Impulsformer WF2 umfaßt, wobei die Steuereinheit CNT2 die Referenzspannungen Vor1, Vr2 über die Digital/Analog-Wandler D/A11 und D/A12 ausgibt.
  • Die Widerstände R1, R2 und der Differentialverstärker A11 bilden einen ersten Steuerschaltkreis, der die Impedanz des Transistors Q11 steuert, um die Leitungsspannung VL in Ubereinstimmung mit einer Spannung V1 und einer Referenzspannung Vr1 zu stabilisieren. Die Spannung V1 wird hierbei über den Spannungsteiler R1, R2 aus der Leitungsspannung VL gewonnen und die Referenzspannung Vr1 wird von dem Digital/Analog-Wandler D/A11 zugeführt. Hierdurch wird die Leitungsspannung VL auf einem konstanten Wert von beispielsweise 10 V gehalten, ohne Rücksicht auf den Wert des Leitungsstromes IL.
  • Die Widerstände R4, R5 und der Differentialverstärker A12 bilden einen zweiten Steuerschaltkreis, der die Impedanz des Transistors Q12 in einer solchen Weise steuert, daß der Wert des Stromes Ic, der über den Widerstand R3 fließt, stabilisiert wird. Dies geschieht durch Vergleich einer Spannung V2, die aus der Spannung Vc des Lastschaltkreises durch den Spannungsteiler R4, R5 gewonnen wird, mit der Referenzspannung Vr2, die der Digital/Analog-Wandler D/A12 ausgibt. Somit wird ein Strom 1c auf einem konstanten Wert von beispielsweise 4 mA unabhängig von dem Versorgungsstrom des Lastschaltkreises gehalten.
  • Wenn die Widerstände R1, R2 hochohmig sind und ein Strom I1 dementsprechend vernachlässigt werden kann, so ergibt sich der Strom durch den Widerstand R5 folgendermaßen: Is = IL I 1c Der Strom Is wird lediglich durch die Signalkomponente gebildet und bewegt sich beispielsweise im Bereich von 0 bis 16 mA, wenn der Strom Ic als Grundkomponente beispielsweise einen Wert von 4 mA aufweist. Dementsprechend zeigt die Spannung Vs über dem Widerstand R5 die Sendedaten SA1 entsprechend einem Analogwert des Leitungsstromes 1L an, wenn die so gewonnene Spannung V5 durch einen integrierenden Schaltkreis INT2 integriert wird und sodann der Steuereinheit CNT2 zugeführt wird, nachdem sie durch den Analog/Digital-Wandler A/D11 in ein digitales Signal umgewandelt worden ist.
  • Darüber hinaus wird eine Frequenzkomponente der digitalen änderung der Spannung V5 mit einem Filter FL2 entnommen und diese Komponente wird mit einer Referenzspannung Er2 verglichen und sodann über einen Impulsformer WF2 der Steuereinheit CNT2 zugeführt. Der Vorgabe der Referenzspannung Er2 dient der Spannungsteiler R6, R7. Diese Komponente der Spannung V5 gibt somit die Sendedaten SA2 entsprechend der digitalen änderung des Leitungsstromes 1L vor.
  • Die Sendedaten SA1, SA2 können gleichzeitig empfangen werden, indem das Signal in der Steuereinheit CNT2 umgewandelt und decodiert wird und diese Daten können als Empfangsdaten RB entsprechend dem seriellen Digitalsignal und als Empfangsdaten RB2 entsprechend dem analogen Signal ausgegeben werden.
  • Dem Ausgang RB2 ist hierbei noch ein Digital/Analog-Wandler D/A13 vorzuschalten.
