RU2785919C1

RU2785919C1 - Measuring system

Info

Publication number: RU2785919C1
Application number: RU2021131082A
Authority: RU
Inventors: Бенджамин КЛИММЕК; Феликс ШУЛЬТЕ
Original assignee: Феникс Контакт Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2022-12-14

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, in particular to measuring systems. The measuring system contains a signal converter having signal inputs, to each of which the corresponding binary switching signal can be supplied; an electrical resistor, from which the corresponding measuring signal can be read based on the corresponding binary switching signal, is connected after each signal input, while electrical resistors have resistance values different from each other; the signal converter also has a signal output, which is connected after electrical resistors to provide the total measuring signal at the signal output with the total current force, which is formed as a sum of measuring signals, wherein the total measuring signal has a current force, which can be uniquely assigned to a reference value of the current force, selected from a set of reference values of the current force; a controller, which is made with the possibility of reception of the total measuring signal and determination of switching states.

EFFECT: creation of an effective measuring system for detection of switching states.

16 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к измерительной системе для преобразования двоичных сигналов коммутации в суммарный измерительный сигнал.The present invention relates to a measurement system for converting binary switching signals into a total measurement signal.

Измерительные системы с преобразователем сигналов, в частности, мультиплексором, обычно выполнены с возможностью преобразования множества входных сигналов в один выходной сигнал, при этом входные сигналы могут быть однозначно реконструированы из выходного сигнала. Например, множество двоичных сигналов напряжения можно преобразовать в дискретный сигнал напряжения с множеством возможных значений напряжения. Соответственно, каждому значению напряжения может быть назначена однозначная комбинация двоичных сигналов напряжения. Однако двоичные сигналы напряжения могут испытывать уменьшение амплитуды напряжения в зависимости от длины линии между соответствующим генератором сигнала напряжения и преобразователем сигналов, в результате чего частота ошибок при интерпретации сигнала напряжения может увеличиваться. Кроме того, на передачу дискретного сигнала напряжения также может влиять зависящее от линии уменьшение амплитуды напряжения.Measuring systems with a signal converter, in particular a multiplexer, are usually configured to convert multiple input signals into a single output signal, wherein the input signals can be unambiguously reconstructed from the output signal. For example, a plurality of binary voltage signals may be converted to a discrete voltage signal with a plurality of possible voltage values. Accordingly, each voltage value can be assigned a unique combination of binary voltage signals. However, binary voltage signals may experience a decrease in voltage amplitude depending on the length of the line between the respective voltage signal generator and the signal converter, whereby the error rate in interpreting the voltage signal may increase. In addition, the transmission of a discrete voltage signal can also be affected by a line-dependent decrease in the voltage amplitude.

Целью настоящего изобретения является создание эффективной измерительной системы для обнаружения коммутационных состояний.The aim of the present invention is to provide an efficient measuring system for detecting switching states.

Эта цель достигается благодаря признакам независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения, описания и фигур чертежей.This objective is achieved by the features of the independent claim. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims, the description and the figures of the drawings.

Настоящее изобретение основано на понимании того, что вышеуказанная цель может быть достигнута с помощью измерительной системы, имеющей преобразователь сигналов, который принимает двоичные сигналы коммутации и преобразует их в многоуровневый выходной сигнал, причем двоичные сигналы коммутации представляют включенное состояние или выключенное состояние. Многоуровневый выходной сигнал может, в частности, представлять собой амплитудно-дискретный сигнал, который преобразует двоичные сигналы коммутации в единое значение амплитуды. Выходной сигнал также может быть дискретным по времени и, соответственно, цифровым сигналом. Преобразователь сигналов выполнен с возможностью генерации дискретного выходного сигнала, который позволяет делать выводы о каждом двоичном сигнале коммутации, в частности, присутствует ли соответствующее включенное состояние или выключенное состояние. В частности, преобразователь сигналов имеет электрические резисторы, к каждому из которых на первом выводе прикладывается соответствующий двоичный сигнал коммутации, и которые подсоединены к сигнальному выходу параллельно вторыми выводами. Соответственно, через сигнальный выход может проходить выходной сигнал с некоторой силой тока, которая однозначно соответствует двоичным сигналам коммутации.The present invention is based on the understanding that the above object can be achieved with a measurement system having a signal converter that receives binary switching signals and converts them into a multilevel output signal, the binary switching signals representing an on state or an off state. The multilevel output signal can in particular be a discrete amplitude signal which converts the binary switching signals into a single amplitude value. The output signal can also be discrete in time and, accordingly, a digital signal. The signal converter is configured to generate a discrete output signal which allows inferences to be made about each binary switching signal, in particular whether a corresponding on state or off state is present. In particular, the signal converter has electrical resistors, each of which is applied at the first terminal with a corresponding binary switching signal, and which are connected to the signal output in parallel by the second terminals. Accordingly, an output signal with a certain current can pass through the signal output, which uniquely corresponds to the binary switching signals.

В соответствии с первым аспектом, изобретение относится к измерительной системе для обнаружения коммутационных состояний. Измерительная система содержит преобразователь сигналов, имеющий первый сигнальный вход, на который может подаваться первый двоичный сигнал коммутации, и второй сигнальный вход, на который может подаваться второй двоичный сигнал коммутации. Первый двоичный сигнал коммутации представляет первое коммутационное состояние, а второй двоичный сигнал коммутации представляет второе коммутационное состояние. Кроме того, преобразователь сигналов содержит первый электрический резистор, который подсоединен после первого сигнального входа и с которого на основании первого двоичного сигнала коммутации может быть снят первый измерительный сигнал с первой силой тока, и второй электрический резистор, который подсоединен после второго сигнального входа и с которого на основании второго двоичного сигнала коммутации может быть снят второй измерительный сигнал со второй силой тока.According to a first aspect, the invention relates to a measuring system for detecting switching states. The measuring system comprises a signal converter having a first signal input to which the first binary switching signal can be applied, and a second signal input to which the second switching binary signal can be applied. The first switching binary signal represents the first switching state, and the second switching binary signal represents the second switching state. In addition, the signal converter comprises a first electrical resistor, which is connected after the first signal input and from which, based on the first binary switching signal, the first measurement signal with a first current strength can be taken, and a second electrical resistor, which is connected after the second signal input and from which Based on the second binary switching signal, a second measuring signal with a second current strength can be taken.

Второй электрический резистор имеет значение сопротивления, которое отличается от значения сопротивления первого электрического резистора, при этом второй электрический резистор подсоединен параллельно первому электрическому резистору.The second electrical resistor has a resistance value that is different from the resistance value of the first electrical resistor, wherein the second electrical resistor is connected in parallel with the first electrical resistor.

Преобразователь сигналов также имеет сигнальный выход, которому предшествуют первый электрический резистор и второй электрический резистор, чтобы обеспечивать суммарный измерительный сигнал с суммарной силой тока на сигнальном выходе, который формируется из суммы первого измерительного сигнала и второго измерительного сигнала. Суммарный измерительный сигнал может иметь силу тока, которая может быть однозначно назначена опорному значению силы тока, выбранному из множества опорных значений силы тока, причем первый сигнал коммутации и второй сигнал коммутации могут быть определены из значения силы тока.The signal converter also has a signal output preceded by a first electrical resistor and a second electrical resistor to provide a total measurement signal with a total signal output current that is formed from the sum of the first measurement signal and the second measurement signal. The total measurement signal may have a current strength that can be uniquely assigned to a current reference value selected from a plurality of current reference values, wherein the first switching signal and the second switching signal can be determined from the current value.

