DE3725128C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung einer
physikalischen Größe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Einrichtung ist in der DE-OS 32 44 878 beschrieben.
Dort soll bei einer Überwachungsanlage die bei
Vorliegen brennbarer Gase in einem zu überwachenden Raum
Alarm auslöst, das richtige Arbeiten laufend überwacht werden,
insbesondere sollen Leitungbrüche rechtzeitig erkannt
werden. Hierzu wird die Änderung aufeinanderfolgender
übermittelter Meßsignale überwacht, und überschreiten die
Differenzen aufeinanderfolgender Signale eine vorgegebene
Schwelle, so dient dies als Anzeige für einen Fehler in der
Datenübertragung.
In der britischen Zeitschrift "C & I", September 1982, Seiten
63 und 64 ist dargelegt, daß man bei Überwachungsanlagen
mit Vorteil die Alarmbedingungen differentiell definiert,
also die einlaufenden Signale auf unzulässig starke
Änderungen überwacht.
In der deutschen Zeitschrift "Funkschau", 1984, Seiten 49-
52 sind verschiedene digitale und analoge Komparatoren offenbart,
die aus NAND- bzw. OR-Gliedern aufgebaut sind.
Derartige Komparatoren können auch als Codierer oder Decodierer
eingesetzt werden.
In der DE-OS 30 31 812 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Früherkennung von Lagerschäden an Wellen beschrieben.
Die an der Welle auftretenden Schwingungen werden frequenzmäßig
analysiert, und je nach Art des im Einzelfalle
erhaltenen Schwingungsspektrums wird die mit diesem speziellen
Spektrum verbundene Abnormalität behandelt. Die verschiedenen
Typen von Schwingungsspektren werden durch digitale
Zahlen charakterisiert.
In der DE-OS 26 32 438 ist ein spezieller digitaler Fahrtenschreiber
beschrieben, der für die einem Unfall unmittelbar
vorhergehenden Minuten die wichtigsten Fahrparameter in
einem kleinen Speicher festhält. Um bei stark unterschiedlichen
Fahrzeuggeschwindigkeiten eine gleichmäßige zeitliche
Auflösung für die interessierenden Informationen zu
erhalten, wird die Aufzeichnung wegabhängig vorgenommen.
Es wird somit jeweils nach Zurücklegen einer vorgegebenen
Wegstrecke ein Satz Fahrparameter abgespeichert.
In der DE-OS 34 41 644 ist ein Verfahren zur Überwachung
von Nachrichtenübertragungsstrecken beschrieben, bei welchem
die auf der Übertragungsstrecke auftretenden Fehler
laufend aufgezeichnet werden. Hierzu sind an die beiden
Enden der Übertragungsstrecke zwei Signalerfassungseinheiten
angeschlossen, und deren Inhalt wird von einer Überwachungseinheit
in größeren Abständen abgefragt und verglichen,
woraus sich die Fehlerrate der Übertragungsstrecke
ergibt. Überschreiten die aufgetretenen Fehler eine noch
tolerierbare Fehlerhäufigkeit, wird ein Fehlerprotokoll
ausgegeben.
In der DE-OS 34 07 212 wird eine spezielle Eingangsschaltung
für Optokoppler einer Datenübertragungsstrecke vorgeschlagen,
welche Beeinträchtigungen des Arbeitens der Datenübertragungsstrecke
durch kurzfristige Überspannungen
und Spannungseinbrüche verhindert.
In der DE-OS 33 46 828 wird ein spezielles digitales Filter
vorgeschlagen, welches fehlerhafte Meßsignal-Worte aus einem
Meßsignal-Datenstrom herausfiltert und durch den Mittelwert
aus den zeitlich benachbarten störungsfrei übertragenen
Meßsignal-Worten ersetzt. Dieses Filter besteht aus
einem großen Speicher, der mehrere aufeinanderfolgend übermittelte
Signal-Worte enthält.
In der JP-OS 60-58 514 (Patents Abstracts of Japan, Sec. P
Vol. 9 No. 190; P-378) ist eine Überwachungsanlage offenbart,
bei welcher einerseits geprüft wird, ob die Änderung einer
überwachten Größe einen vorgegebenen Wert überschreitet,
andererseits auch geprüft wird, ob diese Änderung innerhalb
eines Anzeigezyklus erfolgt.
