Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Messsystem zur Wandlung binärer Schaltsignale in ein Summenmesssignal.

Messsysteme mit einem Signalwandler, insbesondere Multiplexer, sind typischerweise ausgebildet, eine Mehrzahl an Eingangssignalen auf ein einzelnes Ausgangssignal abzubilden, wobei die Eingangssignale eindeutig aus dem Ausgangssignal rekonstruierbar sein können. Beispielsweise kann eine Mehrzahl von binären Spannungssignalen in ein diskretes Spannungssignal mit einer Mehrzahl an möglichen Spannungswerten gewandelt werden. Entsprechend kann jedem Spannungswert eine eindeutige Kombination der binären Spannungssignale zugeordnet werden. Die binären Spannungssignale können jedoch abhängig von einer Leitungslänge zwischen dem jeweiligen Generator des Spannungssignals und dem Signalwandler eine Spannungsamplitudenreduktion erfahren, wodurch eine Fehlerrate bei der Interpretation der Spannungssignals erhöht sein kann. Ferner kann auch eine Weiterleitung des diskreten Spannungssignals von einer leitungsabhängigen Spannungsamplitudenreduktion betroffen sein. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein effizientes Messsystem zum Erfassen von Schaltzuständen bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.

Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch ein Messsystem mit einem Signalwandler gelöst werden kann, welcher binäre Schaltsignale empfängt und in ein mehrstufiges Ausgangssignal wandelt, wobei die binären Schaltsignale einen Einschaltzustand oder einen Ausschaltzustand repräsentieren. Das mehrstufige Ausgangssignal kann insbesondere ein amplitudendiskretes Signal sein, welches die binären Schaltsignalen auf einen einzelnen Amplitudenwert abbildet. Das Ausgangssignal kann ferner auch zeitdiskret und entsprechend ein digitales Signal sein. Der Signalwandler ist ausgebildet, ein diskretes Ausgangssignal zu generieren, welches den Rückschluss auf jedes binäre Schaltsignal erlaubt, insbesondere ob ein jeweiliger Einschalt- oder ein Ausschaltzustand vorliegt. Insbesondere weist der Signalwandler elektrische Widerstände auf, welche an einem ersten Widerstandsanschluss mit einem jeweiligen binären Schaltsignal beaufschlagt ist und über einen zweiten Wderstandsanschluss zueinander parallel mit dem Signalausgang verbunden sind. Entsprechend kann durch den Signalausgang ein Ausgangssignal mit einer Stromstärke fließen, welche die binären Schaltsignale eindeutig abbildet.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Messsystem zum Erfassen von Schaltzuständen. Das Messsystem umfasst einen Signalwandler mit einem ersten Signaleingang, welcher mit einem ersten binären Schaltsignal beaufschlagbar ist und einem zweiten Signaleingang, welcher mit einem zweiten binären Schaltsignal beaufschlagbar ist. Das erste binäre Schaltsignal repräsentiert einen ersten Schaltzustand und das zweite binäre Schaltsignal repräsentiert einen zweiten Schaltzustand. Ferner umfasst der Signalwandler einen ersten elektrischen Wderstand, welcher dem ersten Signaleingang nachgeschaltet ist und an welchem auf Basis des ersten binären Schaltsignals ein erstes Messsignal mit einer ersten Stromstärke abgreifbar ist und einen zweiten elektrischen Wderstand, welcher dem zweiten Signaleingang nachgeschaltet und an welchem auf Basis des zweiten binären Schaltsignals ein zweites Messsignal mit einer zweiten Stromstärke abgreifbar ist.

Der zweite elektrische Wderstand weist einen Wderstandswert auf, welcher unterschiedlich zu einem Wderstandswert des ersten elektrischen Wderstands ist, und der zweite elektrische Wderstand ist zu dem ersten elektrischen Wderstand parallel geschaltet.

Ferner weist der Signalwandler einen Signalausgang auf, welchem der erste elektrische Wderstand und der zweite elektrische Wderstand vorgeschaltet sind, um an dem Signalausgang ein Summenmesssignal mit einer Summenstromstärke bereitzustellen, welches aus der Summe des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals gebildet ist. Das Summenmesssignal kann eine Stromstärke aufweisen, welche einem Stromstärkereferenzwert aus einer Mehrzahl von Stromstärkereferenzwerten eindeutig zuordenbar ist, und das erste Schaltsignal und das zweite Schaltsignal sind aus dem Stromstärkewert bestimmbar.