Измерительная система дополнительно содержит контроллер, который выполнен с возможностью приема суммарного измерительного сигнала и определения первого коммутационного состояния и второго коммутационного состояния на основании силы суммарного тока суммарного измерительного сигнала.The measurement system further comprises a controller that is configured to receive the total measurement signal and determine the first switching state and the second switching state based on the strength of the total current of the total measurement signal.

Измерительная система предназначена, в частности, для преобразования дискретных, в частности двоичных, сигналов коммутации, отправляемых различными устройствами, в дискретные стандартизованные сигналы. В частности, сила суммарного тока суммарного измерительного сигнала может иметь значение в диапазоне от 4 до 20 мА. Каждому двоичному сигналу коммутации может быть назначена заданная амплитуда электрического параметра, в частности, силы тока и/или напряжения, через соответствующий заранее заданный электрический резистор. Состояние устройства, например, включенное / выключенное состояние, может быть назначено двоичным сигналам коммутации и соответствующим связанным с ними измерительным сигналам. Двоичные сигналы коммутации могут указывать на выключенное состояние с помощью первого уровня сигнала коммутации и могут указывать на включенное состояние с помощью второго уровня сигнала коммутации. Соответствующий уровень сигнала может быть силой тока или напряжением.The measuring system is designed, in particular, to convert discrete, in particular binary, switching signals sent by various devices into discrete standardized signals. In particular, the strength of the total current of the total measuring signal can have a value in the range from 4 to 20 mA. Each binary switching signal can be assigned a predetermined amplitude of an electrical parameter, in particular current and/or voltage, via a corresponding predetermined electrical resistor. Device status, such as on/off status, can be assigned to binary switching signals and their associated measurement signals. The binary switching signals may indicate an off state with a first level of the switch signal, and may indicate an on state with a second level of the switch signal. The corresponding signal level can be current or voltage.

С помощью мультиплексирования множества двоичных сигналов коммутации в единый суммарный измерительный сигнал может быть достигнуто преимущество, заключающееся в том, что в контроллере, который подсоединен после преобразователя сигналов, может формироваться уменьшенное количество входных сигналов. Кроме того, преобразователь сигналов также может быть выполнен таким образом, чтобы определять электрические параметры для увеличения количества возможных сигнальных входов.By multiplexing a plurality of binary switching signals into a single total measurement signal, the advantage can be achieved that a reduced number of input signals can be generated in a controller that is connected after the signal converter. In addition, the signal converter can also be configured to determine the electrical parameters to increase the number of possible signal inputs.

Кроме того, сигнальные входы могут быть выполнены с возможностью приема электрических сигналов, которые указывают, например, на положение клапана, направление вращения, показания счетчика или расход. Соответственно, каждый сигнальный вход может быть выполнен с возможностью приема дискретного, в частности, многозначного сигнала и преобразования его в соответствующий измерительный сигнал. Например, диапазон значений суммарного измерительного сигнала может быть назначен каждому измерительному сигналу, чтобы отображать диапазон значений соответствующего многозначного сигнала в суммарном измерительном сигнале.In addition, the signal inputs can be configured to receive electrical signals that indicate, for example, valve position, direction of rotation, meter reading or flow rate. Accordingly, each signal input can be configured to receive a discrete, in particular multivalued signal and convert it into a corresponding measurement signal. For example, a range of values of the sum measurement signal may be assigned to each measurement signal to represent the range of values of the corresponding multivalued signal in the sum measurement signal.

Сигнальный вход может иметь штекерное соединение для съемного подсоединения сигнальной линии, чтобы иметь возможность гибкого подсоединения различных источников сигнала к соответствующему сигнальному входу. Кроме того, множество сигнальных входов может быть объединено с формированием блока соединения сигналов, который расположен в корпусе электрической вилки или розетки и может быть подсоединен к соответствующей ответной части розетки или вилки.The signal input can be provided with a plug-in connection for a detachable connection of the signal line in order to be able to flexibly connect different signal sources to the respective signal input. In addition, a plurality of signal inputs can be combined to form a signal connection unit that is located in the housing of the electrical plug or socket and can be connected to a corresponding socket or plug counterpart.

В частности, электрические резисторы могут представлять собой омические резисторы с фиксированными значениями сопротивления. Кроме того, значения сопротивления электрических резисторов можно менять для компенсации погрешностей и/или изменений значений сопротивления, связанных со старением. Сигнальные входы, электрические резисторы и сигнальный выход могут быть, в частности, реализованы в форме интегральной схемы, чтобы получить эффективную и/или компактную конструкцию преобразователя сигналов.In particular, the electrical resistors may be ohmic resistors with fixed resistance values. In addition, the resistance values of the electrical resistors can be changed to compensate for errors and/or changes in resistance values associated with aging. The signal inputs, the electrical resistors and the signal output can in particular be implemented in the form of an integrated circuit in order to obtain an efficient and/or compact design of the signal converter.

В одном варианте выполнения первый измерительный сигнал имеет заранее заданную силу тока, и второй измерительный сигнал имеет свою заранее заданную силу тока, при этом суммарный измерительный сигнал увеличивается на соответствующую заранее заданную силу тока, когда включается соответствующий двоичный сигнал коммутации.In one embodiment, the first measurement signal has a predetermined current and the second measurement signal has its predetermined current, wherein the total measurement signal is increased by the corresponding predetermined current when the corresponding binary switching signal is turned on.

В одном варианте выполнения контроллер выполнен с возможностью назначения суммарного измерительного сигнала опорному значению, выбранному из множества опорных значений, при этом однозначная комбинация коммутационных состояний допусков присваивается каждому опорному значению посредством таблицы опорных значений, чтобы однозначно определить коммутационные состояния на основании назначения суммарного измерительного сигнала опорному значению.In one embodiment, the controller is configured to assign the sum measurement signal to a reference value selected from a plurality of reference values, wherein a unique combination of tolerance switching states is assigned to each reference value via the reference value table to uniquely determine the switching states based on the assignment of the sum measurement signal to the reference value. .

Заданные значения силы тока могут, в частности, сохраняться в таблице опорных значений в контроллере, чтобы можно было идентифицировать двоичные сигналы коммутации на основании суммарного измерительного сигнала. В частности, заданные значения силы тока могут отличаться друг от друга. Сила тока также устанавливается с помощью электрических резисторов таким образом, что возможно однозначное назначение силы тока суммарного измерительного сигнала соответствующим двоичным сигналам коммутации. Например, с помощью N сигнальных входов можно получить 2^N возможных комбинаций двоичных сигналов коммутации. Соответственно, суммарный измерительный сигнал 2^N может иметь отличные уровни силы тока. Заранее определенная комбинация сигналов коммутации присваивается каждому уровню тока в таблице опорных значений.The current setpoints can in particular be stored in a reference value table in the controller so that the binary switching signals can be identified based on the total measuring signal. In particular, the set current values may differ from each other. The current strength is also set using electrical resistors in such a way that it is possible to uniquely assign the current strength of the total measuring signal to the corresponding binary switching signals. For example, with N signal inputs, 2 ^N possible combinations of binary switching signals can be obtained. Accordingly, the 2 ^N total measurement signal may have different current levels. A predefined combination of switching signals is assigned to each current level in the reference table.

