CN104569649A - 信号处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种信号处理装置，其具备：接口模块，其与进行测定对象的测定以及操作对象的操作中的至少一者的仪器连接，具有用于本模块的识别的识别用电阻；以及信号处理模块，该信号处理模块具有：第1连接端子，其与所述识别用电阻的一端连接；第1电源，其经由所述第1连接端子而与所述识别用电阻连接；检测器，其对在所述第1连接端子处表现的电压以及电流中的一者进行检测；以及信号处理部，其对在与所述仪器之间发送/接收的信号进行处理。

Description

信号处理装置

技术领域

本发明涉及一种信号处理装置。

本申请基于在2013年10月29日向日本申请的特愿2013-223891而主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

在车间、工厂等中所构建的过程控制系统，大概形成下述结构，即，称为现场仪器的现场设备(测定器、操作器)、控制它们的动作的控制器、以及对现场仪器及控制器进行管理、控制的上位管理装置，经由通信单元而进行连接。在这样的过程控制系统中，由现场仪器所得到的过程值(例如，压力、温度、流量等测定值)被控制器收集，在上位管理装置的管理下由控制器进行与所收集的过程值相对应的现场仪器的控制。

对物理量(例如，压力、温度、流量、光强度等)进行测定、记录的系统，构成为具备：传感器，其检测物理量；以及信号处理装置(例如，功率计、记录仪等)，其与传感器连接。在这样的系统中，由传感器检测的信号被收集到信号处理装置中，在信号处理装置中进行预先规定的处理(例如，测定处理、记录处理等)。

在日本专利第3430287号公报中，公开有一种模块化测量器，其与个人计算机连接，并能够在个人计算机的控制下进行测量。在该模块化测量器中设置有对模块的种类信息等进行存储的存储器，个人计算机读出模块的存储在存储器中的种类信息，由此辨别模块的种类。

在上述过程控制系统中使用的现场仪器，与测定对象以及操作对象相对应而存在多种，输入/输出信号的信号形式也多样化。另外，在上述过程控制系统中，有时由各种各样的供应商提供的现场仪器混在一起进行使用。由此，在上述过程控制系统中，大多在现场仪器和控制器之间设置信号处理装置(具体而言，由接口模块和I/O模块构成的信号处理装置)，其对用于使各种现场仪器能够与控制器连接的信号进行处理。另外，在对上述物理量进行测定、记录的系统中，随着所连接的传感器的种类、数量的变多，也使用具有与所述接口模块相同功能的结构。

所述接口模块随着所连接的现场仪器的种类的增加而增加。所述接口模块使用具备与所连接的现场仪器的信号形式相对应的功能的结构。例如，在需要对从现场仪器输出的信号进行变换的情况下，使用具备信号变换功能的结构。这样，由于接口模块也与现场仪器相同地使用多种结构，因此例如为了使故障发生时的维修变得容易，而需要在控制器侧对接口模块的种类进行识别。

作为识别接口模块的方法，可以考虑以下的(1)～(3)所示的方法。

(1)在接口模块中设置在上述日本专利第3430287号公报中公开的存储器的方法

(2)在接口模块中设置CPU(中央处理装置)的方法

(3)在接口模块中设置输出多个比特的信号的端口的方法

上述(1)所示的方法是通过读出存储器所存储的识别信息而对接口模块的种类进行识别的方法。上述(2)所示的方法是通过与CPU进行通信而对接口模块进行识别的方法。上述(3)所示的方法是如下方法，即，例如通过设置对从端口输出的比特序列的电平进行规定的多个上拉电阻或者下拉电阻，并参照从端口输出的比特序列，从而对接口模块进行识别的方法。

上述(1)～(3)所示的方法，有时会导致成本上升或者与接口模块之间的配线数增加。另外，如果是上述(1)、(2)所示的方法，则认为能够对在接口模块中产生的异常(例如，与现场仪器连接的配线脱落)进行通知，但在上述(3)所示的方法中，有时无法对这样的异常进行通知。

发明内容

本发明的一个方式提供一种信号处理装置，其能够在不引起大幅的成本上升以及配线的增加的情况下对接口模块进行识别，并且还能够对在接口模块中产生的异常进行通知。

本发明的一个方式的信号处理装置，其可以具备：接口模块，接口模块，其与进行测定对象的测定以及操作对象的操作中的至少一者的仪器连接，具有用于本模块的识别的识别用电阻；以及信号处理模块，其具有第1连接端子、第1电源、检测器、及信号处理部，该第1连接端子与所述识别用电阻的一端连接，该第1电源经由所述第1连接端子而与所述识别用电阻连接，该检测器对在所述第1连接端子处表现的电压以及电流中的一者进行检测，该信号处理部对在与所述仪器之间发送/接收的信号进行处理。