  • In Fig. 3 sind die Differentialverstärker A11, A12 mit einer negativen Rückführung versehen, so daß da V1 - Vri und V2 - Vr2 folgendes gilt: V1 = VL [R2/(R1 + R2) =Vr1 VL = Vr1[1 + (R1/R2)]....................... (1) V2 = Vc [R5/(R4 + R5)] = Vr2 Vc =Vr2[1 + (R4/R5) ....................... (2) Da in diesem Fall die Referenzspannungen Vr1, Vr2 solange stabil sind wie die von der Steuereinheit CNT2 abgegebenen Daten konstant sind, sind auch die Spannungen VL und V c konstant und es gilt die folgende Beziehung: Ic = (VL - Vc)/R3 ............................ (3) Demnach nimmt Ic einen konstanten Wert an. Andererseits läßt sich der Leitungsstrom IL durch folgende Beziehung angeben: IL = I1 + I2 + I3 + Is = I1 + Ic + Is ........ (4) unter der Annahme, daß auf Grund des hochohmigen Spannungsteilers I1 = 0 ist, gilt folgendes: Is = IL - Ic ................................. (5) L c Wenn daher beispielsweise der Leitungsstrom IL einen Wert von 4 bis 20 mA aufweist, so besitzt der Strom Is einen Wert von 0 bis 16 mA, da der Strom 1c auf 4 mA eingestellt ist. Die durch den Strom Is angezeigten Daten erfahren daher keine Störung. Andererseits kann ein Versorgungsstrom von maximal 4 mA stabil jedem Lastschaltkreis zugeführt werden.
  • Bei der Schaltung gemäß Fig. 2 wird ein Leitungsstrom IL durch einen Konstantstromschaltkreis, bestehend aus dem Differentialverstärker A1 und dem Transistor Q1 erzeugt, so daß der Stromwert auch bei einer Anderung der Eingangsimpedanz auf der Empfangsseite keine Anderung erfährt.
  • Andererseits werden für die Übertragung von Daten, welche beispielsweise Meßwerten entsprechen, zu der Vorrichtung gemäß Fig. 2 von der Steuereinheit CNT2 gemäß Fig. 3 die an die Digital/Analog-Wandler D/A11 und D/A12 gesendeten Daten geändert, wodurch die Referenzspannungen Vr1, Vr2 eine Änderung erfahren, während der Strom Ic konstant gehalten wird. Demgemäß ändert sich die Leitungsspannung VL analog und digital, wodurch die Übertragung ausgeführt wird. Zwei Arten von Daten werden somit gleichzeitig durch den Analogwert und den sich digital ändernden Code übertragen.
  • Insbesondere kann der Wert des Stromes Ic konstant gehalten werden, indem der Nenner in Gleichung (3) konstant gehalten wird und es kann aus den Gleichungen (1) und (2) durch Setzen des Wertes VL - Vc auf den Wert VR folgende Gleichung erhalten werden: VL - Vc = VR = Vr1 [1 + (R1/R2)] - Vr2 [1 + (R4/R5)] Vr2 = [Vr1(1 + (R1/R2) - VR] [1/(1 + (R4/R5)] .......... (6) Wenn folgende Beziehung besteht R2/(R1 + R2) = R5/(R4 + R5) = K ................... (7) so ergibt sich aus den Gleichungen (6) und (7) folgende Beziehung: V/K) (Vri (1/K) - VR)K = Vr1 - VR K ............... (8) Die Leitungsspannung VL kann daher beliebig erhöht oder vermindert werden, während der Strom Ic beispielsweise auf 4 mA gehalten wird, indem den Analog/Digital-Wandlern A/D11 und A/D12 gleichzeitig Daten zugeführt werden, während die Beziehung gemäß Gleichung (8) beibehalten wird, so daß eine Übertragung auf Grund von Spannungsänderungen verwirklicht werden kann, während Daten gemäß Stromänderungen empfangen werden.
  • Wenn die Änderung der Spannung Vc den Betrieb der Lastschaltkreise beeinflußt, so kann es erforderlich sein, einen Spannungs-Stabilisierschaltkreis in dem zu den Widerständen R5 und R5 führenden Stromkreis des Stromes I2 einzusetzen.
