DE3615463A1 - Anordnung zur signaluebertragung in einer messanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Signalübertragung in einer Meßanordnung mit einem Meßumformer, der mit einem entfernt davon angeordneten Auswertegerät durch eine Zwei­ drahtleitung verbunden ist, über die einerseits die für den Betrieb des Meßumformers erforderliche Gleichstromener­ gie 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-Schnittstel­ le verbunden ist, welche die vom Meßumformer benötigte Gleichstromenergie aus der Zweidrahtleitung entnimmt und das Meßwertsignal an die Zweidrahtleitung anlegt, und wo­ bei 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 Meß­ wertsignals ausgebildet ist, und mit wenigstens einer Kommunikationseinheit, die über eine Kommunikations- Schnittstelle parallel zum Meßumformer an die Zweidraht­ leitung anschließbar ist, wobei in der Meßumformer- Schnittstelle, in der Auswerte-Schnittstelle und in jeder Kommunikations-Schnittstelle jeweils eine Kommunikations- Schnittstellenschaltung vorhanden ist, die einen Signal­ geber zum Senden eines vom Meßwertsignal unterscheidbaren Kommunikationssignals über die Zweidrahtleitung und einen Signalempfänger zum Empfang der von anderen Kommunikations- Schnittstellenschaltungen kommenden Kommunikationssignale enthält.

Meßanordnungen, bei welchen der Meßumformer und das Aus­ wertegerät räumlich voneinander getrennt und nur durch eine Zweidrahtleitung miteinander verbunden sind, werden sehr weitgehend verwendet. Durch die Kommunikationsein­ heit, die zusätzlich an die Zweidrahtleitung anschließbar ist und Kommunikationssignale über die Zweidrahtleitung senden und empfangen kann, ist es insbesondere möglich, am Ort des Meßumformers oder auch von einer anderen Stel­ le aus Abgleich-, Einstell-, Überprüfungs- oder Wartungs­ arbeiten unter Ausnutzung des Auswertegeräts durchzufüh­ ren. Die Kommunikationseinheit ist beispielsweise ein ta­ schenrechnerähnliches Gerät mit einer Tastatur und mit einer numerischen oder alphanumerischen Anzeige. Durch Betätigung der Tastatur kann die Bedienungsperson die be­ nötigten Informationen vom Auswertegerät abrufen, und die als Antwort auf die Abfrage vom Auswertegerät übermittel­ ten Informationen werden auf der Anzeige der Kommunika­ tionseinheit sichtbar gemacht. Die für diesen Informa­ tionsaustausch 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 ge­ stört 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 verän­ derlichen Gleichstrom gebildet ist, der auch den Versor­ gungsgleichstrom für den Meßumformer enthält. Eine weitere Einschränkung bekannter Anordnungen dieser Art besteht in den begrenzten Kommunikationsmöglichkeiten; gewöhnlich können die Kommunikationseinheiten nur mit einer Gegen­ stelle, beispielsweise mit dem Auswertegerät, Informatio­ nen austauschen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, bei welcher beliebig viele an die Zweidrahtleitung angeschlossene Teilnehmerstellen, zu denen auch der Meßumformer und das Auswertegerät gehö­ ren, miteinander Kommunikationssignale austauschen können, ohne daß dadurch die gleichzeitige übertragung des Meß­ wertsignals über die gleiche Zweidrahtleitung gestört oder beeinträchtig wird.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Signalgeber jeder Kommunikations-Schnittstellenschal­ tung zur impulsförmigen Verringerung der Versorgungsgleich­ spannung auf der Zweidrahtleitung gemäß einer das Kommuni­ kationssignal darstellenden Pulsmodulation ausgebildet ist, und daß der Signalempfänger jeder Kommunikations-Schnitt­ stellenschaltung auf die impulsförmigen Spannungsänderun­ gen auf der Zweidrahtleitung anspricht.

