WO2004095389A1 - Device for outputting measurement signals - Google Patents

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WO2004095389A1
WO2004095389A1 PCT/EP2004/004182 EP2004004182W WO2004095389A1 WO 2004095389 A1 WO2004095389 A1 WO 2004095389A1 EP 2004004182 W EP2004004182 W EP 2004004182W WO 2004095389 A1 WO2004095389 A1 WO 2004095389A1
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WO
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Prior art keywords
output
measurement signal
measurement
digital
analog
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/004182
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German (de)
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Inventor
Roland Grozinger
Original Assignee
Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg filed Critical Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg
Publication of WO2004095389A1 publication Critical patent/WO2004095389A1/en

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C15/00—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path

Definitions

  • the invention relates to a device for outputting a specific measurement signal from a plurality of measurement signals that are generated by field devices.
  • the measurement signals can be, for example, the fill level of a medium in a container, the temperature of a medium or the pressure.
  • Measured signals are also to be understood as furthermore processed measurement values in the sense that e.g. the content of a container is calculated from the fill level and output as a measurement signal or e.g. reaching or falling below a fill level with a 4 ... 20 mA signal. It can also be the case that e.g. digital measurement signals analog or that analog signals are output digitally.
  • the field devices are therefore level, temperature or e.g. also about pressure gauges.
  • Such analog signals have the advantage, for example, that they are very easy to evaluate. Furthermore, the required evaluation units are usually cheaper or are usually already available. According to the prior art, the digital measurement signals are each converted into analog measurement signals by their own digital / analog converter / converter, which are then each given to a single analog output. This may then also require a corresponding number of analog inputs on the receiver side.
  • the major disadvantage of this implementation lies in the high costs caused by the multiple components: digital-to-analog converter, analog output and analog input.
  • the object is achieved according to the invention in that at least two measurement signal inputs are provided, at which the measurement signals of the field devices are present, at least one measurement signal output is provided at which the specific measurement signal is output, and at least one identification input / output is provided which is used to indicate which measurement signal is present at the measurement signal output.
  • the device of the invention thus has several inputs, but fewer outputs, with only one output being the most cost-effective configuration.
  • the identification input / output indicates which of the measurement signals is present at the output. This identification makes it possible to select a measurement signal or to transmit an identification for the measurement signals.
  • the implementation depends on whether the sequence of the output is controlled by the device of the invention or whether the selection is made externally, for example by the connected PLC. There can also be a combination of both options.
  • the measurement signals applied to the measurement signal inputs can be analog or digital. The inputs must then be designed accordingly.
  • the measurement signal Output can also be analog or digital. Corresponding converters or converters can also be provided.
  • an advantageous embodiment provides that the identification input / output is a digital or analog
  • Label input / output Such a digital input / output (I / O port) is standard on most programmable logic controllers (PLC), process control systems or industrial PCs. Furthermore, a digital connection represents a very simple design. The advantage is therefore to use equipment that is provided as standard and that is therefore inexpensive.
  • An advantageous embodiment includes that at least one measurement value processing unit is provided, which receives and processes the measurement signals from the measurement signal inputs.
  • Measurement processing unit serves e.g. to infer the level of the tank from the level.
  • This measured value processing unit therefore calculates from the direct measured values - e.g. Level - the data that is actually of interest to the user - e.g. Contents of a container -. The data required for the user is thus obtained directly.
  • several different measurement signals can also be transmitted from one field device, e.g. Level, temperature in the sensor, identifier of the field device, etc.
  • the measured value processing unit can then process this different information into its own measurement signals and send it on to output the measurement signals, so that the number of measurement signals to be output is greater than the number of field devices.
  • the measured value processing unit can also be a corresponding data memory for the intermediate memories ng of the measured signals.
  • Multiplexer unit which transfers the specific measurement signal to the measurement signal output.
  • This multiplexer unit will transfer certain measurement signal to the measurement signal output. It is necessary for the multiplexer unit to be controlled as to which measurement signal is the specific measurement signal and must therefore be passed on.
  • Such a control unit which in turn can be connected to corresponding inputs and outputs, can be implemented in the multiplexer unit itself or can be present separately from it.
  • This multiplexer unit can be an electronic component, but it can also be a programming step in a microprocessor. The latter is particularly practicable when the measurement signals are digital signals or when the measurement value processing unit is between the
  • Measuring signal inputs and the multiplexer unit is located and when the measured value processing unit generates digital signals.
  • the measurement signal output is an analog measurement signal output.
  • Analog measurement signals can thus be output directly via this.
  • at least one digital-to-analog converter is provided which converts at least the specific measurement signal into an analog signal, in the event that the specific measurement signal is a digital signal. This enables the analog output of digital measurement signals.
  • the advantage here is that only one converter and only one analog output are required. This configuration is therefore significantly less expensive than the prior art with regard to analog output.
  • One embodiment includes that the measurement signals are output cyclically.
  • the individual measurement signals are therefore output one after the other in a certain order.
