JP2005012680A

JP2005012680A - Terminal equipment in field bus signal transmission system

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Publication number: JP2005012680A
Application number: JP2003176890A
Authority: JP
Inventors: Masami Kidai; 雅巳木代
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP3982463B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly start a field bus signal transmission system by restricting the inrush current which flows into an apparatus. <P>SOLUTION: A transistor T2 for controlling the base current of a transistor T1 for regulating the power receiving/feeding amount is connected to the base of the transistor T1 and the base current of this transistor T2 is controlled to regulate the DC current amount to receive/feed from a field bus. One terminal of a resistor R4 is connected to the input side of the transistor T1, a Zener diode ZD1 is connected between the base of the transistor T1 and the other terminal of the resistor R4 to connect the base of the transistor T1 and an anode side, and the maximum value of the sum of a voltage drop of the resistor R4 and a base-emitter voltage VBE of the transistor T1 is restricted. When the sum exceeds the breakdown voltage of the Zener diode ZD1, the DC current flows through the Zener diode ZD1 to the side of the transistor T2, thereby restricting the current amount pulled in by the transistor T1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工業計測や、制御等の分野において、伝送路を介して直流電流の供給を受け、さらにこの直流に、信号を重畳させて信号伝送を行うようにした、フィールドバスを用いた伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工業計測や、制御技術等の分野において、フィールドバスを用いてシステムを構成し、伝送路を介して直流電流を電源電流として供給すると共に、この直流電流に信号を重畳させて信号伝送を行うようにした伝送システムが提案されている。
【０００３】
このような伝送システムにおいては、例えば、図３に示すように、複数の機器１が、伝送路３にマルチドロップ式に接続されて構成されている。そして、伝送路３の両端には、信号の終端のためのターミネータ５が設けられ、信号波形の反射を防ぐと共に、抵抗分により機器１から出力される電流信号を電圧に変換するようになっている。さらに、伝送路３の一端には、各機器１に電源を供給するための直流電源からなるパワーサプライ７、このパワーサプライ７の交流出力インピーダンスを大きくして、伝送路３に交流信号を重畳可能とするためのパワーコンディショナー８が設けられている。前記パワーサプライ７の電源電圧は、フィールドバスの規格で定められており、例えば、ｆｏｕｄａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｂｕｓにおいては、接続される機器の端子間で９〜３２〔Ｖ〕の範囲内と決められている。
【０００４】
そして、信号を送出する機器１は、伝送路３から引き込む電流を、予め定められた波形で変化させることによって、この変化させた電流信号がターミネータＴで電圧信号に変換され、信号送信機器から出力された電流信号に応じた電圧信号振幅の信号が、伝送路３上に発生されて他の機器で受信される。また、信号を送出しない機器１は、他の機器１の信号の伝送を妨げないように、伝送路３から引き込む電流を変化させず、一定値に保つようにしている。（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
このように、伝送路３を介して、複数の機器１間で通信を行うと共に、伝送路３を介して給電を行うことも可能であることから、配線費用の低減を図ることができるようになっている。
図４は、伝送路３から給電及び信号の授受を行うための、各機器１の伝送処理部の一例を示したものである。
【０００６】
