WO1997020447A1 - System zum erzeugen und verarbeiten von messsignalen - Google Patents

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WO1997020447A1
WO1997020447A1 PCT/EP1995/004640 EP9504640W WO9720447A1 WO 1997020447 A1 WO1997020447 A1 WO 1997020447A1 EP 9504640 W EP9504640 W EP 9504640W WO 9720447 A1 WO9720447 A1 WO 9720447A1
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WO
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sensor
data
evaluation
transmission line
data transmission
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Application number
PCT/EP1995/004640
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Franke
Dieter Busch
Volker Konetschny
Original Assignee
Prüftechnik Dieter Busch AG
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom

Definitions

  • the invention relates to a system for generating and processing measurement signals according to the introductory part of patent claim 1.
  • a system of the type mentioned in the introductory part of claim 1 is known from DE 43 28 932 AI.
  • a large number of sensors are hardwired via coupling points to a single common evaluation point, from which the various sensors can be individually controlled in a predetermined sequence via the coupling points.
  • the coupling points are set up in such a way that the next sensor is connected to the evaluation point instead of the previous one in a predetermined, always constant control pulse in the specified sequence, whereby the evaluation point receives and can evaluate the measurement signal supplied by this sensor.
  • an electrical component e.g. a measuring coil arrangement for the eddy current test to be provided with a data memory which is combined with it to form a unit, in which the characteristic data of the component, which are required for the evaluation of the measurement signals supplied by the latter in an associated evaluation device, are repeated over an interface of of an associated evaluation part can be retrieved.
  • the invention has for its object to provide a system according to the introductory part of claim 1, in which any sensor from a variety of remote evaluation points ago
  • ORIGINAL DOCUMENTS can be called at any time for the purpose of supplying the measurement signal and can be connected to the calling evaluation point and the latter can then evaluate the measurement signal supplied by the sensor without the necessary characteristic data of the sensor having to be kept permanently available at the evaluation point.
  • each operational sensor is connected to an electronic data transmission network via the coupling device assigned to it, to which a large number of remote evaluation units are connected. These evaluation units are set up to send out a large number of address signals which are assigned to the individual sensors.
  • the coupling devices query the address input signals emitted by the evaluation units from the data transmission network and, after receiving an address input signal specific for an associated sensor, feed the measurement signal and together with this the measurement signal stored in the data memory for evaluation in the evaluation unit required characteristic data of the sensor in the data transmission network and deliver this information via this to the calling evaluation unit.
  • the address sensor also outputs an address output signal via the data transmission network to the active evaluation point, which confirms that the desired sensor has actually been called.
  • the measurement signal, the characteristic data from the data memory and the associated address output signal from the data memory are each fed into the data transmission network as a data record via the associated coupling device.
  • the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawing.
  • the single figure of the drawing shows the block diagram of an embodiment of the system according to the invention for generating and processing measurement signals.
  • three measurement objects 4 are shown one above the other on the left, which can be more or less distant from one another. It can be a wide variety of objects, z. B. individual machines in a machine hall, which respond to various conditions, e.g. Temperature, vibration, speed and other physical quantities that require monitoring must be monitored.
  • the measurement objects 4 can, however, also be objects that are far away from each other, e.g. B. Weather observation stations, flood warning stations, stations for detecting environmental pollution and a large number of other measuring objects act on which physical quantities occur, the instantaneous value of which can be converted into a corresponding electrical signal by means of a measuring transducer.
  • each measuring object 4 has several measuring points, each of which is assigned its own sensor la - lk. These sensors are fixedly attached to the measuring point 4 and, as shown in detail for sensors 1f and 1g, each have at least one measuring transducer 2 and one data memory 3 for each measuring transducer 2.
  • a single sensor can also be provided with a plurality of transducers 2, to which a common data memory 3 is assigned.
  • a multiple sensor is preferably used when several different physical quantities are to be monitored simultaneously at one measuring point.
