EP0244808A1 - Arrangement for signal transmission in a measuring arrangement - Google Patents
Arrangement for signal transmission in a measuring arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- EP0244808A1 EP0244808A1 EP87106454A EP87106454A EP0244808A1 EP 0244808 A1 EP0244808 A1 EP 0244808A1 EP 87106454 A EP87106454 A EP 87106454A EP 87106454 A EP87106454 A EP 87106454A EP 0244808 A1 EP0244808 A1 EP 0244808A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- wire line
- signal
- transmitter
- communication
- interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/16—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Signalübertragung in einer Meßanordnung mit einem Meßumformer, der mit einem entfernt davon angeordneten Auswertegerät durch eine Zweidrahtleitung verbunden ist, über die einerseits die für den Betrieb des Meßumformers erforderliche Gleichstromenergie vom Auswertegerät zum Meßumformer und andrerseits das die Meßgröße darstellende Meßwertsignal vom Meßumformer zum Auswertegerät übertragen werden, wobei der Meßumformer mit der Zweidrahtleitung über eine Meßumformer-Schnittstelle verbunden ist, welche die vom Meßumformer benötigte Gleichstromenergie aus der Zweidrahtleitung entnimmt und das Meßwertsignal an die Zweidrahtleitung anlegt, und wobie das Auswertegerät mit der Zweidrahtleitung über eine Auswerte-Schnittstelle verbunden ist, die zum Anlegen der Versorgungsgleichspannung an die Zweidrahtleitung und zum Empfang des über die Zweidrahtleitung übertragenen Meßwertsignals ausgebildet ist, und mit wenigstens einer Kommunikationseinheit, die über eine Kommunikations-Schnittstelle parallel zum Meßumformer an die Zweidrahtleitung anschließbar ist, wobei in der Meßumformer-Schnittstelle, in der Auswerte-Schnittstelle und in jeder Kommunikations-Schnittstelle jeweils eine Kommunikations-Schnittstellenschaltung vorhanden ist, die einen Signalgeber zum Senden eines vom Meßwertsignal unterscheidbaren Kommunikationssignals über die Zweidrahtleitung und einen Signalempfänger zum Empfang der von anderen Kommunikations-Schnittstellenschaltungen kommenden Kommunikationssignale enthält.The invention relates to an arrangement for signal transmission in a measuring arrangement with a transmitter, which is connected to a remote evaluation device by a two-wire line, on the one hand the DC energy required for the operation of the transmitter from the evaluation device to the transmitter and on the other hand the measured value signal representing the measured variable from Transmitters are transmitted to the evaluation device, the transmitter being connected to the two-wire line via a transmitter interface, which takes the direct current energy required by the transmitter from the two-wire line and applies the measured value signal to the two-wire line, and the evaluation device with the two-wire line via an evaluation interface is connected, which is used to apply the DC supply voltage to the two-wire line and Reception of the measured value signal transmitted via the two-wire line is formed, and with at least one communication unit which can be connected to the two-wire line in parallel with the transmitter via a communication interface, in each case in the transmitter interface, in the evaluation interface and in each communication interface there is a communication interface circuit which contains a signal transmitter for transmitting a communication signal distinguishable from the measured value signal via the two-wire line and a signal receiver for receiving the communication signals coming from other communication interface circuits.
Meßanordnungen, bei welchen der Meßumformer und das Auswertegerät räumlich voneinander getrennt und nur durch eine Zweidrahtleitung miteinander verbunden sind, werden sehr weitgehend verwendet. Durch die Kommunikationseinheit, die zusätzlich an die Zweidrahtleitung anschließbar ist und Kommunikationssignale über die Zweidrahtleitung senden und empfangen Kann, ist es isbesondere möglich, am Ort des Meßumformers order auch von einer anderen Stelle aus Abgleich-, Einstell-, Überprüfungs- oder Wartungsarbeiten unter Ausnutzung des Auswertegeräts durchzuführen. Die Kommunikationseinheit ist beispielsweise ein taschenrechnerähnliches Gerät mit einer Tastatur und mit einer numerischen oder alphanumerischen Anzeige. Durch Betätigung der Tastatur kann die Bedienungsperson die benötigten Informationen vom Auswertegerät abrufen, und die als Antwort auf die Abfrage vom Auswertegerät übermittelten Information werden auf der Anzeige der Kommunikationseinheit sichtbar gemacht. Die für diesen Informationsaustausch übertragenen Kommunikationssignale sind Impulsfolgen, die über die Zweidrahtleitung gehen und entsprechend den zu übertragenden Informationen moduliert sind. Dabei besteht das Problem, daß das Meßwertsignal durch die Kommunikationssignale beeinträchtigt oder gestört werden kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Energie für die Kommunikationssignale aus der gleichen, im Auswertegerät enthaltenen Energiequelle entnommen wird, die auch die Gleichstromenergie für den Meßumformer und die Energie für die Meßwertsignale liefert, wie es bei den allgemein üblichen Meßanordnungen der Fall ist, bei denen das Meßwertsignal durch einen zwischen 4 und 20 mA veränderlichen Gleichstrom gebildet ist, der auch den Versorgungsgleichstrom für den Meßumformer enthält. Eine weitere Einschränkung bekannter Anordnungen dieser Art besteht in den begrenzten Kommunikationsmöglichkeiten; gewöhnlich können die Kommunikationseinheiten nur mit einer Gegenstelle, beispielsweise mit dem Auswertegerät, Informationen austauschen.Measuring arrangements in which the transmitter and the evaluation device are spatially separated from one another and are only connected to one another by a two-wire line are used very extensively. The communication unit, which can also be connected to the two-wire line and can send and receive communication signals via the two-wire line, makes it possible, in particular, to carry out adjustment, setting, checking or maintenance work at the location of the transmitter or from another location using the Perform evaluation device. The communication unit is, for example, a calculator-like device with a keyboard and with a numeric or alphanumeric display. By actuating the keyboard, the operator can