Bei der Signalübertragungsanordnung nach der Erfindung be­ einflußt der Signalgeber jeder Kommunikations-Schnittstel­ lenschaltung impulsweise die vom Auswertegerät an die Zweidrahtleitung angelegte Spannung, und die dadurch auf der Zweidrahtleitung auftretenden impulsförmigen Spannungs­ änderungen können von den Signalempfängern aller Kommuni­ kations-Schnittstellenschaltungen empfangen werden. Es be­ steht somit keine Einschränkung hinsichtlich der Anzahl und der Art der an die Zweidrahtleitung angeschlossenen Teilnehmerstellen. Insbesondere kann eine Kommunikations­ einheit nicht nur mit dem Meßumformer oder dem Auswerte­ gerät in Verbindung treten, sondern auch mit weiteren, an die gleiche Zweidrahtleitung angeschlossenen Kommunika­ tionseinheiten. Es ist besonders vorteilhaft, daß auch der Meßumformer und das Auswertegerät, unabhängig vom Vorhan­ densein einer Kommunikationseinheit, zusätzlich zu der Übertragung des Meßwertsignals noch Kommunikationssignale in beiden Übertragungsrichtungen austauschen können. Da­ durch kann der Meßumformer zum Auswertegerät zusätzliche Informationen liefern, die für die Auswertung des Meßwert­ signals und für die Überwachung des Betriebs des Meßumfor­ mers verwendet werden können, und das Auswertegerät kann den Betrieb des Meßumformers durch Steuersignale beein­ flussen.

Da alle Kommunikationssignale impulsförmige Spannungsände rungen sind, können sie vom Meßwertsignal eindeutig unter­ schieden werden, wenn das Meßwertsignal durch ein Strom­ signal gebildet ist, wie es insbesondere bei dem genorm­ ten Meßwertsignal in Form eines zwischen 4 und 20 mA ver­ änderlichen Gleichstroms der Fall ist. Die Übertragung des Meßwertsignals kann daher ohne Störung oder Beeinträchti­ gung gleichzeitig mit der Übertragung von Kommunikations­ signalen erfolgen.

Schließlich lassen sich die impulsförmigen Spannungsände­ rungen 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 Si­ gnalübertragung erzielt wird. Im Grenzfall kann die Span­ nung auf der Zweidrahtleitung bei jedem Spannungsimpuls durch vollständigen Kurzschluß auf den Wert Null gebracht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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 Meß­ anordnung von Fig. 1 in näheren Einzelheiten und

Fig. 3 Diagramme des zeitlichen Verlaufs von Signalen.

Fig. 1 zeigt eine Meßanordnung mit einem Meßumformer 10, der durch eine Zweidrahtleitung 11 mit einem entfernt da­ von angeordneten Auswertegerät 12 verbunden ist. Der Meß­ umformer 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 er­ forderliche Gleichstromenergie über die Zweidrahtleitung 11 von einer im Auswertegerät 12 enthaltenen Spannungsquelle 15. Über die gleiche Zweidrahtleitung wird ein den Augen­ blickswert der Meßgröße darstellendes Meßwertsignal vom Meßumformer 10 zum Auswertegerät 12 übertragen. Der Meßum­ former 10 ist mit der Zweidrahtleitung 11 über eine Meßum­ former-Schnittstelle 16 verbunden, die einerseits die Ener­ gieversorgung des Meßumsetzers 10 aus der Zweidrahtleitung 11 sicherstellt und andererseits das Ausgangssignal des Meßwandlers 14 in ein zur Übertragung über die Zweidraht­ leitung 11 geeignetes Meßwertsignal umsetzt. Einer üblichen Technik entsprechend ist das Meßwertsignal der über die Zweidrahtleitung 11 fließende Gleichstrom I _M , der sich aus dem Versorgungsgleichstrom I ₀ des Meßumformers und einem Korrekturstrom I _K zusammensetzt. Der Korrekturstrom I _K wird gleichfalls der Spannungsquelle 15 entnommen und vom Meßumformer 10 unter Berücksichtigung der jeweiligen Größe des Versorgungsgleichstroms I ₀ so eingestellt, daß der Ge­ samtstrom I _M 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.