  • each data memory 3 assigned to a transducer the manufacturer of the sensor or - in an initialization process - the user contains the characteristic data necessary for the processing and evaluation of the electrical signal supplied by the respective transducer 2, e.g. B. the dependence of the electrical signal on the physical quantity (characteristic curve), the optimal operating conditions conditions and permissible operating ranges, the design of the transducer and the sensor, the date of manufacture or date of first use, the measurement accuracy, the manufacturing number and the like are stored for repeated retrieval.
  • the address referred to below as the input address is stored in each data memory, with which the sensor or - in the case of multiple sensors - the desired transducer can be called up externally for outputting the measurement signal, and it also contains, as follows, for each transducer of the sensor Output address is the address which, after the relevant sensor or transducer is called up using the address input signal together with the measurement signal and the stored characteristic data, is also output as the address output signal in order to signal to the point calling the sensor or transducer which of the ver various transducers has been called up effectively, thereby enabling the check to be made as to whether the sensor or transducer which signals the call by the address input signal is actually the one whose call was intended.
  • Each sensor 1 is connected via a coupling device 5 assigned to it to a data transmission line DU common to all sensors 1, which monitors the address input signals appearing on this data transmission line and after receiving an address input signal which is characteristic of a sensor assigned to it and which belongs to this sensor , information consisting of the measurement signal, the characteristic data and the address output signal as data record in the data transmission line DU feeds.
  • a plurality of evaluation units 6 are connected in parallel to the same long-distance data line DU, which can be far away from the sensors 1 and from each other and each of which is capable of sending out the various address input signals via the data transmission line DU.
  • the address input signals sent out by the evaluation units 6 are received in parallel by all coupling devices 5, each coupling device comparing the respectively received address input signals with the input addresses stored in the data memories 3 of the sensors 1 assigned to them and if the received input address matches with a stored input address of an associated sensor switches it through to the data transmission line, whereupon the called sensor outputs the data record described above.
  • This data record is now received by the evaluation unit 6, from which the sensor 1 was started, and evaluated in it.
  • the calling evaluation unit receives all the information that enables it to process the measurement signal delivered by the called sensor in a desired manner without the calling evaluation unit having to have permanent knowledge of the special features of the individual sensors, i.e. the characteristic data of the sensors must be stored permanently available in the evaluation unit. This simplifies the system considerably and is extremely flexible.
  • the data record supplied by the individual sensors also enables control of the safe calling of the sensor 1 to be switched on, based on the address output signal of each evaluation unit 6 contained therein.
  • the coupling devices 6 are generally in the spatial vicinity of the sensors to which they are assigned. You can, in principle, as seen lg the sensor in the individual Sen ⁇ o- ren 1 be integrated, however, resulting in an increased effort, especially if the sensor 1 in question has only one measuring ⁇ converter. As shown in the lowest evaluation unit 6 in the drawing, a PC with evaluation software can also be used as the evaluation unit, in particular if a more extensive evaluation, which includes, for example, the detection of long-term trends in the monitored physical quantities, is desired.
  • a mobile evaluation unit referred to in the drawing as a mobile analysis device 8
  • a sensor 11 which can be connected to the data transmission line at any desired location.
  • the one supplied by the measuring transducer 2 or the measuring transducers 2 of the respective sensor 1 also be created when it is generated Rule to digitize the existing measurement signal using an A / D converter before it is output with the other information as a data record.
  • the data memories preferably have, at least in the case of some sensors, separate memory areas for fixed sensor data which are described or stored in a protected manner and for locally specific sensor data which can be rewritten and stored as required and which can then be input at different points in time as required.
  • a binary sensor data format is preferably provided, which can be read in all evaluation units connected to the data transmission network, in order to enable the data sequences to be easily interpreted.
  • a preferred operating mode of the system according to the invention is that the sensors are periodically selected by the evaluation unit in response to the address signals via the coupling devices in a measurement cycle, and the measurement signal by the transducer and the associated evaluation information from the associated memory deliver in the form of the data set to the respective evaluation unit via a controlled measuring time.
  • warnings can be issued and shutdowns can be carried out, for example, if threshold values are exceeded, which can be done with a corresponding design via the data transmission network to which the evaluation units 6, 8 are connected.
  • the information units can be stored in the evaluation units 6 connected to the data network, as long as they are designed, and can be forwarded to other locations at any point in time, without the need for centralized overall monitoring of the entire data network.
