DE3843062A1 - Kombinierte messwerterfassung und messwertuebertragung auf einer busleitung - Google Patents
Kombinierte messwerterfassung und messwertuebertragung auf einer busleitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine kombinierte Meßwerterfassung und
Meßwertübertragung auf einer Busleitung, bei der eine Vielzahl
räumlich verteilter Sensoren vorhanden sind, die an ein Zen
tralgerät angekoppelt sind.
Solche Verfahren und Anordnungen sind beispielsweise aus der
"Elektrotechnische Zeitschrift", Band 105, Heft 15, August 1984,
Seiten 796 bis 799 im Aufsatz "DMS-Sensoren in der Wägetechnik"
von H. Schröder und aus "Technisches Messen", 53. Jahrgang,
Heft 4/1986, Seiten 152 bis 156 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und
genaue Methode der Meßwertverarbeitung auch in digitalisierten
Anordnungen zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist ein Verfahren der eingangs an
gegebenen Art die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 auf.
Ein Verfahren zur Analog-Digital-Wandlung nach dem Zeitteiler
prinzip ist für sich gesehen aus der DE-PS 22 60 441 bekannt.
Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 8 erläutert.
Von einer Vielzahl von räumlich verteilten Sensoren S sollen
die Meßwerte an ein Zentralgerät ZG übermittelt werden. Das
Zentralgerät ZG soll dabei auch Informationen (z. B. Stell
werte) an eine Vielzahl von räumlich verteilten Empfängern
(z. B. Stellglieder) geben (Fig. 1).
Die Meßwerte werden analog erfaßt und analog auf separaten
Leitungen sternförmig an das Zentralgerät ZG gegeben bzw. das
Zentralgerät ZG gibt Analogwerte auf getrennten sternförmigen
Leitungen an die Empfänger S. Hierzu sind separate Leitungen
und separate Ein- bzw. Ausgänge am Zentralgerät ZG notwendig
(Fig. 2).
Bei einer anderen Anordnung (Fig. 3) werden Meßwerte analog
erfaßt, digitalisiert und über eine parallele oder serielle
Schnittstelle mit Adresse auf die Busleitung gegeben, wo sie
vom Zentralgerät ZG identifiziert und übernommen werden kön
nen.
Das Zentralgerät ZG sendet mit Adressen versehene digitale
Meßwerte auf die Busleitung, wo sie vom jeweils angesprochenen
Empfänger identifiziert und übernommen werden. Hierbei ist eine
Analog-Digital-Wandlung bzw. Digital-Analog-Wandlung und Zwi
schenspeicherung notwendig.
Meßwerterfassung und Meßwertübertragung werden bei der Anord
nung nach Fig. 3 in einem gemeinsamen Verfahren kombiniert, so
daß eine Zwischenspeicherung der Werte entfällt und der Auf
wand für die Analog-Digital-Wandlung wie auch für die Schnitt
stellenbedienung stark vereinfacht wird. Adressen werden zusam
men mit den Meßwerten im selben kombinierten Verfahren gebil
det, was eine weitere Vereinfachung bedeutet.
Der Meßwert wird gebildet nach dem an sich bekannten Zeittei
lerverfahren. Er liegt dann pulsbreitenmoduliert vor und kann
durch eine Impulsformerstufe direkt in ein pulsabstandsmodu
liertes Signal verwendet werden, wie es aus Fig. 4 ersichtlich
ist, hierbei ist C der Zeitteilerzyklus und A der Meßwert.
Durch eine geringfügige Erweiterung des Zeitteilerzyklus lassen
sich neben dem Meßwert auch Festwerte in Form zusätzlicher
Rechteckflanken unterbringen, und zwar so, daß sie den Kompen
sationsvorgang des Meßwert-Nachlaufsystems nicht stören. Dies
ist in der Fig. 5 gezeigt, wobei
in a) der Meßwert A ohne Adreßwert,
in b) der Meßwert A mit Adreßwert K normal und invertiert (K′),
in c) das Tastverhältnis unverändert resultierend und
in d) der Synchronimpuls SI und der Zyklus 3 C dargestellt sind.
Das Zentralgerät ZG sendet zyklisch Synchronimpulse auf die
Busleitung, die von allen Teilnehmern S empfangen werden. Der
Abstand der Synchronisierungszeichen entspricht genau einem
vollständigen Zeitteilerzyklus, der bei allen Geräten gleiche
Länge hat. Die Zeitteilerzyklen aller Teilnehmer samt Zentral
gerät laufen also synchron.