Das Messsystem umfasst ferner eine Steuerung, welche ausgebildet ist, das Summenmesssignal zu empfangen und auf Basis der Summenstromstärke des Summenmesssignals den ersten Schaltzustand und den zweiten Schaltzustand zu erfassen. Das Messsystem ist insbesondere ausgebildet, diskrete, insbesondere binäre, Schaltsignale, welche von unterschiedlichen Geräten gesendet werden in diskrete standardisierte Signale zu wandeln. Insbesondere kann die Summenstromstärke des Summenmesssignals in dem Bereich einer 4 - 20 mA-Schleife liegen. Jedem binären Schaltsignal kann über einen jeweiligen vorbestimmten elektrischen Widerstand eine vorbestimmte Amplitude einer elektrischen Kenngröße, insbesondere einer Stromstärke und/oder einer Spannung zugeordnet sein. Den binären Schaltsignalen und entsprechend den jeweiligen Messsignalen kann ein Gerätestatus, beispielsweise ein Ein/Aus- Schaltzustand zugeordnet sein. Die binären Schaltsignale können mit einem ersten Schaltsignalpegel einen Ausschaltzustand anzeigen und mit einem zweiten Schaltsignalpegel einen Einschaltzustand anzeigen. Der jeweilige Signalpegel kann durch eine Stromstärke oder eine Spannung realisiert sein. Mit dem multiplexen einer Mehrzahl von binären Schaltsignalen in ein einzelnes Summenmesssignal kann der Vorteil erreicht werden, dass an der Steuerung, welche dem Signalwandler nachgeschaltet ist, eine reduzierte Anzahl von Signaleingängen ausgebildet sein kann. Der Signalwandler kann ferner ausgebildet sein, weitere elektrische Parameter zu erfassen, um eine Anzahl an möglichen Signaleingängen zu erhöhen.

Ferner können die Signaleingänge ausgebildet sein, elektrische Signale zu empfangen, welche beispielsweise eine Ventilposition, eine Drehrichtung, einen Zählerstand oder eine Durchflussmenge repräsentieren. Entsprechend können die Signaleingänge jeweils ausgebildet sein, ein diskretes, insbesondere mehrwertiges, Signal zu empfangen und in ein jeweiliges Messsignal zu wandeln. Beispielsweise kann jedem Messsignal ein Wertebereich des Summenmesssignals zugeordnet sein, um einen Wertebereich des jeweiligen mehrwertigen Signals in dem Summenmesssignal abzubilden.

Der Signaleingang kann eine Steckverbindung zum lösbaren Anschluss einer Signalleitung aufweisen, um unterschiedliche Signalquellen flexibel an den jeweiligen Signaleingang anschließen zu können. Ferner kann eine Mehrzahl von Signaleingängen zu einem Signalanschlussblock zusammengefasst sein, welche in einem Stecker- oder Buchsengehäuse angeordnet sind und mit einem entsprechenden Buchsen- oder Steckergegenstück verbindbar sind. Die elektrischen Widerstände können insbesondere ohmsche Wderstände mit fest eingestellten Wderstandswerten sein. Ferner können die Wderstandswerte der elektrischen Wderstände anpassbar sein, um Toleranzen und/oder alterungsbedingte Änderungen der Wderstandswerte auszugleichen. Die Signaleingänge, elektrischen Wderstände, und der Signalausgang können insbesondere in Form eines integrierten Schaltkreises realisiert sein, um eine effiziente und/oder bauraumreduzierte Bauform des Signalwandlers zu erhalten.

In einer Ausführungsform weist das erste Messsignal eine vorbestimmte Stromstärke auf und das zweite Messsignal weist eine weitere vorbestimmte Stromstärke auf, wobei das Summenmesssignal mit einem Anschalten des jeweiligen binären Schaltsignals um die jeweilige vorbestimmte Stromstärke erhöht ist.

In einer Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, das Summenmesssignal einem Referenzwert aus einer Mehrzahl von Referenzwerten zuzuordnen, wobei jedem Referenzwert mittels einer Referenzwerttabelle eine eindeutige Kombination von Schaltzuständen zugeordnet ist, um die Schaltzustände anhand der Zuordnung des Summenmesssignals zu dem Referenzwert eindeutig zu bestimmen.