  • a PC available at one or the other evaluation point, the variety of data can be made visible over long-term trends and saved long-term.
  • the overall installation outlay in data networks producing and processing measurement signals can be significantly reduced.
  • the continuous cabling of each sensor to a central evaluation unit is not necessary.
  • E ⁇ can e.g.
  • Decentralized monitoring of machines can also be carried out from several evaluation units, which is much less susceptible to faults than large central systems.
  • the data units can be fetched from various evaluation points, possibly with a PC and control or monitoring system.
  • Each evaluation unit can in turn process a large number of sensors for monitoring in a cost-effective manner.
  • the further processing in the entire data transmission network can take place as overall information and is not dependent on sensitive reference values in each evaluation unit (machine change, sensor change, memory value assignment etc.). Data corruption and mix-up of measuring points are also avoided.
  • Special sensor properties that flow into a complex network are defined, for example, by the manufacturer and written into the data memory and are therefore available for every evaluation available without risk of confusion.
  • the previous complex data maintenance in a network can thus be significantly reduced.
  • the entire data processing system which is designed, for example, as a monitoring network, can be adapted to the respective system structure in a way that is optimal in terms of performance and cost.
  • the rigid, cost-intensive central evaluation that has been customary up to now is decentralized and thus designed to be flexible.
  • the network can be built up and expanded step by step with the immediate functionality of individual subsystems and without the existing components having to be changed when new ones are added.
  • the mobile evaluation units 8 discussed above can also be connected to the stationary system, which can process the overall information as well as the permanently connected ones. Coupled on-off-line systems are thus possible very cheaply.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

System zum Erzeugen und Verarbeiten von Meßsignalen mit mindestens einem Sensor (1a-1l) mit mindestens einem Meßwandler (2) zum Umwandeln einer physikalischen Größe in ein deren augenblicklichem Wert entsprechendes elektrisches Meßsignal, ferner mit mindestens einer von dem Sensor/den Sensoren (1a-1l) entfernten Auswerteeinheit (6, 8) zum Auswerten des Meßsignals/der Meßsignale des Sensors (1a-1l) und mit einer Koppelungseinrichtung (5) für jeden Sensor (1a-1l) zum zeitweisen Anschließen des Meßsignals/der Meßsignale des Sensors (1a-1l) an eine zu der Auswertestelle (6, 8) führende Datenübertragungsleitung (DÜ). Jeder Sensor (1a-1l) ist mit einem wiederholt abrufbaren Datenspeicher (3) versehen, in den die Kenndaten des Sensors (1a-1l) und ein für den Sensor (1a-1l) an seiner spezifischen Meßstelle charakteristisches elektronisches Adressenausgangssignal eingespeichert sind. Die Koppeleinrichtungen (5) sind jeweils so eingerichtet, daß sie nach Empfang eines ihnen von einer der Auswerteeinheiten (6, 8) her über die Datenübertragungsleitung (DÜ) zugeführten, für einen zugehörigen Sensor (1a-1l) spezifischen elektronischen Adresseneingangssignals das Meßsignal, die zugehörigen Kenndaten aus dem Datenspeicher (3) und das zugehörige Adressenausgangssignal aus dem Datenspeicher (3) als Datensatz in die Datenübertragungsleitung (DÜ) einspeisen.

Description

Beschreibung System zum Erzeugen und Verarbeiten von Meßsignalen
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zum Erzeugen und Ver¬ arbeiten von Meßsignalen gemäß dem einleitenden Teil des Patent¬ anspruchs 1.
Ein System der im einleitenden Teil des Patentanspruchs 1 genann¬ ten Gattung ist aus DE 43 28 932 AI bekannt. Bei diesem bekannten System sind eine Vielzahl von Sensoren über Koppelstellen fest mit einer einzigen gemeinsamen Auswertestelle verdrahtet, von der aus die verschiedenen Sensoren über die Koppelstellen in einer vor¬ gegebenen Reihenfolge einzeln ansteuerbar sind. Hierfür sind die Koppelstellen so eingerichtet, daß auf einem vorgegebenen, stets gleichbleibenden Ansteuerimpuls hin in der vorgegebenen Reihenfol¬ ge jeweils der nächste Sensor anstelle des vorhergehenden mit der Auswertstelle durchverbunden wird, wodurch die Auswertstelle das von diesem Sensor gelieferte Meßsignal empfängt und auszuwerten vermag.