In der Praxis finden zur Stellungsmessung und zur Messung
anderer physikalischer Parameter wie Temperatur, elektri
sche Spannung usw. zunehmend Fühler Verwendung, welche di
gitale Meßsignale bereitstellen. Ein Meßpunkt besteht dann
typischerweise aus einem ein oder mehrere Byte langen Wort,
welches in Paralleldarstellung oder serieller Darstellung
vom Fühler an die Signalverarbeitungsschaltung weitergege
ben wird. Insbesondere dann, wenn derartige Fühler Teil
eines Steuer- oder Regelkreises sind, ist es sehr wichtig,
Fehler im Arbeiten des Fühlers selbst oder in der Signalübertragung
zwischen Fühler und Signalverarbeitungsschaltung
zu erkennen, da sonst der Steuer- oder Regelkreis
falsch arbeitet und hierdurch erhebliche Schäden bedingt
werden können, z. B. durch Werkzeugzerstörung oder falsche
Bearbeitung eines großen Werkstückes in einem numerisch
gesteuerten Bearbeitungszentrum.
Ob die Übertragungsleitung zwischen Fühler und Signalverar
beitungsschaltung fehlerfrei ist, läßt sich im Prinzip auch
durch einen gleichzeitig mit den digitalen Meßsignalen über
die Übertragungsleitung geschickten Ruhestrom überwachen.
Eine derartige Leitungsüberwachung durch einen Ruhestrom
ist aber vom Energieeinsatz her aufwendig, insbesondere
wenn eine große Anzahl von Fühlern zu überwachen ist, auch
erhält man so immer noch keine Anzeige für im Fühler selbst
auftretende Fehler.
Die letztgenannten Probleme sind bei dem eingangs beschriebenen
Lösungsansatz gemäß der DE-OS 32 44 878 zwar ausgeräumt,
dort benötigt man aber eine aufwendige Elektronik
zum Erkennen unzulässig starker Signaländerungen.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Einrichtung
zur Messung einer physikalischen Größe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 geschaffen werden, die weiterhin
bei geringem Energieaufwand das Auftreten sowohl von Fehlern
in der Übertragungsleitung als auch im Fühler selbst
festzustellen gestattet, dies aber mit einfachen digitalen
Schaltkreisen und geringem schaltungstechnischem Aufbau.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung
gemäß Anspruch 1.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird davon Gebrauch
gemacht, daß sich die meisten typischerweise in Industriean
wendungen zu überwachenden physikalischen Parameter
nicht sprunghaft, sondern stetig ändern. Damit kann die
Arbeitsfrequenz des Einlesesteuerkreises der Signalverarbeitungsschaltung
unter Verwendung handelsüblicher Bauelemente
so hochgesetzt werden, daß selbst bei der unter normalen
Arbeitsbedingungen erhaltenen maximalen Änderungsgeschwindigkeit
der überwachten Größe die Pegeländerung des
Meßsignales in zwei aufeinanderfolgenden Einlesezyklen
stets kleiner ist als ein vorgegebener Schwellwert, und dieser
entspricht bei der erfindungsgemäß verwendeten Gray-
Codierung der Meßsignale der Zahl "1". Typische Störungen
wie das Brechen eines Leiters in der Übertragungsleitung,
das Brechen eines mechanischen Fühlerteiles, das Brechen
einer Lötstelle, Einstreuung von Störsignalen durch Schaltvorgänge
mit hohem Schaltstrom oder dergleichen treten aber
in sehr kurzen Zeiträumen auf, und führen daher zu so raschen
Änderungen des auf die Signalverarbeitungsschaltung gegebenen
Signales, wie sie durch Änderung des zu überwachenden
physikalischen Parameters nie erhalten würden. Diese übergroßen
Signaländerungen können somit als Anzeige für Fehler
sowohl in der Übertragungsleitung als auch im Fühler selbst
dienen.
Da diese Fehlerfälle bei der erfindungsgemäß verwendeten
Gray-Codierung der Meßsignale Zahlen größer als der Zahl
"1" entsprechen, kann man den das Störmeldesignal bereitstellende
Detektorkreis im wesentlichen aus drei einfachen
digitalen Schaltelementen zusammenstellen, einem Schieberegister,
einem Exklusiv-ODER-Glied und einem binären Änderungszähler.
Da die Fehlerprüfung bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
laufend, synchron zum Einlaufen der Bits erfolgt, erhält
man auch frühestmöglich eine Meldung über das Vorliegen
einer Störung. Eine übergeordnete Programmsteuerung kann
dann sofort das nochmalige Übernehmen eines Meßsignales
anfordern.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen
angegeben.