call up the required information from the evaluation device, and the information transmitted in response to the query from the evaluation device is made visible on the display of the communication unit. The communication signals transmitted for this information exchange are pulse sequences which go over the two-wire line and are modulated in accordance with the information to be transmitted are. The problem here is that the measured value signal can be impaired or disturbed by the communication signals. This applies in particular if the energy for the communication signals is taken from the same energy source contained in the evaluation device, which also supplies the direct current energy for the transmitter and the energy for the measured value signals, as is the case with the generally customary measuring arrangements in which the measured value signal is formed by a direct current which is variable between 4 and 20 mA and which also contains the supply direct current for the transmitter. Another limitation of known arrangements of this type is the limited communication options; Usually, the communication units can only exchange information with a remote station, for example with the evaluation device.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, bei welcher beliebig viele an die Zweidrahtleitung angeschlossen Teilnehmerstellen, zu denen auch der Meßumformer und das Auswertegerät gehören, miteinander Kommunikationssignale austauschen können, ohne daß dadurch die gleichzeitige Übertragung des Meßwertsignals über die gleiche Zweidrahtleitung gestört oder beeinträchtig wird.The object of the invention is to provide an arrangement of the type specified in the introduction, in which any number of subscriber stations connected to the two-wire line, which also include the transmitter and the evaluation device, can exchange communication signals with one another, without the simultaneous transmission of the measured value signal over the same two-wire line is disturbed or impaired.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Signalgeber jeder Kommunikations-Schnittstellenschaltung zur impulsförmigen Verringerung der Versorgungsgleich-spannung auf der Zweidrahtleitung gemäß einer das Kommunikationssignal darstellenden Pulsmodulation ausgebildet ist, und daß der Signalempfänger jeder Kommunikations-Schnittstellenschaltung auf die impulsförmigen Spannungsänderungen auf der Zweidrahtleitung anspricht.According to the invention, this object is achieved in that the signal transmitter of each communication interface circuit for pulse-shaped reduction of the DC supply voltage on the two-wire line is designed according to a pulse modulation representing the communication signal, and in that the signal receiver of each communication interface circuit is adapted to the pulse-shaped voltage changes on the two-wire line appeals.
Bei der Signalübertragungsanordnung nach der Erfindung beeinflußt der Signalgeber jeder Kommunikations-Schnittstellenschaltung impulsweise die vom Auswertegerät an die Zweidrahleitung angelegte Spannung, und die dadurch auf der Zweidrahtleitung auftretenden impulsförmigen Spannungsänderungen können von den Signalempfängern aller Kommunikations-Schnittstellenschaltungen empfangen werden. Es besteht somit keine Einschränkung hinsichtlich der Anzahl und der Art der an die Zweidrahtleitung angeschlossenen Teilnahmerstellen. Insbesondere kann eine Kommunikationseinheit nicht nur mit dem Meßumformer oder dem Auswerte-gerät in Verbindung treten, sondern auch mit weiteren, an die gleiche Zweidrahtleitung angeschlossenen Kommunikationseinheiten. Es ist besonders vorteilhaft, daß auch der Meßumformer und das Auswertegerät, unabhängig vom Vorhandensein einer Kommunikationseinheit, zusätzlich zu der Übertragung des Meßwertsignals noch Kommunikationssignale in beiden Übertragungsrichtungen austauschen können. Dadurch kann der Meßumformer zum Auswertegerät zusätzliche Informationen liefern, die für die Auswertung des Meßwertsignals und für die Überwachung des Betriebs des Meßumformers verwendet werden können, und das Auswertegerät kann den Betrieb des Meßumformers durch Steuersignale beeinflussen.In the signal transmission arrangement according to the invention, the signal transmitter of each communication interface circuit impulses the voltage applied by the evaluation device to the two-wire line, and the pulse-shaped voltage changes that occur on the two-wire line can be received by the signal receivers of all communication interface circuits. There is therefore no restriction with regard to the number and type of subscriber locations connected to the two-wire line. In particular, a communication unit can not only connect to the transmitter or the evaluation device, but also to other communication units connected to the same two-wire line. It is particularly advantageous that the transmitter and the evaluation device, regardless of the presence of a communication unit, can also exchange communication signals in both transmission directions in addition to the transmission of the measured value signal. As a result, the transmitter can supply the evaluation device with additional information which can be used for evaluating the measurement signal and for monitoring the operation of the transmitter, and the evaluation device can influence the operation of the transmitter by means of control signals.
Da alle Kommunikationssignale impulsförmige Spannungsänderungen sind, können sie vom Meßwertsignal eindeutig unterschieden werden, wenn das Meßwertsignal durch ein Stromsignal gebildet ist, wie es insbesondere bei dem genormten Meßwertsignal in Form eines zwischen 4 und 20 mA veränderlichen Gleichstroms der Fall ist. Die Übertragung des Meßwertsignals kann daher ohne Störung oder Beeinträchtigung gleichzeitig mit der Übertragung von Kommunikationssignalen erfolgen.Since all communication signals are pulse-shaped voltage changes, they can be clearly distinguished from the measured value signal if the measured value signal is formed by a current signal, as is the case in particular with the standardized measured value signal in the form of a direct current which can vary between 4 and 20 mA. The measurement signal can therefore be transmitted simultaneously with the transmission of communication signals without interference or impairment.