  • Wie zuvor erläutert, werden bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 die Sendedaten SB1 des seriellen Digitalsignales direkt der Steuereinheit CNT2 zugeführt, während die Sendedaten SB2 des Analogsignales der Steuereinheit über einen Analog/Digital-Wandler A/D12 zugeführt werden, um die Leitungsspannung VL zu ändern. Die Steuereinheit CNT2 wandelt diese Eingangssignale um und codiert sie. Nachdem die Sendedaten SB1 in den Analogwert umgewandelt sind und die Sendedaten SB2 in digitale Änderungen codiert sind, werden diese digitalen Änderungen dem Analogsignal überlagert und sie steuern gleichzeitig die Referenzspannungen Vri und Vr2 auf Grund der Gleichung (8) und gemäß dem kombinierten Wert, um das Signal als Änderung der Leitungsspannung VL gemäß Fig. 1 zu übertragen.
  • Gleichzeitig wird die Spannungsversorgung über die Zweidraht-Ubertragungsleitung sichergestellt und es können zwei Arten von Daten SA1, SA2 und SB1, SB2 durch lediglich ein Paar von Einheiten gesendet und empfangen werden, wodurch die Wartungs- und Anlagenkosten wesentlich reduziert werden.
  • Gemäß Fig. 4 ist eine zentrale Einheit CEA am einen Ende der Ubertragungsleitung L angeordnet, während mehrere externe Einheiten CEB1 bis CEBn am anderen Ende der Übertragungsleitung L in Reihe geschaltet sind. Das Signal wird von der zentralen Einheit CEA durch den Leitungsstrom 1L gemäß Fig. 1 gesendet und dieses Signal wird gleichzeitig durch die externen Einheiten CEB1 bis CEBn empfangen und darüber hinaus kann beispielsweise eine der Einheiten CEB bis CEBn die entsprechende Leitungsspannung VL1 bis VLn gemäß Fig. 1 ändern, wobei dies in Ubereinstimmung mit einem Aufrufsignal geschieht, das durch die digitale Änderung des Leitungsstromes 1L angezeigt wird.
  • Da VL1 + VL1 + VL2 + ..... VLn ist, wird ein entsprechendes tragungssignal durch die zentrale Einheit CEA empfangen und das Senden bzw. der Empfang von zwei Arten von Daten durch Analogwerte und digitale Änderung des Leitungsstromes 1L und der Leitungsspannung VL kann gleichzeitig verwirklicht werden.
  • Im vorliegenden Fall wird das Sendesignal der zentralen Einheit CEA gemeinsam durch die externen Einheiten CEB1 bis CEBn empfangen, während Sendesignale der externen Einheiten CEB1 bis CEBn nur durch die zentrale Einheit CEA empfangen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann an verschiedene Arten von Zweiweg-Multiplex-Dialogsystemen angepaßt werden, indem ein analoger Änderungsbereich und ein Absolutwert der Leitungsspannungen VLl bis VLn festgelegt wird oder indem Mittel vorgesehen werden, welche Adreßcodes gemäß bestimmter digitaler Änderungen anzeigen.
  • Die gemeinsame Verwendung der Übertragungsleitung L ist möglich durch die gleichzeitige Übertragung von zwei Arten von Daten zu den Einheiten CEB1 bis CEBn von der Einheit CEA und die ebenfalls gleichzeitige Übertragung von zwei Arten von Daten zu der Einheit CEA durch irgendeine der Einheiten CEB1 bis CEBn.
  • Die Transistoren Q1 911 und Q12 in den Figuren 2 und 3 können durch andere steuerbare variable Impedanzelemente, wie beispielsweise Feldeffekttransistoren oder Fotokoppler ersetzt werden.