Gemäß Anspruch 2 erhält man ein bleibendes Störmeldesignal,
welches z. B. zum Aktivieren einer Alarmeinheit verwendet
werden kann.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist
es möglich, einlaufende Meßsignal-Datenworte unterschied
licher Länge durch entsprechende Umprogrammierung der ak
tiven Länge des Schieberegisters zu verarbeiten.
Bei der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsschaltung er
folgt die Fehlerprüfung dadurch, daß über
prüft wird, ob aufeinanderfolgende Meßsignal-Datenworte
sich um mehr als die Zahl Eins unterscheiden. Bei dieser
Fehlerprüfung wird intern in jedem Arbeitszyklus auch die
Zahl Eins als Zwischenergebnis erhalten, wenn überhaupt
eine Signaländerung eingetreten ist. Das entsprechende
elektrische Zwischensignal kann gemäß Anspruch 4 auch zur
Bildung eines Geschwindigkeitssignales (Absolutwert) ver
wendet werden: Ändert sich die zu erfassende physikalische
Größe mit der maximal zulässigen Änderungsgeschwindigkeit,
so erhält man in jedem Arbeitszyklus das der Zahl Eins ent
sprechende elektrische Zwischensignal. Ändert sich die phy
sikalische Größe nur mit der Hälfte der maximalen Geschwin
digkeit, so wird wegen der digitalen Ausbildung des Fühlers
in jedem zweiten Arbeitszyklus eine Änderung des Meßsigna
les erhalten. Zählt man gemäß Anspruch 4 somit die Anzahl
der Arbeitszyklen, welche aufeinanderfolgen, bis dann das
erste der Zahl Eins entsprechende Zwischensignal erhalten
wird, so ist die so gebildete Summe umgekehrt proportional
zur Geschwindigkeit.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird
erreicht, daß dann, wenn eine Störung festgestellt wird,
das zuletzt noch für ordnungsgemäß befundene Meßsignal wei
terhin am Ausgang bereitgestellt wird. Dieses Signal kann
dann als Notbehelf für eine beschränkte Zeit weiterverwen
det werden, z.B. bis einer oder mehrere Versuche eines ord
nungsgemäßen Einlesens eines neuen Meßsignalwertes durchge
führt sind.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigt
Fig. 1 Das Blockschaltbild einer Meßeinrichtung beste
hend aus einem Fühler, der sein Meßsignal in Form
seriell übertragener Gray-kodierter Meßsignal-
Datenworte bereitstellt, und einer Signalverar
beitungsschaltung mit Fehlererkennung.
In Fig. 1 ist mit 10 insgesamt ein Fühler bezeichnet, der
auf irgendeine zu überwachende Größe anspricht, z.B. einen
physikalischen Parameter wie Lage, Temperatur, Spannung
usw. Der Fühler 10 stellt aufeinanderfolgende Meßsignale
in digitaler Form bereit, und zwar kodiert im Gray-Code.
Hierzu enthält der Fühler 10 einen nicht im einzelnen ge
zeigten analog arbeitenden Sensor, einen Digital/Analog
wandler, einen Code-Umsetzer und einen Parallel/Seriell-
Umsetzer, die in der genannten Reihenfolge hintereinander
geschaltet sind. Die seriell übertragenen, Gray-kodierten
Meßsignal-Datenworte, von denen für die Zwecke der vorlie
genden Beschreibung angenommen ist, daß sie jeweils 8 Bit
umfassen, gelangen über eine Übertragungsleitung 12 auf den
Eingang I eines Schieberegisters 14.
Das Schieberegister 14 erhält an einer Taktklemme C von
einem Steuerkreis 18 Taktimpulse, deren Frequenz mit der
Sendefrequenz des Fühlers 10 übereinstimmt. Das Schiebe
register 14 ist beispielsweise 16 Bit lang, und seine ak
tive Arbeitslänge zwischen der Eingangsklemme I und einer
Ausgangsklemme O läßt sich durch das an einer Programmier
klemme P anliegende Steuersignal einstellen, welches eben
falls vom Steuerkreis 18 her bereitgestellt wird. Beim hier
angenommenen Fühlertyp wird die aktive Schieberegisterlänge
gemäß der Länge der Meßsignal-Datenworte auf 8 Bit einge
stellt. Durch Umprogrammierung können beim Anschluß anderer
Fühler im Bedarfsfalle auch längere oder kürzere Meßsignal-
Datenworte verarbeitet werden.