Schließlich lassen sich die impulsförmigen Spannungsänderungen auf der Zweidrahtleitung mit sehr einfachen und betriebssicheren Schaltungen erzeugen und empfangen. Die Amplitude der impulsförmigen Spannungsänderungen kann sehr groß sein, wodurch eine sehr hohe Störsicherheit der Signalübertragung erzielt wird. Im Grenzfall kann die Spannung auf der Zweidrahtleitung bei jedem Spannungsimpuls durch vollständigen Kurzschluß auf den Wert Null gebracht werden.Finally, the pulsed voltage changes on the two-wire line can be generated and received with very simple and reliable circuits. The amplitude of the pulse-shaped voltage changes can be very large, as a result of which a very high level of interference immunity for the signal transmission is achieved. In the limit case, the voltage on the two-wire line can be brought to zero by a complete short circuit with each voltage pulse.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous refinements and developments of the invention are characterized in the subclaims.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1 das Prinzipschema einer Meßanordnung, bei der die Erfindung anwendbar ist,
- Fig. 2. das Schaltbild der drei Schnittstellen der Meßanordnung von Fig. 1 in näheren Einzelheiten und
- Fig. 3 Diagramme des zeitlichen Verlaufs von Signalen.
- 1 shows the basic diagram of a measuring arrangement in which the invention is applicable,
- Fig. 2. the circuit diagram of the three interfaces of the measuring arrangement of Fig. 1 in more detail and
- Fig. 3 diagrams of the temporal course of signals.
Fig. 1 zeigt eine Meßanordnung mit einem Meßumformer 10, der durch eine Zweidrahtleitung 11 mit einem entfernt davon angeordneten Auswertegerät 12 verbunden ist. Der Meßumformer 10 enthält einen Sensor 13 zur Erfassung einer zu messenden physikalischen Meßgröße (z.B. Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Füllstand) und einen mit dem Sensor 13 verbundenen elektronischen Meßwandler 14, der ein den Augenblickswert der Meßgröße darstellendes elektrisches Signal abgibt. Der Meßumformer 10 enthält keine eigene Energiequelle, sondern bezieht die für seinen Betrieb erforderliche Gleichstomenergie über die Zweidrahtleitung 11 von einer im Auswertegerät 12 enthaltenen Spannungsquelle 15. Über die gleiche Zweidrahtleitung wird ein den Augenblickswert der Meßgröße darstellendes Meßwertsignal vom Meßumformer 10 zum Auswertegerät 12 übertragen. Der Meßumformer 10 ist mit der Zweidrahtleitung 11 über eine Meßumformer-Schnittstelle 16 verbunden, die einerseits die Energeiversorgung des Meßumsetzers 10 aus der Zweidrahtleitung 11 sicherstellt und andererseits das Ausgangssignal des Meßwandlers 14 in ein zur Übertragung über die Zweidrahtleitung 11 geeignetes Meßwertsignal umsetzt. Einer üblichen Technik entsprechend ist das Meßwertsignal der über die Zweidrahtleitung 11 fließende Gleichstrom IM, der sich aus dem Versorgungsgleichstrom I0 des Meßumformers und einem Korrekturstrom IK zusammensetzt. Der Korrekturstrom IK wird gleichfalls der Spannungsquelle 15 entnommen und vom Meßumformer 10 unter Berücksichtigung der jeweiligen Größe des Versorgungsgleichstroms I0 so eingestellt, daß der Gesamtstrom IM zwischen den Stromwerten 4 und 20 mA den zu übertragenden Meßwert darstellt. Schließlich enthält der Meßumformer 10 noch eine Kommunikations-Elektronik 17, die ebenfalls über die Meßumformer-Schnittstelle 16 mit der Zweidrahtleitung verbunden ist.1 shows a measuring arrangement with a
Zur Verbindung des Auswertegeräts 12 mit der Zweidrahtleitung 11 dient eine Auswerte-Schnittstelle 18, die einerseits die Übertragung der vom Meßumformer 10 benötigten Gleichstromenergie von der Spannungsquelle 15 zur Zweidrahtleitung 11 bewirkt und andereseits aus dem über die Zweidrahtleitung 11 fließenden Gesamtstrom IM ein für die Anzeige des Meßwerts oder für eine Weiterverarbeitung geeignetes Signal ableitet. Das Auswertegerät 12 entchält ferner eine Kommunikations-Elektronik 19, die über die Asuwerte-Schnittstelle 18 mit der Zweidrahtleitung 11 verbunden ist.An
In Fig. 1 ist weiterhin eine Kommunikationseinheit 20 dargestellt, die parallel zum Meßumformer 10 an die Zweidrahtleitung 11 angeschlossen und so ausgebildet ist, daß sie mit dem Meßumformer 10 oder mit dem Auswertegerät 12 einen Informationsaustausch durchführen kann, ohne daß der normale Betrieb der Meßanordnung dadurch beeinträchtigt wird. Die Kommunikationseinheit 20 ist ein taschenrechnerähnliches Gerät mit einer Tastatur 21 und einer Digitalanzeige 22 sowie mit der erforderlichen Elektronik für die Signalverarbeitung. Die Verbindung mit der Zweidrahtleitung 11 erfolgt über eine Kommunikations-Schnitt-stelle 23 und eine zweiadrige Anschlußleitung 24, die mittels Anschlußklemmten 25,26 nach Bedarf an die Zweidrahtleitung 11 angeklemmt werden kann.In Fig. 1, a
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Kommunikationseinheit 20 mit einer eigenen Energiequelle (z.B. Batterie) ausgestattet ist. Es wäre jedoch auch möglich, den zur Energieversorgung der Komunikationseinheit erforderlichen Gleichstrom ebenfalls der Spannungsquelle 15 im Auswertegerät 12 über die Zweidrahtleitung zu entnehmen.In the described embodiment, it is assumed that the
Fig. 2 zeigt die Schaltbilder der drei Schnittstellen 16, 18 und 23 von Fig. 1 in nähreren Einzelheiten.Fig. 2 shows the circuit diagrams of the three