在所述信号处理装置中，所述接口模块可以具备：变化部，其使由所述识别用电阻引起的电压及电流中的一者变化；以及异常检测部，其检测本模块的异常，使所述变化部变化。

在所述信号处理装置中，所述接口模块还可以具备第2连接端子，该第2连接用端子与所述第1连接端子连接。所述识别用电阻的一端可以经由所述第2连接端子而与所述第1连接端子连接。所述识别用电阻的另一端可以与接地连接。所述变化部在所述第2连接端子和所述接地之间，可以具备第1开关，该第1开关与所述识别用电阻并联连接。所述异常检测部在检测出本模块的异常的情况下，可以将所述第1开关置为接通状态。

在所述信号处理装置中，所述变化部还可以具备异常通知用电路，该异常通知用电路具备：异常通知用电阻，其用于对本模块的异常的种类进行通知；以及第2开关，其与所述异常通知用电阻连接。所述异常检测部可以根据检测出的本模块的异常的种类，将所述第1开关以及所述第2开关中的一者置为接通状态。

在所述信号处理装置中，所述接口模块还可以具备第2电源，该第2电源与所述异常通知用电路的一端连接。所述异常通知用电路的另一端可以与所述识别用电阻的一端连接。在所述第2电源和所述接地之间，所述第2开关、所述异常通知用电阻和所述识别用电阻可以串联连接。

在所述信号处理装置中，所述异常通知用电路可以在所述第2连接端子和所述接地之间，与所述识别用电阻并联连接。

在所述信号处理装置中，所述接口模块可以具备：振荡器，其与所述识别用电阻的一端耦合；以及异常检测部，其在检测出自模块的异常的情况下，使所述振荡器振荡，或者使所述振荡器的振荡频率变化。

在所述信号处理装置中，所述异常检测部可以根据检测出的本模块的异常的种类而设定所述振荡器的振荡频率。

在所述信号处理装置中，所述接口模块还可以具备电容器，该电容器使所述振荡器与所述识别用电阻的一端交流地耦合。

在所述信号处理装置中，所述接口模块还可以具备仪器种类判别用电路，该仪器种类判别用电路具备：仪器种类判别用电阻，其用于判别所述仪器的种类；以及仪器种类判别用端子，其与所述仪器种类判别用电阻连接，并根据所述仪器的种类而被断开或者短路。

在所述信号处理装置中，所述接口模块还可以具备第2电源，该第2电源与所述仪器种类判别用电路的一端连接。所述仪器种类判别用电路的另一端可以与所述识别用电阻的一端连接。所述识别用电阻的另一端可以与接地连接。在所述第2电源和所述接地之间，所述仪器种类判别用端子、所述仪器种类判别用电阻和所述识别用电阻可以串联连接。

在所述信号处理装置中，所述接口模块还可以具备第2连接端子，该第2连接端子与所述第1连接端子连接。所述识别用电阻的一端可以经由所述第2连接端子而与所述第1连接端子连接。所述识别用电阻的另一端可以与接地连接。所述仪器种类判别用电路可以在所述第2连接端子和所述接地之间，与所述识别用电阻并联连接。

在所述信号处理装置中，所述接口模块还可以具备仪器种类判别用电路，该仪器种类判别用电路具备：仪器种类判别用电阻，其用于判别所述仪器的种类；以及仪器种类判别用端子，其与具有与所述仪器的种类相对应的电阻值的电阻连接。

在所述信号处理装置中，所述识别用电阻的另一端可以与接地连接。所述信号处理模块可以具备分压电阻，该分压电阻设置在所述第1电源和所述第1连接端子之间，在所述第1电源和所述接地之间，经由所述第1连接端子而与所述识别用电阻串联连接，对所述电源的电压进行分压。

在所述信号处理装置中，所述信号处理模块还可以具备恒定电流源，该恒定电流源经由所述第1连接端子而向所述识别用电阻供给恒定的电流。

发明的效果

根据本发明的一个方式，经由信号处理模块的连接端子将设置在接口模块中的识别用电阻和设置在信号处理模块中的电源连接，利用设置在信号处理模块中的检测器对在设置于接口模块中的电阻中表现的电压(在信号处理模块的连接端子处表现的电压)或者电流进行检测，因此具有能够在不引起大幅的成本上升以及配线的增加的情况下对接口模块进行识别的效果。

另外，设置使接口模块的识别用电阻的电压或者电流变化的变化部，在接口模块中检测出异常的情况下使变化部变化，因此具有根据在信号处理模块的连接端子处表现的电压或者电流的变化，还能够对在接口模块中产生的异常进行通知的效果。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的信号处理装置的变形例的框图。

