EP1244184A2 - Connection system for connecting load cells - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum Anschluss von Wägezellen an ein Verbindungskabel.The invention relates to a connection system for Connection of load cells to a connection cable.
Zur Messung der Last eines Behälters, beispielsweise eines Silos, werden Wägezellen eingesetzt. Kommt es zum Einsatz mehrerer Wägezellen einzeln oder parallel geschaltet, so müssen diese mit einem in der Regel zentralen Datenerfassungssystem elektrisch verbunden werden. Bisher wurde diese Verdrahtung mit Hilfe von Schraubklemm-Terminals realisiert. Hierbei müssen die einzelnen Litzen, beispielsweise der Versorgungsspannung, der Signalspannung und der Abschirmung, jeweils einzeln an einer zugehörigen Schraubklemme angebracht werden.For measuring the load of a container, for example of a silo, load cells are used. It comes to Use of several load cells individually or in parallel switched, so they usually have to central data acquisition system electrically connected become. So far, this wiring was done with the help of Screw clamp terminals implemented. Here, the individual strands, for example the supply voltage, the signal voltage and the shield, each individually attached to an associated screw terminal.
Bei dem bisher bekannten Verbindungssystem für mehrere Wägezellen ist die Montage insbesondere bei Verkabelung sehr vieler Wägezellen sehr komplex und fehleranfällig. Auch der Austausch von einzelnen Wägezellen birgt die Gefahr eines Verkabelungsfehlers. Nachteilig ist weiterhin bei den bekannten Verbindungssystemen für Wägezellen, dass keine Fehlererkennung vorhanden ist, welche die unterschiedlichen Fehlerzustände, beispielsweise Kabelbruch und Verpolung unterscheidet.In the previously known connection system for several Weighing cells are particularly suitable for cabling very many load cells very complex and prone to errors. The exchange of individual load cells also holds Danger of a wiring error. The disadvantage is continue with the known connection systems for Load cells that there is no error detection, which the different error conditions, for example, cable break and reverse polarity.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungssystem zum Anschluss von Wägezellen an ein Verbindungskabel zur Verfügung zu stellen, welches die Montage einer oder mehrerer Wägezellen deutlich vereinfacht und gleichzeitig die Fehleranfälligkeit der Montage minimiert.Based on the explained prior art, the Invention, the object of a connection system for Connection of load cells to a connecting cable for To make available which assembly one or several load cells significantly simplified and simultaneously minimizes the susceptibility to errors during assembly.
Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe für ein Verbindungssystem zum Anschluss von Wägezellen an ein Verbindungskabel dadurch gelöst, dass im Gehäuse des Verbindungssystems mindestens ein Steckverbinder zum Anschluss eines Verbindungskabels und mindestens ein weiterer Steckverbinder zum Anschluss mindestens einer Wägezelle vorgesehen ist. Die Steckverbindungen dienen dabei als lösbare elektrische Kontakte und erleichtern erfindungsgemäß die Montage eines Verbindungssystems zum Anschluss von Wägezellen an ein Verbindungskabel wesentlich.According to the previously derived and shown task for a connection system to Connection of load cells to a connecting cable solved that in the housing of the connection system at least a connector for connecting a connecting cable and at least one additional connector for connection at least one load cell is provided. The Plug connections serve as detachable electrical Contacts and facilitate assembly according to the invention a connection system for connecting load cells a connecting cable essential.
Sind mehrere Steckverbinder für den Anschluss mehrerer Wägezellen vorgesehen, so ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems, der parallele Betrieb von mehreren Wägezellen an einem Verbindungskabel ohne aufwendige Montage möglich.Are multiple connectors for connecting multiple Load cells are provided, according to another Embodiment of the connection system according to the invention, the parallel operation of several load cells on one Connection cable possible without complex assembly.