In der Meßumformer-Schnittstelle 16 ist die Spannung der Zweidrahtleitung 11 über eine Diode 27 und einen Konstantstromgenerator 28 an die Klemmen eines Kondensators 29 angelegt, dem eine Zenerdiode 30 parallelgeschaltet ist. Die Zenerdiode 30 bestimmmt die Betriebsspannung UB für die Elektronik des Meßumformers. Der Kondensator 29 dient als Energiespeicher, der bei einer Spannungsverringerung oder einem Kurzschluß auf der Zweidrahtleitung 11 die Energieversorgung überbrückt. Die Diode 27 verhindert, daß in diesem Fall der Kondensator 29 über die Zweidrahtleitung 11 entladen wird.In the
Zur Erzeugung eines den Meßwert darstellenden Meßstroms IM enthält die Meßumformer-Schnittstelle 16 einen Nebenschlußzweig 31, der einen steuerbaren Konstantstromgenerator 32 enthält. Über den Nebenschlußzweig 31 fließt ein kontinuierlicher Gleichstrom, der gleichfalls aus der Spannungsquelle 15 entnommen wird und sich auf der Zweidrahtleitung 11 dem Versorgungsgleichstrom I0 überlagert. Der Konstantstromgenerator 32 wird durch ein stetig veränderliches Ausgangssignal des Meßwandlers 14 so gesteuert, daß der über den Nebenschlußzweig 31 fließende Gleichstrom den Korrekturstrom IK bildet, der zusammen mit dem Versorgungsgelichstrom I0 den zwischen 4 und 20 mA veränderlichen Meßstrom IM bildet.In order to generate a measuring current I M representing the measured value, the
Der Konstantstromgenerator 28 liefert den konstanten Versorgungsgleichstrom I0 für die Elektronik des Meßumformers. Der vom Konstantstromgenerator 28 bestimmte Strom wird durch den Konstantsromgenerator 32 kontrolliert oder ist fest auf den Stromwert I0 eingestellt. Die Konstantstromgeneratoren 28 und 32 können in einer Einheit zusammengefaßt werden. Anstelle des Konstantstromgenerators 28 kann auch ein Spannungsregler eingesetzt werden.The constant
In der Auswerte-Schnittstelle 18 ist in den einen Leiter der Zweidrahtleitung 11 ein Widerstand 33 eingefügt, über den der Meßstrom IM=I0+IK fließt. Am Widerstand 33 kann somit eine Spannung abgegriffen werden, die dem Meßstrom IM proportional ist und die Meßwertinformation enthält. Diese Spannung kann zur Anzeige des Meßwerts verwendet oder in beliebiger Weise zur Auswertung der Meßwertinformation verarbeitet werden. Im einfachsten Fall wäre es auch möglich, anstelle des Widerstands 33 in die Zweidrahtleitung einen entsprechend geeichten Strommesser einzufügen, der dann direkt den Meßwert anzeigen würde.In the
Die bisher beschriebenen Teile der Meßumformer-Schnittstelle 16 und der Auswerte-Schnittstelle 18 entsprechen einer üblichen Ausbildung von Meßanordnungen mit Zweidrahtverbindung, bei denen die Meßwertinformation durch einen zwsichen 4 und 20 mA veränderlichen Gleichstrom übertragen wird.The parts of the
Die Kommunikations-Schnittstelle 23 der Kommunikationseinheit 20 besteht im wesentlichen aus einer mit der Elektronik 34 der Kommunikationseinheit verbundenen Kommunikations-Schnittstellenschaltung 40. Eine Kommunikations-Schnittstellenschaltung 50 völlig gleicher Art ist zusätzlich zu den zuvor beschriebenen üblichen Bestandteilen in der Meßumformer-Schnittstelle 16 angeordnet, und die Auswerte-Schnittstelle 18 enthält eine weitere Kommunikations-Schnittstellenschaltung 60 der gleichen Art. Da die drei KommunicationsSchnittstellenschaltungen 40, 50 und 60 den gleichen Aufbau und die gleiche Funktionsweise haben, gilt die folgende Beschreibung der Kommunikations-Schnittstellenschaltung 40 auch für die beiden anderen Kommunikations-Schnittstellenschaltungen 50 und 60.The
Die Kommunikations-Schnittstellenschaltung 40 enthält einen Signalgeber 41 und einen Signalempfänger 42, die über die Anschlußleitung 24 mit der Zweidrahtleitung 11 verbunden sind. In entsprechender Weise enthält die Kommunikations-Schnittstellenschaltung 50 des Meßumformers 10 einen Signalgeber 51 und einen Signalempfänger 52, und die Kommunications-Schnittstellenschaltung 60 des Auswertegeräts 12 enthält einen Signalgeber 61 und einen Signalempfänger 62.The
Der Signalgeber 41 besteht im wesentlichen aus einem gesteuerten Nebenschlußzweig 43, der die Anschlußleitung 24 und somit auch die Zweidrahtleitung 11 überbrückt. In dem Nebenschlußzweig 43 liegt ein Schalter, der bei dem dargestellten Beispiel ein Schalttransistor 44 ist. An die Basis des Schalttransistors 44 wird von der Elektronik 34 ein Steuersignal angelegt, das entsprechend der zu sendenden Information pulsmoduliert ist.The
Wenn der Schalttransistor 44 des Signalgebers 41 stromführend ist, ist die Zweidrahtleitung 11 praktisch kurzgeschlossen, und über den Nebenschlußzweig 43 fließt ein Strom, der aus der Spannungsquelle 15 entnommen wird. Damit dieser Kurzschlußstrom auf einen zulässigen Wert begrenzt wird, ist in der Auswerte-Schnittstelle 18 ein Strombegrenzer 35 in Reihe mit der Spannungsquelle 15 in die Zweidrahtleitung 11 eingefügt. Der Strombegrenzer 35 kann im einfachsten Fall durch einen ausreichend hochohmigen Widerstand gebildet sein, doch wird aus einem später noch erläuterten Grund bei der dargestellten Ausführungsform ein gesteuerter Konstantstromgenerator als Strombegrenzer verwendet.When the switching transistor 44 of the
