DE4328932A1 - Verfahren und Einrichtung für die Fernabfrage von Meßstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 und auf eine Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 3.

Die bekannten Verfahren und Einrichtungen dieser Art sind so gestaltet, daß jede einzelne Meßstelle über eine gesonderte, nur von ihr benutzte Übertragungsleitung mit der zentralen Auswertstelle, z. B. einer Datenverarbeitungseinrichtung mit Monitor, verbunden ist und am Ort der Auswertstelle die ein­ zelnen Meßstellen über die Leitungen der Reihe nach abgefragt werden.

Dieser Stand der Technik erfordert einen sehr großen Instal­ lationsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das eine zuverlässige Abfrage der einzelnen Meßstellen mit einem weit­ aus geringeren Installationsaufwand, als ihn die vorgenannten Verfahren zu ihrer Realisierung erfordern, ermöglicht, und eine Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens anzugeben.

Die vorstehende Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patent­ anspruchs 1 und mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 3 ge­ löst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist für die meist weite Strecke von der zusammengehörenden Gruppe von Meßstellen zu der zentralen Auswertstelle nur eine einzige Leitung mit weni­ gen Adern erforderlich, da die Meßstellen dieser Gruppe an der Vermittlungseinrichtung zusammengefaßt sind, die von der zen­ tralen Auswertstelle her gesteuert die Verbindung zu den ein­ zelnen Meßstellen in einer vorbestimmten Reihenfolge her­ stellt, wobei die Vermittlungseinrichtung mit einem Ausgang der zentralen Auswertstelle verbunden ist, wofür eine einfache Leitung mit wenigen, prinzipiell sogar nur zwei, Adern genügt.

Auch im Falle von mehreren Gruppen zusammengehörender Meßstel­ len ist beim Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zwischen diesen Gruppen bzw. den ihnen jeweils einzeln zuge­ ordneten Vermittlungseinrichtungen und einer dieser Vermitt­ lungseinrichtungen zur zentralen Auswertstelle nur ein ein­ faches Kabel mit diesen wenigen Adern nötig.

Der Patentanspruch 2 hat eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 zum Gegenstand.

Der Patentanspruch 3 hat eine zum Durchführen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens geeignete Einrichtung zum Gegenstand, und die Patentansprüche 4 bis 6 betreffen bevorzugte Ausführungs­ formen der Einrichtung gemäß Patentanspruch 3.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung gibt das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder, die drei Vermittlungseinrichtungen V₁, V₂ und V₃ auf­ weist.

Jede der Vermittlungseinrichtungen V₁-V₃ weist jeweils einen Dezimalzähler Z₁-Z₃ (z. B. vom Typ 4014) auf, der in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise so beschaltet ist, daß die Schaltungsanordnung wie ein Multiplexer mit vier Parallelein­ gängen "a", "b", "c" und "out" sowie dem seriellen Anschluß "IN" zur Leitung L₁ bzw. L₂ bzw. L₃ hin wirkt.

Auf den Leitungen L₁, L₂, L₃ werden Schaltsignale S von der zentralen Auswertstelle AE, z. B. einer programmgesteuerten Datenverarbeitungsanlage ggf. mit Monitor, her in der nach­ stehend noch näher erörterten Weise zunächst zur direkt an die Auswertstelle AE angeschlossene erste Vermittlungseinrichtung V₁, dann durch diese hindurch zur zweiten Vermittlungseinrich­ tung V₂ und schließlich durch die erste und die zweite Vermitt­ lungseinrichtung hindurch zur dritten Vermittlungseinrichtung V₃ übertragen. Insoweit stellen die Anschlüsse IN der Vermitt­ lungseinrichtungen V₁, V₂, V₃ Eingänge für die Schaltsignale S dar.

Über die Leitungen L₁-L₂ werden aber auch von den Meßstellen her Meßsignale I zur Auswertstelle AE übertragen, und für diese stellen die Anschlüsse IN der einzelnen Vermittlungsein­ richtungen V₁, V₂ und V₃ Ausgänge dar. Das Weiterschalten bzw. Herstellen einer Verbindung zwischen der Auswertstelle AE und der Reihe nach mit den verschiedenen Meßstellen erst der Grup­ pe G₁, dann der zweiten Gruppe G₂ und dann der dritten Gruppe G₃ sowie die Übertragung der Meßsignale I von der jeweiligen Meßstelle zur Auswertstelle AE geht folgendermaßen vor sich:

Ausgehend vom Ruhezustand, in dem zwischen der Auswertstelle AE zu keiner der Meßstellen 1, 2, 3 der drei Gruppen G₁, G₂ und G₃ eine Verbindung besteht, bewirkt das sprunghafte Anlegen einer - relativ niederohmigen - Gleichspannung von der Aus­ wertstelle AE an den Anschluß IN der ersten Vermittlungsein­ richtung V₁ aufgrund der besonderen Beschaltung des Zählers Z₁ in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise, daß durch die Vermittlungseinrichtung V₁ hindurch eine Verbindung von der Auswertstelle AE nur zu deren Eingang "a" hergestellt wird, so daß nunmehr an diesem die Gleichspannung von der Auswertstelle AE anliegt. Diese Gleichspannung ist sehr fest, so daß sich der Zustand an der Meßstelle in der Größe des lastabhängigen Stromes, der von der Meßstelle über den Anschluß a von V₁ zur Auswertstelle AE fließt, widerspiegelt und dieser Strom das Meßsignal I darstellt. Das Strom-Meßsignal I kann jede belie­ bige Kurvenform haben.

Wenn nun die von AE her an IN von V₁ anliegende Gleichspannung sprunghaft kurzzeitig unterbrochen wird, wird aufgrund der aus der Zeichnung ersichtlichen besonderen Beschaltung von Z₁ die Verbindung zum Eingang a von V₁ unterbrochen und statt dessen zum Eingang b von V₁ hergestellt, weil der Zähler Z₁ durch diese Spannungsunterbrechung jeweils zum nächsten Anschluß in der Reihenfolge a, b, c, out weitergeschaltet wird. Bei der Weiterschaltung von a auf b und schließlich auf c wird jeweils eine andere der drei Meßstellen 1, 2, 3 der Gruppe G₁ mit der Auswertstelle AE in Verbindung gebracht. Die dann folgende Spannungsunterbrechung am Anschluß IN von V₁ wird jedoch über den Anschluß out von V₁ an den Anschluß IN von V₂ als sprung­ hafter Spannungsanstieg weitergegeben und bewirkt nunmehr die Herstellung einer Verbindung von IN von V₂ zu dessen Eingang a, so daß nunmehr die Meßstelle 1 der Gruppe G₂ über V₂ durch V₁ hindurch zur zentralen Auswerteinheit AE durchgeschaltet ist. Jede weitere Spannungsunterbrechung von AE her wirkt sich in der Folge nur noch auf V₂ aus, weil durch die besondere Be­ schaltung des Zählers Z₁ von V₁ in der aus der Zeichnung er­ sichtlichen Weise dieser Zähler nicht mehr weitergeschaltet wird, sobald die Verbindung zwischen IN und out von V₁ herge­ stellt worden ist. Die folgenden Spannungsunterbrechungen bzw. Schaltsignale S bewirken nunmehr der Reihe nach die Umschal­ tung der Verbindung erst von a auf b, dann von b auf c und schließlich von c auf out von V₂ in der gleichen Weise, wie dies vorher bei V₁ der Fall gewesen ist, so daß nunmehr der Reihe nach auch die Meßstellen 2 und 3 der Gruppe G₂ mit der zentralen Auswertstelle AE verbunden werden und ihre Meßsigna­ le I an diese liefern können, und nach dem Umschalten von c auf out von G₂ die weiteren Schaltsignale S von AE her durch V₁ und V₂ hindurchgehen und an V₃ die gleichen Wirkungen auslösen wie vorher bei V₁ und V₂.

Mit Hilfe der eingangsseitig in V₁, V₂ und V₃ eingerichteten Zeitkonstanten wird erreicht, daß alle Vermittlungseinrichtun­ gen in den Ruhezustand zurückgesetzt werden, wenn die Spannung von AE her über eine längere Zeitdauer ausbleibt. In diesem Ruhezustand sind alle Vermittlungseinrichtungen V₁-V₃ für die Herstellung einer Verbindung jeweils zu dem ersten Eingang a vorbereitet, sobald ein erster sprunghafter Spannungsanstieg an ihrem Anschluß IN auftritt.

Es ist also ersichtlich, daß durch die Schaltsignale S von AE her der Reihe nach alle neun Meßstellen (drei der Gruppe G₁, drei der Gruppe G₂ und drei der Gruppe G₃) abfragbar sind, wobei die großen Distanzen zwischen den Meßstellengruppen und der Auswertstelle AE jeweils durch eine einfache, ggf. zwei­ adrige Leitung L₁, L₂ und L₃ überbrückt sind und jede Meßstelle nur für die kurze Strecke zu der ihr zugeordneten Vermitt­ lungseinrichtung V₁ eine eigene, nur für sie vorgesehene Über­ tragungsleitung l₁, l₂ und l₃ benötigt.