Die Meß-Frequenz, mit welcher die Meßsignal-Datenworte
(also nicht die einzelnen Bits dieser Worte) bereitgestellt
werden, ist so hoch gewählt, daß sich das Datenwort von
einer Meßperiode zur nächsten maximal um die Zahl Eins än
dert. Verwendet man zur Darstellung der Meßsignalwerte den
Gray-Code, so ändert sich von einer Meßperiode zur nächs
ten nur eine Stelle der Zahl, wie sich aus der nachstehen
den Codetabelle für die Zahlen 00 H bis 0F H ergibt:
Gray-Code-Tabelle für 4 Bit | |
Hex-Zahl/Bit | |
3 2 1 0 | |
00 | |
0 0 0 0 | |
01 | 0 0 0 1 |
02 | 0 0 1 1 |
03 | 0 0 1 0 |
04 | 0 1 1 0 |
05 | 0 1 1 1 |
06 | 0 1 0 1 |
07 | 0 1 0 0 |
08 | 1 1 0 0 |
09 | 1 1 0 1 |
0A | 1 1 1 1 |
0B | 1 1 1 0 |
0C | 1 0 1 0 |
0D | 1 0 1 1 |
0E | 1 0 0 1 |
0F | 1 0 0 0 |
Geht man nun davon aus, daß alle Signalwert-Änderungen,
die größer sind als die Zahl Eins, Fehlern im Fühler selbst
oder in der Datenübertragung vom Fühler zum Schieberegister
14 entsprechen, so kann man derartige Fehler einfach dadurch
erkennen, daß sich zwei aufeinanderfolgende Meßsignal-Daten
worte in mehr als einer Stelle unterscheiden. Zum Feststel
len derartiger Störbedingungen ist ein Exklusiv-ODER-
Glied 20 vorgesehen, dessen einer Eingang mit der Eingangs
klemme I und dessen anderer Eingang mit der Ausgangsklemme
O des Schieberegisters 14 verbunden ist. Man erhält somit
am Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes 10 immer dann ein
Signal, wenn sich die äquivalenten Bits zweier aufeinander
folgender Meßsignal-Datenworte unterscheiden.
Der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes 20 ist mit der Zähl
klemme C eines binären Änderungszählers 22 verbunden, der
nur ein zweistelliger Zähler zu sein braucht. Der Änderungs
zähler 22 wird vom Steuerkreis 18 jeweils zum Beginn eines
Einlesezyklus für ein neues Meßsignal-Datenwort auf den
Zählerstand "0" zurückgestellt. Arbeiten der Fühler 10 und
die Signalübertragung einwandfrei, so steht der Änderungs
zähler 22 zum Ende eines Einlesezyklus entweder auf "0"
oder auf "1", da sich an maximal einer Stelle des Gray-ko
dierten Meßsignal-Datenwortes eine Änderung ergeben kann.
Tritt ein Bruch in der Übertragungsleitung 12 auf, entsteht
ein Fehler im Fühler 10 oder werden Störsignale in die Über
tragungsleitung 12 eingekoppelt, so führt dies zu einer
großen Änderung der am Schieberegister 14 erhaltenen Meß
signal-Datenworte, bei Leitungsbruch z.B. zum Abfallen des
Meßsignal-Datenwortes von beispielsweise "0A H" auf "00 H".
Man erhält somit an vier Stellen der aufeinander folgenden
Datenworte einen Unterschied, so daß der Änderungszähler
22 bis auf "4" hochzählt. Hatte das Meßsignal vor Eintreten
der Störung den Wert "2" bzw. "5", so zählt der Änderungs
zähler auf "2" bzw. "3" hoch. Auch für alle anderen Meß
signal-Datenworte mit Ausnahme der Zahl "1", die dem bei
Leitungsausfall erhaltenen Datenwort "0" unmittelbar benach
bart ist, erhält man Zählerstände des Änderungszählers 22,
die größer als "1" sind.