В одном варианте выполнения сигнальный выход выполнен с возможностью обеспечения выходного сигнала с силой тока в заранее заданном диапазоне, в частности от 0 мА до 24 мА, в зависимости от двоичных сигналов коммутации. В одном варианте выполнения, что касается стандартов SPS, в частности, в случае неисправности может возникать ток до 31 мА. Следовательно, заданный диапазон тока может составлять от 0 мА до 31 мА.In one embodiment, the signal output is configured to provide a current output signal in a predetermined range, in particular from 0 mA to 24 mA, depending on the binary switching signals. In one embodiment, with respect to the SPS standards, in particular, a current of up to 31 mA may occur in the event of a fault. Therefore, the specified current range can be from 0 mA to 31 mA.

Расстояние между уровнями силы тока может зависеть от точности электрических резисторов, электрических линий и измерительной цепи, расположенной ниже по потоку, в частности, от устройства управления. Например, преобразователь сигналов может быть выполнен с возможностью генерации суммарного измерительного сигнала, который имеет дискретные значения силы тока с разницей в диапазоне от 0,1 мА до 10 мА. Тогда возможно однозначное назначение значений тока суммарного измерительного сигнала соответствующей комбинации двоичных сигналов коммутации с отклонением от ±0,05 мА до 0,5 мА.The distance between the current levels may depend on the accuracy of the electrical resistors, the electrical lines and the downstream measuring circuit, in particular the control device. For example, the signal converter may be configured to generate a total measurement signal that has discrete current values with a difference in the range of 0.1 mA to 10 mA. It is then possible to uniquely assign the current values of the total measuring signal to the corresponding combination of binary switching signals with a deviation of ±0.05 mA to 0.5 mA.

В одном варианте выполнения измерительная система содержит первый коммутационный элемент и второй коммутационный элемент, при этом первый коммутационный элемент может быть подсоединен перед первым сигнальным входом и выполнен с возможностью коммутации сигнальной линии для подачи первого двоичного сигнала коммутации на первый сигнальный вход, при этом второй коммутационный элемент может быть подсоединен перед вторым сигнальным входом и выполнен с возможностью коммутации дополнительной сигнальной линии для подачи второго двоичного сигнала коммутации на второй сигнальный вход.In one embodiment, the measuring system comprises a first switching element and a second switching element, wherein the first switching element can be connected before the first signal input and configured to switch the signal line to supply the first binary switching signal to the first signal input, while the second switching element may be connected before the second signal input and configured to switch the additional signal line to supply the second binary switching signal to the second signal input.

При получении информации о силе тока может быть достигнуто преимущество, заключающееся в том, что расположение коммутационных элементов может быть независимым, в частности, относительно сигнальных входов. Например, коммутационные элементы могут быть расположены удаленно от соответствующих сигнальных входов. Кроме того, измерительная цепь, в частности контроллер, который измеряет суммарный измерительный сигнал, может быть размещен удаленно от преобразователя сигналов, поскольку сила тока суммарного измерительного сигнала может быть инвариантной к расстоянию между преобразователем сигналов и контроллером.By obtaining information about the current strength, the advantage can be achieved that the arrangement of the switching elements can be independent, in particular with respect to the signal inputs. For example, the switching elements may be located remotely from the respective signal inputs. In addition, the measurement circuit, in particular the controller that measures the total measurement signal, can be located remotely from the signal converter, since the current strength of the total measurement signal can be invariant to the distance between the signal converter and the controller.

В одном варианте выполнения первый коммутационный элемент расположен на расстоянии от первого сигнального входа и подсоединен к первому сигнальному входу посредством сигнальной линии, при этом сигнальная линия выполнена с возможностью маршрутизации неизмененного первого сигнала коммутации от первого коммутационного элемента к сигнальному входу независимо от расстояния. Преимущество этого заключается в том, что, например, преобразователь сигналов, коммутационные элементы и/или контроллер, который оценивает суммарный измерительный сигнал, могут быть расположены пространственно независимо друг от друга. В результате также может быть реализовано функционально раздельное расположение этих элементов. Например, коммутационные элементы могут быть размещены снаружи шкафа управления.In one embodiment, the first switching element is located at a distance from the first signal input and is connected to the first signal input via a signal line, wherein the signal line is configured to route the unchanged first switching signal from the first switching element to the signal input regardless of the distance. This has the advantage that, for example, the signal converter, the switching elements and/or the controller which evaluates the total measuring signal can be arranged spatially independently of each other. As a result, a functionally separate arrangement of these elements can also be realized. For example, switching elements can be placed outside the control cabinet.

В одном варианте выполнения первый измерительный сигнал представляет собой сигнал состояния первого двоичного сигнала коммутации, который описывает включенное или выключенное состояние первого коммутационного элемента, а второй измерительный сигнал представляет собой сигнал состояния второго двоичного сигнала коммутации, который описывает включенное или выключенное состояние второго коммутационного элемента. Коммутационными элементами могут быть, например, электронные переключатели или механические переключатели, которые выполнены с возможностью приложения электрического потенциала к соответствующему сигнальному входу путем переключения электрической линии. Кроме того, коммутационные элементы могут быть интегрированы в измерительную систему, причем измерительная система выполнена с возможностью обнаружения множества физических переменных и переключения соответствующего коммутационного элемента в зависимости от соответствующей физической переменной. Соответствующий коммутационный элемент может быть переключен, чтобы стать электропроводящим и, соответственно, сигнализировать о включенном состоянии на соответствующем сигнальном входе, или же соответствующий коммутационный элемент может быть переключен, чтобы стать электрически непроводящим и, соответственно, сигнализировать о выключенном состоянии на соответствующем сигнальном входе.In one embodiment, the first measurement signal is a status signal of a first binary switching signal that describes the on or off state of the first switching element, and the second measurement signal is a status signal of the second binary switching signal that describes the on or off state of the second switching element. The switching elements can be, for example, electronic switches or mechanical switches, which are configured to apply an electrical potential to the respective signal input by switching the electrical line. In addition, the switching elements can be integrated into the measurement system, the measurement system being capable of detecting a plurality of physical variables and switching the corresponding switching element depending on the corresponding physical variable. The corresponding switching element can be switched to become electrically conductive and thus signal an on state at the corresponding signal input, or the corresponding switching element can be switched to become electrically non-conductive and accordingly signal the off state at the corresponding signal input.

В одном варианте выполнения однозначный суммарный измерительный сигнал может быть назначен каждой коммутационной комбинации первого коммутационного элемента и второго коммутационного элемента посредством электрических резисторов, соединенных параллельно. Например, электрические резисторы могут иметь дискретно отличающиеся значения сопротивления, причем соответствующее значение сопротивления может быть уменьшено вдвое или увеличено вдвое по сравнению с соответствующими ближайшими значениями сопротивления.In one embodiment, an unambiguous summed measuring signal may be assigned to each switching combination of the first switching element and the second switching element by means of electrical resistors connected in parallel. For example, electrical resistors may have discretely different resistance values, and the corresponding resistance value may be halved or doubled from the corresponding nearest resistance values.

В одном варианте выполнения значения сопротивления электрических резисторов, соединенных параллельно, выбирают таким образом, чтобы разные суммарные измерительные сигналы, в соответствии с коммутационной комбинацией первого коммутационного элемента и второго коммутационного элемента, имели минимальную разницу силы тока, в частности, 1 мА. Минимальная разница силы тока предпочтительно может составлять 0,1 мА.In one embodiment, the resistance values of the electrical resistors connected in parallel are chosen such that the different total measurement signals, according to the switching combination of the first switching element and the second switching element, have a minimum current difference, in particular 1 mA. The minimum current difference may preferably be 0.1 mA.

