DE29718405U1 - Analogeingabeeinheit - Google Patents

Description

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Beschreibung
Analogeingabeeinheit

Die Erfindung betrifft eine Analogeingabeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Analogeingabeeinheit ist in dem Aufsatz „Smart/Hart-Kommunikation für Prozeßgeräte", Sonderdruck aus tm - Technisches Messen, 59/1992, Heft 9, Seiten 2 bis 7, beschrieben. Über ein Leitungspaar ist sowohl ein analoges 4- bis 20-mA-Meßwertsignal als auch ein digitales Kommunikationssignal übertragbar, welches z. B. zur Einstellung von Geräteparametern eines an die Analogeingabeeinheit angeschlossenen Feldgerätes vorgesehen ist. Das Kommunikationssignal in Form eines im wesentlichen sinusförmigen Signals umfaßt eine erste und eine zweite Frequenz, die jeweils eine Bitinformation 0 bzw. 1 repräsentieren. Insbesondere für einen Einsatz von Analogeingabeeinheiten im EX-Bereich ist eine Potentialtrennung zwischen der Feldgeräte- und der Systemebene erforderlich. In diesen Analogeingabeeinheiten wird deshalb gewöhnlich zum Ein- und Auskoppeln des Kommunikationssignals ein Übertrager eingesetzt, welcher mit einem Analogschalter entsprechend der einzustellenden Betriebsart mit einem Sende- oder Empfangsverstärker verbindbar ist. Dabei muß allerdings das Übersetzungsverhältnis zwischen Sende- und Empfangsinduktivität derart gewählt werden, daß sich Induktivitäten nicht störend, insbesondere in einem Einsatz im EX-Bereich auswirken. Darüber hinaus müssen empfangsseitig schaltungstechnische Maßnahmen getroffen werden, damit Störimpulse das Kommunikationssignal nicht verzerren.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Analogeingabeeinheit der eingangs genannten Art die Übertragung des Kommunikationssignals zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Der Übertrager ist lediglich zur Übertragung des Kommunikationssignals (Digitalsignals) zum Feldgerät vorgesehen, während der Trennverstärker das Meßsignal und das diesem Meßsignal überlagerte Kommunikationssignal vom Feldgerät zur Meßwerterfassungseinheit und zum Demodulator überträgt, wobei z. B. ein dem Demodulator vorgeschalteter Kondensator das Kommunikationssignal ausfiltert. Durch die Erfindung ist der Sende- und der Empfangspfad voneinander getrennt. Der Übertrager ist lediglich für einen optimalen Sendepegel auszulegen, wodurch auf einen Übertrager mit Ringkern verzichtet und ein Übertrager mit EF-Kern eingesetzt werden kann, welcher einfacher herzustellen ist, ferner eine geringere Induktivität und eine kleinere Bauform aufweist. Darüber hinaus sind vom Übertrager nur Signale ohne einen DC-Anteil zu übertragen, wodurch Verzerrungen weitgehend vermieden werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher erläutert. Die Figur der Zeichnung zeigt in einem Blockschaltbild Bestandteile einer Analogeingabeeinheit.

Eine Analogeingabeeinheit 1 ist mit einer Meßwerterfassungseinheit 2 und einem Demodulator 3 versehen, die über ein Leitungspaar La, Lb, einen Eingangswiderstand 4 und einen diesem Eingangswiderstand 4 nachgeschalteten Trennverstärker 5 ein Signal eines intelligenten Feldgeräts 6 empfangen.

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Dieses Empfangssignal umfaßt ein analoges 4- bis 20-mA-Meßwertsignal und ein diesem Meßwertsignal überlagertes Kommunikationssignal in Form eines frequenzmodulierten, eine erste und eine zweite Frequenz aufweisenden Digitalsignals, welches z. B. einen Status des Feldgerätes 6 anzeigt. Ein Sendesignal, das ein Modulator 7 über einen Bufferverstärker 8 und über einen Übertrager 9 dem Feldgerät 6 zuführt, besteht lediglich aus dem Digitalsignal und ist z. B. zur Meßbereichseinstellung im Feldgerät 6 vorgesehen.

Bestandteile des Trennverstärkers 5 sind ein Eingangsverstärker 10, ein diesem nachgeschalteter Linearkoppler 11 und ein Ausgangsverstärker 12, an welchen an einem Verbindungspunkt 13 die Meßwerterfassungseinheit 2 und über eine Filtereinheit in Form eines Koppelkondensators 14 der Demodulator 3 angeschlossen ist, wodurch das Empfangssignal sowohl der Meßwerterfassungseinheit 2 als auch dem Koppelkondensator 14 zuführbar ist. Die Meßwerterfassungseinheit umfaßt einen A/D-Wandler 15 und einen diesem nachgeschalteten MikroController 16, wobei der A/D-Wandler 15 das Empfangssignal in ein Binärsignal umsetzt, welches der Mikrocontroller 16 auswertet und aus welchem der Mikrocontroller die zu diesem Signal dazugehörigen Meßwerte ermittelt. Der Koppelkondensator 14 koppelt das frequenzmodulierte Digitalsignal aus, welches der Demodulator 3 demoduliert und eine Sende- und Empfangseinheit 17 dem Mikrocontroller 16 der Meßwerterfassungseinheit 2 zur digitalen Signalaufbereitung zuführt. Dabei ermittelt der Mikrocontroller in einer Empfangsbetriebsart aus dem demodulierten Empfangssignal eine Bitinformation 0 und/oder 1. In einer Sendebetriebsart bildet eine Sendeeinrichtung der Sende- und Empfangseinheit 17 und der Modulator 7 aus einer vom Mikrocontroller 16 zugeführten Bitinformation 0 und/oder 1 ein frequenzmoduliertes Digitalsignal, welches über einen Kondensator 19, den Bufferverstär-

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ker 8, den Übertrager 9, den Eingangswiderstand 4 und über das Leitungspaar La, Lb dem Feldgerät 6 zuführbar ist.

Claims (1)

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   Schutzanspruch

   Analogeingabeeinheit, an die ein Feldgerät (6) über ein Leitungspaar (La, Lb) anschließbar ist, über welches ein Sende- oder Empfangssignal übertragbar ist, das einen Meßwert in Form eines Analogsignals und/oder ein frequenzmoduliertes Digitalsignal umfaßt, wobei eine Meßwerterfassungseinheit (2) aus dem Analogsignal den dazugehörigen Meßwert ermittelt und wobei Mittel (16, 17, 7) das frequenzmodulierte Digitalsignal aus einer Bitinformation 0 und/oder 1 und Mittel (16, 7, 3) aus dem frequenzmodulierten Digitalsignal die Bitinformation 0 und/oder 1 erzeugen,
   dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Analogeingabeeinheit (1) das Sendesignal über einen Übertrager (9) dem Feldgerät (6) zuführt und

   - daß die Analogeingabeeinheit (1) mit einem Trennverstärker (5) versehen ist, der das Empfangssignal sowohl der Meßwerterfassungseinheit (2) als auch einer dem Demodulator vorgeschalteten Filtereinheit (14) zur Auskopplung des Digitalsignals zuführt.