Zur Verbindung des Auswertegeräts 12 mit der Zweidrahtlei­ tung 11 dient eine Auswerte-Schnittstelle 18, die einer­ seits die Übertragung der vom Meßumformer 10 benötigten Gleichstromenergie von der Spannungsquelle 15 zur Zwei­ drahtleitung 11 bewirkt und andererseits aus dem über die Zweidrahtleitung 11 fließenden Gesamtstrom I _M ein für die Anzeige des Meßwerts oder für eine Weiterverarbeitung ge­ eignetes Signal ableitet. Das Auswertegerät 12 enthält ferner eine Kommunikations-Elektronik 19, die über die Auswerte-Schnittstelle 18 mit der Zweidrahtleitung 11 ver­ bunden ist.

In Fig. 1 ist weiterhin eine Kommunikationseinheit 20 dargestellt, die parallel zum Meßumformer 10 an die Zwei­ drahtleitung 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 beeinträch­ tigt wird. Die Kommunikationseinheit 20 ist ein taschen­ rechnerähnliches Gerät mit einer Tastatur 21 und einer Digitalanzeige 22 sowie mit der erforderlichen Elektronik für die Signalverarbeitung. Die Verbindung mit der Zwei­ drahtleitung 11 erfolgt über eine Kommunikations-Schnitt­ stelle 23 und eine zweiadrige Anschlußleitung 24, die mittels Anschlußklemmen 25, 26 nach Bedarf an die Zwei­ drahtleitung 11 angeklemmt werden kann.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Kommunikationseinheit 20 mit einer eigenen Ener­ giequelle (z.B. Batterie) ausgestattet ist. Es wäre je­ doch auch möglich, den zur Energieversorgung der Kommu­ nikationseinheit erforderlichen Gleichstrom ebenfalls der Spannungsquelle 15 im Auswertegerät 12 über die Zwei­ drahtleitung zu entnehmen.

Fig. 2 zeigt die Schaltbilder der drei Schnittstellen 16, 18 und 23 von Fig. 1 in näheren Einzelheiten.

In der Meßumformer-Schnittstelle 16 ist die Spannung der Zweidrahtleitung 11 über eine Diode 27 und einen Konstant­ stromgenerator 28 an die Klemmen eines Kondensators 29 an­ gelegt, dem eine Zenerdiode 30 parallelgeschaltet ist. Die Zenerdiode 30 bestimmt die Betriebsspannung U _B für die Elektronik des Meßumformers. Der Kondensator 29 dient als Energiespeicher, der bei einer Spannungsverringerung oder einem Kurzschluß auf der Zweidrahtleitung 11 die Energie­ versorgung überbrückt. Die Diode 27 verhindert, daß in diesem Fall der Kondensator 29 über die Zweidrahtleitung 11 entladen wird.

Zur Erzeugung eines den Meßwert darstellenden Meßstroms I _M enthält die Meßumformer-Schnittstelle 16 einen Nebenschluß­ zweig 31, der einen steuerbaren Konstantstromgenerator 32 enthält. Über den Nebenschlußzweig 31 fließt ein kontinu­ ierlicher Gleichstrom, der gleichfalls aus der Spannungs­ quelle 15 entnommen wird und sich auf der Zweidrahtleitung 11 dem Versorgungsgleichstrom I ₀ überlagert. Der Konstant­ stromgenerator 32 wird durch ein stetig veränderliches Ausgangssignal des Meßwandlers 14 so gesteuert, daß der über den Nebenschlußzweig 31 fließende Gleichstrom den Korrekturstrom I _K bildet, der zusammen mit dem Versorgungs­ gleichstrom I ₀ den zwischen 4 und 20 mA veränderlichen Meß­ strom I _M bildet.

Der Konstantstromgenerator 28 liefert den konstanten Ver­ sorgungsgleichstrom I ₀ für die Elektronik des Meßumformers. Der vom Konstantstromgenerator 28 bestimmte Strom wird durch den Konstantstromgenerator 32 kontrolliert oder ist fest auf den Stromwert I ₀ eingestellt. Die Konstantstrom­ generatoren 28 und 32 können in einer Einheit zusammenge­ faßt werden. Anstelle des Konstantstromgenerators 28 kann auch ein Spannungsregler eingesetzt werden.