Infolge des Kurzschlusses bricht die Spannung U auf der Zweidrahtleitung 11 zusammen, so daß sie vom Ruhewert U0 auf den Wert 0 geht. Jedem vom Signalgeber 41 erzeugten Stromimpuls entspricht somit ein negativ gerichteter Spannungsimpuls auf der Zweidrahtleitung 11, wie im Diagramm A von Fig. 3 dargestellt ist, und die Folge dieser Spannungsimpulse ist durch das dem Schalttransistor 44 zugeführte Steuersignal gestaltet.As a result of the short circuit, the voltage U on the two-wire line 11 breaks down, so that it goes from the idle value U 0 to the value 0. Each current pulse generated by the
Anstatt die Zweidrahtleitung 11 durch den Schalttransistor 44 vollständig kurzzuschließen, ist es auch möglich, in Reihe mit dem Schalttransistor 44 einen Widerstand 45 anzuordnen, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. Die Spannung auf der Zweidrahtleitung 11 fällt dann bei jedem Stromimpuls vom Ruhewert U0 auf einen vorgegbenen Spannungswert U₁ ab, der von 0 verschieden ist, wie das Diagramm B von Fig. 3 zeigt.Instead of completely short-circuiting the two-wire line 11 by the switching transistor 44, it is also possible to arrange a
Der Signalempfänger 42 der Kommunikations-Schnittstellenschaltung 40 ist so ausgebildet, daß er auf negativ gerichtete impulsförmige Spannungsänderungen der in den Diagrammen A und B von Fig. 3 dargestaellten Art anspricht. Er weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Schmitt-Trigger 46 auf, dem die Spannung der Zweidraht-leitung 11 über ein aus einem Kondensator 47 und einem Widerstand 48 bestehendes RC-Glied zugefürht wird. Der Schmitt-Trigger 46 spricht daher nur auf impulsförmige Spannungsänderungen auf der Zweidrahtleitung an und setzt diese in ein Digitalsignal um, das der Elektronik 34 zugeführt wird.The
In gleicher Weise erzeugt der Signalgeber 51 in der Kommunikations-Schnittstellenschaltung 50 des Meßumformers 10 unter Steuerung durch die Kommunikations-Elektronik 17 auf der Zweidrahtleitung 11 negativ gerichtete impulsförmige Spannungsänderungen, auf welche der Signalempfänger 42 in der Kommunikationseinheit 20 und der Signalempfänger 62 im Auswertegerät 12 ansprechen, und der Signalgeber 61 in der Kommunikations-Schnittstellenschaltung 60 des Auswertegeräts 12 erzeugt unter Steuerung durch die Kommunikations-Elektronik 19 auf der Zweidrahtleitung 11 negativ gerichtete impulsförmige Spannungsänderungen, auf welche die Signalempfänger 42, 52 der beiden anderen Kommunikations-Schnittstellenschaltungen 40, 50 ansprechen.In the same way, the
Somit können alle an die Zweidrahtleitung 11 angeschlossenen Einheiten nach Belieben miteinander in Verbindung treten und über die Zweidrahtleitung Informationen austauschen. Alle Kommunikations-Schnittstellenschaltungen sind in identischer Weise ausgebildet, und jede Schnittstelle kann die von jeder anderen Schnittstelle gesendeten Kommunikationssignale empfangen. Nach einer an sich bekannten Technik wird durch geeignete codierte Adressensignale erreicht, daß jede Teilnehmerstelle nur die für sie bestimmten Informationen auswertet. Alle Schnittstellen verwenden für die Erzeugung der Kommunikationssignale die gleiche Energiequelle, nämlich die Spannungsquelle 15 im Auswertegerät, und sie erzeugen die Kommunikationssignale in der gleichen Weise, nämlich durch impulsförmige Verringerung der Spannung auf der Zweidrahtleitung. Die Verwendung von Spannungsimpulsen als Kommunikationssignale erlaubt eine klare und eindeutige Unterscheidung von der Meßwertinformation, die durch einen Stromwert dargestellt ist. Die durch die Kommunikationssignale zu übertragenden Informationen (Daten) können z.B. in der Wiederholfrequenz der Spannungsimpulse (Pulsfrequenzmodulation), in codierten Impulsfolgen (Pulscodemodulation) oder auch in einer Kombination dieser beiden Modulationsarten enthalten sein.Thus, all units connected to the two-wire line 11 can connect to one another at will and exchange information via the two-wire line. All communication interface circuits are formed in an identical manner, and each interface can receive the communication signals sent by each other interface. According to a technique known per se, suitable coded address signals ensure that each subscriber station only evaluates the information intended for it. All interfaces use the same energy source for the generation of the communication signals, namely the
Die Anzahl der Teilnehmerstellen, die auf diese Weise miteinander in Verbindung treten können, ist nicht beschränkt. Es ist ohne weiteres möglich, mehrere Kommunikationseinheiten nach Art der Kommunikationseinheit 20 gleichzeitig an die Zweidrahtleitung 11 anzuklemmen. Alle Kommunikationseinheiten können dann mit dem Meßumformer 10, mit dem Auswertegerät 12 und miteinander Informationen austauschen. Die Kommunikationseinheiten machen es insbesondere möglich, von jeder beliebigen Stelle aus Abgleich-, Einstell- oder Überprüfungsarbeiten vorzunehmen, ohne daß der normale Betrieb der Meßanordnung dadurch beeinträchtigt wird. Zusätzlich ist es möglich, den Betrieb des Meßumformers durch Steuersignale zu beeinflussen, die in Form von Kommunikationssignalen vom Auswertegerät kommen, und der Meßumformer kann zum Auswertegerät Datensignale liefern, die es dem Auswertegerät ermöglichen, den Betrieb des Meßumformers zu überwachen. Diese Steuer- und Datensignale können auch von jeder Kommunikationseinheit empfangen werden, die an die Zweidrahtleitung 11 angeklemmt wird.There is no limit to the number of subscriber stations that can connect to each other in this way. It is readily possible to connect a plurality of communication units to the two-wire line 11 at the same time in the manner of the