图3A是表示本发明的第2实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。

图3B是表示本发明的第2实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。

图4是表示本发明的第3实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。

图5A是表示本发明的第4实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。

图5B是表示本发明的第4实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。

图6是表示本发明的第5实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。

图7是表示使用本发明的实施方式所涉及的信号处理装置的过程控制系统的整体结构的一个例子的框图。

图8是表示使用本发明的实施方式所涉及的信号处理装置的测定记录系统的一个例子的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式所涉及的信号处理装置进行详细说明。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。如图1所示，该第1实施方式的信号处理装置1具备接口模块10和信号处理模块20，并与现场仪器FD(仪器)连接，对与现场仪器FD之间发送/接收的信号进行预先规定的处理。现场仪器FD以及接口模块10相对于信号处理模块20而设置多个，但在图1中为了简化图示，将它们各示出1个。

现场仪器FD例如设置在车间、工厂等现场，进行为了实现工业过程的控制所需的测定对象的测定以及操作对象的操作中的至少一者。具体而言，现场仪器FD例如是流量计或温度传感器等传感器仪器、流量控制阀或开闭阀等阀仪器、风扇或电动机等致动器仪器、对车间内的状况或对象物进行拍摄的照相机或摄像机等拍摄仪器、对车间内的异响等进行收集或产生警报音等的麦克风或扬声器等音响仪器、输出各仪器的位置信息的位置检测仪器、以及其它仪器。在下文中，为了易于理解，将对流体的流量进行测定的传感器仪器作为现场仪器FD而进行说明。

接口模块10是为了使各种现场仪器FD能够与信号处理模块20连接，而设置在现场仪器FD和信号处理模块20之间的模块。该接口模块10具备信号处理电路，该信号处理电路与现场仪器FD所输入/输出的信号的形式相对应而进行信号变换等处理。在无需信号变换等处理的情况下，可以省略信号处理电路。在图1中，为了简化图示，对省略了信号处理电路的接口模块10进行图示。另外，在图1所示的接口模块10中，未设置电源。

如图1所示，接口模块10具备连接端子T11～T13、电阻11(识别用电阻)、开关12(第1开关、变化部)以及异常检测部13。连接端子T11是如下端子，该端子与一端连接至现场仪器FD的连接线L0的另一端连接，对在现场仪器FD所输入/输出的信号进行输入/输出。连接端子T12是如下端子，该端子在接口模块10内与连接端子T11连接，并经由连接线L1而与信号处理模块20的连接端子T21(后文中详述)连接，输出来自现场仪器FD的信号，并且输入来自信号处理模块20的信号。在接口模块10中设置上述信号处理电路的情况下，将所述信号处理电路设置在连接端子T11、T12之间。

为了排除噪声的影响，从现场仪器FD输出差动信号，并且，向现场仪器FD输入差动信号。由此，现场仪器FD和接口模块10通过所述连接线L0而平衡连接，并且，接口模块10和信号处理模块20通过所述连接线L1而平衡连接。由此，现场仪器FD所输入/输出的信号的传送路径的耐噪声性提高。

连接端子T13是如下端子，该端子经由连接线L2而与信号处理模块20的连接端子T22(后文中详述)连接，输出对接口模块10进行识别的信号、表示在接口模块10中所产生的异常的信号。接口模块10和信号处理模块20通过连接线L2所实现的连接为不平衡连接。这是为了减少信号线的数量。

电阻11是为了识别接口模块10而设置的电阻。该电阻11针对每个接口模块10而设定不同的电阻值，一端与连接端子T13连接，另一端与接地连接。电阻11的电阻值能够设定为任意值，例如设定为几～几十[kΩ]左右。详情情况进行后述，在电源PS和接地之间，该电阻11与设置在信号处理模块20中的电阻22串联连接，与电阻22一起对设置在信号处理模块20中的电源PS的电压进行分压。

开关12是如下机械式开关，其在连接端子T13和接地之间，与电阻11并联连接而用于向信号处理模块20通知在接口模块10中所产生的异常。该开关12通过异常检测部13控制接通状态·断开状态。开关12也可以与电阻11串联连接。异常检测部13以机械方式检测在接口模块10中产生的异常，在检测出异常的情况下，将开关12置为接通状态。作为在接口模块10中产生的异常，例如可以举出与现场仪器FD连接的连接线L0的脱落等。

信号处理模块20经由连接线L1以及L2而与接口模块10连接，对经由接口模块10而在与现场仪器FD之间发送/接收的信号进行预先规定的处理。例如，进行控制现场仪器FD而从现场仪器FD取得数据(流量的测定数据)的处理、将从现场仪器FD得到的数据变换为数字信号的处理、以及其它处理。

该信号处理模块20具备连接端子T21、T22、测定控制部21、电源PS、电阻22(分压电阻)、模拟/数字变换器(ADC)23(检测器)、辨别部24、异常处理部25以及信号处理部26。连接端子T21是如下端子，该端子经由连接线L1而与接口模块10的连接端子T12连接，对经由接口模块10的来自现场仪器FD的信号以及向现场仪器FD的信号进行输入/输出。