図４に示すように、伝送路３から供給される電流信号は、電流調整用のＰＮＰトランジスタＴ１を介して、機器１の内部回路に供給される。前記電流調整用トランジスタＴ１のベースには、このトランジスタＴ１のベース電流を制御するためのＮＰＮトランジスタＴ２のコレクタ側が接続され、そのエミッタ側は抵抗Ｒ２を介して接地されている。また、トランジスタＴ１のエミッタ側には、抵抗Ｒ１、及びダイオードＤ１、Ｄ２がこの順に直列に接続され、ダイオードＤ２の他端は接地されている。そして、トランジスタＴ２のベースは、抵抗Ｒ１とダイオードＤ１との間に接続され、また、この抵抗Ｒ１とダイオードＤ１との間には、オペアンプＱ１を含んで構成される制御回路９が、抵抗Ｒ３を介して接続されている。
【０００７】
つまり、トランジスタＴ１のベース電流が、トランジスタＴ２により制御されこれによってトランジスタＴ１のコレクタ−エミッタ間を流れる電流が変化して、内部回路へ供給される電流信号が調整される。また、前記制御回路９が、図示しない電流検出抵抗の出力等に基づいてトランジスタＴ２のベース電圧を調整することによって、トランジスタＴ２に供給されるベース電流を調整しトランジスタＴ１のベース電流を調整する。つまり、制御回路９は、非通信時には、内部回路における消費電流が一定となるようにトランジスタＴ２のベース電流を調整することによって、内部回路への直流電流が一定に維持される。また、制御回路９は、通信時には、消費電流が所定の波形で変化するように動作し、これに応じて消費電流が変化するようになっている。
【０００８】
また、伝送システムの起動時には、抵抗Ｒ１によってトランジスタＴ２へベース電流が供給され、これによって、各機器が立ち上がるようになっている。なお、ダイオードＤ１、Ｄ２は、起動時に抵抗Ｒ１を通じて電源電圧が直接オペアンプＱ１に印加されることを回避するため、電圧制限を行うために設けられている。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３０２１８０３号明細書
【特許文献２】
特開平６−２３７２５３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように、伝送路３から複数の機器に対して給電を行う場合、パワーサプライ７の起動時には、それぞれの機器の突入電流が合計されて大きな値となり、伝送路３がスムーズに立ち上がらない可能性がある。このため、例えば、フィールドバスの規格、ｆｏｕｄａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｂｕｓにおいては、各機器において、起動時の突入電流を一定の消費電流値＋２０〔ｍＡ〕以内に納めるように定めている。
【００１１】
しかしながら、上述のように、従来の伝送処理部においては、内部回路での消費電流に応じた直流電流が流れ込むように構成されているため、突入電流を抑制するための対策が望まれていた。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題点に着目してなされたものであり、各機器に流れ込む突入電流を制限することの可能なフィールドバス信号伝送システムの端末装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置は、フィールドバスを介して給電される直流電流の受給量を調整する流量調整手段を備え、非通信時には所定量の直流電流を受給して動作し、通信時には前記直流電流に通信用信号を重畳させて通信を行うようにしたフィールドバス信号伝送システムの端末装置において、前記直流電流の受給量を制限する制限手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
この請求項１に係る発明では、フィールドバスを介して給電される直流電流の受給量が調整手段によって調整され、非通信時には所定量の直流電流を受給し、通信時には直流電流に通信用信号を重畳させて通信を行うことにより、フィールドバスを介して電流供給及び通信の双方が行われる。このとき、起動時等には、突入電流として大きな電流を引き込む場合があるが、制限手段によって直流電流の受給量が制限されるから、端末装置に流れ込む突入電流量を制限することが可能となる。
【００１４】
また、請求項２に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置は、フィールドバスを介して給電される直流電流の受給量を調整するトランジスタと、当該トランジスタを制御する制御手段と、を備え、非通信時には所定量の直流電流を受給して動作し、通信時には前記直流電流に通信用信号を重畳させて通信を行うようにしたフィールドバス信号伝送システムの端末装置において、前記直流電流の受給量を制限する制限手段を設けたことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項３に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置は、前記制限手段は、前記制御手段による前記トランジスタに対する制御量を制限するようになっていることを特徴としている。
また、請求項４に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置は、前記制限手段は、前記トランジスタの直流電流入力側端子に一端が接続される抵抗と、当該抵抗の他端及び前記トランジスタの制御端子間にこれらと並列に接続され且つ前記抵抗の他端及びトランジスタの制御端子間の電圧が所定電圧を超えるとき前記トランジスタの制御端子側への電流の流れを許容する制限用ダイオードと、から構成されることを特徴としている。
【００１６】
この請求項２から請求項４に係る発明では、フィールドバスを介して給電される直流電流の受給量が調整手段によって調整され、非通信時には所定量の直流電流を受給し、通信時には直流電流に通信用信号を重畳させて通信を行うことにより、フィールドバスを介して電流供給及び通信の双方が行われる。このとき、起動時等には、突入電流として大きな電流を引き込む場合があるが、制限手段によって直流電流の受給量が制限されるから、端末装置に流れ込む突入電流量を制限することが可能となる。
【００１７】