Die vorbestimmten Stromstärken können insbesondere in einer Referenzwerttabelle in der Steuerung hinterlegt sein, um eine Identifikation der binären Schaltsignale anhand des Summenmesssignals zu ermöglichen. Insbesondere können die vorbestimmten Stromstärken zueinander unterschiedlich sein. Die Stromstärken sind ferner mittels der elektrischen Wderstände derart eingestellt, dass eine eindeutige Zuordnung der Stromstärke des Summenmesssignals zu den jeweiligen binären Schaltsignalen möglich ist. Mit N Signaleingängen können beispielsweise 2 ^N mögliche Kombination von binären Schaltsignalen abgebildet werden. Entsprechend kann das Summenmesssignal 2 ^N unterschiedliche Stromstärkestufen aufweisen. Jeder Stromstärkestufe ist in der Referenzwerttabelle eine vorbestimmte Kombination der Schaltsignale zugeordnet.

In einer Ausführungsform ist der Signalausgang ausgebildet, in Abhängigkeit von den binären Schaltsignalen ein Ausgangssignal mit einer Stromstärke in einem vorbestimmten Bereich, insbesondere von 0 mA bis 24 mA, bereitzustellen. In einer Ausführungsform kann in Bezug auf SPS Normen insbesondere in einem Fehlerfall eine Stromstärke von bis zu 31 mA auftreten. Daher kann der vorbestimmte Stromstärkebereich 0 mA bis 31 mA betragen. Ein Abstand der Stromstärkestufen kann von einer Präzision der elektrischen Widerstände, der elektrischen Leitungen und einer nachgeschalteten Auswerteschaltung, insbesondere einer Gerätesteuerung abhängig sein. Beispielsweise kann der Signalwandler ausgebildet sein, ein Summenmesssignal zu generieren, welches diskrete Stromstärkewerte mit einem Abstand in dem Bereich von 0,1 mA bis 10 mA aufweist. Eine eindeutige Zuordnung der Stromstärkewerte des Summenmesssignals zu der jeweiligen Kombination von binären Schaltsignalen, wäre dann bis zu einer Abweichung von ±0,05 mA bis 0,5 mA möglich. In einer Ausführungsform umfasst das Messsystem ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement, wobei das erste Schaltelement dem ersten Signaleingang vorschaltbar und ausgebildet ist, eine Signalleitung zu schalten, um den ersten Signaleingang mit dem ersten binären Schaltsignal zu beaufschlagen, und wobei das zweite Schaltelement dem zweiten Signaleingang vorschaltbar und ausgebildet ist, eine weitere Signalleitung zu schalten, um den zweiten Signaleingang mit dem zweiten binären Schaltsignal zu beaufschlagen.

Durch das Abgreifen einer Stromstärkeinformation kann der Vorteil erreicht werden, dass die Anordnung der Schaltelemente insbesondere in Bezug auf die Signaleingänge unabhängig sein kann. Beispielsweise können die Schaltelemente entfernt von den jeweiligen Signaleingängen angeordnet sein. Ferner kann auch eine Auswerteschaltung, insbesondere die Steuerung, welche das Summenmesssignal abgreift, entfernt von dem Signalwandler angeordnet sein, da die Stromstärke des Summenmesssignals invariant zu einer Entfernung zwischen dem Signalwandler und der Steuerung sein kann.

In einer Ausführungsform ist das erste Schaltelement beabstandet von dem ersten Signaleingang angeordnet und mittels der Signalleitung mit dem ersten Signaleingang verbunden, wobei die Signalleitung ausgebildet ist, das erste Schaltsignal entfernungsunabhängig unverändert von dem ersten Schaltelement zu dem Signaleingang zu leiten. Dadurch wird beispielsweise der Vorteil erreicht, dass der Signalwandler, die Schaltelemente und/oder eine Steuerung, welche das Summenmesssignal auswertet, räumlich unabhängig voneinander angeordnet sein können. Dadurch kann ferner eine funktional getrennte Anordnung dieser Elemente realisiert werden. Beispielsweise können die Schaltelemente außerhalb eines Schaltschranks angeordnet sein. In einer Ausführungsform ist das erste Messsignal ein Statussignal des ersten binären Schaltsignals, welches einen Anschaltzustand oder einen Abschaltzustand des ersten Schaltelements beschreibt, und das zweite Messsignal ist ein weiteres Statussignal des zweiten binären Schaltsignals, welches einen Anschaltzustand oder einen Abschaltzustand des zweiten Schaltelements beschreibt. Die Schaltelemente können beispielsweise elektronische Schalter oder mechanische Schalter sein, welche ausgebildet sind, durch Schalten einer elektrischen Leitung den jeweiligen Signaleingang mit einem elektrischen Potential zu beaufschlagen. Ferner können die Schaltelemente in das Messsystem integriert sein, wobei das Messsystem ausgebildet ist, eine Mehrzahl von physikalischen Größen zu erfassen und in Abhängigkeit von der jeweiligen physikalischen Größe das jeweilige Schaltelement zu schalten. Das jeweilige Schaltelement kann elektrisch leitend geschaltet sein und entsprechend an dem jeweiligen Signaleingang einen Anschaltzustand signalisieren oder das jeweilige Schaltelement kann elektrisch nichtleitend geschaltet sein und entsprechend an dem jeweiligen Signaleingang einen Abschaltzustand signalisieren.