  • Ebenso können die Widerstände Rf, R5 und R2 durch eine Diode ersetzt werden oder es kann anstelle des Widerstandes R5 ein Stromdetektorschaltkreis verwendet werden. Analog/Digital-Wandler bzw. Digital/Analog-Wandler können eingesetzt oder auch weggelassen werden, je nach den Bedingungen und der Entfernung der Einheiten, um die Daten SA1, SA2, SB1 und SB2 zu senden bzw.
  • die Daten RA1, RA2, RB1 und RB2 zu empfangen. Darüber hinaus können die Steuerschaltkreise CNT1, CNT2 durch die Kombination verschiedener Logikschaltkreise oder durch einen analogen Schaltkreis gebildet werden.
  • Fig. 5 zeigt den Aufbau einer gegenüber der in Fig. 3 dargestellten externen Einheit vereinfachten externen Einheit.
  • Diese findet wiederum Anwendung in der in Fig. 6 dargestellten Regelstrecke in Form der Einheit CE. Für den Betrieb der in Fig. 5 dargestellten Einheit gelten wiederum die zuvor angegebenen Beziehungen (1) bis (7) für die verschiedenen Spannungen, Ströme und Widerstände.
  • Bei dem Aufbau der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 wurde davon ausgegangen, daß lediglich ein analoger Strom in der Größenordnung von 0 bis 16 mA ohne digitale Überlagerung an dem Widerstand Rs sensiert und als Stellsignal an einen elektropneumatischen Umformer E/P (Fig. 6),der aus einer Zuluftquelle P gespeist wird, ausgegeben wird. Das umgeformte pneumatische Signal beaufschlagt einen pneumatischen Antrieb DR, der seinerseits auf ein Ventil einwirkt (Fig. 6). Der pneumatische Antrieb DR kann mit einem Stellungsgeber, z. B. einem Potentiometer ausgerüstet sein, dessen Signal über den Analog/Digital-Wandler A/D12 der Steuerung CNT2 zugeführt wird, um in der beschriebenen Weise über die veränderliche Impedanz Q12 die Leitungsspannung VL zu variieren und eine Meldung zurück an die zentrale Einheit (Fig. 2) zu geben.
  • Fig. 7 zeigt ein vereinfachtes Schema des Schaltkreises gemäß Fig. 5, wobei Z1 und Z2 die veränderlichen Impedanzen darstellen und ein Steuerschaltkreis CNT2, in der in Fig. 8 dargestellten Weise ausgebildet ist.
  • Der Steuerschaltkreis CNT2, umfaßt einen Festwertspeicher ROM, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM, einen Analog/Digital-Wandler A/D und Digital/Analog-Wandler D/A1 bis D/A3, die alle über einen Bus an einen Prozessor CPU angeschlossen sind. Der Prozessor CPU führt die in dem Festwertspeicher ROM abgespeicherten Befehle aus, wobei auf spezifische in dem Schreib/Lesespeicher RAM abgespeicherte Daten Zugriff genommen wird.
  • Die Spannung Vc gemäß den Figuren 3 und 5 wird durch einen Spannungsregler REG stabilisiert und sodann den Elementen des Lastschaltkreises als interne Versorgungsspannung E zugeführt.
  • Ein durch den Prozessor CpU gesteuerter Multiplexer MPX ist an dem Eingang des Analog/Digital-Wandlers A/D angeordnet, so daß die Spannungen VLt VC und V5 und der an der Meßstelle gemessene Istwert DR selektiv und wiederholt abgetastet werden können und durch den nachgeschalteten Wandler in entsprechende Digitalsignale umgewandelt werden können, die dem Prozessor CPu zugeführt werden. Dieser richtet seinerseits die Steuerdaten an die Digital/Analog-Wandler D/A1 bis D/A3 entsprechend den Digitalsignalen, die er zugeführt erhält. Dementsprechend werden durch die Wandler die Steuersignale Vr1, Vr2 und E/P als analoge Signale ausgegeben.