В одном варианте выполнения измерительная система может получать электрическую энергию, в частности, напряжение питания, через сигнальный выход. Преобразователь сигналов может быть подсоединен к коммуникационной шине посредством сигнального выхода, при этом электрическая энергия может подаваться в измерительную систему через сигнальный выход.In one embodiment, the measuring system can receive electrical energy, in particular supply voltage, via a signal output. The signal converter can be connected to the communication bus via a signal output, whereby electrical energy can be supplied to the measuring system via the signal output.

В одном варианте выполнения измерительная система содержит источник энергии, в частности, импульсный источник питания, который выполнен с возможностью обеспечивать измерительную систему, в частности, преобразователь сигналов, электрической энергией для генерации первого измерительного сигнала и/или второго измерительного сигнала. Измерительная система может быть подсоединена, например, к источнику постоянного тока, который подает в измерительную систему напряжение от 5 до 50 В, в частности, 12 или 24 В.In one embodiment, the measurement system comprises an energy source, in particular a switching power supply, which is configured to provide the measurement system, in particular the signal converter, with electrical energy to generate a first measurement signal and/or a second measurement signal. The measuring system can be connected, for example, to a direct current source which supplies the measuring system with a voltage of 5 to 50 V, in particular 12 or 24 V.

В одном варианте выполнения преобразователь сигналов содержит множество сигнальных входов и множество электрических резисторов, при этом электрический резистор подсоединен после каждого сигнального входа, и электрические резисторы соединены перед сигнальным выходом параллельно друг другу. В частности, количество амплитуд суммарного измерительного сигнала может быть пропорционально количеству сигнальных входов, так что диапазон суммарного измерительного сигнала сегментируется в соответствии с количеством двоичных входных сигналов. Эта сегментация суммарного измерительного сигнала может быть предварительно определена с помощью таблицы опорных значений.In one embodiment, the signal converter comprises a plurality of signal inputs and a plurality of electrical resistors, wherein the electrical resistor is connected after each signal input and the electrical resistors are connected before the signal output in parallel to each other. In particular, the number of amplitudes of the total measurement signal may be proportional to the number of signal inputs, so that the range of the total measurement signal is segmented according to the number of binary input signals. This segmentation of the total measuring signal can be predetermined using a reference value table.

В одном варианте выполнения указанное множество электрических резисторов выполнено с возможностью обеспечения соответствующего измерительного сигнала на сигнальном выходе в соответствии с соответствующим двоичным сигналом коммутации, причем каждая комбинация измерительных сигналов на сигнальном выходе имеет эквидистантную разность силы тока относительно соответствующей соседней комбинации сигналов.In one embodiment, said plurality of electrical resistors are configured to provide a corresponding measurement signal at the signal output in accordance with the corresponding binary switching signal, each combination of measurement signals at the signal output having an equidistant current difference relative to the corresponding neighboring signal combination.

В одном варианте выполнения сигнальный выход имеет первый соединительный полюс и второй соединительный полюс, которые соединены друг с другом посредством электрического базового резистора, при этом на сигнальном выходе посредством базового резистора обеспечивается суммарный измерительный сигнал с минимальной силой тока. Минимальная сила тока может быть определена с помощью таблицы опорных значений как коммутационное состояние, в котором выключенное состояние обеспечивает сигнал на всех сигнальных входах, так что никакие вклады в суммарный измерительный сигнал через сигнальные входы не вносятся. Соответственно, это выключенное состояние всех сигнальных входов четко определяется минимальной силой тока. Если на сигнальном выходе обнаруживается суммарный измерительный сигнал, сила тока которого ниже минимальной силы тока, в измерительной системе может присутствовать неисправность, например, короткое замыкание или дефект электрического резистора.In one embodiment, the signal output has a first connection pole and a second connection pole, which are connected to each other via an electrical base resistor, while at the signal output a minimum current total measuring signal is provided by the base resistor. The minimum current can be determined using the reference value table as a switching state in which the off state provides a signal at all signal inputs, so that no contributions are made to the total measuring signal via the signal inputs. Accordingly, this off state of all signal inputs is clearly defined by the minimum current. If a total measuring signal is detected at the signal output, the current of which is lower than the minimum current, there may be a malfunction in the measuring system, for example, a short circuit or a defective electrical resistor.

В одном варианте выполнения измерительная система содержит развязывающий усилитель, который подсоединен перед сигнальным выходом и выполнен с возможностью подачи напряжения питания на сигнальный выход, причем развязывающий усилитель также выполнен с возможностью оценки величины суммарного измерительного сигнала и преобразования управляющего сигнала в соответствии с таблицей опорных значений и подачи его на сигнальный выход. Развязывающий усилитель, кроме того, может иметь цепь повторителя источника питания, которая может быть выполнена с возможностью усиления подачи энергии, в частности, для увеличения уровня напряжения, который снижается из-за потерь на расстоянии. Цепь повторителя источника питания может быть подсоединена перед сигнальным выходом. Кроме того, развязывающий усилитель может иметь цепь управления с обратной связью, которая, в частности, может быть подсоединена между цепью повторителя источника питания и сигнальным выходом. Развязывающий усилитель может быть встроен в преобразователь сигналов.In one embodiment, the measurement system comprises an isolation amplifier that is connected before the signal output and is configured to supply a supply voltage to the signal output, the isolation amplifier is also configured to estimate the value of the total measurement signal and convert the control signal in accordance with the table of reference values and supply it to the signal output. The decoupling amplifier may furthermore have a power supply follower circuit which may be configured to boost the power supply, in particular to increase the voltage level which is reduced due to distance losses. A power supply repeater circuit can be connected before the signal output. In addition, the decoupling amplifier may have a feedback control circuit, which, in particular, may be connected between the power supply follower circuit and the signal output. An isolation amplifier can be built into the signal converter.

В одном варианте выполнения контроллер выполнен с возможностью измерения суммарного измерительного сигнала и отображения состояния ошибки, если суммарный измерительный сигнал опускается ниже первого предельного значения силы тока или превышает второе предельное значение силы тока.In one embodiment, the controller is configured to measure the total measurement signal and display an error condition if the total measurement signal falls below the first current limit or exceeds the second current limit.

Кроме того, контроллер может быть выполнен с возможностью обрабатывать суммарный измерительный сигнал на основании таблицы опорных значений, чтобы декодировать отдельные сигналы коммутации из суммарного измерительного сигнала, в частности, для их демультиплексирования. В частности, контроллер может быть расположен удаленно от преобразователя сигналов, поскольку путем преобразования сигналов коммутации в силу тока суммарного измерительного сигнала эта сила тока может обрабатываться независимо от расстояния между преобразователем сигналов и контроллером. Контроллер может быть подсоединен к сигнальному выходу преобразователя сигналов, в частности, через коммуникационную шину.In addition, the controller can be configured to process the total measurement signal on the basis of a table of reference values in order to decode the individual switching signals from the total measurement signal, in particular for their demultiplexing. In particular, the controller can be located remotely from the signal converter, because by converting the switching signals into current strength of the total measuring signal, this current strength can be processed regardless of the distance between the signal converter and the controller. The controller can be connected to the signal output of the signal converter, in particular via a communication bus.