In einer Ausführungsform ist mittels der parallel geschalteten elektrischen Widerstände jeder Schaltkombination des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements ein eindeutiges Summenmesssignal zuordenbar. Beispielsweise können die elektrischen Wderstände gestaffelte Wderstandswerte aufweisen, wobei sich der jeweilige Wderstandswert in Bezug auf die jeweils nächstliegenden Wderstandswerte halbiert, respektive verdoppelt.

In einer Ausführungsform sind die Widerstandswerte der parallel geschalteten elektrischen Wderstände derart gewählt, dass die, entsprechend der Schaltkombination des ersten Schaltelements und des zweiten Schaltelements, unterschiedlichen Summenmesssignale einen Mindeststromstärkeabstand, insbesondere von 1 mA, aufweisen. Bevorzugt kann der Mindeststromstärkeabstand 0, 1 mA betragen.

In einer Ausführungsform ist des Messsystem über den Signalausgang mit elektrischer Energie, insbesondere mit einer Versorgungsspannung, versorgbar. Der Signalwandler kann mittels des Signalausgangs an einen Kommunikationsbus angebunden sein, wobei dem Messsystem über den Signalausgang elektrische Energie zugeführt werden kann.

In einer Ausführungsform umfasst das Messsystem eine Energiequelle, insbesondere ein Schaltnetzteil, welche ausgebildet ist, das Messsystem, insbesondere den Signalwandler, mit elektrischer Energie zu versorgen, um das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal zu generieren. Der Messsystem kann beispielsweise an eine Gleichstromquelle angeschlossen sein, welche den Messsystem mit einer Spannung zwischen 5 V und 50 V, insbesondere mit 12 V oder 24 V, versorgt.

In einer Ausführungsform umfasst der Signalwandler eine Mehrzahl von Signaleingängen und eine Mehrzahl von elektrischen Widerständen, wobei jedem Signaleingang ein elektrischer Wderstand nachgeschaltet ist und die elektrischen Wderstände parallel zueinander dem Signalausgang vorgeschaltet sind. Insbesondere kann eine Anzahl von Signalamplituden des Summenmesssignals proportional zu einer Anzahl von Signaleingängen sein, sodass der Signalbereich des Summenmesssignals entsprechend einer Anzahl an binären Eingangssignalen segmentiert ist. Diese Segmentierung des Summenmesssignals kann anhand der Referenzwerttabelle vorbestimmt sein.

In einer Ausführungsform ist die Mehrzahl der elektrischen Wderstände ausgebildet, entsprechend dem jeweiligen binären Schaltsignal ein jeweiliges Messsignal an dem Signalausgang bereitzustellen, wobei jede Signalkombination der Messsignale an dem Signalausgang einen äquidistanten Stromstärkeabstand zu den jeweils benachbarten Signalkombinationen aufweist.

In einer Ausführungsform weist der Signalausgang einen ersten Anschlusspol und einen zweiten Anschlusspol auf, welche mittels eines elektrischen Basiswiderstands miteinander gekoppelt sind, wobei mittels des Basiswiderstands an dem Signalausgang ein Summenmesssignal mit einer Mindeststromstärke bereitgestellt ist. Die Mindeststromstärke kann mittels der Referenzwerttabelle als ein Schaltzustand identifiziert werden, in welchem an allen Signaleingängen jeweils ein Abschaltzustand signalisiert ist, sodass über die Signaleingänge keine Beiträge zu dem Summenmesssignal erfolgen. Demnach ist mit der Mindeststromstärke dieser Abschaltzustand aller Signaleingänge eindeutig definiert. Wrd an dem Signalausgang ein Summenmesssignal detektiert, welches eine Stromstärke unterhalb der Mindeststromstärke aufweist, kann ein Fehler, beispielsweise ein Kurzschluss oder ein defekter elektrischer Wderstand, in dem Messsystem vorliegen.