  • Fig. 9 veranschaulicht anhand eines Flußdiagrammes die von dem Prozessor CPU ausgeführten Routinen. Nach der Auslösung des Prozessors startet dieser die Bearbeitung der Routinen und ruft in einem ersten Schritt 101 über den Multiplexer MPX und den Analog/Digital-Wandler A/D die Spannung VL ab. Im Schritt 102 wird sodann geprüft, ob die Spannung VL der Spannung Vr1 entspricht. Die Spannung Vr1 ist hierbei zuvor in dem Festwertspeicher ROM abgespeichert worden. Ist dies nicht der Fall, so wird der Block 102 über den Pfad N verlassen und es wird in einem Schritt 103 eine Steuerspannung Vdl gemäß dem Wert von VL korrigiert und dieser Verfahrensschritt wird solange wiederholt, bis im Schritt 102 eine Übereinstimmung festgestellt wird und dieser Block über den Pfad Y verlassen wird.
  • Danach wird im Block 111 in der gleichen Weise eine Spannung VC abgerufen und es wird anschließend im Block 112 überprüft, ob diese Spannung Vc der Spannung Vr2 entspricht. Ist dies nicht der Fall, so wird der Entscheidungsblock über den Pfad N verlassen und es wird im Schritt 113 eine Steuerspannung Vd2 solange korrigiert, bis in dem Block 112 eine Übereinstimmung festgestellt und dieser über den Pfad Y verlassen wird.
  • Nachdem die Spannungen VL und Vc durch die zuvor beschriebenen Routinen konstant gemacht worden sind, wird im Schritt 121 die Spannung Vs abgerufen und im Schritt 122 wird der aktuelle Meßwert von dem Antrieb DR abgerufen, um nachfolgend im Schritt 123 auf Grund dieser Werte die für die Steuerung erforderlichen Berechnungen auszuführen und danach im Schritt 124 das Steuersignal über den Digital/Analog-Wandler D/A3 auszusenden.
  • Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm einer Übertragungssteuerung.
  • Nachdem im Schritt 201 die anhand von Fig. 9 beschriebenen Routinen abgearbeitet worden sind, wird im Schritt 202 abgefragt, ob der erfaßte Istwert übertragen werden soll oder nicht.
  • Soll dieser übertragen werden, so wird im Block 203 die erforderliche Berechnung zur Umwandlung der Sendedaten ausgeführt und danach werden im Block 204 die erforderlichen Steuerspannungen V und Vr2 gleichzeitig so geändert, daß sich der Strom nicht ändert und die Übertragung zu den zentralen Einheiten durchgeführt wird. Der Schritt 201 und die nachfolgenden Schritte können vielfach wiederholt werden.
  • In den Figuren 11 und 12 sind Modifikationen des Blockdiagrammes gemäß Fig. 7 dargestellt. In Fig. 11 ist der Widerstand R3 in die untere Anschlußleitung eingeschaltet, während in Fig. 12 der Widerstand R5 in Reihe vor der veränderlichen Impedanz Z1 liegt.
  • Der Steuerschaltkreis CNT2, kann durch geringe Modifikationen diesen Änderungen Rechnung tragen. Überhaupt kann dieser Steuerschaltkreis durch seinen Aufbau mit programmierbaren digitalen Schaltkreisen in vielfältiger Weise an die Erfordernisse angepaßt werden.
  • Die in Fig. 13 dargestellte schaltungstechnische Ausgestaltung einer externen Einheit unterscheidet sich von der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen durch die Verwendung einer geregelten Spannungsversorgungseinheit REG, die der zweiten veränderlichen Impedanz Q12 parallelgeschaltet ist und die Versorgung des Lastschaltkreises, bestehend aus dem Spannungsteiler R4, R5, den Differentialverstärkern A11, A12, dem Steuerschaltkreis CNT2 und den Wandlern A/D1, A/D2 und D/A übernimmt.