Anstelle von Kabeln können im Prinzip auch einkanalige Über­ tragungsmittel wie Funk, Lichtstrahl e.t.c. eingesetzt werden, wobei allerdings die Kabelverbindung wegen ihrer Störunanfäl­ ligkeit von besonderer Bedeutung ist.

Bei den Meßstellen des geschilderten Ausführungsbeispiels kann es sich beispielsweise um Meßstellen an drei Maschinen han­ deln, denen jeweils eine der drei Vermittlungseinrichtungen V₁, V₂ und V₃ räumlich zugeordnet ist, so daß die an der jeweiligen Maschine befindlichen Meßstellen mit einer gesonderten Leitung jeweils nur bis zu der ebenfalls an der Maschine angeordneten Vermittlungsstelle geführt werden müssen und von der Vermitt­ lungseinrichtung aus für die drei Meßstellen jeweils nur noch eine einzige - ggf. zweiadrige - Leitung bis zur Auswertstelle AE benötigt wird, wobei nur die letzte Gruppe G₂ ihre Leitung L₃ allein benutzt, während die Leitungszüge L₂ und L₁ jeweils doppelt bzw. dreifach ausgenützt werden, da L₂ auch die Signale überträgt, die von L₃ her kommen, und L₁ auch die Signale von L₂ überträgt.

Gegenüber der bekannten Einzelverbindung jeder Meßstelle zu der zentralen Auswertstelle AE wird mit der Erfindung somit der nötige Aufwand für die Übertragungsmittel, d. h. bei Ver­ wendung von Kabeln insbesondere der Installationsaufwand, ganz beträchtlich verringert, und außerdem die Betriebssicherheit erheblich erhöht.

Das Ausführungsbeispiel wurde vorstehend für je drei Meßstel­ len je Vermittlungseinrichtung V₁, V₂, V₃ beschrieben. Es ist offensichtlich, daß die Zahl der Meßstellen je Vermittlungs­ einrichtung in weiten Grenzen ggf. unter Verwendung mehrerer zusammengeschalteter Zähler praktisch beliebig einrichtbar ist, daß auch die Anzahl der Vermittlungseinrichtungen in weiten Grenze beliebig wählbar ist, und daß auch die Anzahl der Meßstellen von Vermittlungseinrichtung zu Vermittlungsein­ richtung unterschiedlich groß sein kann.

Wie bereits gesagt, erfolgt das Weiterschalten beim geschil­ derten Ausführungsbeispiel mit Schaltsignalen S in Form von Spannungsunterbrechungen bzw. Spannungssprüngen und die Über­ tragung der Information findet sozusagen als Rückmeldung in Form von Stromsignalen statt. Es könnten aber prinzipiell auch andere Signal formen für das Schaltsignal und für das Informa­ tionssignal, z. B. kodierte Signale, mit entsprechend gestal­ teten Vermittlungseinrichtungen zum Einsatz gelangen.

Claims (6)

1. Verfahren für die Fernabfrage von Meßstellen (1, 2, 3,), die mindestens eine räumlich zusammengehörende Gruppe (G1, G2, G3) bilden und elektrische Meßsignale (I) liefern, insbesondere von Meßstellen an hinsichtlich bestimmter Zustände zu überwachenden Maschinen, wobei die elektri­ schen Meßsignale (I) voneinander gesondert an eine zen­ trale Auswertstelle (AE) geliefert werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßsignale (I) von jeder der eine Gruppe (G1, G2, G3) bildenden Meßstellen (1, 2, 3) jeweils über eine zugehörige Signalübertragungseinrichtung (l1, l2, l3) zunächst an eine der betreffenden Gruppe (G1, G2, G3) zugeordnete, je einen Anschluß (a, b, c) für jede Meßstelle (1, 2, 3) sowie einen einzelnen Eingang (IN) aufweisende Vermittlungseinrichtung (V1, V2 , V3) geliefert werden, die die von den zugehörigen einzelnen Meßstellen (1, 2, 3) empfangenen Meßsignale (I) für eine nacheinander stattfindende Durchschaltung zu ihrem Eingang (IN) be­ reithält, und daß bei jeder Vermittlungseinrichtung (V1, V2, V3) die Meßsignale (I) der einzelnen Meßstellen (1, 2, 3) durch über deren Eingang (IN) zugeführte Steu­ ersignale (S) in einer vorbestimmten Reihenfolge zu deren direkt oder indirekt mit einem Ausgang der zentralen Auswertstelle (AE) verbundenen Eingang (IN) durchgeschal­ tet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Gruppen (G1, G2, G3) von Meßstellen (1, 2, 3) mit je einer Vermittlungseinrichtung (V1, V2, V3) die Ver­ mittlungseinrichtungen in einer vorgegebenen Reihenfolge nacheinander mit den Steuersignalen (S) beaufschlagt werden, wofür die Vermittlungseinrichtungen (V1, V2, V3) des weiteren mit einem einzelnen Ausgang (OUT) versehenen sind, bei jeder von ihnen nach der in einem Abfragezyklus jeweils letzten Meßsignaldurchschaltung eine Verbindung zwischen dem Eingang (IN) und dem Ausgang (OUT) herge­ stellt wird und jeweils mittels einer weiteren Signal­ übertagungseinrichtung (L1, L2, L3) zum einen der Ausgang (OUT) jeder Vermittlungseinrichtung (V1, V2) bis auf die im gesamten Abfragezyclus letzte (V3) mit dem Eingang (IN) einer mit ihr in Serie geschalteten Vermittlungsein­ richtung ((V2, V3) einer anderen Meßstellengruppe (G2, G3) verbunden ist und zum anderen die im gesamten Abfragezy­ clus erste (V1) Vermittlungseinrichtung (V1) mit ihrem Eingang (IN) an den Ausgang der zentralen Auswertstelle (AE) angeschlossen ist.

3. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mehreren Meßstellen (1, 2, 3), die elektrische Meß­ signale (I) liefern, die über Übertragungseinrichtungen zu einer zentralen Auswertstelle (AE) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstellen (1, 2, 3) in mindestens einer Gruppe (G1, G2, G3) zusammengefaßt sind und für jede Gruppe eine Vermittlungseinrichtung (V1, V2, V3) vorgesehen ist, die gesonderte Anschlüsse (a, b, c) für jede der Meßstellen (1, 2, 3) sowie einen ein­ zelnen, direkt mit einem Ausgang der zentralen Auswert­ stelle (AE) verbundenen oder indirekt mit diesem verbind­ baren Eingang (IN) aufweist und mit einer Schalteinrich­ tung ((Z1, Z2, Z3) versehen ist, die auf ihr über den Ein­ gang (IN) zugeführte elektrische Steuersignale (S) an­ spricht und von diesen getaktet der Reihe nach die An­ schlüsse (a, b, c) mit dem Eingang verbindet, so daß wäh­ rend eines jeden Abfragezyklus in den Zeitspannen zwi­ schen den Steuersignalen nacheinander jeweils das Meßsi­ gnal (I) von einer anderen Meßstelle (1, 2, 3) der Gruppe (G1, G2, G3) am Eingang (IN) anliegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen elektronischen Zähler (Z1, Z2, Z3) aufweist, der eine Stellenzahl aufweist, die die Anzahl der zur Gruppe (G1, G2, G3) gehörenden Meßstel­ len (1, 2, 3) mindestens um einen Stellenwert überschrei­ tet, mit einem Zählausgang mit dem Ausgang (OUT) der Vermittlungseinrichtung (V1, V2, V3<) verbunden ist und mit weiteren Zählausgängen, die beim Zählvorgang früher als der vorgenannte Zählausgang ansprechen, jeweils an eine andere der zugehörigen Meßstellen (1, 2, 3) angeschlossen ist, wobei der Stromversorgungsanschluß (vdd) des Zählers (Z1, Z2, Z3) den Eingang der Vermittlungseinrichtung (V1, V2, V3) bildet und der Zähler (Z1, Z2, Z3) von diesem her so beschaltet ist, daß er bei einer impulsartigen Un­ terbrechung oder deutlichen Minderung der am Eingang (IN) anliegenden Versorgungsspannung um eine Stelle weiterge­ zählt wird und bei Erreichen der an den Ausgang der Ver­ mittlungseinrichtung (V1, V2, V3) geführten letzten Stelle die Weiterzählung unterbunden wird, so daß die folgenden impulsartigen Unterbrechungen oder Minderungen über den Ausgang (OUT) ausgegeben werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Meßstellen (1, 2, 3) mit den zugehörigen An­ schlüssen (a, b, c) der Vermittlungseinrichtung (V1, V2, V3) und die Vermittlungseinrichtungen (V1, V2, V3) unterein­ ander bzw. mit dem Ausgang der zentralen Auswertstelle (AE) jeweils über ein Kabel (l1, l2, l3 bzw. L1, L2, L3) ver­ bunden sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel (l1, l2, l3, L1, L2, L3) zweiadrig sind.