连接端子T22是如下端子，该端子经由连接线L2而与接口模块10的连接端子T13连接，输入对接口模块10进行识别的信号、表示在接口模块10中所产生的异常的信号。由于在接口模块10的连接端子T13上连接电阻11的一端，因此连接端子T22经由连接线L2而与设置在接口模块10中的电阻11的一端连接。

测定控制部21与连接端子T21连接，进行针对现场仪器FD的测定控制。即，测定控制部21将用于取得来自现场仪器FD的数据(流量的测定数据)的控制信号向连接端子T21输出，并且，取得经由连接端子T21输入的来自现场仪器FD的数据(流量的测定数据)并向信号处理部26输出。

电阻22设置在电源PS和连接端子T22之间，在电源PS和接地之间，经由连接端子T22、连接线L2以及连接端子T13而与接口模块10的电阻11串联连接。该电阻22与设置在接口模块10中的电阻11一起对电源PS的电压进行分压。此处，电阻22的电阻值与电阻11相同地，可以设定为任意值，例如设定为几～几十[kΩ]左右。电源PS是例如输出电压为几～几十[V]左右的直流电源。

ADC23的输入端与连接端子T22连接，将在连接端子T22处表现的电压变换为数字信号。即，ADC23将利用串联连接在电源PS和接地之间的电阻11和电阻22而进行分压的电源PS中的在电阻11中表现的电压变换为数字信号。辨别部24基于从ADC23输出的数字信号，对接口模块10的种类进行辨别，并将其辨别结果输出至信号处理部26。异常处理部25与从ADC23输出的数字信号相对应地，对在接口模块10中所产生的异常进行辨别，并将其辨别结果输出至信号处理部26。

信号处理部26对从测定控制部21输出的信号、以及应该向测定控制部21输出的信号进行预先规定的处理。例如针对从测定控制部21输出的信号(模拟信号)，进行变换为数字信号的处理。信号处理部26在与上位控制器(省略图示)之间进行通信，还进行发送辨别部24以及异常处理部25的辨别结果的处理。

下面，对上述结构中的信号处理装置1的动作进行说明。在这里，对利用信号处理模块20对接口模块10的种类进行辨别时的工作(种类辨别动作)、以及对在接口模块10中产生的异常进行辨别时的动作(异常辨别动作)进行说明。

〈种类辨别动作〉

对于将连接线L2的一端连接至接口模块10的连接端子T13，并将连接线L2的另一端连接至信号处理模块20的连接端子T22的作业，由作业员进行。这样，在电源PS和接地之间形成接口模块10的电阻11和信号处理模块20的电阻22经由连接端子T13、连接线L2以及连接端子T22而串联连接而成的电路。该电路的一端与电源PS连接，并且另一端与接地连接，由此，电源PS的输出电压被电阻11和电阻22分压。

在信号处理模块20的连接端子T22处表现的电压是被电阻11、22分压的电压中的在电阻11中表现的电压。例如，如果将电阻22的电阻值设为10[kΩ]，将电阻11的电阻值设为5[kΩ]，将电源PS的输出电压设为10[V]，则在连接端子T22处表现大约3.3[V]的电压。在电阻11的电阻值为10[kΩ]的情况下，在连接端子T22处表现5[V]的电压，在电阻11的电阻值为20[kΩ]的情况下，在连接端子T22处表现大约6.7[V]的电压。

由于在所述连接端子T22处连接有ADC23的输入端，因此在连接端子T22处表现的电压在被变换为数字信号以后，向辨别部24输出。如果输入来自ADC23的数字信号，则辨别部24根据由该数字信号所表示的值对接口模块10的种类进行辨别，并将其辨别结果输出至信号处理部26。按照上述方式，辨别出接口模块10的种类。

假设在信号处理模块20的连接端子T22处未连接有接口模块10的情况下，连接端子T22成为电气断开的状态。这样，在连接端子T22处表现电源PS的输出电压。由此，辨别部24根据从ADC23输出的数字信号成为表示电源PS的输出电压的值，而能够对接口模块10未与信号处理模块20连接的情况进行辨别。如上所述，在该第1实施方式中，不仅能够辨别接口模块10的种类，还能够辨别在信号处理模块20中是否连接有接口模块10。

〈异常辨别动作〉

如图1所示，当处于现场仪器FD通过连接线L0而与接口模块10连接的状态时，假设连接线L0由于某种原因而从接口模块10脱落。于是，连接线L0的脱落被异常检测部13检测出，开关12通过异常检测部13而置为接通状态。这样，电阻11的两端之间被短路，连接端子T22经由开关12而变为与接地连接的状态。由此，从ADC23输出的数字信号变为表示0[V]的值，因此异常处理部25能够对在接口模块10中所产生的异常进行辨别。