Aus WO 95/16912 ist es des weiteren bekannt, ein elektrisches Bau¬ element, z.B. eine Meßspulenanordnungen für die Wirbelstromprü¬ fung, mit einem mit ihm zu einer Einheit zusammengefaßten Daten¬ speicher zu versehen, in dem die Kenndaten des Bauelements, die für die Auswertung der von diesem gelieferten Meßsignale in einer zugehörigen Auswerteeinrichtung benötigt werden, wiederholt über eine Schnittstelle von einer zugehörigen Auswertesteile her abruf- bar gespeichert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System gemäß dem einleitenden Teil des Patentanspruchs 1 zu schaffen, in dem jeder beliebige Sensor von einer Vielzahl von fernen Auswertestellen her
ORIGINAL UNTERLAGEN zu beliebigen Zeitpunkten zwecks Lieferung des Meßsignals aufruf¬ bar und mit der anrufenden Auswertestelle verbindbar ist und die letztere das von dem Sensor gelieferte Meßsignal danach auszuwer¬ ten vermag, ohne daß die hierfür nötigen Kenndaten des Sensors permanent an der Auswertestelle bereitgehalten werden müssen.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst .
Bei dem erfindungsgemaßen System steht jeder betriebsbereite Sen¬ sor über die ihm zugeordnete Koppeleinrichtung mit einem elektro¬ nisches Datenübertragungsnetz in Verbindung, an daε eine Vielzahl von fernen Auswerteeinheiten angeschlossen ist. Diese Auswerte- einheiten sind zur Aussendung einer Vielzahl von Adressenεignalen eingeichtet, die den einzelnen Sensoren zugeordnet sind. Die Kop¬ peleinrichtungen fragen die von den Auswerteeinheiten ausgesen¬ deten Adresseneingangssignale auε dem Datenübertragungsnetz ab und speisen nach Empfang eines für einen zugehörigen Sensor spezifi¬ schen Adresseneingangssignals das Meßεignal und zusammen mit die¬ sem die in dem Datenspeicher abgespeicherten, für die Auswertung in der Auswerteeinheit benötigten Kenndaten des Sensors in daε Datenübertragungsnetz ein und liefern diese Information über die¬ ses an die anrufende Auswerteeinheit . Zusammen mit dem Meßsignal und den Kenndaten wird von dem aufgerufenen Sensor her auch noch ein Adressenausgangssignal über das Datenübertragungsnetz an die aktive Auswertstelle ausgegeben, daε dieser bestätigt, daß tat¬ sächlich der gewünschte Sensor aufgerufen worden ist. Das Meßsi- gnal, die Kenndaten aus dem Datenspeicher und das zugehörige Adressenausgangsεignal aus dem Datenspeicher werden über die zu¬ gehörige Koppeleinrichtung jeweils als Datensatz in das Datenüber¬ tragungsnetz eingespeist.
Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltun¬ gen des Systems gemäß Patentanspruch 1.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung gibt das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Systems zum Erzeugen und Verarbeiten von Meßsignalen wieder.
In der Zeichnung sind links übereinander drei Meßobjekte 4 darge¬ stellt, die voneinander mehr oder minder weit entfernt sein kön¬ nen. Es kann sich um Meßobjekte der verschiedensten Art handeln, z. B. einzelne Maschinen in einer Maschinenhalle, die auf ver¬ schiedene Zustände, z.B. Temperatur, Vibration, Drehzahl und an¬ derweitige physikalische Größen, die einer Überwachung bedürfen, überwacht werden müssen. Bei den Meßobjekten 4 kann es sich aber auch um weit voneinander entfernte Objekte, zj. B. Wetterbeobach¬ tungsstationen, Hochwasserfrühwarnstationen, Stationen zum Erfas¬ sen von Umweltverschmutzungen und eine Vielzahl anderweitiger Meßobjekte handeln, an denen physikalische Größen auftreten, deren augenblicklicher Wert mittels eines Meßwandlers in ein entspre¬ chendes elektrisches Signal umwandelbar ist. Im Ausführungsbei¬ spiel gemäß der Zeichnung ist angenommen, daß bei jedem Meßobjekt 4 mehrere Meßstellen vorhanden sind, denen jeweils ein eigener Sensor la - lk zugeordnet ist. Diese Sensoren sind bei den Me߬ objekten 4 fest an der Meßstelle angebracht und weisen, wie bei den Sensoren lf und lg im einzelnen wiedergegeben, mindestens je einen Meßwandler 2 und einen Datenspeicher 3 für jeden Meßwandler 2 auf .