Eine nächste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems wird dadurch vorteilhaft ausgestaltet, dass unterschiedlich kodierte Steckverbinder für das Verbindungskabel und die Wägezellen vorgesehen sind. Eine Verwechslung der Steckpositionen der Steckverbinder für das Verbindungskabel und die Wägezellen ist aufgrund der Kodierung nicht mehr möglich. Die Fehleranfälligkeit der Montage des Verbindungssystems wird hierdurch weiter reduziert. A next embodiment of the invention Connection system is advantageously designed that differently coded connectors for that Connection cables and the load cells are provided. A Confusion of the plug positions of the connectors for the connection cable and the load cells is due to the Coding no longer possible. The vulnerability of the Assembly of the connection system is thereby continued reduced.
Die Fehleranfälligkeit der Montage wird ebenso dadurch weiter verringert, dass, gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems, für das Verbindungskabel ein Stecker und für die Wägezellen jeweils eine Steckdose vorgesehen ist. Allein durch die Art des Steckverbinders im Verbindungssystem lassen sich so Steckverbinder für das Verbindungskabel und für die Wägezellen unterscheiden.This also makes the assembly more susceptible to errors further reduced that, according to another Embodiment of the connection system according to the invention, a plug for the connecting cable and for the Load cells each have a socket. Alone by the type of connector in the connection system can be plug connectors for the connecting cable and differentiate for the load cells.
Dadurch, dass eine automatische Unterscheidung zwischen dem Betrieb einer oder mehrerer Wägezellen über die jeweils gewählten Steckverbinder vorgesehen ist, kann, gemäß einer nächsten vorteilhaften Ausführungsform, die Programmierung interner Verstärker entsprechend der Belegung der Steckverbinder erfolgen. Eine nachträgliche Programmierung eines internen Verstärkers zur Verstärkung der Messsignale der Wägezellen ist damit nicht mehr notwendig.By making an automatic distinction between the operation of one or more load cells via the selected connector is provided, according to a next advantageous embodiment, the Programming internal amplifiers according to the The connectors are assigned. An afterthought Programming an internal amplifier for amplification the measuring signals of the load cells are no longer necessary.
Die Vermeidung von Verkabelungsfehlern für die unterschiedlichen Betriebsarten des Verbindungssystems, beispielsweise der Betrieb einer Wägezelle oder mehrerer Wägezellen parallel, wird gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform dadurch erreicht, dass die unterschiedlichen Steckverbinder der Wägezellen für den Betrieb von einer oder mehrerer Wägezellen unterschiedlich kodiert sind. Beispielsweise kann durch einen gleichen Einbauwinkel eines mit einem Verdrehschutz versehenen Steckverbinder bezüglich einer Achse, etwa der Längsachse des Gehäuses des Verbindungssystems, die Kodierung für beispielsweise zwei parallel betriebene Wägezellen gewährleistet werden. Avoiding wiring errors for the different operating modes of the connection system, for example the operation of one or more load cells Load cells in parallel, is according to a further developed Embodiment achieved in that the different connectors of the load cells for the Operation of one or more load cells are coded differently. For example, by a same installation angle one with an anti-twist protection provided connector with respect to an axis, such as the Longitudinal axis of the housing of the connection system, the Coding for, for example, two operated in parallel Load cells are guaranteed.
Besonders vorteilhaft ausgestaltet wird ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem, wenn Mittel zur Detektion und zur automatischen Anzeige verschiedener Betriebszustände des Verbindungssystems vorgesehen sind. Eine automatische Anzeige der verschiedenen Betriebszustände des Verbindungssystems gewährleistet eine besonders einfache Fehlersuche.A is particularly advantageously designed Connection system according to the invention if means for Detection and automatic display of various Operating states of the connection system are provided. An automatic display of the different Operating conditions of the connection system guaranteed a particularly simple troubleshooting.
Dadurch, dass gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform, mindestens eine Leuchtdiode zur automatischen Anzeige der Betriebszustände vorgesehen ist, kann eine besonders kostengünstige und zuverlässige Anzeige der Betriebszustände des Verbindungssystems gewährleistet werden.The fact that according to a trained Embodiment, at least one light emitting diode automatic display of the operating states provided is a particularly inexpensive and reliable Display of the operating status of the connection system be guaranteed.
Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform sind mindestens die Betriebszustände Spannungsversorgung, Schleifenstrom, Verpolung und Kabelbruch anzeigbar. Erfindungsgemäß werden so die wesentlichen Fehlermöglichkeiten eines Verbindungssystems für Wägezellen angezeigt, so dass eine Fehleranalyse sehr schnell erfolgen kann.According to a further developed embodiment at least the operating states power supply, Loop current, polarity reversal and cable break can be displayed. According to the invention, the essential Possible errors in a connection system for Load cells displayed, making a fault analysis very much can be done quickly.
Dadurch, dass mindestens ein Erdungskabel und gegebenenfalls ein Überspannungsgasableiter in einer nächsten Ausführungsform vorgesehen ist, können die an das Verbindungssystem angeschlossenen Wägezellen gegen Überspannungen aus dem Netz gesichert werden.By having at least one ground wire and if necessary, a surge arrester in one next embodiment is provided, the can load cells connected to the connection system Surges from the network are secured.
Um auch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verbindungssystems bei hohen Schutzanforderungen, beispielsweise den Schutzarten IP 67/68, zu gewährleisten, sind, gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungssystems, Hohlräume im Gehäuse des Verbindungssystem und in den Steckverbindern mit einem Kunststoff ausgegossen. Hierdurch kann beispielsweise ein Schutz gegen Staubeintritt und Wassereintritt beim Untertauchen entsprechend der IP-Schutzart IP68 sichergestellt werden.To also use the invention Connection system with high protection requirements, For example, to ensure protection classes IP 67/68 are, according to a further developed embodiment of the connection system according to the invention, cavities in the housing of the connection system and in the connectors with one Poured plastic. In this way, for example, a Protection against dust and water ingress Immerse according to the IP protection class IP68 be ensured.
Werden, gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Betriebsüberwachung von Wägezellen, mindestens die Zustände Spannungsversorgung, Schleifenstrom, Verpolung und Kabelbruch der jeweils angeschlossenen Wägezelle angezeigt, können die wesentlichen beim Betrieb und bei der Montage der Wägezellen auftretenden Fehlermöglichkeiten direkt festgestellt werden. Die Betriebssicherheit von Wägezellen kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren daher deutlich gesteigert werden und Fehler gezielt behoben werden.Are, according to a method according to the invention Operational monitoring of load cells, at least the Power supply, loop current, polarity reversal and cable break of the connected load cell displayed, the essentials during operation and at the assembly of the load cells Possible errors can be determined directly. The Operational safety of load cells can be achieved with the The method according to the invention is therefore significantly increased and errors are specifically remedied.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Verbindungssystem für Wägezellen, bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Betriebsüberwachung von Wägezellen auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche andererseits auf die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
- Fig. 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems zum Anschluss von einem Verbindungskabel und einer einzelnen Wägezelle oder zwei parallel betriebenen Wägezellen.
- Fig. 2
- ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Schaltung die das erfindungsgemäße Verfahren zur Betriebsüberwachung von Wägezellen gewährleistet.
- Fig. 1
- a first embodiment of a connection system according to the invention for connecting a connection cable and a single load cell or two load cells operated in parallel.