Дополнительные иллюстративные варианты выполнения поясняются со ссылкой на прилагаемые фигуры чертежей. Они изображают:Additional illustrative embodiments are explained with reference to the accompanying drawings. They depict:

Фиг. 1 изображает измерительную систему в одном варианте выполнения;Fig. 1 depicts a measuring system in one embodiment;

фиг. 2 изображает измерительную систему в одном варианте выполнения; иfig. 2 shows the measuring system in one embodiment; and

фиг. 3 изображает измерительную систему в одном варианте выполнения.fig. 3 shows the measuring system in one embodiment.

На фиг.1 проиллюстрировано схематическое представление измерительной системы 100 для обнаружения коммутационных состояний, содержащей преобразователь 101 сигналов. Преобразователь 101 сигналов содержит четыре сигнальных входа с 103-1 по 103-4, на каждый из которых может быть подан двоичный сигнал коммутации. Каждый из двоичных сигналов коммутации представляет собой соответствующее состояние коммутации. Электрический резистор, с 105-1 по 105-4, с которого может быть снят соответствующий измерительный сигнал с соответствующей силой тока на основании соответствующего сигнала коммутации, подсоединен после каждого сигнального входа с 103-1 по 103-4.Figure 1 illustrates a schematic representation of the measuring system 100 for detecting switching conditions, containing the Converter 101 signals. The signal converter 101 has four signal inputs 103-1 to 103-4, each of which can be supplied with a binary switching signal. Each of the binary switching signals represents a corresponding switching state. An electrical resistor, 105-1 to 105-4, from which a corresponding measurement signal with a corresponding current can be taken based on a corresponding switching signal, is connected after each signal input 103-1 to 103-4.

Преобразователь 101 сигналов дополнительно содержит сигнальный выход 107, причем электрические резисторы с 105-1 по 105-4 соединены перед сигнальным выходом 107, чтобы обеспечить на сигнальном выходе 107 суммарный измерительный сигнал, который формируется из суммы сигналов измерения.The signal converter 101 further comprises a signal output 107, with electrical resistors 105-1 to 105-4 connected in front of the signal output 107 to provide a total measurement signal at the signal output 107, which is formed from the sum of the measurement signals.

Электрические резисторы с 105-1 по 105-4 соединены параллельно друг другу, в частности, в виде звезды. Электрические резисторы соединены посредством соответствующего первого вывода с соответствующим сигнальным входом и соединены посредством соответствующего второго вывода с сигнальным выходом 107. Кроме того, электрические резисторы с 105-1 по 105-4 имеют взаимно разные значения сопротивления.Electrical resistors 105-1 to 105-4 are connected in parallel to each other, in particular in a star pattern. The electrical resistors are connected via a respective first terminal to a respective signal input, and are connected via a respective second terminal to the signal output 107. In addition, the electrical resistors 105-1 to 105-4 have mutually different resistance values.

Суммарный измерительный сигнал имеет суммарную силу тока, которая может быть однозначно назначена опорному значению силы тока из множества опорных значений силы тока. Соответствующие сигналы коммутации могут быть определены с помощью значения силы тока.The total measurement signal has a total current strength, which can be uniquely assigned to a current reference value from a plurality of current reference values. The corresponding switching signals can be defined using the current value.

Соответствующий измерительный сигнал имеет заранее заданную силу тока, при этом, когда включается соответствующий двоичный сигнал коммутации, суммарный измерительный сигнал увеличивается на соответствующую заранее заданную силу тока. Кроме того, сигнальный выход 107 выполнен с возможностью выдачи выходного сигнала с силой тока в заданном диапазоне, в частности от 0 мА до 31 мА, в зависимости от двоичных сигналов коммутации.The corresponding measurement signal has a predetermined current, and when the corresponding binary switching signal is turned on, the total measurement signal is increased by the corresponding predetermined current. In addition, the signal output 107 is configured to output a current in a predetermined range, in particular from 0 mA to 31 mA, depending on the binary switching signals.

Кроме того, измерительная система 100 содержит четыре коммутационных элемента с 111-1 по 111-4, причем каждый коммутационный элемент с 111-1 по 111-4 подсоединен перед соответствующим сигнальным входом с 103-1 по 103-4 и выполнен с возможностью коммутации соответствующих сигнальных линий с 113-1 по 113-4, чтобы подать соответствующий двоичный сигнал коммутации на соответствующие сигнальные входы с 103-1 по 103-4.In addition, the measuring system 100 includes four switching elements 111-1 to 111-4, each switching element 111-1 to 111-4 is connected before the corresponding signal input 103-1 to 103-4 and is configured to switch the respective signal lines 113-1 to 113-4 to apply the corresponding binary switching signal to the corresponding signal inputs 103-1 to 103-4.

Коммутационные элементы с 111-1 по 111-4 расположены на расстоянии от соответствующего назначенного сигнального входа с 103-1 по 103-4 и подсоединены к сигнальным входам с 103-1 по 103-4 посредством сигнальных линий с 113-1 по 113-4. Сигнальные линии с 113-1 по 113-4 выполнены с возможностью направления соответствующего сигнала коммутации в неизменном виде от соответствующего коммутационного элемента с 111-1 по 111-4 к соответствующему сигнальному входу с 103-1 по 103-4, независимо от расстояния.Switching elements 111-1 to 111-4 are located at a distance from the corresponding assigned signal input 103-1 to 103-4 and are connected to signal inputs 103-1 to 103-4 via signal lines 113-1 to 113-4 . The signal lines 113-1 to 113-4 are configured to direct the respective switching signal unchanged from the respective switching element 111-1 to 111-4 to the respective signal input 103-1 to 103-4, regardless of the distance.

Соответствующий измерительный сигнал представляет сигнал состояния соответствующего двоичного сигнала коммутации, который описывает включенное или выключенное состояние соответствующего коммутационного элемента с 111-1 по 111-4. Посредством электрических резисторов с 105-1 по 105-4, соединенных параллельно, каждой коммутационной комбинации коммутационных элементов с 111-1 по 111-4 может быть назначен однозначный суммарный измерительный сигнал. Значения сопротивления электрических резисторов с 105-1 по 105-4, соединенных параллельно, выбираются таким образом, чтобы разные суммарные измерительные сигналы, соответствующие коммутационной комбинации коммутационных элементов с 111-1 по 111-4, имели минимальную разность токов, в частности 1 мА.The respective measuring signal represents the status signal of the respective binary switching signal, which describes the on or off state of the respective switching element 111-1 to 111-4. By means of electrical resistors 105-1 to 105-4 connected in parallel, each switching combination of switching elements 111-1 to 111-4 can be assigned an unambiguous summed measuring signal. The resistance values of electrical resistors 105-1 to 105-4 connected in parallel are selected so that the different total measurement signals corresponding to the switching combination of switching elements 111-1 to 111-4 have a minimum current difference, in particular 1 mA.

Коммутационные элементы с 111-1 по 111-4 выполнены как двухполюсные, при этом коммутационные элементы с 111-1 по 111-4 соединены посредством первого коммутационного контактного полюса с общим потенциалом земли и посредством второго коммутационного контактного полюса через соответствующие сигнальные линии с 113-1 по 113-4 с соответствующими сигнальными входами с 103-1 по 103-4.The switching elements 111-1 to 111-4 are designed as two-pole, while the switching elements 111-1 to 111-4 are connected via the first switching contact pole to a common ground potential and via the second switching contact pole through the corresponding signal lines with 113-1 to 113-4 with the corresponding signal inputs 103-1 to 103-4.