  • this sequence must be known on the side of the receiver of the measurement signals. Therefore, a following configuration is associated with it, which provides that the Labeling input / output is configured in such a way that at least one label of the specific measurement signal that is present at the measurement signal output is output. It is thus possible that the sequence of the output is not fixed and must be adapted in accordance with the number of field devices, for example in the case of expansion, since the identification makes it known which measurement signal it is. In contrast, it becomes possible to connect or remove field devices as required. Only the numbering of the field devices needs to be known.
  • the identifier of the measurement signal - for example, a key for the type and type of field device - can be transmitted directly as a number, for example for an analog output. Further coding should be obvious for the professionally qualified person. It can also be a digital output.
  • a special embodiment provides that at least one digital output is provided in the identification input / output, via which at least one identifier of the specific measurement signal is output.
  • An advantageous embodiment includes that the identification input / output is configured in such a way that at least one identification is entered for the specific measurement signal that is to be present at the measurement signal output. This is the reverse of the above configuration in such a way that it is now selected from the outside which measurement signal is to be given to the measurement signal output.
  • the signal input can be analog or digital like the above signal output for identification.
  • the case should also be intercepted in such a way that a measurement signal that is not present on the device of the invention cannot be queried. For this purpose, for example, a special signal should be applied to the measurement signal output that signals such an error.
  • At least one digital input is provided in the identification input / output, via which at least one identifier of the specific measurement signal is entered. So again e.g. in the case of coding by binary numbers via the application or non-application of a current or voltage signal, transmit binary ones and zeros, which then give the number of the measurement signal to be applied to the output.
  • FIG. 1 shows a diagram of the device for the analog output of measurement signals according to the prior art
  • FIG. 2 shows a diagram of an embodiment of the device in which digital measurement signals are output as analog signals, a signal being given from the outside which measurement signal is to be output in analog form;
  • FIG. 3 shows a diagram of a further embodiment of the device, in which the measurement signals are output cyclically.
  • FIG. 1 shows the prior art, in which a separate digital-to-analog converter 15 is provided for each individual measurement signal of the field devices 2 converts digital measurement signal into an analog signal and then outputs it to a single analog output 20.
  • ten field devices 2 are connected to the digital or analog signal inputs 1, so that ten converters 15, ten outputs 20 and accordingly on the side of the receiver, here given by a PLC 21, ten analog inputs 22 are required. This implementation is very expensive.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the device of the invention.
  • the measurement signals of the field devices 2 pass from the measurement signal inputs 1 to the measurement value processing unit 5, which transfers the measurement signals to the multiplexer unit 10, which is designed here as a separate block. However, it is also possible to implement it as a program part within a microprocessor if it is a matter of digital measurement signals from the field devices 2 or of digitally processed measurement signals from the measurement value processing unit 5. From the multiplexer unit 10, a measurement signal is caused by an encoding / identifier / identifier from the identifier input / output 25, i.e.
  • the PLC 21 has a digital selection output 30 which accordingly outputs the signal for controlling the multiplexer unit 10.
  • each analog measurement signal is accompanied by a digital identifier.
  • the selection output 30 on the PLC 21 becomes a digital identifier input 31.
  • the control signals relating to the selection of the measurement signals come from the measurement value processing unit 5, which transmits the identifier to the identification input / output 25 and at the same time controls the multiplexer unit 10 to select the specific measurement signal.
  • the measured value processing unit 5 and the multiplexer unit 10 be combined in one microprocessor.

Abstract

The invention relates to a device for outputting a specific measurement signal among a number of measurement signals that are produced by field units. According to the invention, at least two measurement signal inputs (1) are provided on which the measurement signals of the field units (2) are present. In addition, at least one measurement signal output (20) is provided, on which the specific measurement signal is output, and at least one identification input/output (25) is provided via which it is indicated which measurement signal is present on the measurement signal output (20).

Description

Vorrichtung zur Ausgabe von esssignalen Device for outputting food signals
Die Er indung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ausgabe eines bestimmten Messsignals von mehreren Messsignalen, die von Feldgeräten erzeugt werden. Bei den Messsignalen kann es sich beispielsweise um den Füllstand eines Mediums in einem Behälter handeln, um die Temperatur eines Mediums oder um den Druck. Es kann sich z.B. auch um die Hüllkurve einer Füllstandsmessung nach dem Laufzeitverfahren handeln. Unter Messsignalen sollen weiterhin ebenfalls aufbereitete Messwerte verstanden werden, in dem Sinne, dass z.B. aus der Füllhöhe der Inhalt eines Behälters berechnet und als Messsignal ausgegeben wird oder z.B. das Erreichen oder Unterschreiten eines Füllstandes mit einem 4...20 mA-Signal. Weiterhin kann es sich auch darum handeln, dass z.B. digitale Messsignale analog oder dass analoge Signale digitalisiert ausgegeben werden. Bei den Feldgeräten handelt es sich somit um Füllstand-, Temperatur- oder z.B. auch um Druckmessgeräte.The invention relates to a device for outputting a specific measurement signal from a plurality of measurement signals that are generated by field devices. The measurement signals can be, for example, the fill level of a medium in a container, the temperature of a medium or the pressure. For example, also deal with the envelope curve of a level measurement using the runtime method. Measured signals are also to be understood as furthermore processed measurement values in the sense that e.g. the content of a container is calculated from the fill level and output as a measurement signal or e.g. reaching or falling below a fill level with a 4 ... 20 mA signal. It can also be the case that e.g. digital measurement signals analog or that analog signals are output digitally. The field devices are therefore level, temperature or e.g. also about pressure gauges.