In der Auswerte-Schnittstelle 18 ist in den einen Leiter der Zweidrahtleitung 11 ein Widerstand 33 eingefügt, über den der Meßstrom I _M =I₀+I _K fließt. Am Widerstand 33 kann somit eine Spannung abgegriffen werden, die dem Meßstrom I _M 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 mög­ lich, anstelle des Widerstands 33 in die Zweidrahtleitung einen entsprechend geeichten Strommesser einzufügen, der dann direkt den Meßwert anzeigen würde.

Die bisher beschriebenen Teile der Meßumformer-Schnitt­ stelle 16 und der Auswerte-Schnittstelle 18 entsprechen einer üblichen Ausbildung von Meßanordnungen mit Zweidraht­ verbindung, bei denen die Meßwertinformation durch einen zwischen 4 und 20 mA veränderlichen Gleichstrom übertragen wird.

Die Kommunikations-Schnittstelle 23 der Kommunikationsein­ heit 20 besteht im wesentlichen aus einer mit der Elektro­ nik 34 der Kommunikationseinheit verbundenen Kommunika­ tions-Schnittstellenschaltung 40. Eine Kommunikations- Schnittstellenschaltung 50 völlig gleicher Art ist zusätz­ lich zu den zuvor beschriebenen üblichen Bestandteilen in der Meßumformer-Schnittstelle 16 angeordnet, und die Aus­ werte-Schnittstelle 18 enthält eine weitere Kommunikations- Schnittstellenschaltung 60 der gleichen Art. Da die drei Kommunikations-Schnittstellenschaltungen 40, 50 und 60 den gleichen Aufbau und die gleiche Funktionsweise haben, gilt die folgende Beschreibung der Kommunikations-Schnittstel­ lenschaltung 40 auch für die beiden anderen Kommunikations- Schnittstellenschaltungen 50 und 60.

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 Kommu­ nikations-Schnittstellenschaltung 50 des Meßumformers 10 einen Signalgeber 51 und einen Signalempfänger 52, und die Kommunikations-Schnittstellenschaltung 60 des Auswer­ tegeräts 12 enthält einen Signalgeber 61 und einen Signal­ empfänger 62.

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 darge­ stellten 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.

Wenn der Schalttransistor 44 des Signalgebers 41 stromfüh­ rend ist, ist die Zweidrahtleitung 11 praktisch kurzge­ schlossen, und über den Nebenschlußzweig 43 fließt ein Strom, der aus der Spannungsquelle 15 entnommen wird. Da­ mit dieser Kurzschlußstrom auf einen zulässigen Wert be­ grenzt 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 hochoh­ migen Widerstand gebildet sein, doch wird aus einem spä­ ter noch erläuterten Grund bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform ein gesteuerter Konstantstromgenerator als Strombegrenzer verwendet.

Infolge des Kurzschlusses bricht die Spannung U auf der Zweidrahtleitung 11 zusammen, so daß sie vom Ruhewert U ₀ auf den Wert 0 geht. Jedem vom Signalgeber 41 erzeugten Stromimpuls entspricht somit ein negativ gerichteter Span­ nungsimpuls auf der Zweidrahtleitung 11, wie im Diagramn A von Fig. 3 dargestellt ist, und die Folge dieser Span­ nungsimpulse ist durch das dem Schalttransistor 44 zuge­ führte Steuersignal gestaltet.

Anstatt die Zweidrahtleitung 11 durch den Schalttransistor 44 vollständig kurzzuschließen, ist es auch möglich, in Reihe mit dem Schalttransistor 44 einen Widerstand 45 an­ zuordnen, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. Die Spannung auf der Zweidrahtleitung 11 fällt dann bei jedem Stromimpuls vom Ruhewert U ₀ auf einen vorgegebenen Span­ nungswert U ₁ ab, der von 0 verschieden ist, wie das Dia­ gramm B von Fig. 3 zeigt.