如上所述，在该第1实施方式中，将设定为彼此不同的电阻值的电阻11设置在各接口模块10中，在电源PS和接地之间，利用该电阻11和设置在信号处理模块20中的电阻22串联连接而成的电路，对电源PS的输出电压进行分压。并且，利用ADC23将在电阻11中表现的电压(在连接端子T22处表现的电压)变换为数字信号，基于变换后的数字信号的值辨别接口模块10的种类。另外，在接口模块10中产生了异常的情况下，在连接端子T13和接地之间，将与电阻11并联连接的开关12置为接通状态，使电阻11短路。

这样，在该第1实施方式中，能够通过利用连接线L2将接口模块10和信号处理模块20连接而辨别接口模块10的种类，能够在不引起大幅的成本上升以及配线的增加的情况下进行接口模块10的种类的辨别。另外，在该第1实施方式中，不仅能够辨别接口模块10的种类，还能够对在接口模块10中产生的异常进行通知。在该第1实施方式中，无需在接口模块10中设置电源，就能够对接口模块10的种类进行辨别，对在接口模块10中所产生的异常进行通知。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的信号处理装置的变形例的框图。在图2中，将用于对接口模块10种类进行辨别、对在接口模块10中所产生的异常进行通知的最小限度的结构提取出而进行图示，对除其以外的结构省略图示。在图2中，对与图1所示的结构相同的部分标注相同的标号。

如图2所示，本变形例所涉及的信号处理装置1是取代开关12以及异常检测部13而将开关12a(第1开关、变化部)以及异常检测部13a设置在接口模块10中而构成的结构。开关12a例如是FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)等电子开关。开关12a也可以与电阻11串联连接。异常检测部13a是对在接口模块10中产生的异常进行电气检测的部件，在检测出异常的情况下，将开关12a置为接通状态。即，本变形例所涉及的信号处理装置1是如下结构，即，在接口模块10中设置有电源(省略图示)、以及设置有由从该电源供给的电力驱动的开关12a以及异常检测部13a。

本变形例涉及的信号处理装置1除了在接口模块10中设置有电源、以及将由从该电源供给的电力驱动的开关12a及异常检测部13a设置在接口模块10中这一点以外，与图1中的信号处理装置1相同。由此，与图1所示的信号处理装置1相同地，能够在不引起大幅的成本上升以及配线的增加的情况下对接口模块10的种类进行辨别。另外，在本变形例中，不仅能够对接口模块10的种类进行辨别，还能够对在接口模块10中产生的异常进行通知。

(第2实施方式)

图3A以及图3B是表示本发明的第2实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。在图3A以及图3B中，与图2相同地，将用于对接口模块10的种类进行辨别、对在接口模块10中所产生的异常进行通知的最小单位的结构提取出而进行图示，并且，对与图1所示的结构相同的部分标注相同的标号。对于这以后的图也进行同样的处理。

如图3A以及图3B所示，该第2实施方式所涉及的信号处理装置1，与图1所示的结构进行比较，构成为将由电阻31(异常通知用电阻)以及开关32(第2开关)构成的电路(异常通知用电路：变化部)重新设置在接口模块10中，取代异常检测部13而将异常检测部33设置在接口模块10中。该结构的信号处理装置1能够对在接口模块10中产生的异常的种类进行通知。

图3A所示的信号处理装置1表示在接口模块10中未设置有电源的情况下的结构，图3B所示的信号处理装置1表示在接口模块10中设置有电源PS1的情况下的结构。在图3A所示的信号处理装置1中，在连接端子T13和接地之间，所述异常通知用电路与电阻11并联连接，在图3B所示的信号处理装置1中，在电源PS1和接地之间，所述异常通知用电路与电阻11串联连接。

电阻31是为了对在接口模块10中产生的异常的种类进行通知而设置的电阻。对于图3A以及图3B所示的信号处理装置1中的任一个，电阻31的电阻值均设定为，在开关32处于断开状态的情况下在连接端子T22处表现的电压、和在开关32处于接通状态的情况下在连接端子T22处表现的电压不同。该电阻31的其中一端与电阻11的一端连接，另一端与开关32的一端连接。

开关32与图1所示的开关12相同地，是为了将在接口模块10中所产生的异常向信号处理模块20通知而使用的机械式开关。在图3A所示的结构的信号处理装置1中，开关32的另一端与接地连接，在图3B所示的结构的信号处理装置1中，开关32的另一端与电源PS1连接。

异常检测部33与图1所示的异常检测部13相同地，是以机械方式对在接口模块10中产生的异常进行检测的部件。然而，异常检测部33根据检测出的异常的种类而将开关12或者开关32置为接通状态。作为在接口模块10中产生的异常，例如可以举出与现场仪器FD连接的连接线L0的脱落、对设置在接口模块10中的手动开关(省略图示)的操作等。

在开关12通过异常检测部33而被置为接通状态的情况下，与图1所示的信号处理装置1相同地，电阻11的两端之间被短路，因此，从ADC23输出的数字信号表示0[V]。与其相对，在开关32通过异常检测部33而被置为接通状态的情况下，在图3A所示的信号处理装置1中，在连接端子T13和接地之间，电阻11以及电阻31并联连接，在图3B所示的信号处理装置1中，在电源PS1和接地之间，电阻11以及电阻31串联连接。由此，从ADC23输出的数字信号表示出与进行了并联连接或者串联连接的电阻11以及电阻31、和电阻22相对应的电压