In einer Ausführungsform umfasst das Messsystem einen Trennverstärker, welcher dem Signalausgang vorgeschaltet und ausgebildet ist, eine Versorgungsspannung an dem Signalausgang bereitzustellen, wobei der Trennverstärker ferner ausgebildet ist, das Summenmesssignal auszuwerten und ein Steuersignal entsprechend einer Referenzwerttabelle zu wandeln und an dem Signalausgang bereitzustellen. Der Trennverstärker kann ferner einen Repeater-Stromversorgungsschaltkreis aufweisen, welcher ausgebildet sein kann, eine Energieversorgung zu verstärken, insbesondere einen aufgrund von Entfernungsverlusten reduzierten Spannungspegel zu erhöhen. Der Repeater-Stromversorgungsschaltkreis kann dem Signalausgang vorgeschaltet sein. Ferner kann der Trennverstärker einen Kontrollschleifen-Schaltkreis (Control-Ioop) aufweisen, welcher insbesondere zwischen den Repeater-Stromversorgungsschaltkreis und den Signalausgang geschaltet sein kann. Der Trennverstärker kann in den Signalwandler integriert sein.

In einer Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, das Summenmesssignal auszuwerten und einen Fehlerzustand anzuzeigen, wenn das Summenmesssignal einen ersten Stromstärkegrenzwert unterschreitet oder einen zweiten Stromstärkegrenzwert überschreitet.

Ferner kann die Steuerung ausgebildet sein, dass Summenmesssignal anhand der Referenzwerttabelle zu verarbeiten, um die einzelnen Schaltsignale aus dem Summenmesssignal zu dekodieren, insbesondere zu demuxen. Die Steuerung kann insbesondere entfernt zu dem Signalwandler angeordnet sein, da mittels der Wandlung der Schaltsignale in eine Stromstärke des Summenmesssignals, diese Stromstärke unabhängig von einer Entfernung zwischen dem Signalwandler und der Steuerung verarbeitet werden kann. Die Steuerung kann an den Signalausgang des Signalwandlers, insbesondere über einen Kommunikationsbus, angeschlossen sein.

Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Messsystem in einer Ausführungsform;

Fig. 2 ein Messsystem in einer Ausführungsform; und

Fig. 3 ein Messsystem in einer Ausführungsform;

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Messsystems 100 zum Erfassen von

Schaltzuständen, umfassend einen Signalwandler 101. Der Signalwandler 101 umfasst vier Signaleingänge 103-1 bis 103-4, welche jeweils mit einem binären Schaltsignal beaufschlagbar sind. Jedes der binären Schaltsignale repräsentiert einen entsprechenden Schaltzustand. Jedem der Signaleingänge 103-1 bis 103-4 ist ein elektrischer Widerstand 105-1 bis 105-4 nachgeschaltet, an welchen jeweils auf Basis des jeweiligen Schaltsignals ein jeweiliges Messsignal mit einer jeweiligen Stromstärke abgreifbar ist.

Der Signalwandler 101 umfasst weiterhin einen Signalausgang 107, wobei die elektrischen Wderstände 105-1 bis 105-4 dem Signalausgang 107 vorgeschaltet sind, um an dem Signalausgang 107 ein Summenmesssignal bereitzustellen, welches aus der Summe der Messsignale gebildet ist.

Die elektrischen Wderstände 105-1 bis 105-4 sind zueinander parallel, insbesondere sternförmig, geschaltet. Die elektrischen Wderstände sind mit einem jeweiligen ersten Wderstandsanschluss mit dem jeweiligen Signaleingang verbunden und mit einem jeweiligen zweiten Wderstandsanschluss an den Signalausgang 107 angeschlossen. Ferner weisen die elektrischen Wderstände 105-1 bis 105-4 zueinander unterschiedliche Wderstandswerte auf.

Das Summenmesssignal weist eine Summenstromstärke auf, welche einem Stromstärkereferenzwert aus einer Mehrzahl von Stromstärkereferenzwerten eindeutig zuordenbar ist. Die jeweiligen Schaltsignale sind mittels des Stromstärkewerts bestimmbar.

Das jeweilige Messsignal weist eine vorbestimmte Stromstärke auf, wobei das Summenmesssignal mit einem Anschalten des jeweiligen binären Schaltsignals um die jeweilige vorbestimmte Stromstärke erhöht ist. Ferner ist der Signalausgang 107 ausgebildet, in Abhängigkeit von den binären Schaltsignalen ein Ausgangssignal mit einer Stromstärke in einem vorbestimmten Bereich, insbesondere von 0 mA bis 31 mA, bereitzustellen.