Der Signalempfänger 42 der Kommunikations-Schnittstellen­ schaltung 40 ist so ausgebildet, daß er auf negativ ge­ richtete impulsförmige Spannungsänderungen der in den Dia­ grammen A und B von Fig. 3 dargestellten 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 zugeführt 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 zuge­ führt wird.

In gleicher Weise erzeugt der Signalgeber 51 in der Kommu­ nikations-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 Auswer­ tegeräts 12 erzeugt unter Steuerung durch die Kommunika­ tions-Elektronik 19 auf der Zweidrahtleitung 11 negativ gerichtete impulsförmige Spannungsänderungen, auf welche die Signalempfänger 42, 52 der beiden anderen Komnunika­ tions-Schnittstellenschaltungen 40, 50 ansprechen.

Somit können alle an die Zweidrahtleitung 11 angeschlosse­ nen Einheiten nach Belieben miteinander in Verbindung tre­ ten und über die Zweidrahtleitung Informationen austau­ schen. Alle Kommunikations-Schnittstellenschaltungen sind in identischer Weise ausgebildet, und jede Schnittstelle kann die von jeder anderen Schnittstelle gesendeten Kommu­ nikationssignale empfangen. Nach einer an sich bekannten Technik wird durch geeignete codierte Adressensignale er­ reicht, daß jede Teilnehmerstelle nur die für sie bestimm­ ten Informationen auswertet. Alle Schnittstellen verwenden für die Erzeugung der Kommunikationssignale die gleiche Energiequelle, nämlich die Spannungsquelle 15 im Auswerte­ gerät, 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 Meßwertinfor­ mation, die durch einen Stormwert dargestellt ist. Die durch die Kommunikationssignale zu übertragenden Informa­ tionen (Daten) können z.B. in der Wiederholfrequenz der Spannungsimpulse (Pulsfrequenzmodulation), in codierten Impulsfolgen (Pulscodemodulation) oder auch in einer Kom­ bination dieser beiden Modulationsarten enthalten sein.

Die Anzahl der Teilnehmerstellen, die auf diese Weise mit­ einander in Verbindung treten können, ist nicht beschränkt. Es ist ohne weiteres möglich, mehrere Kommunikationsein­ heiten nach Art der Kommunikationseinheit 20 gleichzeitig an die Zweidrahtleitung 11 anzuklemmen. Alle Kommunika­ tionseinheiten 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. Zu­ sätzlich ist es möglich, den Betrieb des Meßumformers durch Steuersignale zu beeinflussen, die in Form von Kommunika­ tionssignalen vom Auswertegerät kommen, und der Meßumfor­ mer kann zum Auswertegerät Datensignale liefern, die es dem Auswertegerät ermöglichen, den Betrieb des Meßumfor­ mers zu überwachen. Diese Steuer- und Datensignale können auch von jeder Kommunikationseinheit empfangen werden, die an die Zweidrahtleitung 11 angeklemmt wird.

Der in der Meßumformer-Schnittstelle 16 vorhandene Konden­ sator 29, der als Energiespeicher wirkt, verhindert in Ver­ bindung mit der Diode 27, daß die kurzen, impulsförmigen Spannungsänderungen auf der Zweidrahtleitung 11 den Betrieb des Meßumformers 10 stören.

In manchen Fällen kann es als Nachteil angesehen werden, daß der über die Zweidrahtleitung übertragene Meßstrom I _M während jedes negativen Spannungsimpulses eines Kommuni­ kationssignals 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 I _M spei­ chert, der über die Zweidrahtleitung 11 fließt, wenn keine Kommunikationssignale vorhanden sind. Zur Erfassung des Wertes des Meßstroms I _M ist in die Leitung ein Widerstand 37 eingefügt, und die am Widerstand 37 abgegriffene Span­ nung wird dem Momentanwertspeicher 36 zugeführt. Der Aus­ gang des Momentanwertspeichers 36 ist über einen vom Aus­ gang des Signalempfängers 62 der Kommunikations-Schnitt­ stellenschaltung 60 gesteuerten Schalter 38 mit einem Stellglied 39 verbunden, das die Einstellung des den Strom­ begrenzer 35 bildenden Konstantstromgenerators beeinflußt. Der Schalter 38 wird bei jedem Empfang eines Spannungsim­ pulses 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 Wi­ derstand 33 der gleiche Strom wie vor dem Eintreffen des Spannungsimpulses. Da sich der Meßstrom I _M in der Regel nur langsam ändert, wird die Anzeige durch die kurzzeiti­ gen Überbrückungen nicht merklich verfälscht.