На измерительную систему 100, в частности, преобразователь 101 сигналов, подается электрическая энергия, например, напряжение питания, через сигнальный выход 107. Сигнальный выход 107 имеет первый соединительный полюс 115-1 и второй соединительный полюс 115-2, которые соединены друг с другом через базовый резистор 117. Суммарный измерительный сигнал с минимальной силой тока подается на сигнальный выход 107 через базовый резистор 117. Базовый резистор 117 подсоединен параллельно с дополнительным электрическим резистором с 105-1 по 105-4.The measuring system 100, in particular the signal converter 101, is supplied with electrical energy, such as a supply voltage, via a signal output 107. The signal output 107 has a first connection pole 115-1 and a second connection pole 115-2, which are connected to each other via base resistor 117. The minimum current total measurement signal is applied to signal output 107 through base resistor 117. Base resistor 117 is connected in parallel with additional electrical resistor 105-1 to 105-4.

Кроме того, после преобразователя 101 сигналов подсоединен контроллер 109, при этом указанный контроллер 109 выполнен с возможностью приема суммарного измерительного сигнала и определения первого сигнала коммутации и второго сигнала коммутации по силе тока суммарного измерительного сигнала. В частности, контроллер 109 выполнен с возможностью определения первого коммутационного состояния и второго коммутационного состояния на основании суммарной силы тока суммарного измерительного сигнала.In addition, a controller 109 is connected downstream of the signal converter 101, said controller 109 being configured to receive the total measurement signal and determine the first switching signal and the second switching signal from the current strength of the total measurement signal. In particular, the controller 109 is configured to determine the first switching state and the second switching state based on the total current strength of the total measurement signal.

Контроллер 109 выполнен с возможностью назначения суммарного измерительного сигнала опорному значению, выбранному из множества опорных значений, при этом однозначная комбинация коммутационных состояний назначается каждому опорному значению посредством таблицы опорных значений, чтобы четко определить коммутационные состояния на основании назначения суммарного измерительного сигнала опорному значению.The controller 109 is configured to assign the sum measurement signal to a reference value selected from a plurality of reference values, wherein a unique combination of switching states is assigned to each reference value via the reference value table to clearly define the switching states based on the assignment of the sum measurement signal to the reference value.

Контроллер 109 также выполнен с возможностью измерения суммарного измерительного сигнала, в частности, текущего значения суммарного измерительного сигнала, и индикации состояния ошибки, если суммарный измерительный сигнал суммы падает ниже первого предельного значения тока или превышает второе предельное значение тока. Контроллер 109 может быть подсоединен к сигнальному выходу 107, в частности, через контактные полюса 115-1, 115-2. Кроме того, контактный полюс 115-2 может быть соединен с потенциалом земли. Контроллер 109 может, в частности, представлять собой плату DCS, которая имеет по меньшей мере один аналоговый вход, на каждый из которых может быть подан суммарный измерительный сигнал. Контроллер 109 может быть соединен с преобразователем 101 сигналов активно или пассивно, в частности, с помощью развязывающего усилителя (RPSS), через линейную цепь 4-20 мА.The controller 109 is also configured to measure the sum measurement signal, in particular the current value of the sum measurement signal, and to indicate an error condition if the sum measurement signal falls below the first current limit or exceeds the second current limit. The controller 109 can be connected to the signal output 107, in particular through the contact poles 115-1, 115-2. In addition, the contact pole 115-2 may be connected to ground potential. The controller 109 may in particular be a DCS board which has at least one analog input, each of which can be fed a sum measurement signal. The controller 109 can be connected to the signal converter 101 actively or passively, in particular by means of an isolation amplifier (RPSS), via a linear 4-20 mA circuit.

Таблица 1: Пример таблицы опорных значений для суммарного измерительного сигналаTable 1: Example of a table of reference values for the total measuring signal

Соответствующий идентификатор nA, nB, nC, nD канала может быть присвоен сигнальным входам с 103-1 по 103-4 в соответствии с Таблицей 1. Двоичные сигналы коммутации на сигнальных входах с nA по nD могут иметь два различных состояния. Первое состояние сигнала обозначается цифрой «1» и соответствует включенному состоянию соответствующего коммутационного элемента с 111-1 по 111-4. Второе состояние сигнала обозначается «0» и соответствует выключенному состоянию соответствующего коммутационного элемента с 111-1 по 111-4. Соответствующий идентификатор S1, S2, S3, S4 может быть присвоен коммутационным элементам с 111-1 по 111-4 в соответствии с Таблицей 1.The corresponding channel ID nA, nB, nC, nD can be assigned to signal inputs 103-1 to 103-4 according to Table 1. The binary switching signals at signal inputs nA to nD can have two different states. The first signal state is denoted by the number "1" and corresponds to the on state of the corresponding switching element from 111-1 to 111-4. The second signal state is designated "0" and corresponds to the off state of the corresponding switching element 111-1 to 111-4. The corresponding identifier S1, S2, S3, S4 can be assigned to switching elements 111-1 to 111-4 according to Table 1.

С помощью таблицы опорных значений однозначное состояние от 0 до 15 может быть назначено каждой комбинации состояний сигналов четырех коммутационных элементов с 111-1 по 111-4, при этом 16 различных состояний могут быть генерированы с помощью 4 двоичных сигналов коммутации. Измерительная система 100 выполнена с возможностью генерирования однозначной силы тока на сигнальном выходе 107 для каждой комбинации сигналов с помощью электрических резисторов с 105-1 по 105-4, что соответствует соответствующему усредненному по времени значению силы тока, назначенному посредством таблицы опорных значений. Четкая идентификация коммутационных состояний коммутационных элементов с 111-1 по 111-4 возможна, в соответствии с Таблицей 1, с отклонением значений тока на±0,5 мА от соответствующего опорного значения. Если суммарный измерительный сигнал имеет силу тока ниже 3,4 мА или силу тока выше 19,6 мА, то с помощью таблицы опорных значений можно определить состояние ошибки измерительной системы 100.Using the reference value table, an unambiguous state from 0 to 15 can be assigned to each combination of the signal states of the four switching elements 111-1 to 111-4, and 16 different states can be generated using 4 binary switching signals. Measuring system 100 is configured to generate a single-digit current at signal output 107 for each combination of signals using electrical resistors 105-1 to 105-4, which corresponds to the corresponding time-averaged current value assigned via the reference value table. A clear identification of the switching states of switching elements 111-1 to 111-4 is possible, according to Table 1, with current values deviating by ±0.5 mA from the corresponding reference value. If the total measurement signal is below 3.4 mA or above 19.6 mA, the reference value table can be used to determine the error condition of the measurement system 100.

Фиг. 2 схематично изображает измерительную систему 100 с множеством сигнальных входов 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 и множеством электрических резисторов 105-1, 105-2, 105-3, 105-4, причем за каждым сигнальным входом 103-1, 103-2, 103 3, 103-4 включен электрический резистор 105-1, 105-2, 105-3, 105-4, при этом электрические резисторы 105-1, 105-2, 105-3, 105-4 соединены перед сигнальным выходом 107 параллельно друг другу.Fig. 2 schematically depicts a measurement system 100 with a plurality of signal inputs 103-1, 103-2, 103-3, 103-4 and a plurality of electrical resistors 105-1, 105-2, 105-3, 105-4, with each signal input 103-1, 103-2, 103 3, 103-4 the electrical resistor 105-1, 105-2, 105-3, 105-4 is switched on, while the electrical resistors 105-1, 105-2, 105-3, 105 -4 are connected in front of the signal output 107 in parallel to each other.