Ferner umfasst das Messsystem 100 vier Schaltelemente 111-1 bis 111-4, wobei jedes der Schaltelemente 111-1 bis 111-4 einem jeweiligen Signaleingang 103-1 bis 103-4 vorgeschaltet und ausgebildet ist, eine jeweilige Signalleitung 113-1 bis 113-4 zu schalten, um den jeweiligen Signaleingang 103-1 bis 103-4 mit dem jeweiligen binären Schaltsignal zu beaufschlagen. Die Schaltelemente 111-1 bis 111-4 sind beabstandet von dem jeweiligen zugeordneten Signaleingang 103-1 bis 103-4 angeordnet und mittels der Signalleitungen 113-1 bis 113-4 mit Signaleingängen 103-1 bis 103-4 verbunden. Die Signalleitungen 113-1 bis 113-4 sind ausgebildet, das jeweilige Schaltsignal entfernungsunabhängig unverändert von dem jeweiligen Schaltelement 11 1-1 bis 11 1-4 zu dem jeweiligen Signaleingang 103-1 bis 103-4 zu leiten.

Das jeweilige Messsignal ist ein Statussignal des jeweiligen binären Schaltsignals, welches einen Anschaltzustand oder einen Abschaltzustand des jeweiligen Schaltelements 11 1-1 bis 11 1-4 beschreibt. Mittels der parallel geschalteten elektrischen Widerstände 105-1 bis 105-4 kann jeder Schaltkombination der Schaltelemente 11 1- 1 bis 11 1-4 ein eindeutiges Summenmesssignal zugeordnet werden. Die Wderstandswerte der parallel geschalteten elektrischen Wderstände 105-1 bis 105-4 sind derart gewählt, dass die, entsprechend der Schaltkombination der Schaltelemente 111-1 bis 11 1-4, unterschiedlichen Summenmesssignale einen Mindeststromstärkeabstand, insbesondere von 1 mA, aufweisen.

Die Schaltelemente 11 1-1 bis 11 1-4 sind zweipolig ausgebildet, wobei die Schaltelemente 11 1-1 bis 11 1-4 mit einem ersten Schaltkontaktpol mit einem gemeinsamen Massepotential und mit einem zweiten Schaltkontaktpol über die jeweilige

Signalleitung 113-1 bis 113-4 mit dem jeweiligen Signaleingang 103-1 bis 103-4 verbunden sind.

Das Messsystem 100, insbesondere der Signalwandler 101 ist über den Signalausgang 107 mit elektrischer Energie, beispielsweise mit einer Versorgungsspannung, versorgt. Der Signalausgang 107 weist einen ersten Anschlusspol 115-1 und einen zweiten

Anschlusspol 115-2 auf, welche mittels eines elektrischen Basiswiderstands 117 miteinander gekoppelt sind. Über den Basiswiderstand 117 ist an dem Signalausgang 107 ein Summenmesssignal mit einer Mindeststromstärke bereitgestellt. Der

Basiswiderstand 117 ist parallel zu den weiteren elektrischen Widerständen 105-1 bis 105- 4 geschaltet.

Ferner ist dem Signalwandler 101 eine Steuerung 109 nachgeschaltet, welche ausgebildet ist, das Summenmesssignal zu empfangen, und das erste Schaltsignal und das zweite Schaltsignal mittels der Stromstärke des Summenmesssignals zu bestimmen. Insbesondere ist die Steuerung 109 ausgebildet, auf Basis der Summenstromstärke des Summenmesssignals den ersten Schaltzustand und den zweiten Schaltzustand zu erfassen. Die Steuerung 109 ist ausgebildet, das Summenmesssignal einem Referenzwert aus einer Mehrzahl von Referenzwerten zuzuordnen, wobei jedem Referenzwert mittels einer Referenzwerttabelle eine eindeutige Kombination von Schaltzuständen zugeordnet ist, um die Schaltzustände anhand der Zuordnung des Summenmesssignals zu dem Referenzwert eindeutig zu bestimmen.

Die Steuerung 109 ist ferner ausgebildet ist, das Summenmesssignal, insbesondere den Stromstärkewert des Summenmesssignals, auszuwerten und einen Fehlerzustand anzuzeigen, wenn das Summenmesssignal einen ersten Stromstärkegrenzwert unterschreitet oder einen zweiten Stromstärkegrenzwert überschreitet. Die Steuerung 109 kann an den Signalausgang 107, insbesondere über die Kontaktpole 115-1 , 115-2 angeschlossen sein. Ferner kann der Kontaktpol 115-2 mit einem Massepotential verbunden sein. Die Steuerung 109 kann insbesondere eine DCS-Karte sein, welche zumindest einen analogen Eingang aufweist, an welchen das Summenmesssignal anlegbar ist. Die Steuerung 109 kann aktiv oder passiv, insbesondere mittels eines Trennverstärkers (RPSS), über den 4-20-mA-Leitungskreis mit dem Signalwandler 101 verbunden sein.