Das Auftreten eines Signales an der 2¹-Ausgangsklemme des
Änderungszählers 22 ist somit ein Anzeichen für das Vorlie
gen von Störungsbedingungen. Zur bleibenden Alarmauslösung
auch bei Weiterzählen des Änderungszählers 22 über die Zahl
"2" hinaus ist die 2¹-Ausgangsklemme des Änderungszählers
22 mit der Setzklemme S einer bistabilen Kippschaltung 24
verbunden. Deren "1"-Ausgang ist mit einer visuellen und/
oder akustischen Alarmeinheit 26 verbunden. Außerdem steht
das von der Kippschaltung 24 erzeugte Störmeldesignal auch
auf einer Störmeldeleitung 28 zur Weiterverarbeitung in
einer nachfolgenden Steuerung oder einem Rechner zur Ver
fügung.
Die über die Übertragungsleitung 12 empfangenen Meßsignal-
Datenworte werden synchron zum Durchschieben ihrer Bits
durch das Schieberegister 14 in eine normale Binärzahl um
gesetzt. Der entsprechende Codeumsetzer umfaßt ein Exklu
siv-ODER-Glied 30 sowie eine bistabile Kippschaltung 32,
die synchron zum Einlesen der einzelnen Datenbits vom Steu
erkreis 18 her getaktet wird. Der "1"-Ausgang ist mit dem
einen Eingang des Exklusiv-ODER-Gliedes 30 verbunden,
dessen zweiter Eingang erhält die aufeinanderfolgenden Bits
des Gray-kodierten Meßsignal-Datenwortes, wobei die Über
tragung eines Wortes vom Fühler 10 her jeweils mit dem
höchstrangigen Bit beginnt.
Der durch die Bauelemente 30 und 32 gebildete Gray/Binär-
Umsetzer arbeitet rekursiv nach der Formel
Dn-m = Dn-(m-1) ⊕Gn-m
Hierbei ist
n | |
die Anzahl der Bits pro Datenwort, | |
m | 0, 1, . . ., n, |
Gi bzw. Di | das i. Bit des Datenwortes in Gray-Code-Darstellung bzw. Binär-Darstellung, und das Zeichen "⊕" steht für die Exklusiv-ODER-Verknüpfung. |
Um sicherzustellen, daß sich am Ausgang des Exklusiv-ODER-
Gliedes 30 die für einen Dekodier-Zyklus benötigten Signale
sicher eingestellt haben, erfolgt das Takten der bistabilen
Kippschaltung 32 etwas phasenverschoben zum Einlesen der
einzelnen Bits der Meßsignal-Datenworte. Hierzu ist ein
Verzögerungskreis 34 vorgesehen. In diesem wie in anderen
Verzögerungskreisen ist durch eine in Anführungsstriche
eingefasste Zahl qualitativ die Größe der bewerkstelligten
Verzögerung eingetragen, wobei diese Zahlen nur eine Rei
henfolge, keine Absolutangaben darstellen und sämtliche
Verzögerungen klein sind verglichen mit dem Abstand aufein
anderfolgender Bits auf der Übertragungsleitung 12.
Das Rücksetzen der bistabilen Kippschaltung 32 erfolgt
durch den Steuerkreis 18 jeweils vor dem Einlesen eines
neuen Meßsignal-Datenwortes.
Am "1"-Ausgang der bistabilen Kippschaltung 32 erhält man
somit das nun binär kodierte Meßsignal-Datenwort in seriel
ler Darstellung. Die Umsetzung in die für die Weiterverar
beitung in Rechnern und Steuerungen übliche Paralleldar
stellung besorgt ein Seriell/Parallelumsetzer 36, der eben
falls vom Steuerkreis 18 her getaktet wird, sicherheits
halber über einen Verzögerungskreis 38. An einer Program
mierklemme P ist der Seriell/Parallelumsetzer 36 mit dem
jenigen Ausgangssignal des Steuerkreises 18 beaufschlagt,
welches auch die aktive Länge des Schieberegisters 14 vor
gibt, so daß auch die Seriell/Parallelumsetzung nur für die
jeweils ein Wort bildende Bitgruppe erfolgt.
Der "1"-Ausgang des Änderungszählers 22 dient zum Rückset
zen eines Geschwindigkeitszählers 40 (über einen Verzöge
rungskreis 42) sowie zum Aktivieren eines Adreßspeichers
44, der eingangsseitig mit den Ausgangsklemmen des Geschwin
digkeitszählers 40 verbunden ist und zur Adressierung eines
Geschwindigkeitsspeichers 46 dient. Die Zählklemme C des
Geschwindigkeitszählers 40 ist mit dem jeweils zu Beginn
eines Einlesezyklus erzeugten Signal des Steuerkreises 18
beaufschlagt, welches auch zum Rücksetzen der bistabilen
Kippschaltung 32 dient.