Указанное множество электрических резисторов 105-1, 105-2, 105-3, 105-4 выполнено с возможностью обеспечения соответствующего измерительного сигнала на сигнальном выходе 107 в соответствии с соответствующим двоичным сигналом коммутации, при этом каждая комбинация измерительных сигналов на сигнальном выходе 107 имеет одинаковую разницу по току относительно соответствующих смежных комбинаций сигналов.Said plurality of electrical resistors 105-1, 105-2, 105-3, 105-4 are configured to provide a corresponding measurement signal at signal output 107 in accordance with the respective binary switching signal, with each combination of measurement signals at signal output 107 having the same current difference relative to the corresponding adjacent signal combinations.

Кроме того, измерительная система 100 содержит развязывающий усилитель 201, который подсоединен перед сигнальным выходом 107 и выполнен с возможностью подачи напряжения питания на сигнальный выход 107, причем развязывающий усилитель 201 также выполнен с возможностью оценки величины суммарного измерительного сигнала и преобразования управляющего сигнала в соответствии с таблицей опорных значений и подачи его на сигнальный выход 107. Развязывающий усилитель 107 представляет собой часть преобразователя 101 сигналов.In addition, the measurement system 100 includes an isolation amplifier 201, which is connected before the signal output 107 and is configured to supply a supply voltage to the signal output 107, and the isolation amplifier 201 is also configured to estimate the value of the total measurement signal and convert the control signal in accordance with the table reference values and feeding it to the signal output 107. Decoupling amplifier 107 is part of the converter 101 signals.

Развязывающий усилитель 201 может, кроме того, иметь цепь 203 повторителя источника питания, которая выполнена с возможностью усиления подаваемой энергии, в частности, для увеличения уровня напряжения, которое снижается из-за потерь на расстоянии. Цепь 203 повторителя источника питания подсоединена перед сигнальным выходом 107.The decoupling amplifier 201 may furthermore have a power supply follower circuit 203 which is configured to amplify the supplied power, in particular to increase the voltage level, which is reduced due to distance losses. The power supply repeater circuit 203 is connected before the signal output 107.

Развязывающий усилитель 201 также имеет цепь 205 контура управления, которая может быть подсоединена, в частности, между цепью 203 повторителя источника питания и сигнальным выходом 107. Развязывающий усилитель 201 также содержит шину 207 электропитания, которая подсоединена к источнику 211 постоянного напряжения с помощью соединительной клеммы 209.The decoupling amplifier 201 also has a control circuit 205 which can be connected, in particular, between the power supply follower circuit 203 and the signal output 107. The decoupling amplifier 201 also includes a power supply bus 207 which is connected to the DC voltage source 211 via a connection terminal 209 .

Фиг. З схематично изображает измерительную систему 100 для обнаружения коммутационных состояний с преобразователем 101 сигналов. Преобразователь 101 сигналов содержит четыре сигнальных входа с 103-1 по 103-4, на каждый из которых может быть подан двоичный сигнал коммутации. Электрический резистор с 105-1 по 105-4 включен после каждого из сигнальных входов с 103-1 по 103-4, причем на этом электрическом резисторе на основании соответствующего сигнала коммутации может быть измерен соответствующий измерительный сигнал.Fig. 3 schematically depicts a measuring system 100 for detecting switching states with a signal converter 101. The signal converter 101 has four signal inputs 103-1 to 103-4, each of which can be supplied with a binary switching signal. An electrical resistor 105-1 to 105-4 is connected after each of the signal inputs 103-1 to 103-4, whereby the respective measurement signal can be measured on this electrical resistor based on the corresponding switching signal.

В частности, сигнальные входы с 103-1 по 103-4 подсоединены к электрическим резисторамс 105-1 по 105-4 через распределительный базовый элемент 303 ввода/вывода VIP. Распределительный базовый элемент 303 ввода / вывода VIP может, в частности, представлять собой блок управления, который выполнен с возможностью гибкого подсоединения сигнальных входов 103-1 к 103-4 к различным электрическим резисторам с 105-1 по 105-4. Кроме того, распределительный базовый элемент 303 ввода / вывода VIP может быть выполнен с возможностью назначения однозначного соответствия между электрическими резисторами 105-1-105-4 и сигнальными входами 103-1-103-4. Кроме того, базовый резистор 117 также может быть подсоединен к распределительному базовому элементу 303 ввода / вывода VIP. Распределительный базовый элемент 303 ввода / вывода VIP может иметь разъемное соединение, в каждое из которых может быть вставлен модуль 305 преобразователя, который содержит резисторы с 105-1 по 105-4 и 117.Specifically, the signal inputs 103-1 to 103-4 are connected to electrical resistors 105-1 to 105-4 via the VIP distribution base 303. The VIP I/O distribution base 303 may in particular be a control unit that is configured to flexibly connect signal inputs 103-1 to 103-4 to various electrical resistors 105-1 to 105-4. In addition, the VIP distribution I/O base 303 can be configured to assign a one-to-one correspondence between electrical resistors 105-1-105-4 and signal inputs 103-1-103-4. In addition, the base resistor 117 can also be connected to the distribution base element 303 input/output VIP. The VIP I/O distribution base unit 303 may have a plug-in connection, each of which may receive a converter module 305 that contains resistors 105-1 to 105-4 and 117.

Преобразователь 101 сигналов дополнительно содержит сигнальный выход 107, электрические резисторы с 105-1 по 105-4 соединены перед сигнальным выходом 107, чтобы обеспечить суммарный измерительный сигнал на сигнальном выходе 107, который формируется в виде суммарного измерительного сигнала как суммы измерительных сигналов. Сигнальный выход 107 может быть размещен в распределительном базовом элементе 303 ввода / вывода VIP.The signal converter 101 further comprises a signal output 107, electrical resistors 105-1 to 105-4 are connected in front of the signal output 107 to provide a total measurement signal at the signal output 107, which is generated as a total measurement signal as the sum of the measurement signals. The signal output 107 can be placed in the distributive base element 303 I/O VIP.

Электрические резисторы с 105-1 по 105-4 соединены параллельно друг другу, в частности, соединением звездой. Электрические резисторы с 105-1 по 105-4 имеют взаимно разные значения сопротивления. Каждый резистор с 105-1 по 105-4 и 117 соединен посредством своего первого вывода через соответствующую контактную клемму с 307-1 по 307-5 с распределительным базовым элементом 303 ввода / вывода VIP, при этом резисторы с 105-1 по 105-4 и 117 присоединены к распределительному базовому элементу 303 ввода / вывода VIP посредством своего соответствующего второго вывода через общую контактную клемму 309.The electrical resistors 105-1 to 105-4 are connected in parallel to each other, in particular in a star connection. Electrical resistors 105-1 to 105-4 have mutually different resistance values. Each resistor 105-1 to 105-4 and 117 is connected through its first terminal through the corresponding terminal 307-1 to 307-5 to the VIP I/O distribution base 303, while resistors 105-1 to 105-4 and 117 are connected to the VIP I/O distribution base 303 via their respective second terminal via a common terminal 309.

