DE3333208A1

DE3333208A1 - Method for controlling a number of measurement value pickups having a digital output signal

Info

Publication number: DE3333208A1
Application number: DE19833333208
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl.-Ing. 6749 Freckenfeld Preuss
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1983-09-14
Filing date: 1983-09-14
Publication date: 1985-03-28

Abstract

The invention relates to a method for controlling measurement value pickups which are coupled to a measurement data bus. To provide central clock synchronisation or measuring time control in conjunction with an auxiliary power supply, the auxiliary power is an extremely stable alternating voltage having a frequency optimally selected for division or multiplication. The invention is used in digital measurement value processing.

Description

Verfahren zur Steuerung einer Anzahl von Meßwertaufneh-Method for controlling a number of measured value recording

mern mit digitalem Ausgangssignal Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Anzahl von Meßwertaufnehmern mit digitalem Ausgangssignal in einem digitalen Meßwertverarbeitungssystem, bei dem die Steuerung der Meßzeiten (Zeitbasen) jedes einzelnen Meßwertaufnehmers von einer zentralen Steuereinheit vorgenommen wird, die über einen Datenbus mit den Meßwertaufnehmern verbunden ist.mern with digital output signal The invention relates to a Method for controlling a number of transducers with a digital output signal in a digital data processing system in which the control of the measuring times (Time bases) of each individual transducer from a central control unit is made, which is connected to the transducers via a data bus.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (Fritz, Reinhard "Elektronische Meßwertverarbeitung: Schaltungen und Systeme", Hüthig-Verlag 1977, Seiten 197 bis 200) werden die einzelnen Meßwertaufnehmer über den Datenbus mit der zentralen Steuereinheit verbunden und Daten, Adressen, Begleitsignale sowie die Zeitsteuerung der einzelnen Meßwertaufnehmer über den Datenbus übermittelt. Bei diesen digitalen Meßwertverarbeitungssystemen ist es besonders wichtig, die Zeitspannen zu steuern, in denen die Meßwerte aufgenommen werden bzw. in denen der Datenverkehr zwischen den Meßwertaufnehmern und der zentralen Steuereinheit vorgenommen wird. Ebenfalls wichtig ist es, bei einer eventuellen Analog/Digital-Umwandlung im Bereich der Meßwertaufnehmer die erforderlichen Taktsignale zur Verfügung zu stellen. Besonders bei passiven Meßwertaufnehmern ist es oft notwendig, die erforderlichen Zeitzyklen im Meßwertaufnehmer selbst zu erzeugen, da die Datenübertragungswege (Datenbus) nicht für die Übertragung der erforderlichen Taktsignale geeignet sind oder eine zentrale Erzeugung nicht vorgesehen ist. Um eine synchrone Zeitsteuerung aller Meßwertaufnehmer zu gewährleisten, sind hier daher an die Genauigkeit bzw. Stabilität der einzelnen Taktoszillatoren in den Meßwertaufnehmern hohe Anforderungen zu stellen. Ein weiteres Erfordernis bei solchen passiven Meßwertaufnehmern ist die Bereitstellung der Hilfsenergie für die elektronischen Schaltungsteile der Aufnehmer. In vielen Anwendungsfällen ist es nicht möglich, eine separate Stromversorgung für jeden Meßwertaufnehmer bereitzustellen, da eine solche Stromversorgung entweder nicht vorhanden ist oder aber aus Sicherheitsgründen - z. B. in kerntechnischen Anlagen - nicht installiert werden kann.In a known method of this type (Fritz, Reinhard "Electronic Measured value processing: Circuits and Systems ", Hüthig-Verlag 1977, pages 197 bis 200) the individual transducers are connected to the central control unit via the data bus connected and data, addresses, accompanying signals and the timing of each Transmitter via the data bus. With these digital data processing systems It is especially important to control the time spans in which the readings are recorded or in which the data traffic between the transducers and the central Control unit is made. It is also important in the event of a Analog / digital conversion in the area of the transducers the necessary clock signals to provide. Particularly with passive transducers, it is often necessary to to generate the required time cycles in the transducer itself, as the data transmission paths (Data bus) are not suitable for the transmission of the required clock signals or central generation is not planned. To a synchronous To ensure time control of all transducers are therefore of the accuracy here and stability of the individual clock oscillators in the transducers make high demands to deliver. Another requirement with such passive transducers is the provision of auxiliary energy for the electronic circuit components of the transducers. In many applications it is not possible to have a separate power supply for provide each transducer, as such a power supply either is not available or for security reasons - z. B. in nuclear engineering Attachments - cannot be installed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Anzahl von Meßwertaufnehmern mit digitalem Ausgangssignal zu schaffen, bei dem die Bereitstellung der Hilfsenergie und die synchrone Steuerung der Meßwertaufnehmer mit geringem Aufwand sichergestellt ist.The invention is based on the object of a method for control to create a number of transducers with a digital output signal the provision of auxiliary energy and the synchronous control of the transducers is ensured with little effort.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß bei passiven Meßwertaufnehmern die Hilfsenergie von der zentralen Steuereinheit parallel zum Datenbus an die betreffenden Meßwertaufnehmer geführt, wobei die Hilfsenergie eine echselgröße ist, deren Frequenz durch Stabilisierung äußerst konstant ist und sich in einer solchen Größenordnung befindet, daß daraus die Meßzeiten (Zeitbasen) abgeleitet werden können.To solve this problem, the method mentioned at the beginning is used in a method Art according to the invention with passive transducers the auxiliary power from the central Control unit connected to the relevant transducers in parallel to the data bus, where the auxiliary energy is a magnitude, the frequency of which is stabilized is extremely constant and is of such a magnitude that from it the measuring times (time bases) can be derived.