这样，在该第2实施方式中，根据异常检测部33检测出的异常的种类而将开关12或者开关32置为接通状态，由此能够使从ADC23输出的数字信号表示不同的电压。这样，如果预先将由异常检测部33检测的异常和由从ADC23输出的数字信号表示的电压相关联，则能够对异常的种类进行通知。

在图3B所示信号处理装置1中，能够取代开关12以及开关32和异常检测部33，而利用与图2所示的开关12a以及异常检测部13a相同的部件。即，能够取代机械式的开关12以及开关32和以机械方式对在接口模块10中产生的异常进行检测的异常检测部33，而设置与由从电源PS1供给的电力驱动的开关12a以及异常检测部13a相同的部件(但是，是要能够对异常的种类进行检测的部件)。

(第3实施方式)

图4是表示本发明的第3实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。如图4所示，该第3实施方式所涉及的信号处理装置1是取代图1所示的开关12以及异常检测部13而设置有振荡器41以及电容器42和异常检测部43所构成的结构。该结构的信号处理装置1通过高频信号对在接口模块10中产生的异常进行通知。

振荡器41的一端经由电容器42与电阻11的一端耦合(交流耦合)，并且另一端与接地连接，在异常检测部43的控制下输出矩形波或者正弦波的高频信号。电容器42是使振荡器41与电阻11交流耦合的部件。即，电容器42使从振荡器41输出的高频信号透过，但将从信号处理模块20向接口模块10供给的直流成分阻断。异常检测部43是以电气方式检测在接口模块10中产生的异常的部件，在检测出异常的情况下，使振荡器41振荡，或者使处于振荡状态的振荡器41的振荡频率变化。

这样，在该第3实施方式中，在异常检测部43检测出在接口模块10中产生的异常的情况下，使振荡器41振荡，或者使处于振荡状态的振荡器41的振荡频率变化。由此，能够利用高频信号将在接口模块10中产生的异常向信号处理模块20通知。从振荡器41输出的高频信号与被电阻11以及电阻22进行分压的电压中的在电阻11中表现的电压叠加。由此，如果将在电阻11中表现的电压和高频信号在信号处理模块20分开，则能够同时进行对接口模块10的种类的辨别和对在接口模块10中所产生的异常的辨别。

也可以以能够对在接口模块10中产生的异常的种类进行检测的方式构成异常检测部43，异常检测部43根据检测出的异常的种类而设定振荡器41的振荡频率。由此，不仅能够对在接口模块10中产生了异常的情况进行通知，还能够以高频信号对在接口模块10中产生的异常的种类进行通知。

(第4实施方式)

图5A以及图5B是表示本发明的第4实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。如图5A以及图5B所示，本第4实施方式所涉及的信号处理装置1是设置有由电阻51(仪器种类判别用电阻)以及判定用端子T14(仪器种类判别用端子)构成的电路(仪器种类判别用电路)所形成的结构。该结构的信号处理装置1能够对与接口模块10连接的现场仪器FD的种类进行通知。

图5A是表示在接口模块10中连接有作为现场仪器FD的传感器仪器FD1的状态的图。与其相对，图5B是表示在接口模块10中连接有作为现场仪器FD的阀仪器FD2的状态的图。

电阻51是为了对与接口模块10连接的现场仪器FD的种类进行通知而设置的电阻。该电阻51的电阻值设定为，在判定用端子T14断开的情况下在连接端子T22处表现的电压、和在判定用端子T14处于短路的情况下在连接端子T22处表现的电压不同。该电阻51的一端与电阻11的一端连接，另一端与判定用端子T14的一个端子连接。判定用端子T14由根据与接口模块10连接的现场仪器FD的种类而断开或断路的一对端子构成，其一个端子与电阻51的另一端连接，另一个端子与接地连接。

如图5A所示，在接口模块10中连接传感器仪器FD1的情况下判定用端子T14断开，因此，从ADC23输出的数字信号表示被电阻11、22进行分压的电压中的在电阻11中表现的电压。与其相对，如图5B所示，在接口模块10中连接阀仪器FD2的情况下判定用端子T14短路，因此，从ADC23输出的数字信号表示在被电阻22和合成电阻(由并联连接在连接端子T13和接地之间的电阻11、51构成的电阻)进行分压的电压中的在合成电阻中表现的电压。

这样，在本第4实施方式中，通过将设置在接口模块10中的判定用端子T14断开或者短路，从ADC23输出的数字信号表示不同的电压。由此，如果预先将与接口模块10连接的现场仪器FD的种类和由从ADC23输出的数字信号表示的电压相关联，则能够对与接口模块10连接的现场仪器FD的种类进行通知。