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Claims (10)

  1. Dialogverfahren und Vorrichtiang zur Durchführung dieses Verfahrens.
    Patentansprüche: (1 \Verfahren zum Dialoq zwischen einer zentralen Einheit und einer oder mehreren externen Einheiten, die miteinander über eine Zweidrahtleitung in Verbindung stehen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Dialog in beiden Richtungen ausgeführt wird, wobei in der einen Richtung der Dialog mittels einer Stromänderung auf der Zweidrahtleitung und in der anderen Richtung der Dialog mittels einer Spannungsänderung zwischen den Zweidrahtleitung durchgeführt wird.
  2. 2. Verfahren 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 sowohl analoge als auch überlagerte digitale Strom- bzw. Spannungsänderungen zur Anwendung gelangen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daB bei mehreren externen Einheiten diese in der Zweidrahtleitung in Reihe geschaltet sind und jeder externen Einheit ein unterschiedlicher analoger Änderungsbereich zugeordnet ist.
  4. 4. Verfahren 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 durch digitale Signaländerungen ein Adresscode für eine externe Einheit vorgegeben wird.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß jede externe Einheit (CEB) aufweist: Eine erste veränderliche Impedanz (Q11;Z1) in Reihe zu der Zweidrahtleitunq (L1,L2) und eine Impedanz (Rg) in Reihe zu der ersten veränderlichen Impedanz: einen ersten Steuerschaltkreis (A11,R1,R2,D/A11,OP;CNT) zur Steuerung der Impedanz der ersten veränderlichen Impedanz und zum Stabilisieren der Leitungsstpannung (val) auf einem konstanten Wert mit Hilfe einer ersten Referenzspannung (Vr1,Va1); eine Reihenimpedanz (R3,Rc) parallel zu der Impedanz (Rs) c 5 und eine zweite veränderliche Impedanz (Q12;Z2); einen zweiten Steuerschaltkreis (A12,R4,R5,D/A12,0P;CNT) zur Steuerung der Impedanz der zweiten veränderlichen Impedanz und zum Stabiliesieren des in der Reihenimpedanz fließenden Stromes (Ic) mit Hilfe einer zweiten Referenzspannung (Vr2gVd2); und einen Lastschaltkreis (A11 ,A12,DAC,ADC,OP,CNT)parallel zu der zweiten veränderlichen ImPedanz (012;Z2?.
  6. 6. Vorrichtuna nach Anspruch 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Steuereinrichtung (OP,DAC;CNT) zur gleichzeitigen änderung der ersten und zweiten Referenzspannung (Vr1fVd1;Vr2,Vd2) zwecks Konstanthaltung des in die Reihenimpedanz (R3,R5) fließenden Stromes und zur Xnderung der Leitungsspannunq (VL).
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine die Spannung über der Impedanz (R5) auswertende Schaltungsanordnung (A/D11,OP;CNT)
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schaltungsanordnung einen integrierenden Schaltungszweig (INT2,A/D11,CNT2) und einen Filterzweig (FL2,CP2,WF2,CNTz) aufweist.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die zentrale Einheit (CEA) aufweist: Eine erste Schaltungsanordnung (CNT1,D/A1,A1,Q1,Rf,E) zur Vorgabe von eingeprägten Strömen mit diskreten Werten auf der Zweidrahtleitung (L1,L2>; und eine zweite Schaltungsanordnung (A2,INT1,A/D2,FL1,WFX,CNT1} zur Auswertung von auf der Zweidrahtleitung (L1,L2) auftretenden Spannungssignalen.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Auswerte-Schaltungsanordnung einen integrierenden Schaltungszweig (INT1,A/D2,CNT1) und einen Filterzweig (FL1 ,WF1 ,CNT1) aufweist.
DE19853519709 1984-06-04 1985-06-01 Dialogverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens Granted DE3519709A1 (de)

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