Wie in Fig. 5 dargestellt, bildet jeder Teilnehmer Adreßwert
und Meßwert zyklisch neu. Sendet nun das Zentralgerät außer den
zyklischen Synchronimpulsen einmalig einen Adreßimpuls aus
- und zwar in einem zeitlichen Abstand vom Synchronimpuls, wel
cher einem bestimmten Adreßwert entspricht -, so trifft dieser
Adreßimpuls bei demjenigen Gerät, welches angesprochen werden
soll, zeitgleich mit dem intern gebildeten Adreßimpuls zusam
men. Das infolge dieser zeitlichen Übereinstimmung angespro
chene Gerät öffnet daraufhin für den Rest des gerade laufenden
Zeitteilerzyklus eine Torschaltung, so daß der Meßwert und der
invertierte Adreßwert dieses Zyklus auf die Leitung gegeben
werden und vom Zentralgerät empfangen werden können (Fig. 6).
Im Diagramm a) sendet das Zentralgerät ZG, im Diagramm b) sind
die sensorinternen Impulse gezeigt und im Diagramm c) sendet
der Sensor, wobei K eine Adresse, K′ eine invertierte Adresse,
A einen Meßwert, SI Synchronsignale und 3 C einen Zeitteiler
zyklus darstellt.
Auf ähnliche Weise kann das Zentralgerät einen Wert an einen
bestimmten Teilnehmer übermitteln (Fig. 7) mit den vergleich
baren Diagrammen a) bis c).
Bei Adreßgleichheit (zeitliches Zusammenfallen von intern er
zeugtem und aus der Leitung ankommendem Adreßimpuls) wird ein
Zeitteilerzähler beim nächstfolgenden Impuls zurückgesetzt, an
schließend hochgezählt und beim darauffolgenden Stellwertimpuls
gestoppt. Aufgrund dieses gespeicherten Zählerwertes bleibt nun
der Wert in den darauffolgenden Zeitteilerzyklen so lange ge
speichert, bis er vom Zentralgerät durch einen neuen Wert über
schrieben wird.
- ZT umschalten, Festwert N laden, abwärts zählen,
- - bei Nullmeldung ZT umschalten, Wert N laden, hochzählen bis Endwert C,
- - bei Vollmeldung ZT umschalten, Meßwert A laden, abwärts zählen,
- - bei Nullmeldung ZT umschalten, Meßwert A laden, aufwärts zählen bis Endwert C,
- - bei Vollmeldung.
Die Fig. 8 zeigt die Änderung des ZT-Tastverhältnisses durch
Einbeziehen eines Testwertes (Nullwert) N bei unverändertem
Meßwert A, wobei das Diagramm a) den Meßwert A, das Diagramm b)
den Meßwert A und den Nullwert N und das Diagramm c) das ver
änderte, resultierende Tastverhältnis zeigen.
Durch Einbeziehen eines Festwert-Tastverhältnisses (mittels des
Wertes N) in den Gesamtzyklus kann - bei unverändertem Meßwert
A - eine Änderung des Gesamt-Tastverhältnisses bewirkt werden,
mit der z. B. eine Meßbrücken-Unsymmetrie (Zero-Unbalance,
Nullsignal) ausgeglichen werden kann.
Eine Normierung der Empfindlichkeit durch individuelles Verlän
gern des Zeitteilerzyklus ist beim hier beschriebenen Verfahren
nicht möglich, weil wegen der Synchronisation alle Teilnehmer
die gleiche Zykluslänge haben müssen.
Deshalb wird vorgeschlagen, zusätzlich zum Adreßwert (wie in
Abschnitt b beschrieben) einen weiteren Festwert im Zeitteiler
zyklus zu erzeugen samt dessen invertiertem Wert, damit das
Gesamt-Tastverhältnis nicht beeinflußt wird. Mit Hilfe dieses
individuellen Faktors, der mitübertragen wird, kann sich das
Zentralgerät den normierten Wert errechnen.
Claims (1)
- Kombinierte Meßwerterfassung und Meßwertübertragung auf einer Busleitung, bei der
- - eine Vielzahl räumlich verteilter Sensoren an ein Zentral gerät gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
- - bei der Meßwerterfassung und Meßwertübertragung die Meßwerte und die den Sensoren zugeordneten Adressen in einem Verarbei tungsverfahren kombiniert werden, wobei
- - die Meßwerte nach dem Zeitteilerverfahren gebildet sind und als pulsabstandsmoduliertes Signal übertragen werden und
- - die Adreßwerte innerhalb des Zeitteilerzyklusses gebildet sind.
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