Wie beim Sensor lg dargestellt, kann ein einzelner Sensor auch mit mehreren Meßwandlern 2 versehen sein, denen ein gemeinsamer Daten¬ speicher 3 zugeordnet ist . Ein Mehrfachsensor wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn an einer Meßstelle gleichzeitig mehrere verschiedene physikalische Größen zu überwachen sind.
In jedem einem Meßwandler zugeordneten Datenspeicher 3 sind vom Hersteller des Sensors oder auch -in einem Initialisierungspro- zess- vom Anwender die für die Verarbeitung und Auswertung des von dem jeweiligen Meßwandler 2 gelieferten elektrischen Signals nöti¬ gen Kenndaten, z. B. die Abhängigkeit des elektrischen Signals von der physikalischen Größe (Kennlinie) , die optimalen Betriebsbedin- gungen und zulässigen Betriebsbereiche, die Bauform des Meßwand¬ lers und des Sensors, das Herstellungsdatum oder Datum des ersten Einsatzes, die Meßgenauigkeit, die Fabrikationsnummer und derglei¬ chen mehr für einen wiederholten Abruf abgespeichert. Darüber hinaus ist in jedem Datenspeicher die nachstehend als Eingangs- adresse bezeichnete Adresse abgespeichert, mit der der Sensor bzw. - bei Mehrfachsensoren - der gewünschte Meßwandler extern zur Ausgabe des Meßsignals abrufbar ist, und er enthält des weiteren für jeden Meßwandler deε Sensors eine nachstehend als Ausgangε- adresse bezeichnete Adresse, die nach Aufruf des betreffenden Sensors bzw. Meßwandlers mittels der Adressweneingangsignals zu¬ sammen mit dem Meßεignal und den abgespeicherten Kenndaten als Adresεenausgangεεignal mit ausgegeben wird, um der den Senεor bzw. Meßwandler aufrufenden Stelle zu signalisieren, welcher der ver¬ schiedenen Meßwandler wirksam aufgerufen wurde und damit die Über¬ prüfung zu ermöglichen, ob der sich auf den Aufruf durch das Adresseneingangssignal meldende Sensor bzw. Meßwandler auch tat¬ sächlich derjenige ist, dessen Aufruf beabsichtigt war.
Es ist prinzipiell möglich, als Eingangsadresse und als Auεgangs- adresse den gleichen Adressencode zu verwenden.
Bei Sensoren mit mehreren Meßwandlern 2 und einem diesen zugeord¬ neten Speicher 3 mit gesonderten Speicherbereichen für die ver¬ schiedenen Kenndaten der Meßwandler 2 kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch vorgesehen sein, die einzel- nenen Meßsignale mit den jeweilig zugehörigen gespeicherten Daten nach Aufruf des Senεors getaktet nacheinander auszugeben.
Jeder Sensor 1 ist über eine ihm zugeordnete Koppelungseinrichtung 5 an eine allen Sensoren 1 gemeinsame Datenubertragungsleitung DU angeschlosεen, die die auf dieser Datenübertragungsleitung auf¬ tretenden Adresεeneingangssignale überwacht und nach Empfang eineε Adresseneingangsεignals, das für einen ihr zugeordneten Sensor charakteriεtisch ist, die zu diesem Sensor gehörende, auε dem Meßsignal, den Kenndaten und dem Adressenausgangssignal bestehende Information alε Datensatz in die Datenübertragungεleitung DU ein- speist .