Tabelle 1 : Beispiel einer Referenzwerttabelle für Summenmesssignal Den Signaleingängen 103-1 bis 103-4 kann gemäß der Tabelle 1 eine entsprechende Kanalkennzeichnung nA, nB, nC, nD zugeordnet sein. Die binären Schaltsignale an den Signaleingängen nA bis nD können zwei unterschiedliche Signalzustände aufweisen. Ein erster Signalzustand ist durch eine ,T gekennzeichnet und entspricht einem Anschaltzustand des jeweiligen Schaltelements 11 1-1 bis 11 1-4. Ein zweiter Signalzustand ist durch eine ,0‘ gekennzeichnet und entspricht einem Ausschaltzustand des jeweiligen Schaltelements 11 1-1 bis 11 1-4. Den Schaltelementen 11 1-1 bis 11 1-4 kann entsprechend der Tabelle 1 eine jeweilige Kennzeichnung S1 , S2, S3, S4 zugeordnet sein.

Mit der Referenzwerttabelle kann jeder Kombination von Signalzuständen der vier Schaltelemente 11 1-1 bis 11 1-4 ein eindeutiger Status 0 bis 15 zugeordnet sein, wobei sich mit 4 binären Schaltsignalen 16 unterschiedliche Zustände generieren lassen. Das Messsystem 100 ist ausgebildet, zu jeder Signalkombination mittels der elektrischen Widerstände 105-1 bis 105-4 eine eindeutige Stromstärke an dem Signalausgang 107 zu generieren, welche im zeitlichen Durchschnitt dem jeweiligen mittels der Referenzwerttabelle zugeordneten Stromstärkewert entspricht. Eine eindeutige Identifizierung der Schaltzustände der Schaltelemente 11 1-1 bis 11 1-4 ist bis zu einer Abweichung von ±0,5 mA der Stromstärkewerte von dem jeweiligen Referenzwert entsprechend der Tabelle 1 möglich. Weist das Summenmesssignal eine Stromstärke unterhalb von 3,4 mA oder eine Stromstärke oberhalb von 19,6 mA auf kann anhand der Referenzwerttabelle ein Fehlerzustand des Messsystems 100 erkannt werden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Messsystems 100, mit einer Mehrzahl von Signaleingängen 103-1 , 103-2, 103-3, 103-4 und einer Mehrzahl von elektrischen Wderständen 105-1 , 105-2, 105-3, 105-4, wobei jedem Signaleingang 103-1 , 103-2, 103-3, 103-4 ein elektrischer Wderstand 105-1 , 105-2, 105-3, 105-4 nachgeschaltet ist und die elektrischen Wderstände 105-1 , 105-2, 105-3, 105-4 parallel zueinander dem

Signalausgang 107 vorgeschaltet sind.

Die Mehrzahl der elektrischen Wderstände 105-1 , 105-2, 105-3, 105-4 ist ausgebildet, entsprechend dem jeweiligen binären Schaltsignal ein jeweiliges Messsignal an dem Signalausgang 107 bereitzustellen, und wobei jede Signalkombination der Messsignale an dem Signalausgang 107 einen äquidistanten Stromstärkeabstand zu den jeweils benachbarten Signalkombinationen aufweist. Ferner umfasst der Messsystem 100 einen Trennverstärker 201 , welcher dem Signalausgang 107 vorgeschaltet und ausgebildet ist, eine Versorgungsspannung an dem Signalausgang 107 bereitzustellen, wobei der Trennverstärker 201 ferner ausgebildet ist, das Summenmesssignal auszuwerten und ein Steuersignal entsprechend einer Referenzwerttabelle zu wandeln und an dem Signalausgang 107 bereitzustellen. Der Trennverstärker 107 ist Bestandteil des Signalwandlers 101.

Der Trennverstärker 201 kann ferner einen Repeater-Stromversorgungsschaltkreis 203 aufweisen, welcher ausgebildet ist, eine Energieversorgung zu verstärken, insbesondere einen aufgrund von Entfernungsverlusten reduzierten Spannungspegel zu erhöhen. Der Repeater-Stromversorgungsschaltkreis 203 ist dem Signalausgang 107 vorgeschaltet.