Ändert sich die vom Fühler 10 erfaßte physikalische Größe
mit der maximal zu erwartenden Geschwindigkeit, so ändert
sich der Wert des Meßsignal-Datenwortes in jedem Einlese
zyklus um die Zahl 1; entsprechend erreicht der Stand des
Änderungszählers 22 ebenfalls für jeden Einlesezyklus die
Zahl "1". Damit kann auch der Geschwindigkeitszähler 40
maximal den Zählerstand "1" erreichen, und unter der ent
sprechenden Adresse ist im Geschwindigkeitsspeicher 46 ein
der maximal zu erwartenden Geschwindigkeit entsprechendes
Geschwindigkeits-Datenwort abgelegt.
Ändert sich die zu erfassende physikalische Größe nur mit
der halben maximalen Geschwindigkeit, so erreicht der Än
derungszähler 22 nur in jeder zweiten Einleseperiode den
Zählerstand "1". Dementsprechend erreicht nun der Geschwin
digkeitszähler 40 den Zählerstand "2", bevor er wieder zu
rückgesetzt wird. Unter der Adresse "2" ist entsprechend
im Geschwindigkeitsspeicher 46 das Geschwindigkeits-Daten
wort für halbe maximale Geschwindigkeit abgelegt.
Ändert sich die vom Fühler 10 erfaßte physikalische Größe
noch langsamer, so erreicht der Änderungszähler 22 bei ste
tiger gleichsinniger Änderung dieser Größe erst nach 3, 4,
5 oder mehr Einleseperioden einmal den Zählerstand "1",
entsprechend zählt der Geschwindigkeitszähler 40 bis auf
"3", "4", "5" usw. hoch. Unter den entsprechenden Adressen
ist im Geschwindigkeitsspeicher 46 jeweils der entsprechende
Bruchteil der maximalen Änderungsgeschwindigkeit abgelegt.
Dieser Speicher erfüllt somit die Aufgabe eines schnellen
Divisionskreises.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Bau
elemente 20 und 22 somit nicht nur zur Erkennung von Feh
lern im Fühler 10 und in der Übertragungsleitung 12 dienen,
vielmehr zugleich auch zur Berechnung der Änderungsgeschwin
digkeit des Meßsignales dienen.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind fer
ner Vorkehrungen getroffen, um beim Feststellen von Störbe
dingungen das Ausgeben umgesetzter kodierter Meßsignale und
das Ausgeben von Geschwindigkeitssignalen zu verhindern.
Hierzu ist ein UND-Glied 48 vorgesehen, welches über einen
Verzögerungskreis 50 mit dem jeweils einmal pro Einlesezyk
lus erzeugten Rückstellsignal des Steuerkreises des Steuer
kreises 18 beaufschlagt ist und am anderen Eingang das "0"-
Ausgangssignal der bistabilen Kippschaltung 24 erhält.
Durch das Ausgangssignal des UND-Gliedes 48 werden die
Steuereingänge von UND-Gliedern 52, 54 beaufschlagt, deren
andere Eingangsklemmen mit dem Signalbus verbunden sind,
welcher vom Ausgang des Seriell/Parallelumsetzers bzw. des
Geschwindigkeitsspeichers 46 herkommt.
Der Ausgang des Änderungszählers 22 ist ferner, falls die
ser wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel mehr als zwei
Stellen umfaßt, zu einem Eingang des Steuerkreises 18 zu
rückgeführt, ebenfalls die Ausgänge des Seriell/Parallelum
setzers 36 und des Geschwindigkeitsspeichers 46. Aus den
so übermittelten Daten kann der Steuerkreis 18 die Schwere
auftretender Störfälle analysieren und entsprechende Infor
mation auf einer Diagnoseleitung 56 bereitstellen. In Ab
hängigkeit von dem auf der Diagnoseleitung 56 stehenden
Signal kann die nachgeschaltete Steuerung oder der nachge
schaltete Rechner dann entscheiden, ob er unter Verwendung
der zuletzt noch übermittelten Meßsignale noch eine be
schränkte Zeit weiterarbeiten kann oder ob ein Nothalt
durchgeführt werden muß.