In der modernen Mess- und Automatisierungstechnik ist es möglich, über entsprechende Bussysteme - z.B. Profibus ® oder Fieldbus ® Foundation - mehrere Messgeräte zu betreiben und die entsprechenden Messsignale oder Messwerte abzufragen. Wird jedoch z.B. ein Protokoll oder eine SPS verwendet, die nur einen Messwert abfragen und verarbeiten kann, so ist dadurch eine Beschränkung gegeben, durch die die Vorteile, die sich durch eine Vielzahl von Messwerten und die damit verbundenen Informationen ergeben, nicht ausgenützt werden können. Somit ist es erstrebenswert, über eine Vorrichtung möglichst alle Messsignale einer SPS zugänglich zu machen. Dabei ist dann das Problem der Zuordnung bzw. der Auswahl der Signale gegeben, so dass auch eine sinnvolle Weiterverarbeitung und Auswertung der Messsignale stattfinden kann. Es muss also bekannt sein, um welches Signal es sich handelt. Eine andere Problematik liegt darin, dass die Mess- oder Feldgeräte meist digitale Messsignale erzeugen. Gelegentlich kann es vorkommen, dass analoge Messsignale erwünscht sind. Solche analogen Signale haben z.B. den Vorteil, dass sie sehr leicht auszuwerten sind. Weiterhin sind die erforderlichen Auswerteeinheiten meist kostengünstiger, bzw. meist schon vorhanden. Gemäß dem Stand der Technik werden die digitalen Messsignale durch jeweils eigene Digital-Analog-Wandler/Konverter in analoge Messsignale umgewandelt, die dann jeweils auf einen einzelnen analogen Ausgang gegeben werden. Dies erfordert dann ggf. auch auf der Empfängerseite eine entsprechende Anzahl von analogen Eingängen. Der große Nachteil dieser Umsetzung liegt in den hohen Kosten, die durch die vielfachen Bauteile: Digital-Analog-Konverter, analoger Ausgang und analoger Eingang hervorgerufen werden.In modern measurement and automation technology, it is possible to operate several measuring devices via appropriate bus systems - e.g. Profibus ® or Fieldbus ® Foundation - and to query the corresponding measurement signals or measurement values. However, if, for example, a protocol or a PLC is used that can only query and process one measured value, there is a restriction that cannot take advantage of the advantages that result from a large number of measured values and the associated information. It is therefore desirable to make all measurement signals of a PLC accessible as possible via one device. The problem of assigning or selecting the signals then arises, so that sensible further processing and evaluation of the measurement signals can also take place. So it must be known what signal it is. Another problem is that the measuring or field devices mostly generate digital measuring signals. Occasionally, analog measurement signals may be desired. Such analog signals have the advantage, for example, that they are very easy to evaluate. Furthermore, the required evaluation units are usually cheaper or are usually already available. According to the prior art, the digital measurement signals are each converted into analog measurement signals by their own digital / analog converter / converter, which are then each given to a single analog output. This may then also require a corresponding number of analog inputs on the receiver side. The major disadvantage of this implementation lies in the high costs caused by the multiple components: digital-to-analog converter, analog output and analog input.