Der in der Meßumformer-Schnittstelle 16 vorhandene Kondensator 29, der als Energiespeicher wirkt, verhindert in Verbindung mit der Diode 27, daß die kurzen, impulsförmigen Spannungsänderungen auf der Zweidrahtleitung 11 den Betrieb des Meßumformers 10 stören.The
In manchen Fällen kann es als Nachteil angesehen werden, daß der über die Zweidrahtleitung übertragene Meßstrom IM während jedes negativen Spannungsimpulses eines Kommunikationssignals unterbrochen ist. Zur Vermeidung dieser Erscheinung ist in der Auswerte-Schnittstelle 18 von Fig. 2 ein Momentanwertspeicher ("sample & hold") 36 vorgesehen, der fortlaufend den Augenblickswert des Meßstroms IM speichert, der über die Zweidrahtleitung 11 fließt, wenn keine Kommunikationssignale vorhanden sind. Zur Erfassung des Wertes des Meßstroms IM ist in die Leitung ein Widerstand 37 eingefügt, und die am Widerstand 37 abgegriffene Spannung wird dem Momentanwertspeicher 36 zugeführt. Der Ausgang des Momentanwertspeichers 36 ist über einen vom Ausgang des Signalempfängers 62 der Kommunikations-Schnittstellenschaltung 60 gesteuerten Schalter 38 mit einem Stellglied 39 verbunden, das die Einstellung des den Strombegrenzer 35 bildenden Konstantstromgenerators beeinflußt. Der Schalter 38 wird bei jedem Empfang eines Spannungsimpulses geschlossen, und das Stellglied 39 stellt dann den vom Strombegrenzer 35 bestimmten Stromwert auf den im Momentantwertspeicher 36 abgespeicherten Stromwert ein. Somit fließt während jedes Spannungsimpulses über den Widerstand 33 der gleiche Strom wie vor dem Eintreffen des Spannungsimpulses. Da sich der Meßstrom IM in der Regel nur langsam ändert, wird die Anzeige durch die kurzzeitigen Überbrückungen nicht merklich verfälscht.In some cases it can be considered a disadvantage that the measuring current I M transmitted via the two-wire line is interrupted during each negative voltage pulse of a communication signal. To avoid this phenomenon, an instantaneous value memory ("sample &hold") 36 is provided in the
Die anhand von Fig. 2 beschriebene Signalübertragung benötigt ein Minimum an Bauteilen für die Signalerzeugung und den Signalempfang. Ferner ist wegen des hohen Signalpegels mit relativ geringer Störanfälligkeit zu rechnen. Schließlich ist die Signalübertragung durch Verringerung der normalen Spannung besonders für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen vorteilhaft, wo eine Signalübertragung durch impulsförmige Spannungserhöhungen Probleme verursachen kann.The signal transmission described with reference to FIG. 2 requires a minimum of components for the signal generation and the signal reception. Furthermore, due to the high signal level, relatively low susceptibility to interference is to be expected. Finally, signal transmission by reducing the normal voltage is particularly advantageous for use in potentially explosive environments, where signal transmission can cause problems due to pulsed voltage increases.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863615463 DE3615463A1 (en) | 1986-05-07 | 1986-05-07 | ARRANGEMENT FOR TRANSMITTING SIGNALS IN A MEASURING ARRANGEMENT |
DE3615463 | 1986-05-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0244808A1 true EP0244808A1 (en) | 1987-11-11 |
Family
ID=6300350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP87106454A Withdrawn EP0244808A1 (en) | 1986-05-07 | 1987-05-05 | Arrangement for signal transmission in a measuring arrangement |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0244808A1 (en) |
JP (1) | JPS63500831A (en) |
DE (1) | DE3615463A1 (en) |
WO (1) | WO1987007064A1 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0273506A1 (en) * | 1986-12-16 | 1988-07-06 | North American Philips Corporation | Two lead bidirectional stepping motor control |
EP0347034A2 (en) * | 1988-06-17 | 1989-12-20 | Hewlett-Packard Company | Improved sensor |
DE3842484A1 (en) * | 1988-12-16 | 1990-06-21 | Bayerische Motoren Werke Ag | Communications device for motor vehicles |
EP0387601A1 (en) * | 1989-03-16 | 1990-09-19 | KNICK ELEKTRONISCHE MESSGERÄTE GMBH & CO. | Signal transmission system |
EP0422663A2 (en) * | 1989-10-13 | 1991-04-17 | Hitachi, Ltd. | Communicator for field instruments and method of supplying power to this communicator |
EP0591926A2 (en) * | 1992-10-05 | 1994-04-13 | Fisher Controls International, Inc. | Communication system and method |
EP0744724A1 (en) * | 1995-05-24 | 1996-11-27 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Device for power supply by wire of a signal transmitter by the signal receiver |
DE19905071A1 (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-10 | Siemens Ag | Transmitter and method for diagnosing the supply of a transmitter |
US6272446B1 (en) | 1995-12-22 | 2001-08-07 | Bruel & Kjaer Sound & Vibration Measurement A/S | System and a method for measuring a continuous signal |
DE10034684A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Endress Hauser Gmbh Co | Measuring device for measuring a process variable |