An die Datenausgangsleitung des UND-Gliedes 52 kann ein Digital/Analog-Wand
ler angeschlossen werden, so daß auf einer weiteren Ausgangslei
tung ein dem momentanen Wert der überwachten Meßgröße
zugeordnetes Analogsignal steht. Damit kann der Fühler 10
zusammen mit der nachgeschalteten Elektronik insgesamt ei
nen analogen Fühler ersetzen, wobei aber eine störungsfreie,
hochauflösende Signalübertragung auch über eine lange Über
tragungsleitung gewährleistet ist.
Claims (6)
1. Einrichtung zur Messung einer physikalischen Größe,
mit einem auf die physikalische Größe ansprechenden
Fühler, der dem Meßwert zugeordnete digitale Meßsignal-
Datenworte erzeugt, und mit einer durch eine Übertragungs
leitung mit dem Fühler verbundenen Auswerteschaltung, wel
che einen Meßsignalspeicher und einen diesem zugeordneten
Einlesesteuerkreis aufweist, wobei die Grund-Arbeitsfrequenz
des Fühlers und des Einlesesteuerkreises bezogen auf
die unter normalen Arbeitsbedingungen zu erwartende maximale
Änderungsgeschwindigkeit der physikalischen Größe so
gewählt ist, daß die Pegeländerung der Meßsignal-Datenworte
in aufeinanderfolgenden Einlesezyklen nicht größer
ist als ein vorgegebener Schwellwert, welcher der Zahl "1"
entspricht, und wobei ein Detektorkreis vorgesehen ist,
welcher die Pegeländerung der Meßsignal-Datenworte in aufeinanderfolgenden
Einlesezyklen ermittelt und ein Störmeldesignal
bereitstellt, wenn diese Pegeländerung größer
ist als der vorgegebene Schwellwert, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßsignal im Gray-Code dargestellt ist; und
daß der Detektorkreis aufweist: ein Schieberegister (14),
dessen aktive Länge gleich der Anzahl ein Meßsignal-Datenwort
darstellender aufeinanderfolgender Bits ist, wobei
dieses Schieberegister (14) mit der Datenübertragungsfrequenz
getaktet wird, ein Exklusiv-ODER-Glied (20), welches
mit dem Eingang und dem Ausgang des Schieberegisters (14)
verbunden ist, und einen mindestens zweistelligen binären
Änderungszähler (22), der mit dem Ausgang des Exklusiv-
ODER-Gliedes (20) verbunden ist und dessen der Zahl 2¹
entsprechende Ausgangsklemme das Störmeldesignal bereitstellt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die der Zahl 2¹ entsprechende Ausgangsklemme des
Änderungszählers (22) mit der Setzklemme einer bista
bilen Kippschaltung (24) verbunden ist, deren "1"-Ausgang
das Störmeldesignal bereitstellt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Schieberegister (14) bezüglich sei
ner effektiven Arbeitslänge programmierbar ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die 2⁰-Ausgangsklemme des Ände
rungszählers (22)
mit
der Rückstellklemme eines Geschwindigkeitszählers (40) ver
bunden sind, dessen Zählklemme mit der Arbeitsfrequenz mit
Impulsen beaufschlagt wird und dessen Inhalt über einen mit
der Arbeitsfrequenz getakteten Adressierkreis (44) zur Adres
sierung eines Geschwindigkeitsspeichers (46) verwendet wird,
in dessen Speicherzellen zum Stand des Geschwindigkeitszäh
lers (40) umgekehrt proportionale Geschwindigkeitssignal-
Datenworte abgelegt sind.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeich
net durch Ausgabetorschaltungen (52, 54), wel
che das Ausgeben eines neuen Meßsignal-Datenwortes
und/oder eines hieraus abgeleiteten Geschwindigkeitssignal-
Datenwortes bei Vorliegen eines Störmeldesignales verhin
dern.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die digitalen Ausgangssignale für
den Ist-Wert der Meßgröße und/oder für den Ist-Wert
der Änderung der Meßgröße auf Digital/Analog-Wandler
gegeben werden, welche entsprechende Analogsignale auf
Ausgangsleitungen bereitstellen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873725128 DE3725128A1 (de) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Einrichtung zur messung einer physikalischen groesse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873725128 DE3725128A1 (de) | 1987-07-29 | 1987-07-29 | Einrichtung zur messung einer physikalischen groesse |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3725128A1 DE3725128A1 (de) | 1989-02-09 |
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