Daher ist die Aufgabe der Erfindung, die kostengünstige Ausgabe eines bestimmten Messsignals von mehreren Messsignalen zu ermöglichen, wobei eine Zuordnung der Messsignale, bzw. eine Auswahl möglich ist.It is therefore the object of the invention to enable the cost-effective output of a specific measurement signal from a plurality of measurement signals, it being possible for the measurement signals to be assigned or selected.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens zwei Messsignal-Eingänge vorgesehen sind, an denen die Messsignale der Feldgeräte anliegen, dass mindestens ein Messsignal-Ausgang vorgesehen ist, an dem das bestimmte Messsignal ausgegeben wird, und dass mindestens ein Kennzeichnungsein-/ausgang vorgesehen ist, über welchen gekennzeichnet ist, welches Messsignal am Messsignal-Ausgang anliegt. Die Vorrichtung der Erfindung besitzt also mehrere Eingänge, jedoch weniger Ausgänge, wobei nur ein Ausgang die kostengünstigste Ausgestaltung ist. Über den Kennzeichnungsein-/ausgang wird gekennzeichnet, welches der Messsignale am Ausgang anliegt. Diese Kennzeichnung ermöglicht es, ein Messsignal auszuwählen, bzw. eine Kennung für die Messsignale zu übermitteln. Die Realisierung hängt davon ab, ob die Reihenfolge der Ausgabe von der Vorrichtung der Erfindung gesteuert wird oder ob die Auswahl von außen, z.B. von der angeschlossenen SPS erfolgt. Es kann auch eine Kombination von beiden Möglichkeiten vorliegen. Die an den Messsignal- Eingängen anliegenden Messsignale können dabei analog oder digital sein. Dementsprechend sind dann die Eingänge auszugestalten. Der Messsignal- Ausgang kann ebenfalls analog oder digital sein. Es können also auch entsprechende Wandler oder Konverter vorgesehen sein.The object is achieved according to the invention in that at least two measurement signal inputs are provided, at which the measurement signals of the field devices are present, at least one measurement signal output is provided at which the specific measurement signal is output, and at least one identification input / output is provided which is used to indicate which measurement signal is present at the measurement signal output. The device of the invention thus has several inputs, but fewer outputs, with only one output being the most cost-effective configuration. The identification input / output indicates which of the measurement signals is present at the output. This identification makes it possible to select a measurement signal or to transmit an identification for the measurement signals. The implementation depends on whether the sequence of the output is controlled by the device of the invention or whether the selection is made externally, for example by the connected PLC. There can also be a combination of both options. The measurement signals applied to the measurement signal inputs can be analog or digital. The inputs must then be designed accordingly. The measurement signal Output can also be analog or digital. Corresponding converters or converters can also be provided.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei dem Kennzeichnungsein-/ausgang um einen digitalen oder analogenAn advantageous embodiment provides that the identification input / output is a digital or analog
Kennzeichnungsein-/ausgang handelt. Solch ein digitaler Ein-/Ausgang (l/O- Port) ist bei den meisten Speicherprogrammierbaren Steuereinheiten (SPS), bei Prozessleitsystemen oder bei Industrie-PCs standardmäßig vorhanden. Weiterhin stellt eine digitale Verbindung eine sehr einfache Ausgestaltung dar. Der Vorteil ist also, eine Ausstattung zu verwenden, die standardmäßig vorgesehen ist und die somit kostengünstig ist.Label input / output. Such a digital input / output (I / O port) is standard on most programmable logic controllers (PLC), process control systems or industrial PCs. Furthermore, a digital connection represents a very simple design. The advantage is therefore to use equipment that is provided as standard and that is therefore inexpensive.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine Messwertaufbereitungseinheit vorgesehen ist, die die Messsignale von den Messsignal-Eingängen empfängt und aufbereitet. DieseAn advantageous embodiment includes that at least one measurement value processing unit is provided, which receives and processes the measurement signals from the measurement signal inputs. This
Messwertaufbereitungseinheit dient z.B. dazu, aus dem Füllstand auf den Tankinhalt zu schließen. Diese Messwertaufbereitungseinheit berechnet also aus den direkten Messwerten - z.B. Füllstand - die für den Benutzer eigentlich interessierenden Daten - z.B. Inhalt eines Behälters -. Für den Benutzer ergeben sich somit direkt die benötigten Daten. Es können jedoch auch von einem Feldgerät mehrere unterschiedliche Messsignale übertragen werden, z.B. Füllstand, Temperatur im Sensor, Kennung des Feldgerätes usw. Die Messwertaufbereitungseinheit kann dann diese unterschiedlichen Informationen zu jeweils eigenen Messsignalen aufbereiten und weiter zur Ausgabe der Messsignale schicken, so dass die Anzahl der auszugebenden Messsignale größer ist als die Anzahl der Feldgeräte. Es kann sich bei der Messwertaufbereitungseinheit auch um einen entsprechenden Datenspeicher für die Zwischenspeichern ng der Messsignale handeln.Measurement processing unit serves e.g. to infer the level of the tank from the level. This measured value processing unit therefore calculates from the direct measured values - e.g. Level - the data that is actually of interest to the user - e.g. Contents of a container -. The data required for the user is thus obtained directly. However, several different measurement signals can also be transmitted from one field device, e.g. Level, temperature in the sensor, identifier of the field device, etc. The measured value processing unit can then process this different information into its own measurement signals and send it on to output the measurement signals, so that the number of measurement signals to be output is greater than the number of field devices. The measured value processing unit can also be a corresponding data memory for the intermediate memories ng of the measured signals.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eineAn advantageous embodiment provides that at least one