在图5A以及图5B所示的信号处理装置1中，由电阻51以及判定用端子T14构成的电路(仪器种类判别用电路)与电阻11并联连接在连接端子T13和接地之间。然而，仪器种类判别用电路也可以与图3B所示的异常通知用电路(由电阻31以及开关32构成的电路)相同地，与电阻11串联连接。但是，该结构是以在接口模块10中设置有电源PS1(参照图3B)为前提的。

另外，在所述第4实施方式中，通过将判定用端子T14断开或者短路而对现场仪器FD的种类进行通知。然而，也可以通过将与现场仪器FD的种类相对应地设定有电阻值的电阻与判定用端子T14连接，从而对现场仪器FD的种类进行通知。

(第5实施方式)

图6是表示本发明的第5实施方式所涉及的信号处理装置的要部结构的框图。如图6所示，该第5实施方式所涉及的信号处理装置1是取代在信号处理模块20中设置的电阻22而设置有恒定电流源60所形成的结构。该恒定电流源60是利用来自电源PS的电力而生成恒定电流，并经由连接端子T22而供给至电阻11的电路。

在图6所示的信号处理装置1中，由恒定电流源60生成的恒定电流被供给至设置在接口模块10中的电阻11，因此，与电阻11的电阻值对应的电压在信号处理模块20的连接端子T22处表现。由此，如果针对每个接口模块10而使电阻11的电阻值不同，则能够对接口模块10的种类进行识别。

(过程控制系统)

图7是表示使用本发明的实施方式所涉及的信号处理装置的过程控制系统的整体结构的一个例子的框体。图7所示的过程控制系统100具备现场仪器FD、接口模块10、I/O模块101、控制器102以及监视装置103，通过控制器102在监视装置103的监视下控制现场仪器FD，从而对在车间、工厂等中实现的工业过程进行控制。也可以在现场仪器FD和接口模块10之间，设置被称为接线盒、信号编集器的集线装置。

现场仪器FD与图1所示的结构相同，例如设置在车间、工厂等的现场，并进行为了工业过程的控制所需的测定对象的测定以及操作对象的操作中的至少一方。接口模块10是在所述第1～第5实施方式中说明的信号处理装置1的接口模块10。I/O模块101设置在现场仪器FD和控制器102之间(正确而言，接口模块10和控制器102之间)，对在它们之间输入/输出的信号进行处理。该I/O模块101是在所述第1～第5实施方式中说明的信号处理装置1的信号处理模块20。

控制器102在监视装置103的监视下对现场仪器FD进行控制。具体而言，收集来自现场仪器FD(例如，传感器仪器)的测定数据，对控制场仪器FD(例如，阀仪器)的控制数据进行运算而进行向现场仪器FD(例如，阀仪器)发送的处理。

监视装置103是例如由车间等的操作员操作、为了进行过程的监视而使用的装置。具体而言，监视装置103在与控制器102之间进行各种参数的发送/接收而进行对现场仪器FD的监视。例如，从控制器102取得设置在现场仪器FD中的参数而掌握当前的测定条件等，并且利用控制器102将新的参数设定在现场仪器FD中，由此进行测定条件等的变更。

在上述结构的过程控制系统100中，信号处理装置1的作为信号处理模块20的I/O模块101中的接口模块10的种类的识别结果(辨别结果)，经由控制器102而被收集到监视装置103。另外，I/O模块101中的异常的辨别结果、现场仪器FD的种类的识别结果也经由控制器102被收集到监视装置103。由此，操作监视装置103的操作员能够掌握设置在车间等的接口模块10、现场仪器FD的种类，并且能够掌握在接口模块10中产生的错误的发生状况。

(测定记录系统)

图8是表示利用本发明的实施方式所涉及的信号处理装置的测定记录系统的一个例子的框图。图8所示的测定记录系统200具备传感器SC、接口模块10、测定记录装置201，测定记录装置201利用来自传感器SC的检测信号对各种物理量(例如，压力、温度、流量、光强度等)进行测定或者记录。

传感器SC安装于测定对象而检测所述各种物理量。接口模块10是在所述第1～第5实施方式中说明的信号处理装置1的接口模块10。测定记录装置201对经由接口模块10而输入的、来自传感器SC的检测信号进行预先规定的处理(测定处理或者记录处理)。该测定记录装置201是在所述第1～第5实施方式中说明的信号处理装置1的信号处理模块20。

在所述结构的测定记录系统200中，对于接口模块10的种类、在接口模块10中产生的异常、传感器SC的种类，由信号处理装置1的作为信号处理模块20的测定记录装置201进行识别(辨别)。由此，例如操作测定记录装置201的人员对辨别出的信息进行显示或者对输出进行指示，由此，能够掌握接口模块10、传感器SC的种类，并且能够掌握在接口模块10中产生的错误的发生状况。