An die gleiche Datenfernleitung DU sind parallel eine Vielzahl von Auswerteeinheiten 6 angeschlossen, die von den Sensoren 1 und von¬ einander weit entfernt sein können und von denen jede zur Aussen¬ dung der verschiedenen Adresseneingangεsignale über die Datenüber¬ tragungsleitung DU fähig ist. Die von den Auswerteeinheiten 6 ausgesendeten Adresseneingangssignale werden von allen Koppelungs¬ einrichtungen 5 parallel empfangen, wobei jede Koppelungseinrich¬ tung die jeweils empfangenen Adresseneingangssignale mit den in den Datenspeichern 3 der ihr zugeordneten Sensoren 1 abgespeicher¬ ten Eingangsadressen vergleicht und bei Übereinstimmung der emp¬ fangenen Eingangsadresse mit einer abgespeicherten Eingangsadresse eines zugehörigen Sensors diesen zur Datenübertragungsleitung durchschaltet, woraufhin der aufgerufene Sensor den oben geschil¬ derten Datensatz ausgibt. Dieser Datensatz wird nunmehr von der Auεwerteeinheit 6, von der der Aufruf des Sensors 1 ausgegangen ist, empfangen und in dieser ausgewertet. Mit dem Datensatz erhält die anrufende Auswerteeinheit alle Informationen, die es ihr er¬ möglichen, das von dem aufgerufenen Sensor gelieferte Meßsignal in einer gewünschten Weise zu verarbeiten, ohne daß die anrufende Auswerteeinheit permanent Kenntnis von den Besonderheiten der einzelnen Sensoren haben muß, d.h. die Kenndaten der Sensoren in der Auεwerteeinheit permanent verfügbar abgespeichert sein müssen. Dadurch wird das System erheblich vereinfacht und ist überaus flexibel. Wie bereits erwähnt, ermöglicht der von den einzelnen Sensoren gelieferte Datensatz aufgrund des in ihm enthaltenen Adressenausgangssignals einer jeden Auswerteeinheit 6 auch die Kontrolle über den sicheren Aufruf des anzuschaltenden Sensors 1.
Die Koppelungseinrichtungen 6 befinden sich in der Regel in räum¬ licher Nähe der Sensoren, denen sie zugeordnet sind. Sie können prinzipiell, wie beim Sensor lg zu sehen, in die einzelnen Senεo- ren 1 integriert sein, was allerdings zu einem erhöhten Aufwand führt, insbesondere, wenn der betreffende Sensor 1 nur einen Me߬ wandler aufweist. Wie bei der in der Zeichnung untersten Auswerteeinheit 6 darge¬ stellt, kann als Auswerteeinheit auch ein PC mit Auεwerte-Software eingesetzt werden, insbesondere wenn eine umfangreichere Auswer¬ tung, die z.B. die Feststellung von Langzeittrends bei den über¬ wachten physikalischen Größen mit umfaßt, erwünscht iεt.
In besonderen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, eine mobile, in der Zeichnung als mobiles Analysegerät 8 bezeichnete Auswerteein¬ heit ggf. mit einem Sensor 11 vorzusehen, die an einer beliebigen Stelle umsetzbar an die Datenübertragungsleitung angeschlossen werden kann. n
J
Wegen der digitalen Struktur der Kenndaten und des Adressenaus- gangεεignalε in dem von den einzelnen Sensoren 1 nach Aufruf aus¬ gegebenen Datensatz empfiehlt es sich, auch das von dem Meßwandler 2 bzw. den Meßwandlern 2 des jeweiligen Sensors 1 gelieferte, bei der Entstehung in der Regel analog vorliegende Meßsignal zunächst mittels eines A/D-Umsetzers zu digitalisieren, bevor es mit den anderen Informationen als Datensatz ausgegeben wird.
Die Datenspeicher haben vorzugsweise zumindest bei einigen Senso¬ ren getrennte Speicherbereiche für fixe geschützt beschriebene bzw. gespeicherte Sensorkenndaten und für lokal spezifische und bei Bedarf neu beschreibbare und speicherbare Sensorkenndaten, die dann nach Bedarf zu verschiedenen Zeitpunkten an verschiedenen Stellen jeweils eingegeben werden können.