Multiplexereinheit vorgesehen ist, die das bestimmte Messsignal an den Messsignal-Ausgang übergibt. Durch diese Multiplexereinheit wird das bestimmte Messsignal an den Messsignal-Ausgang übergeben. Dabei ist es erforderlich, dass die Multiplexereinheit dahingehend gesteuert wird, welches Messsignal das bestimmte Messsignal ist und somit weitergegeben werden muss. Eine solche Steuereinheit, die wiederum mit entsprechenden Ein- und Ausgängen verbunden sein kann, kann in der Multiplexereinheit selbst implementiert sein oder getrennt von ihr vorliegen. Diese Multiplexereinheit kann ein elektronisches Bauteil sein, es kann sich jedoch auch um einen Programmierschritt in einem Mikroprozessor handeln. Letzteres ist vor allem dann praktizierbar, wenn es sich bei den Messsignalen um digitale Signale handeln, bzw. wenn die Messwertaufbereitungseinheit zwischen denMultiplexer unit is provided, which transfers the specific measurement signal to the measurement signal output. This multiplexer unit will transfer certain measurement signal to the measurement signal output. It is necessary for the multiplexer unit to be controlled as to which measurement signal is the specific measurement signal and must therefore be passed on. Such a control unit, which in turn can be connected to corresponding inputs and outputs, can be implemented in the multiplexer unit itself or can be present separately from it. This multiplexer unit can be an electronic component, but it can also be a programming step in a microprocessor. The latter is particularly practicable when the measurement signals are digital signals or when the measurement value processing unit is between the
Messsignal-Eingängen und der Multiplexereinheit befindlich ist und wenn die Messwertaufbereitungseinheit digitale Signale erzeugt.Measuring signal inputs and the multiplexer unit is located and when the measured value processing unit generates digital signals.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei dem Messsignal-Ausgang um einen analogen Messsignal-Ausgang handelt. Über diesen können somit direkt analoge Messsignale ausgegeben werden. Damit verbunden ist eine Ausgestaltung, die beinhaltet, dass mindestens ein Digital-Analog-Konverter vorgesehen ist, der mindestens das bestimmte Messsignal in ein analoges Signal umwandelt, in dem Fall, dass das bestimmte Messsignal ein digitales Signal ist. Dies ermöglicht die analoge Ausgabe von digitalen Messsignalen. Der Vorteil liegt hier darin, dass nur noch eine Konverter und nur noch ein analogen Ausgang benötigt werden. Diese Ausgestaltung ist somit deutlich preisgünstiger als der Stand der Technik bzgl. der analogen Ausgabe.One embodiment includes that the measurement signal output is an analog measurement signal output. Analog measurement signals can thus be output directly via this. Associated with this is an embodiment which includes that at least one digital-to-analog converter is provided which converts at least the specific measurement signal into an analog signal, in the event that the specific measurement signal is a digital signal. This enables the analog output of digital measurement signals. The advantage here is that only one converter and only one analog output are required. This configuration is therefore significantly less expensive than the prior art with regard to analog output.
Die folgenden Ausgestaltungen spezifizieren den Kennzeichnungsein- /ausgang und seine unterschiedliche Rolle innerhalb der Vorrichtung.The following configurations specify the labeling input / output and its different role within the device.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die Ausgabe der Messsignale zyklisch erfolgt. Die einzelnen Messsignale werden also jeweils in einer gewissen Reihenfolge nacheinander ausgegeben. Diese Reihenfolge muss jedoch auf der Seite des Empfängers der Messsignale bekannt sein. Daher ist damit eine folgende Ausgestaltung verbunden, die vorsieht, dass der Kennzeichnungsein-/ausgang derart ausgestaltet ist, dass mindestens ein Kennzeichen des bestimmten Messsignals, das am Messsignal-Ausgang anliegt, ausgegeben wird. Somit ist es möglich, dass die Reihenfolge der Ausgabe nicht fest vorgegeben sein und entsprechend der Anzahl der Feldgeräte z.B. im Falle der Erweiterung adaptiert werden muss, da durch die Kennzeichnung jeweils bekannt gemacht wird, um welches Messsignal es sich handelt. Im Gegensatz dazu wird es möglich, Feldgeräte beliebig anzuschließen oder wieder wegzunehmen. Es muss nur die Nummerierung der Feldgeräte bekannt sein. Das Kennzeichen des Messsignals - z.B. auch ein Schlüssel für die Art und den Typ des Feldgerätes - kann z.B. bei einem analogen Ausgang direkt als Zahl übermittelt werden. Weitere Kodierungen sollten für die fachlich qualifizierte Person nahe liegen. Es kann sich auch um einen digitalen Ausgang handeln.One embodiment includes that the measurement signals are output cyclically. The individual measurement signals are therefore output one after the other in a certain order. However, this sequence must be known on the side of the receiver of the measurement signals. Therefore, a following configuration is associated with it, which provides that the Labeling input / output is configured in such a way that at least one label of the specific measurement signal that is present at the measurement signal output is output. It is thus possible that the sequence of the output is not fixed and must be adapted in accordance with the number of field devices, for example in the case of expansion, since the identification makes it known which measurement signal it is. In contrast, it becomes possible to connect or remove field devices as required. Only the numbering of the field devices needs to be known. The identifier of the measurement signal - for example, a key for the type and type of field device - can be transmitted directly as a number, for example for an analog output. Further coding should be obvious for the professionally qualified person. It can also be a digital output.