US6703943B1 (en) | 1998-09-07 | 2004-03-09 | Robert Lalla | Assembly for signal transfer between a receiving station and a transmitting station as well as for power supply of the transmitting station |
CN108291928A (en) * | 2015-11-24 | 2018-07-17 | 菲尼克斯电气公司 | Induction type current mutual inductor |
WO2022028722A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 | Vega Grieshaber Kg | Electronic device |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3843966A1 (en) * | 1988-12-24 | 1990-06-28 | Heidelberger Druckmasch Ag | DEVICE FOR CONNECTING ADDITIONAL DEVICES |
GB2257787B (en) * | 1991-07-03 | 1994-08-03 | Motorola Inc | Sensor signal conditioning circuit |
DE4123828C2 (en) * | 1991-07-18 | 1997-06-19 | Balluff Gebhard Feinmech | Non-contact proximity switch |
DE4341600C2 (en) * | 1993-12-07 | 1998-08-13 | Ifm Electronic Gmbh | Electronic switching device |
DE19955758A1 (en) * | 1999-11-19 | 2001-05-31 | Infineon Technologies Ag | Communication procedure esp. for motor vehicle revs. sensor |
DE10018706A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-25 | Siemens Ag | Data transmission over two-wire conductor |
DE10037996C2 (en) * | 2000-08-03 | 2003-04-17 | Siemens Ag | Electronic device, in particular field device |
DE10045097B4 (en) * | 2000-09-12 | 2004-05-13 | Siemens Ag | Sensor head, control module and multiple sensor |
DE10046584C2 (en) * | 2000-09-20 | 2003-04-17 | Siemens Vdo Automotive Sas | sensor device |
DE10105473A1 (en) * | 2001-02-05 | 2002-10-10 | Endress & Hauser Gmbh & Co Kg | Device for measuring and / or monitoring a process variable |
DE10113716C2 (en) | 2001-03-19 | 2003-05-08 | Balluff Gmbh | Communication interface for a measuring device |
DE10119471A1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Micronas Gmbh | Method and two-wire sensor for measuring a physical quantity |
WO2002090999A1 (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-14 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Wheel speed sensor arrangement with transmission of additional information |
DE10145520B4 (en) * | 2001-09-14 | 2004-09-09 | Vega Grieshaber Kg | Circuit arrangement for the voltage supply of a two-wire sensor |
DE10146204A1 (en) | 2001-09-19 | 2003-04-10 | Grieshaber Vega Kg | Circuit arrangement for the voltage supply of a two-wire sensor |
DE10325277A1 (en) * | 2003-06-03 | 2005-01-13 | Endress + Hauser Flowtec Ag, Reinach | Variable field device for process automation technology |
EP1594101A1 (en) * | 2004-05-08 | 2005-11-09 | Siemens Schweiz AG | Method and device for control and/or supervision of functional units by power signal modulation |
DE102006055396A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Signal separation unit for a two-wire process control loop |
DE102008022286A1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-11-05 | Lapp Engineering & Co. | Slave communication device for a fieldbus system |
DE102010003221A1 (en) | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Balluff Gmbh | Electronic component for a sensor device, sensor device and method for configuring a sensor device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2521388A1 (en) * | 1975-05-14 | 1976-11-25 | Hartmann & Braun Ag | Digital data transmission circuit - operates between control point and large number of independent measurement points using two wire busbar cct. also used for current supply |
FR2377611A1 (en) * | 1977-01-13 | 1978-08-11 | Endress Hauser Gmbh Co | MEASUREMENT SIGNAL PROCESSING SYSTEM |
EP0101528A1 (en) * | 1982-08-19 | 1984-02-29 | Honeywell Inc. | Improvements in 2-wire analog communication systems |
-
1986
- 1986-05-07 DE DE19863615463 patent/DE3615463A1/en not_active Ceased
-
1987
- 1987-05-05 EP EP87106454A patent/EP0244808A1/en not_active Withdrawn
- 1987-05-07 WO PCT/DE1987/000205 patent/WO1987007064A1/en unknown
- 1987-05-07 JP JP50290087A patent/JPS63500831A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2521388A1 (en) * | 1975-05-14 | 1976-11-25 | Hartmann & Braun Ag | Digital data transmission circuit - operates between control point and large number of independent measurement points using two wire busbar cct. also used for current supply |
FR2377611A1 (en) * | 1977-01-13 | 1978-08-11 | Endress Hauser Gmbh Co | MEASUREMENT SIGNAL PROCESSING SYSTEM |
EP0101528A1 (en) * | 1982-08-19 | 1984-02-29 | Honeywell Inc. | Improvements in 2-wire analog communication systems |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CONTROL AND INSTRUMENTATION, Band 8, Nr. 8, September 1976, Seiten 28,29, London, GB; BB. STEVENS: "Signal transmission put on a pedestal" * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 10, Nr. 113 (E-399)[2170], 26. April 1986; & JP-A-60 249 441 (YOKOKAWA HOKUSHIN DENKI K.K.) 10-12-1985 * |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0273506A1 (en) * | 1986-12-16 | 1988-07-06 | North American Philips Corporation | Two lead bidirectional stepping motor control |
EP0347034A2 (en) * | 1988-06-17 | 1989-12-20 | Hewlett-Packard Company | Improved sensor |
EP0347034A3 (en) * | 1988-06-17 | 1990-11-28 | Hewlett-Packard Company | Improved sensor |
DE3842484A1 (en) * | 1988-12-16 | 1990-06-21 | Bayerische Motoren Werke Ag | Communications device for motor vehicles |