Vorzugsweise wird ein binäres Sensordatenformat vorgesehen, das in allen an das Datenübertragungsnetz angeschlossenen Auswerteein¬ heiten lesbar ist, um zu ermöglichen, daß die Datensequenzen ein¬ fach interpretierbar sind.
Eine bevorzugte Betriebsart des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, daß die Sensoren auf die Adresεensignale hin über die Kop¬ peleinrichtungen in einem Meßzykluε von der Auswerteeinheit peri¬ odisch angewählt werden und das Meßsignal vom Meßwandler her und die dazugehörigen Auswerteinformationen vom zugehörigen Speicher her in Form des Datensatzes über eine gesteuerte Meßzeit an die jeweilige Auswerteeinheit liefern. Mittelε der Auswerteinformatio¬ nen können die Pegelwerte der Meßgröße berechnet und beispiels¬ weise mit Alarmwerten verglichen werden. Auf dieser Grundlage können beispielsweise bei Schwellwertüberschreitungen Warnungen ausgegeben und Abschaltungen vorgenommen werden, was bei entspre¬ chender Gestaltung über das Datenübertragungsnetz, an das die Auswerteinheiten 6, 8 angeschlossen sind, geschehen kann.
Die Informationseinheiten (Datensätze) können in den an das Daten¬ netz angeschlossenen Auswerteinheiten 6 bei entsprechender Gestal¬ tung von diesen beliebig lange gespeichert und auch zu beliebigen Zeitpunkten an andere Stellen weitergeleitet werden, ohne daß eine zentrale GesamtÜberwachung des ganzen Datennetzes nötig ist . In einem an der einen oder anderen Auswertstelle vorhandenen PC kann bei Bedarf die Datenvielfalt über Langzeittrends hinweg sichtbar gemacht und langzeit-gespeichert werden. Durch den erfindungεgemäß vorgesehenen dezentralen Netzbetrieb kann der gesamte Installa¬ tionsaufwand in Meßsignale erstellenden und verarbeitenden Daten¬ netzen wesentlich reduziert werden. Es entfällt die durchgehende Verkabelung jedes Sensors zu einer zentralen Auswerteeinheit. Eε kann in dem Netz z.B. eine dezentrale Überwachung von Maschinen auch von mehreren Auswerteinheiten aus erfolgen, die wesentlich weniger störanfällig ist als große Zentralsysteme. Je nach Infor¬ mationsbedarf können von verschiedenen Auswertestellen ggf. mit PC und Steuer- oder Überwachungssystem die Dateneinheiten abgeholt werden. Jede Auswerteinheit kann wiederum kostengünstig eine Viel¬ zahl von Sensoren informationsmäßig zur Überwachung verarbeiten. Die Weiterverarbeitung im gesamten Datenübertragungsnetz kann als Gesamtinformation erfolgen und ist nicht auf anfällige Referenz¬ werte in jeder Auswerteeinheit angewieεen (Maschinenwechsel, Sen¬ sorwechsel, SpeicherwertZuordnung etc.) . Datenverfälschungen und Meßstellenverwechslungen werden damit ebenso vermieden.
Spezielle Sensoreigenschaften, die in ein komplexes Netz einflie¬ ßen, werden beispielsweise beim Hersteller definiert und in den Datenεpeicher geschrieben und stehen damit zu jeder Auswertung ohne Verwechslungsgefahr zur Verfügung. Die bisherige aufwendige Datenpflege in einem Netz kann damit wesentlich reduziert werden. Das gesamte z.B. als Überwachungsnetz konzipierte Datenverarbei¬ tungssystem kann leistungε- und kostenoptimal der jeweiligen An¬ lagestruktur angepaßt werden. Die bisher übliche starre koεten- inmtenεive zentrale Auswertung wird dezentralisiert und so flexi¬ bel gestaltet.