Dafür sieht eine spezielle Ausgestaltung vor, dass in dem Kennzeichnungsein- /ausgang mindestens ein digitaler Ausgang vorgesehen ist, über welchen mindestens ein Kennzeichen des bestimmten Messsignals ausgegeben wird. Dies erlaubt z.B. mit der Verwendung von Binärzahlen eine sehr einfache Kodierung der Messsignale. Es wird also z.B. ein Signal an die einzelnen Leitungen angelegt oder nicht. Dadurch lassen sich über Binärzahlen die einzelnen Feldgerät passend kodieren. Sind z.B. 4 digitale Ausgänge vorhanden, so lassen sich damit 24 = 16 Messsignale kodieren. Dies ist eine sehr einfache und praktische Ausgestaltung. Vor allem nutzt diese Ausgestaltung ebenfalls die standardmäßig vorhandenen digitalen Ein- /Ausgänge aus.For this purpose, a special embodiment provides that at least one digital output is provided in the identification input / output, via which at least one identifier of the specific measurement signal is output. This allows, for example, the use of binary numbers for very simple coding of the measurement signals. For example, a signal is applied to the individual lines or not. This allows the individual field devices to be encoded appropriately using binary numbers. For example, if there are 4 digital outputs, 2 4 = 16 measurement signals can be encoded. This is a very simple and practical design. Above all, this configuration also uses the standard digital inputs / outputs.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass der Kennzeichnungsein- /ausgang derart ausgestaltet ist, dass mindestens ein Kennzeichen für das bestimmte Messsignal, das am Messsignal-Ausgang anliegen soll, eingegeben wird. Dies ist also die Umkehrung der obigen Ausgestaltung derart, dass nun von außen ausgewählt wird, welches Messsignal an den Messsignal-Ausgang zu geben ist. Dies ermöglicht es z.B. einer SPS, die jeweils benötigen Messsignale auszuwählen. Der Signaleingang kann dabei wie der obige Signalausgang für die Kennzeichnung analog oder digital sein. Es sollte dabei auch der Fall abgefangen werden, dass nicht ein Messsignal abgefragt werden kann, das nicht an der Vorrichtung der Erfindung anliegt. Dafür sollte z.B. ein spezielles Signal an den Messsignal-Ausgang angelegt werden, dass einen solchen Fehler signalisiert.An advantageous embodiment includes that the identification input / output is configured in such a way that at least one identification is entered for the specific measurement signal that is to be present at the measurement signal output. This is the reverse of the above configuration in such a way that it is now selected from the outside which measurement signal is to be given to the measurement signal output. This enables, for example, a PLC that each need to select measurement signals. The signal input can be analog or digital like the above signal output for identification. The case should also be intercepted in such a way that a measurement signal that is not present on the device of the invention cannot be queried. For this purpose, for example, a special signal should be applied to the measurement signal output that signals such an error.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass in dem Kennzeichnungsein-/ausgang mindestens ein digitaler Eingang vorgesehen ist, über welchen mindestens ein Kennzeichen des bestimmten Messsignals eingegeben wird. Es werden also wieder z.B. bei der Kodierung durch Binärzahlen über das Anlegen oder das Nicht-Anlegen eines Strom- oder Spannungssignals binäre Einsen und Nullen übertragen, über die sich dann die Nummer des an den Ausgang anzulegenden Messsignals ergibt.One embodiment provides that at least one digital input is provided in the identification input / output, via which at least one identifier of the specific measurement signal is entered. So again e.g. in the case of coding by binary numbers via the application or non-application of a current or voltage signal, transmit binary ones and zeros, which then give the number of the measurement signal to be applied to the output.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The invention is illustrated by the following drawings. It shows:
Fig. 1 : ein Schema der Vorrichtung zur analogen Ausgabe von Messsignalen gemäß dem Stand der Technik;1 shows a diagram of the device for the analog output of measurement signals according to the prior art;
Fig. 2: ein Schema einer Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der digitale Messsignal als analoge Signale ausgegeben werden, wobei von außen ein Signal gegeben wird, welches Messsignal analog ausgegeben werden soll; und2 shows a diagram of an embodiment of the device in which digital measurement signals are output as analog signals, a signal being given from the outside which measurement signal is to be output in analog form; and
Fig. 3: ein Schema einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der die Messsignale zyklisch ausgegeben werden.3: shows a diagram of a further embodiment of the device, in which the measurement signals are output cyclically.
Fig. 1 zeigt den Stand der Technik, bei dem für jedes einzelne Messsignal der Feldgeräte 2 ein eigener Digital-Analog-Konverter 15 vorgesehen ist, der ein digitales Messsignal in ein analoges umwandelt und dann jeweils auf einen einzelnen analogen Ausgang 20 gibt. In der Fig. 1 sind zehn Feldgeräte 2 an den digitalen oder analogen Signaleingängen 1 angeschlossen, so dass zehn Konverter 15, zehn Ausgänge 20 und dementsprechend auf der Seite des Empfänger, hier durch eine SPS 21 gegeben, auch zehn analoge Eingänge 22 erforderlich sind. Diese Umsetzung ist sehr kostenintensiv.1 shows the prior art, in which a separate digital-to-analog converter 15 is provided for each individual measurement signal of the field devices 2 converts digital measurement signal into an analog signal and then outputs it to a single analog output 20. In Fig. 1 ten field devices 2 are connected to the digital or analog signal inputs 1, so that ten converters 15, ten outputs 20 and accordingly on the side of the receiver, here given by a PLC 21, ten analog inputs 22 are required. This implementation is very expensive.
Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung der Vorrichtung der Erfindung. Die Messsignale der Feldgeräte 2 gelangen von den Messsignal-Eingängen 1 an die Messwertaufbereitungseinheit 5. Diese übergibt die Messsignale an die Multiplexereinheit 10, die hier als ein separater Block ausgestaltet ist. Es ist jedoch auch die Umsetzung als ein Programmteil innerhalb eines Mikroprozessors möglich, wenn es sich um digitale Messsignale von den Feldgeräten 2 oder um digital aufbereitete Messsignale von der Messwertaufbereitungseinheit 5 handelt. Von der Multiplexereinheit 10 wird ein Messsignal bedingt durch eine Kodierung/Kennung/Kennzeichen vom Kennzeichnungsein-/ausgang 25, d.h. durch die Anforderung von der SPS zum bestimmten Messsignal (dargestellt durch die gestrichelte Linie innerhalb der Multiplexereinheit 10) gemacht und hier an den Digital-Analog-Konverter 15 übergeben. Dieses Messsignal gelangt dann als analoges Signal auf den analogen Ausgang 20. Auf Seite der SPS 21 ist somit nur ein analoger Eingang 22 erforderlich. Die Auswahl, welches Messsignal zu übertragen ist, geschieht hier über vier digitale Eingänge 27, an die als Binärzahl die Kennung des Messsignals übergeben wird, wodurch eine Kodierung von 16 Messsignalen möglich ist. Dafür befindet sich bei der SPS 21 ein digitaler Auswahlausgang 30, der entsprechend das Signal zur Steuerung der Multiplexereinheit 10 ausgibt.Fig. 2 shows an embodiment of the device of the invention. The measurement signals of the field devices 2 pass from the measurement signal inputs 1 to the measurement value processing unit 5, which transfers the measurement signals to the multiplexer unit 10, which is designed here as a separate block. However, it is also possible to implement it as a program part within a microprocessor if it is a matter of digital measurement signals from the field devices 2 or of digitally processed measurement signals from the measurement value processing unit 5. From the multiplexer unit 10, a measurement signal is caused by an encoding / identifier / identifier from the identifier input / output 25, i.e. made by the request from the PLC for the specific measurement signal (represented by the dashed line within the multiplexer unit 10) and transferred here to the digital-to-analog converter 15. This measurement signal then reaches the analog output 20 as an analog signal. On the PLC 21 side, therefore, only an analog input 22 is required. The selection of which measurement signal is to be transmitted is made here via four digital inputs 27, to which the identifier of the measurement signal is transferred as a binary number, which makes it possible to encode 16 measurement signals. For this purpose, the PLC 21 has a digital selection output 30 which accordingly outputs the signal for controlling the multiplexer unit 10.
Fig. 3 demonstriert eine Ausgestaltung der Erfindung, in der die Messsignale zyklisch ausgegeben werden. Damit die Reihenfolge der ausgegebenen3 demonstrates an embodiment of the invention in which the measurement signals are output cyclically. So that the order of the issued
Messsignal nicht fest vorgegeben werden muss, wird zu jedem Messsignale eine Kennung des entsprechenden Feldgerätes 2 an die SPS 21 übergeben. In der hier gezeigten Ausgestaltung wird also jedes analoge Messsignal von einer digitalen Kennung begleitet. Diese Ausgestaltung ist also sehr ähnlich zur Ausgestaltung in Fig. 2, wobei auf der Seite der SPS 21 aus dem Auswahlausgang 30 ein digitaler Kennungseingang 31 geworden ist. Weiterhin kommen im hier gezeigten Fall die Steuersignale bzgl. der Auswahl der Messsignale von der Messwertaufbereitungseinheit 5, welche die Kennung an den Kennzeichnungsein-/ausgang 25 übermittelt und gleichzeitig die Multiplexereinheit 10 zur Auswahl des bestimmten Messsignals steuert. Eine solche Ausgestaltung legt es z.B. auch nahe, die Messwertaufbereitungseinheit 5 und die Multiplexereinheit 10 in einem Mikroprozessor zu vereinen. If the measurement signal does not have to be predefined, an identifier of the corresponding field device 2 is transferred to the PLC 21 for each measurement signal. In the embodiment shown here, each analog measurement signal is accompanied by a digital identifier. This embodiment is therefore very similar to the embodiment in FIG. 2, the selection output 30 on the PLC 21 becoming a digital identifier input 31. Furthermore, in the case shown here, the control signals relating to the selection of the measurement signals come from the measurement value processing unit 5, which transmits the identifier to the identification input / output 25 and at the same time controls the multiplexer unit 10 to select the specific measurement signal. Such an embodiment also suggests, for example, that the measured value processing unit 5 and the multiplexer unit 10 be combined in one microprocessor.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Messsignal-EingangMeasuring signal input
Feldgerätfield device
MesswertaufbereitungseinheitSignal conditioning unit
Multiplexereinheitmultiplexer
Digital-Analog-KonverterDigital to analog converter
Messsignal-AusgangMeasuring signal output
SPSSPS
Analoger Messsignal-EingangAnalog measurement signal input