Die anhand von Fig. 2 beschriebene Signalübertragung benötigt ein Minimum an Bauteilen für die Signalerzeu­ gung 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 Spannungs­ erhöhungen Probleme verursachen kann.

Claims (7)

1. Anordnung zur Signalübertragung in einer Meßanord­ nung 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-Schnitt­ stelle verbunden ist, welche die vom Meßumformer benötig­ te Gleichstromenergie aus der Zweidrahtleitung entnimmt und das Meßwertsignal an die Zweidrahtleitung anlegt, und wobei das Auswertegerät mit der Zweidrahtleitung über eine Auswerte-Schnittstelle verbunden ist, die zum Anle­ gen 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 Zweidraht­ leitung anschließbar ist, wobei in der Meßumformer- Schnittstelle, in der Auswerte-Schnittstelle und in jeder Kommunikations-Schnittstelle jeweils eine Kommunikations- Schnittstellenschaltung vorhanden ist, die einen Signal­ geber zum Senden eines vom Meßwertsignal unterscheidbaren Kommunikationssignals über die Zweidrahtleitung und einen Signalempfänger zum Empfang der von anderen Komnunika­ tions-Schnittstellenschaltungen kommenden Kommunikations­ signale enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Signal­ geber jeder Kommunikations-Schnittstellenschaltung zur impulsförmigen Verringerung der Versorgungsgleichspannung auf der Zweidrahtleitung gemäß einer das Kommunikations­ signal darstellenden Pulsmodulation ausgebildet ist, und daß der Signalempfänger jeder Kommunikations-Schnittstel­ lenschaltung auf die impulsförmigen Spannungsänderungen auf der Zweidrahtleitung anspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber jeder Kommunikations-Schnittstelle einen die Zweidrahtleitung überbrückenden Nebenschluß­ zweig enthält, in dem ein entsprechend der Pulsmodulation des zu sendenden Kommunikationssignals betätigter Schal­ ter liegt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußzweig des Signalgebers bei geschlosse­ nem Schalter im wesentlichen den Widerstand Null hat, so daß die Zweidrahtleitung durch das Schließen des Schal­ ters kurzgeschlossen ist und die Spannung auf der Zwei­ drahtleitung im wesentlichen auf Null gebracht ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußzweig des Signalgebers bei geschlosse­ nem Schalter einen von Null verschiedenen Widerstand hat, so daß die Spannung auf der Zweidrahtleitung durch das Schließen des Schalters auf einen vorgegebenen konstanten Wert verringert wird.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerte-Schnittstelle ein Strombegrenzer in Reihe mit der Versorgungs-Gleichspan­ nungsquelle angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, bei welcher der Meßumset­ zer den zu übertragenden Meßwert in einen zwischen zwei Grenzwerten veränderlichen Meßwert-Gleichstrom umsetzt, der den Versorgungsgleichstrom auf der Zweidrahtlei­ tung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aus­ werte-Schnittstelle ein Momentanwertspeicher vorgesehen ist, der fortlaufend den Augenblickswert des bei fehlen­ dem Kommunikationssignal auf der Zweidrahtleitung fließen­ den Gesamtstroms speichert, und daß der Strombegrenzer einstellbar ist und bei jedem Empfang eines von einem Signalgeber auf der Zweidrahtleitung erzeugten Spannungs­ impulses so eingestellt wird, daß er den über die Zwei­ drahtleitung fließenden Strom auf den im Momentanwert­ speicher festgehaltenen Stromwert begrenzt.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßumsetzer-Schnittstelle einen die Auswirkungen von Spannungsänderungen auf der Zweidrahtleitung auf die Energieversorgung unterdrücken­ den Spannungsregler oder Energiespeicher enthält.