Контроллер 109 может, в частности, представлять собой карту UIO, которая имеет по меньшей мере один универсальный сигнальный вход, выполненный с возможностью приема аналогового сигнала, в частности, суммарного измерительного сигнала. В частности, контроллер 109 может активно получать электрическую энергию через линейную цепь 4-20 мА.The controller 109 may in particular be a UIO card which has at least one universal signal input configured to receive an analog signal, in particular a sum measurement signal. In particular, the controller 109 can actively receive electrical power through a linear 4-20 mA circuit.

Список условных обозначенийList of conventions

100 измерительная система100 measuring system

101 преобразователь сигналов101 signal converter

103-1 сигнальный вход103-1 signal input

103-2 сигнальный вход103-2 signal input

103-3 сигнальный вход103-3 signal input

103-4 сигнальный вход103-4 signal input

105-1 резистор105-1 resistor

105-2 резистор105-2 resistor

105-3 резистор105-3 resistor

105-4 резистор105-4 resistor

107 сигнальный выход107 signal output

109 контроллер109 controller

111-1 коммутационный элемент111-1 switching element

111-2 коммутационный элемент111-2 switching element

111-3 коммутационный элемент111-3 switching element

111-4 коммутационный элемент111-4 switching element

113-1 сигнальная линия113-1 signal line

113-2 сигнальная линия113-2 signal line

113-3 сигнальная линия113-3 signal line

113-4 сигнальная линия113-4 signal line

115-1 соединительный полюс115-1 connecting pole

115-2 соединительный полюс115-2 connecting pole

117 базовый резистор117 base resistor

201 развязывающий усилитель201 decoupling amplifier

203 цепь повторителя источника питания203 power supply repeater circuit

205 цепь контура управления205 control loop circuit

207 шина электропитания207 power rail

209 соединительная клемма209 connecting terminal

211 источник питания постоянного тока211 DC power supply

303 распределительный базовый элемент ввода / вывода VIP303 Distribution Basic I/O VIP

305 модуль преобразователя305 converter module

307-1 контактная клемма307-1 contact terminal

307-2 контактная клемма307-2 contact terminal

307-3 контактная клемма307-3 pin terminal

307-4 контактная клемма307-4 pin terminal

307-5 контактная клемма307-5 pin terminal

309 контактная клемма309 pin terminal

Claims

1. Measuring system (100) for detecting switching states, containing a signal converter (101), having:

the first signal input (103-1) for supplying the first binary switching signal to it, the first binary switching signal representing the first switching state,

the second signal input (103-2) for applying to it the second binary switching signal, the second binary switching signal representing the second switching state,

the first electrical resistor (105-1) which is connected after the first signal input (103-1) and from which the first measuring signal with the first current strength can be taken based on the first binary switching signal,

a second electrical resistor (105-2) which is connected after the second signal input (103-2) and from which a second measuring signal with a second current strength can be taken based on the second binary switching signal, the second electrical resistor (105-2) having a resistance value that is different from the resistance value of the first electrical resistor (105-1), wherein the second electrical resistor (105-2) is connected in parallel with the first electrical resistor (105-1), and

signal output (107), wherein the first electrical resistor (105-1) and the second electrical resistor (105-2) are connected upstream of the signal output (107) to provide at the signal output (107) a total measuring signal with a total current strength, which is formed as the sum of the first measurement signal and the second measurement signal,

wherein the measurement system (100) also includes a controller (109) which is configured to receive the total measurement signal and determine the first switching state and the second switching state based on the total current strength of the total measurement signal.

2. Measuring system (100) according to claim 1, in which the first measurement signal has a predetermined current strength, and the second measurement signal has its predetermined current strength, and in which, when the corresponding binary switching signal turns on, the total measurement the signal is increased by the corresponding predetermined current.

3. Measuring system (100) according to one of the preceding claims, in which the controller (109) is configured to assign the total measurement signal to a reference value from a plurality of reference values, and in which each reference value is assigned a unique combination of switching states using a table of reference values, to unambiguously determine the switching states based on the assignment of the total measuring signal to the reference value.

4. Measuring system (100) according to one of the preceding claims, in which the signal output (107) is configured to provide an output signal with a current strength in a predetermined range, in particular from 0 to 31 mA, as a function of binary switching signals.

5. Measuring system (100) according to one of the preceding claims, containing the first switching element (111-1) and the second switching element (111-2), while the first switching element (111-1) is configured to be connected before the first signal input (103-1) and is configured to switch the signal line (113-1) to supply the first binary switching signal to the first signal input (103-1), while the second switching element (111-2) is configured to be connected before the second signal input (103-2) and configured to switch another signal line (113-2) to supply a second binary switching signal to the second signal input (103-2).

6. Measuring system (100) according to claim 5, in which the first switching element (111-1) is located at a distance from the first signal input (103-1) and is connected to the first signal input (103-1) via a signal line (113 -1), while the signal line (113-1) is configured to direct the first switching signal without change from the first switching element (111-1) to the signal input (103-1) regardless of the distance.

7. The measuring system (100) according to claim 5 or 6, wherein the first measuring signal is a state signal of the first binary switching signal that describes the on state or off state of the first switching element (111-1), and wherein the second measuring signal is a status signal of the second binary switching signal that describes the on state or off state of the second switching element (111-2).

8. Measuring system (100) according to one of paragraphs. 5-7, in which an unambiguous summed measuring signal can be assigned to each switching combination of the first switching element (111-1) and the second switching element (111-2) by means of electrical resistors connected in parallel.

9. Measuring system (100) according to one of paragraphs. 5-8, in which the resistance values of the electrical resistors connected in parallel are chosen so that the different total measuring signals according to the switching combination of the first switching element (111-1) and the second switching element (111-2) have a minimum difference in strength. current.

10. Measuring system (100) according to one of the preceding claims, in which the measuring system (100) is capable of receiving electrical energy, in particular supply voltage, via a signal output (107).

11. Measurement system (100) according to one of the preceding claims, comprising an energy source (111) that is configured to supply the measurement system (100) with electrical energy to generate a first measurement signal and/or a second measurement signal.

12. Measuring system (100) according to one of the preceding claims, containing a plurality of signal inputs (103-1, 103-2, 103-3, 103-4) and a plurality of electrical resistors (105-1, 105 -2, 105-3 , 105-4), with an electrical resistor (105-1, 105-2, 105-3, 105-4) connected after each signal input (103-1, 103-2, 103 3, 103-4), and electrical resistors (105-1, 105-2, 105-3, 105-4) are connected in front of the signal output (107) in parallel to each other.

13. Measuring system (100) according to claim 12, in which the specified set of electrical resistors is configured to provide a corresponding measuring signal at the signal output (107) in accordance with the corresponding binary switching signal, each combination of measuring signals at the signal output (107) has the same current difference with respect to the corresponding adjacent signal combinations.

14. Measuring system (100) according to one of the preceding claims, in which the signal output (107) has a first connection pole (115-1) and a second connection pole (115-2), which are connected to each other by means of an electrical base resistor (117 ), while through the base resistor (117) the signal output (107) is supplied with a total measuring signal with a minimum current strength.

15. Measuring system (100) according to one of the preceding claims, containing an isolation amplifier (201), which is connected before the signal output (107) and is configured to supply a supply voltage to the signal output (107), while the isolation amplifier (201) additionally made with the possibility of estimating the value of the total measuring signal and converting the control signal in accordance with the table of reference values, and supplying it to the signal output (107).

16. Measuring system (100) according to one of the preceding claims, in which the controller (109) is configured to measure the total measurement signal and indicate an error condition if the total measurement signal falls below the first current limit value or exceeds the second current limit value.