Es ist zwar für sich bereits bekannt Jones, Barry E.It is true that Jones, Barry E.

"Meßgeräte, Meßverfahren, Meßsysteme", Oldenbourg-Verlag 1980, Seiten 160/161), in Meßwertverarbeitungssystemen eine zentrale Stromversorgung der Meßwertaufnehmer vorzusehen und hierzu auch eine Wechselspannungsquelle heranzuziehen. Der Aufbau mit einer solchen Wechselspannung ist hier aber in erster Linie darum vorgesehen, damit niederfrequente Störungen auf dem Ubertragungsweg unterdrückt werden können und größere Ubertragungsstrecken möglich sind. Bei einigen Ausführungsformen von Meßwertaufnehmern kann zwar auch die Wechselspannung für die Meßwerterfassung, z. B. in Scheinwiderstandsmeßbrücken, herangezogen werden, jedoch wird in fast allen Fällen die eigentliche Trägerfrequenz der Versorgungsspannungen durch Filter eliminiert und stellt somit hinsichtlich der Stabilität und Synchronität keine besonders kritische Größe dar. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird demgegenüber die äußerst stabile Wechselgröße als Hilfsenergie direkt zur Steuerung der Meßzeiten und eventuell bei der Digitalisierung der Meßsignale verwendet, womit somit die Zeitbasis der Hilfsenergie gleichzeitig die Zeitbasis des gesamten Meßwertverarbeitungssystems darstellt und somit ein synchrones Arbeiten des Systems gewährleistet ist."Measuring devices, measuring methods, measuring systems", Oldenbourg-Verlag 1980, pages 160/161), in data processing systems a central power supply for the transducers and to use an alternating voltage source for this purpose. The structure with such an alternating voltage is primarily intended here, however, in order to suppressed low-frequency interference on the transmission path and larger transmission routes are possible. In some embodiments from transducers, the alternating voltage can also be used for the acquisition of measured values, z. B. in impedance measuring bridges can be used, but is used in almost all Cases the actual carrier frequency of the supply voltages is eliminated by filters and is therefore not particularly critical in terms of stability and synchronicity In the method according to the invention, on the other hand, the extremely stable Alternating variable as auxiliary energy directly to control the measuring times and possibly with used to digitize the measurement signals, thus the time base of the auxiliary power at the same time represents the time base of the entire measured value processing system and thus a synchronous operation of the system is guaranteed.

Ein weiterer Vorteil liegt auch darin, daß alle Teilnehmer des Neßwertverarbeitungssystems aufgrund der gleichen Taktsteuerung mit exakt genau der gleichen Genauigkeit messen können, wobei durch Einsparung einer Anzahl von dezentralen, stabilisierten Oszillatorschaltungen der Materialaufwand gering gehalten wird.Another advantage is that all participants in the Neßwertverarbeitungssystems measure with exactly the same accuracy due to the same clock control can, whereby by saving a number of decentralized, stabilized oscillator circuits the cost of materials is kept low.

Um eventuell eine Herunterteilung oder Vervielfachung der Frequenz der Hilfsenergie für die verschiedenen Zwecke im Meßwertaufnehmer vorzunehmen, ist die Frequenz entweder nach der Beziehung f=2fl oder f = 10n gewählt, wobei f die Frequenz der Hilfsenergie und n den Teilungs- oder Vervielfachungsfaktor darstellt. Bei einer derart gewählten Frequenz kann die Teilung bzw. Vervielfachung mit Standardbausteinen der Digitaltechnik vorgenommen werden, wodurch der Aufwand ebenfalls klein gehalten ist. Auf einfache und äußerst genaue Weise kann die stabile Frequenz der Hilfsenergie mit einem üblichen Quarzoszillator erzeugt werden, wobei beispielsweise die Hilfsenergiequelle durch den Quarzoszillator angesteuert wird. In order to subdivide or multiply the frequency of the auxiliary energy for the various purposes in the transducer, the frequency is selected either according to the relationship f = 2fl or f = 10n, where f represents the frequency of the auxiliary energy and n the division or multiplication factor. With a frequency selected in this way, the division or multiplication can be carried out using standard components of digital technology, whereby the effort is also kept low. The stable frequency of the auxiliary energy can be generated in a simple and extremely precise manner with a conventional quartz oscillator, the auxiliary energy source, for example, being controlled by the quartz oscillator.

Claims

Claims 1. A method for controlling a number of transducers with digital output signal in a digital net value processing system, in which the control of the measuring times (time bases) of each individual transducer is made by a central control unit, which via a data bus with is connected to the transducers, that - with passive transducers, the auxiliary power from the central control unit is routed to the relevant transducers in parallel to the data bus, whereby - the auxiliary energy is an alternating quantity, the frequency of which is extreme due to stabilization is constant and is in such an order of magnitude that the measurement times (Time bases) can be derived.

2. The method according to claim 1, d a d .u r c h g e -k e n n z e i c N e t that - the frequency is divided or multiplied in the transducer and according to the relationship n f = 2 is chosen, where f = the frequency and n = the pitch or multiplication factor.

3. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that - the frequency is divided or multiplied in the transducer and after the relationship is chosen, where f = the frequency of the Auxiliary energy and n = represents the division or multiplication factor.

4. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h e k e k e n n n n e i c h n e t that - the stable frequency with a crystal oscillator is produced.