Daε Netz kann εchrittweiεe aufgebaut und erweitert werden bei sofortiger Funktionsfähigkeit von einzelnen Teilsystemen und ohne daß die vorhandenen Komponenten geändert werden müssen, wenn neue hinzukommen. An daε stationäre System können für spezielle oder unabhängige Messungen auch die oben bereitε erörterten mobilen Auεwerteeinheiten 8 angeschlossen werden, die ebenso die Geεamtin- formation weiterverarbeiten können, wie die fest angeschlossenen. Gekoppelte On-Off-linesyεteme sind damit sehr günstig möglich.

Claims

Patentansprüche
1. System zum Erzeugen und Verarbeiten von Meßεignalen mit min¬ destenε einem Sensor (la - 11) , der mindestenε einen Meßwand¬ ler (2) zum Umwandeln einer phyεikalischen Größe in ein deren augenblicklichem Wert entsprechendes elektrisches Meßsignal aufweist, ferner mit mindestens einer von dem Sensor/den Sensoren (la -11) entfernten Auswerteeinheit (6, 8) zum Aus¬ werten des Meßsignalε/der Meßεignale des Sensors (la -11) und mit einer Koppelungseinrichtung (5) für jeden Sensor (la -11) zum zeitweisen Anschließen des Meßsignals/der Meßsignale des Senεors (la -11) an eine zu der Auswertestelle (6, 8) führen¬ de Datenübertragungsleitung (DU) , dadurch gekennzeichnet, daß
a) jeder Senεor (la-11) über die Koppelungseinrichtung (5) an eine elektronische Datenübertragungsleitung (DU) anεchließbar iεt, die von einer Vielzahl von fernen Auswerteeinheiten (6, 8) zur Verarbeitung des Meßsignals benutzbar ist,
b) jeder Sensor (la -11) )hierfür mit einem wiederholt abrufbaren Datenspeicher (3) versehen ist, in den
aa) die Kenndaten des Sensors (la -11) , die für eine unabhängige Auswertung des/der von dem Meßwandler/- den Meßwandlern (2) des Sensors (la -11) geliefer¬ ten Meßsignals/Meßsignale an den Auswerteeinheiten (6, 8) nötig sind, und
bb) ein für den Sensor (la -11) an seiner spezifischen Meßstelle charakteristisches elektronisches Adres¬ senausgangssignal eingespeichert sind, und
c) die Koppeleinrichtungen (5) jeweils so eingerichtet sind, daß sie nach Empfang eineε ihnen von einer der Auswerteeinheiten (6, 8) her über die Datenübertragungs- leitung (DU) zugeführten, für einen zugehörigen Sensor (la -11) spezifischen elektronischen Adresseneingangs- Signals das Meßsignal, die zugehörigen Kenndaten aus dem Datenspeicher (3) und das zugehörige Adressenausgangεεi- gnal aus dem Datenspeicher (3) alε Datensatz in die Datenübertragungsleitung (DU) einspeisen.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Adressenausgangsεignal und das Adresseneingangssignal iden¬ tisch sind.
3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeich¬ net durch eine Einrichtung zum Digitalisieren des Meßsignals vor dem Einspeisen in die Datenübertragungsleitung (DU) .
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Datenspeicher (3) getrennte Speicherbe¬ reiche für fixe geschützt beschriebenen Sensorkenndaten und für lokal spezifische und neu beschreibbare Sensorkenndaten haben.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das binäre Sensordatenformat in a. len an die Datenübertragungsleitung angeschlossenen Auswerteeinhei¬ ten (6, 8) lesbar ist und die Datensequenzen interpretierbar sind.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung (5) und der zugehöri¬ ge Sensor (lg) zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.
7. System nach einem der vorhergehenden Anεprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Sensor (lg) mehrere Meßwandler (2) für unterschiedliche physikalische Größen und einen diesen Me߬ wandlern (2) gemeinsamen Datenspeicher (3) mit gesonderten Speicherbereichen für die verschiedenen Kenndaten der Me߬ wandler (2) aufweist und die einzelnen Meßsignale getaktet nacheinander mit den jeweilig zugehörigen gespeicherten Daten ausgebbar sind.
PCT/EP1995/004640 1995-11-24 1995-11-24 System zum erzeugen und verarbeiten von messsignalen WO1997020447A1 (de)

Priority Applications (2)

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