- Fig. 2
- an embodiment of an electrical circuit which ensures the inventive method for monitoring the operation of load cells.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
eines Verbindungssystems für Wägezellen dargestellt,
welches ein Gehäuse 1, einen Steckverbinder 2 für das
Verbindungskabel, und Steckverbinder 3 zum Anschluss
einer oder mehrerer Wägezellen aufweist. Zusätzlich sind
im Gehäuse 1 des erfindungsgemäßen Verbindungssystems
Leuchtdioden 4 und ein Erdungskabel 5 vorgesehen. Die
Leuchtdioden 4 dienen dabei der Anzeige von
Betriebszuständen, beispielsweise Spannungsversorgung,
Schleifenstrom, Verpolung und Kabelbruch der
angeschlossenen Wägezellen. Mit Hilfe des Erdungskabels 5
kann das gesamte Verbindungssystem auf ein festgelegtes
Potential gelegt werden, beispielsweise also auch geerdet
werden.In Fig. 1 is an embodiment of the invention
a connection system for load cells,
which is a
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind der Steckverbinder 2
des Verbindungskabels als Stecker und die Steckverbinder
3 für die Wägezellen als Steckdosen ausgeprägt. Somit ist
es nicht möglich, dass die Steckverbinder 2 und 3 beim
Anschluss der Wägezellen oder des Verbindungskabels
vertauscht werden. Zusätzlich sind die Steckverbinder 3
zum Anschluss der Wägezellen untereinander
unterschiedlich kodiert, so dass zwischen dem Anschluss
von einer einzigen Wägezelle und zwei parallel
angeschlossenen Wägezellen einfach unterschieden werden
kann. Die Leuchtdioden 4 sind dabei so angeordnet, dass
sie den Betriebszustand des jeweilig zugehörigen
Steckverbinders anzeigen.As can be seen from FIG. 1, the
Das elektrische Schaltbild einer Schaltung eines zweiten
Ausführungsbeispiels, welches das erfindungsgemäße
Verfahren zur Betriebsüberwachung von Wägezellen
ermöglicht, ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist der
Steckverbinder 5 zum Anschluss des Verbindungskabel zur
Versorgung der Wägezellen und die Buchsen 6, 7 und 8
jeweils zum Anschluss für Wägezellen vorgesehen. Über die
elektrischen Kontakte 9 und 10 des Steckverbinders 5
werden die an die Buchsen 6 bis 8 angeschlossenen
Wägezellen mit Spannung versorgt. Im weiteren wird die
Funktionsweise dieser Schaltung am Beispiel des
Anschlusses einer Wägezelle am Verbindungssystem
erläutert. Beim Einzelanschluss von nur einer Wägezelle
an die dafür vorgesehene Buchse 7 signalisiert ein durch
die Leuchtdiode (LED) 11 über den Widerstand 12
fließender Strom, ob die korrekte Versorgungsspannung
zwischen den elektrischen Kontakten 13 oder 14 und 15 der
Buchse 7 des Einzelanschlusses anliegt. Ist das
spannungsführende Kabel an einer beliebigen Stelle
unterbrochen, so signalisiert die nicht angesteuerte LED
11, dass keine korrekte Versorgungsspannung anliegt. Den
Schleifenstrom zwischen den elektrischen Kontakten 13
oder 14 und 15 der Buchse 7 des Einzelanschlusses zeigt
die LED 16 an, wenn sie über den Widerstand 17
entsprechend angesteuert wird. Im Falle des
ordnungsgemäßen Anschlusses und Betriebes der einzelnen
Wägezelle kommt es zu einem ausreichend großen
Spannungsabfall über dem Spannungsteiler, der aus den
Dioden 18 bis 20 und dem Widerstand 27 gebildet wird, so
dass ein ausreichend großer Strom die LED 16 ansteuert.
Sobald dieser Schleifenstrom unterbrochen ist, also ein
Kabelbruch im Bereich der Spannungsversorgung der
Wägezelle vorliegt, wird dieser durch die ausgeschaltete
LED 16 signalisiert. Weiterhin ist der Steckkontakt 21
des Steckverbinders 5 des Verbindungskabels mit der
Signalleitung ebenfalls über den Steckkontakt 22 der
Anschlussbuchsen 7 der Wägezelle verbunden. Um die
Signalleitung für das Wägesignal von vom Netz
verursachten Überspannungen freizuhalten, kann ein
Überspannungsgasableiter 23 zwischen dem Steckkontakt 21
des Steckverbinders 5 und dem Kontakt 9 des
Steckverbinders 5 geschaltet werden. Weiterhin ist das
ganze System, d.h. der Steckverbinder 5 des
Verbindungskabels und die Anschlussbuchsen 7 der
Wägezelle über den elektrischen Kontakt 24, 25 der
jeweiligen Steckverbindung über die Erdung 26 geerdet.The electrical circuit diagram of a circuit of a second
Embodiment, which the inventive
Procedure for monitoring the operation of load cells
is shown in Fig. 2. Here is the
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