Ferner weist der Trennverstärker 201 einen Kontrollschleifen-Schaltkreis 205 Control-Ioop auf, welcher insbesondere zwischen den Repeater-Stromversorgungsschaltkreis 203 und den Signalausgang 107 geschaltet sein kann. Der Trennverstärker 201 umfasst weiterhin einen Versorgungsanschluss 207, welcher mittels eines Anschlussterminals 209 an eine Gleichspannungsversorgung 211 angeschlossen ist

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Messsystems 100 zum Erfassen von Schaltzuständen mit einem Signalwandler 101. Der Signalwandler 101 umfasst vier Signaleingänge 103-1 bis 103-4, welche jeweils mit einem binären Schaltsignal beaufschlagbar sind. Jedem der Signaleingänge 103-1 bis 103-4 ist ein elektrischer Widerstand 105-1 bis 105-4 nachgeschaltet, an welchen jeweils auf Basis des jeweiligen Schaltsignals ein jeweiliges Messsignal abgreifbar ist.

Insbesondere sind die Signaleingänge 103-1 bis 103-4 über ein VIP IO-Marshalling Base Element 303 mit den elektrischen Wderständen 105-1 bis 105-4 verbunden. Das VIP IO- Marshalling Base Element 303 kann insbesondere eine Steuereinheit sein, welche ausgebildet, ist die Signaleingänge 103-1 bis 103-4 flexibel mit unterschiedlichen elektrischen Wderständen 105-1 bis 105-4 zu verbinden. Ferner kann das VIP IO- Marshalling Base Element 303 ausgebildet sein, eine eindeutige Zuordnung zwischen den elektrischen Wderständen 105-1 bis 105-4 und den Signaleingängen 103-1 bis 103-4 zu erhalten. Ferner kann auch der Basiswiderstand 117 an das VIP IO-Marshalling Base Element 303 angeschlossen sein. Das VIP IO-Marshalling Base Element 303 kann eine Steckverbindung aufweisen, auf welche ein Wandlermodul 305 aufsteckbar ist, welches die Wderstände 105-1 bis 105-4 und 117 umfasst. Der Signalwandler 101 umfasst weiterhin einen Signalausgang 107, wobei die elektrischen Widerstände 105-1 bis 105-4 dem Signalausgang 107 vorgeschaltet sind, um an dem Signalausgang 107 ein Summenmesssignal bereitzustellen, welches aus der Summe der Messsignale gebildet ist. Der Signalausgang 107 kann in dem VIP IO-Marshalling Base Element 303 angeordnet sein.

Die elektrischen Wderstände 105-1 bis 105-4 sind zueinander parallel, insbesondere sternförmig, geschaltet. Die elektrischen Wderstände 105-1 bis 105-4 weisen zueinander unterschiedliche Wderstandswerte auf. Jeder Wderstand 105-1 bis 105-4 und 117 ist jeweils mit einem ersten Wderstandsanschluss über ein jeweiliges Kontaktterminal 307-1 bis 307-5 an das das VIP IO-Marshalling Base Element 303 angeschlossen, wobei die Wderstände 105-1 bis 105-4 und 117 mit jeweils einem zweiten Wderstandsanschluss über ein gemeinsames Kontaktterminal 309 an das VIP IO-Marshalling Base Element 303 angeschlossen sind.

Die Steuerung 109 kann insbesondere eine UIO-Karte sein, welche zumindest einen universellen Signaleingang aufweist, welcher für dem Empfang eines analogen Signals, insbesondere des Summenmesssignals, konfiguriert ist. Insbesondere kann die Steuerung 109 über den 4-20-mA-Leitungskreis aktiv mit elektrischer Energie versorgt werden.

Bezugszeichenliste

100 Messsystem

101 Signalwandler

103-1 Signaleingang

103-2 Signaleingang

103-3 Signaleingang

103-4 Signaleingang

105-1 Widerstand

105-2 Widerstand

105-3 Wderstand

105-4 Widerstand

107 Signalausgang

109 Steuerung

111-1 Schaltelement

111-2 Schaltelement

111-3 Schaltelement

111-4 Schaltelement

113-1 Signalleitung

113-2 Signalleitung

113-3 Signalleitung

113-4 Signalleitung

115-1 Anschlusspol

115-2 Anschlusspol

117 Basiswiderstand

201 Trennverstärker

203 Repeater-Stromversorgungsschaltkreis 205 Kontrollschleifen-Schaltkreis

207 Versorgungsanschluss

209 Anschlussterminal

211 Gleichspannungsversorgung 303 VIP IO-Marshalling Base Element

305 Wandlermodul 307-1 Kontaktterminal 307-2 Kontaktterminal 307-3 Kontaktterminal 307-4 Kontaktterminal 307-5 Kontaktterminal 309 Kontaktterminal