EP0387601A1 (en) * | 1989-03-16 | 1990-09-19 | KNICK ELEKTRONISCHE MESSGERÄTE GMBH & CO. | Signal transmission system |
EP0422663A3 (en) * | 1989-10-13 | 1992-03-25 | Hitachi, Ltd. | Communicator for field instruments and method of supplying power to this communicator |
US5995021A (en) * | 1989-10-13 | 1999-11-30 | Hitachi, Ltd. | Communicator for field instruments and method for supplying power to this communicator |
US6172615B1 (en) | 1989-10-13 | 2001-01-09 | Hitachi, Ltd. | Communicator for field instruments and method of supplying power to this communicator |
EP0422663A2 (en) * | 1989-10-13 | 1991-04-17 | Hitachi, Ltd. | Communicator for field instruments and method of supplying power to this communicator |
EP0591926A2 (en) * | 1992-10-05 | 1994-04-13 | Fisher Controls International, Inc. | Communication system and method |
EP0591926A3 (en) * | 1992-10-05 | 1995-03-01 | Fisher Controls Int | Communication system and method. |
US5451923A (en) * | 1992-10-05 | 1995-09-19 | Fisher Controls International, Inc. | Communication system and method |
US5684451A (en) * | 1992-10-05 | 1997-11-04 | Fisher Controls International, Inc. | Communication system and method |
US5742225A (en) * | 1995-05-24 | 1998-04-21 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Arrangement for signal transmission between a transmitting station and a receiving station |
EP0744724A1 (en) * | 1995-05-24 | 1996-11-27 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Device for power supply by wire of a signal transmitter by the signal receiver |
US6272446B1 (en) | 1995-12-22 | 2001-08-07 | Bruel & Kjaer Sound & Vibration Measurement A/S | System and a method for measuring a continuous signal |
EP0870176B1 (en) * | 1995-12-22 | 2003-03-19 | Brüel & Kjaer Sound & Vibration Measurement A/S | A system and a method for measuring a continuous signal |
US6703943B1 (en) | 1998-09-07 | 2004-03-09 | Robert Lalla | Assembly for signal transfer between a receiving station and a transmitting station as well as for power supply of the transmitting station |
DE19905071A1 (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-10 | Siemens Ag | Transmitter and method for diagnosing the supply of a transmitter |
DE10034684A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Endress Hauser Gmbh Co | Measuring device for measuring a process variable |
US6512358B2 (en) | 2000-07-17 | 2003-01-28 | Endress + Hauser Gmbh + Co. | Measuring device for measuring a process variable |
CN108291928A (en) * | 2015-11-24 | 2018-07-17 | 菲尼克斯电气公司 | Induction type current mutual inductor |
WO2022028722A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 | Vega Grieshaber Kg | Electronic device |
WO2022028701A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 | Vega Grieshaber Kg | Electronic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63500831A (en) | 1988-03-24 |
WO1987007064A1 (en) | 1987-11-19 |
DE3615463A1 (en) | 1987-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0244808A1 (en) | Arrangement for signal transmission in a measuring arrangement | |
EP0744724B1 (en) | Device for power supply by wire of a signal transmitter by the signal receiver | |
DE4021258C2 (en) | Field sensor communication system | |
EP0883097B1 (en) | Device for transmitting signals between a transmitter and a receiver | |
DE2701184A1 (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR TRANSMISSION OF MEASURED VALUE SIGNALS | |
DE3632840C2 (en) | ||
DE3329049C2 (en) | ||
EP0244807A1 (en) | Arrangement for signal transmission in a measuring arrangement | |
DE3330904A1 (en) | Measured-value transmission system | |
EP0035277A1 (en) | Sequential transmission system for connecting without addressing a plurality of subscribers to an exchange | |
EP0187317B1 (en) | Measuring equipment with resistance measurement transducer | |
EP0725995A1 (en) | Remote power supply unit | |
DE10037489A1 (en) | Transmission-line failure detector for communication system has frequency decision circuits which judge failure of transmission lines depending on generation frequency of mismatching detection signals | |
DE2845101C2 (en) | Circuit arrangement for testing intermediate lines in a multi-stage switching network | |
DE2348970C3 (en) | Input circuit for pulses | |
DE102018002512A1 (en) | Device for antenna measurement | |
DE3805328C2 (en) | ||
EP3380852A1 (en) | Inductive current transformer | |
DE2719223B1 (en) | Arrangement for converting alarm signals between a digital communication system and a central operational monitoring system | |
EP1936895B1 (en) | Device for transmitting data within a electronic system | |
DE1248731B (en) | Monitoring device for message transmission systems for remote checking of sections of the transmission link | |
DE3633325C2 (en) | ||
DE2806884C2 (en) | Circuit arrangement for receiving single-stream and double-stream telegraphic characters | |
DE2623073C3 (en) | Multi-channel control for contacted recipients | |
DE3314261C2 (en) | ANALOG DIGITAL CONVERTER ARRANGEMENT AND METHOD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CH DE FR GB IT LI NL |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19871203 |
|
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 19900809 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 19910220 |
|
RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: WETZEL, GUSTAV |