以上，对本发明的实施方式所涉及的信号处理装置进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，可以在本发明的范围内自由变更。例如，在所述实施方式中，检测在连接端子T22处表现的电压而对接口模块10的种类进行辨别，但也可以检测在连接端子T22中流过的电流而对接口模块10的种类进行辨别。另外，本发明的实施方式所涉及的信号处理装置除了可以应用在上述的过程控制系统100、测定记录系统200中以外，还可以应用在利用了许多测定对象、操作对象的各种系统中。

Claims (15)

1.一种信号处理装置，其具备：

接口模块，其与进行测定对象的测定以及操作对象的操作中的至少一者的仪器连接，具有用于本模块的识别的识别用电阻；以及

信号处理模块，其具有第1连接端子、第1电源、检测器、及信号处理部，该第1连接端子与所述识别用电阻的一端连接，该第1电源经由所述第1连接端子而与所述识别用电阻连接，该检测器对在所述第1连接端子处表现的电压以及电流中的一者进行检测，该信号处理部对在与所述仪器之间发送/接收的信号进行处理。

2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块具备：

变化部，其使由所述识别用电阻引起的电压及电流中的一者变化；以及

异常检测部，其检测本模块的异常，使所述变化部变化。

3.根据权利要求2所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块还具备第2连接端子，该第2连接端子与所述第1连接端子连接，所述识别用电阻的一端经由所述第2连接端子而与所述第1连接端子连接，

所述识别用电阻的另一端与接地连接，

所述变化部在所述第2连接端子和所述接地之间具备第1开关，该第1开关与所述识别用电阻并联连接，

所述异常检测部在检测出本模块的异常的情况下，将所述第1开关置为接通状态。

4.根据权利要求3所述的信号处理装置，其中，

所述变化部还具备异常通知用电路，该异常通知用电路具备：异常通知用电阻，其用于对本模块的异常的种类进行通知；以及第2开关，其与所述异常通知用电阻连接，

所述异常检测部根据检测出的本模块的异常的种类，将所述第1开关以及所述第2开关中的一者置为接通状态。

5.根据权利要求4所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块还具备第2电源，该第2电源与所述异常通知用电路的一端连接，

所述异常通知用电路的另一端与所述识别用电阻的一端连接，

在所述第2电源和所述接地之间，所述第2开关、所述异常通知用电阻和所述识别用电阻串联连接。

6.根据权利要求4所述的信号处理装置，其中，

所述异常通知用电路在所述第2连接端子和所述接地之间，与所述识别用电阻并联连接。

7.根据权利要求1所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块具备：

振荡器，其与所述识别用电阻的一端耦合；以及

异常检测部，其在检测出本模块的异常的情况下，使所述振荡器振荡，或者使所述振荡器的振荡频率变化。

8.根据权利要求7所述的信号处理装置，其中，

所述异常检测部根据检测出的本模块的异常的种类而设定所述振荡器的振荡频率。

9.根据权利要求7所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块还具备电容器，该电容器使所述振荡器与所述识别用电阻的一端交流地耦合。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块还具备仪器种类判别用电路，该仪器种类判别用电路具备：仪器种类判别用电阻，其用于判别所述仪器的种类；以及仪器种类判别用端子，其与所述仪器种类判别用电阻连接，并根据所述仪器的种类而被断开或者短路。

11.根据权利要求10所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块还具备第2电源，该第2电源与所述仪器种类判别用电路的一端连接，

所述仪器种类判别用电路的另一端与所述识别用电阻的一端连接，

所述识别用电阻的另一端与接地连接，在所述第2电源和所述接地之间，所述仪器种类判别用端子、所述仪器种类判别用电阻和所述识别用电阻串联连接。

12.根据权利要求10所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块还具备第2连接端子，该第2连接端子与所述第1连接端子连接，所述识别用电阻的一端经由所述第2连接端子而与所述第1连接端子连接，

所述识别用电阻的另一端与接地连接，

所述仪器种类判别用电路在所述第2连接端子和所述接地之间，与所述识别用电阻并联连接。

13.根据权利要求1至9中任一项所述的信号处理装置，其中，

所述接口模块还具备仪器种类判别用电路，该仪器种类判别用电路具备：仪器种类判别用电阻，其用于判别所述仪器的种类；以及仪器种类判别用端子，其与具有与所述仪器的种类对应的电阻值的电阻连接。

14.根据权利要求1至9中任一项所述的信号处理装置，其中，

所述识别用电阻的另一端与接地连接，

所述信号处理模块具备分压电阻，该分压电阻设置在所述第1电源和所述第1连接端子之间，在所述第1电源和所述接地之间，经由所述第1连接端子而与所述识别用电阻串联连接，对所述电源的电压进行分压。

15.根据权利要求1至9中任一项所述的信号处理装置，其中，

所述信号处理模块还具备恒定电流源，该恒定电流源经由所述第1连接端子而向所述识别用电阻供给恒定的电流。