Kennzeichnungsein-/ausgangKennzeichnungsein- / output
Digitaler Ausgangdigital output
Digitaler EingangDigital input
Auswahlausgangselection output
Kennungseingang identifier input

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Ausgabe eines bestimmten Messsignals von mehreren1. Device for outputting a specific measurement signal from several
Messsignalen, die von Feldgeräten (2) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Messsignal-Eingänge (1 ) vorgesehen sind, an denen die Messsignale der Feldgeräte (2) anliegen, dass mindestens ein Messsignal-Ausgang (20) vorgesehen ist, an dem das bestimmte Messsignal ausgegeben wird, und dass mindestens ein Kennzeichnungsein-/ausgang (25) vorgesehen ist, über welchen gekennzeichnet ist, welches Messsignal am Messsignal-AusgangMeasurement signals generated by field devices (2), characterized in that at least two measurement signal inputs (1) are provided, at which the measurement signals of the field devices (2) are present, and that at least one measurement signal output (20) is provided which the determined measurement signal is output, and that at least one identification input / output (25) is provided, by means of which identification, which measurement signal at the measurement signal output
(20) anliegt.(20) is present.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kennzeichnungsein-/ausgang (25) um einen digitalen oder analogen Kennzeichnungsein-/ausgang (25) handelt.2. Device according to claim 1, characterized in that the identification input / output (25) is a digital or analog identification input / output (25).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Messwertaufbereitungseinheit (5) vorgesehen ist, die die Messsignale von den Messsignal-Eingängen (1) empfängt und aufbereitet.3. The device according to claim 1, characterized in that at least one measurement value processing unit (5) is provided, which receives and processes the measurement signals from the measurement signal inputs (1).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Multiplexereinheit (10) vorgesehen ist, die das bestimmte Messsignal an den Messsignal-Ausgang (20) übergibt.4. The device according to claim 1 or 3, characterized in that at least one multiplexer unit (10) is provided which transfers the specific measurement signal to the measurement signal output (20).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Messsignal-Ausgang (20) um einen analogen Messsignal-Ausgang (20) handelt.5. The device according to claim 1, characterized in that the measurement signal output (20) is an analog measurement signal output (20).
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Digital-Analog-Konverter (15) vorgesehen ist, der mindestens das bestimmte Messsignal in ein analoges Signal umwandelt, in dem Fall, dass das bestimmte Messsignal ein digitales Signal ist.6. The device according to claim 1 or 5, characterized in that at least one digital-to-analog converter (15) is provided which converts at least the specific measurement signal into an analog signal, in the event that the specific measurement signal is a digital signal.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabe der Messsignale zyklisch erfolgt.7. The device according to claim 1, characterized in that the measurement signals are output cyclically.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kennzeichnungsein-Zausgang (25) derart ausgestaltet ist, dass mindestens ein Kennzeichen des bestimmten Messsignals, das am Messsignal-Ausgang (20) anliegt, ausgegeben wird.8. The device according to claim 1 or 7, characterized in that the identification input Z output (25) is designed such that at least one identifier of the specific measurement signal which is present at the measurement signal output (20) is output.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kennzeichnungsein-Zausgang (25) mindestens ein digitaler Ausgang (26) vorgesehen ist, über welchen mindestens ein Kennzeichen des bestimmten Messsignals ausgegeben wird.9. The device as claimed in claim 1 or 8, characterized in that at least one digital output (26) is provided in the labeling input Z output (25), via which at least one flag of the specific measurement signal is output.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kennzeichnungsein-Zausgang (25) derart ausgestaltet ist, dass mindestens ein Kennzeichen für das bestimmte Messsignal, das am Messsignal-Ausgang (20) anliegen soll, eingegeben wird.10. The device according to claim 1, characterized in that the identification input Z output (25) is designed such that at least one identifier for the specific measurement signal to be applied to the measurement signal output (20) is entered.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kennzeichnungsein-Zausgang (25) mindestens ein digitaler Eingang (27) vorgesehen ist, über welchen mindestens ein Kennzeichen des bestimmten Messsignals eingegeben wird. 11. The device according to claim 1 or 10, characterized in that at least one digital input (27) is provided in the identification input-Z output (25), via which at least one identification of the determined measurement signal is entered.
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122 Ep: pct application non-entry in european phase