また、請求項５に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置は、前記制御手段は、前記フィールドバスを介して給電される給電電圧を利用して前記トランジスタに対する制御信号を生成する手段であって、前記制限手段は、前記給電電圧の変化に伴う前記制御信号の変化を抑制する抑制手段を備えることを特徴としている。
【００１８】
さらに、請求項６に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置は、前記制御手段は、前記トランジスタの制御端子に接続され且つ当該制御端子への制御量を制御する制御用トランジスタ及びこれと直列に接続される抵抗と、当該制御用トランジスタを制御する制御用トランジスタ制御手段と、前記制御用トランジスタの制御端子に一端が接続され且つ前記制御用トランジスタを過電圧から保護するための保護ダイオードとから構成され、前記抑制手段は、前記制限用ダイオードのカソード側と前記制御用トランジスタの制御端子との間に介挿される定電流化用トランジスタ及びこれと直列に接続される抵抗と、前記定電流化用トランジスタの制御端子及び前記保護ダイードの他端間にこれらと並列に接続される定電流化用ダイオードと、を備えることを特徴としている。
【００１９】
この請求項５又は請求項６に係る発明では、前記制御手段は、前記フィールドバスを介して給電される給電電圧を利用して前記トランジスタに対する制御信号を生成する。このため、給電電圧が変動した場合には、この影響を受けて制御信号も変動することになるが、この制御信号の変動は抑制手段によって抑制される。したがって、給電電圧の変動に起因して制御信号が変動しこれに応じて、制限手段により制限される前記直流電流の受給量の制限値が変動することが回避される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
まず、第１の実施の形態を説明する。なお、伝送システム全体の構成は、上記図３に示す従来と同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
図１は、本発明を適用した機器１の伝送処理部の一例を示す概略構成図である。
この第１の実施の形態における伝送処理回路は、図４に示す従来の伝送処理回路において、トランジスタＴ１のエミッタ側に抵抗Ｒ４を介挿し、また、この抵抗Ｒ４とトランジスタＴ１のベースとの間にツェナーダイオードＺＤ１を並列に接続し、そのカソード側は、前記抵抗Ｒ４のトランジスタＴ１と接続される側と反対側に接続されている。
【００２１】
ここで、突入電流が生じることによって、制御回路９によってトランジスタＴ２のベース電位が変動し、トランジスタＴ２のコレクタ電流が増加すると、これに伴って、トランジスタＴ１のエミッタ−コレクタ電流も増加することになり、抵抗Ｒ４及びトランジスタＴ１のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥの和が増加することになる。しかしながら、抵抗Ｒ４及びトランジスタＴ１のベース間には、ツェナーダイオードＺＤ１が並列に接続されているから、抵抗Ｒ４及びトランジスタＴ１のベース−エミッタ間電圧ＶＢＥの和がツェナーダイオードＺＤ１のしきい値を超えた時点で、供給電流は、ツェナーダイオードＺＤ１を介してトランジスタＴ２に流れるようになる。
【００２２】
つまり、ツェナーダイオードＺＤ１によって、抵抗Ｒ４による電圧降下分とトランジスタＴ１のベース及びエミッタ間の電圧ＶＢＥとの和を制限している。ここで、突入電流Ｉは、ツェナーダイオードＺＤ１の両端の電圧をＶＺＤ１、抵抗Ｒ４の抵抗値をＲ４とすると、次式（１）で表すことができる。
Ｉ＝（ＶＺＤ１ −ＶＢＥ）／Ｒ４ ……（１）
したがって、突入電流Ｉを制限することができる。
【００２３】
このように、各機器１において、抵抗Ｒ４及びツェナーダイオードＺＤ１を設けることによって、各機器１で生じる突入電流を制限することができるから、伝送システム全体において、各機器１で消費される消費電流を低減することができる。よって、起動時に突入電流が発生するような場合であっても、伝送システムをスムーズに立ち上げることができる。
【００２４】
なお、上記第１の実施の形態においては、抵抗Ｒ４による電圧降下分とトランジスタＴ１のベース及びエミッタ間の電圧ＶＢＥとの和を制限する素子として、ツェナーダイオードＺＤ１を設けた場合について説明したが、ツェナーダイオードＺＤ１に替えて、直列に接続した複数のダイオードを用いるようにしてもよい。
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００２５】
この第２の実施の形態における伝送処理部は、図２に示すように、図１に示す伝送処理部において、さらに、ツェナーダイオードＺＤ１のカソード側及びトランジスタＴ２のベースとの間に、ＮＰＮトランジスタＴ３及びこれと直列に接続された抵抗Ｒ５とが接続され、抵抗Ｒ５及びトランジスタＴ２のベースの接続点は、ダイオードＤ１及びＤ２を介して接地されている。また、抵抗Ｒ１の前記ツェナーダイオードＺＤ１のカソードと接続される側と反対側には、ツェナーダイオードＺＤ２のカソード側が接続され、アノード側は接地されている。そして、抵抗Ｒ１及びツェナーダイオードＺＤ２との間に前記トランジスタＴ３のベースが接続されている。
【００２６】
つまり、この第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様に、トランジスタＴ２によって、電流調整用のトランジスタＴ１のベース電流を調整している。また、抵抗Ｒ４の電圧降下分と、トランジスタＴ１のベース及びエミッタ間電圧ＶＢＥとの和をツェナーダイオードＺＤ１で制限している。さらに、ツェナーダイオードＺＤ２で、トランジスタＴ３のベース及びエミッタ間電圧ＶＢＥ、抵抗Ｒ５による電圧降下分、ダイオードＤ１、Ｄ２による電圧降下分の和を制限している。
したがって、抵抗Ｒ５を流れる電流値が制限されることになり、抵抗Ｒ５を流れる電流値がその制限値を超える状況下では定電流化されることになる。
【００２７】
ここで、上記第１の実施の形態に示す伝送処理部の場合、トランジスタＴ２のベース及びエミッタ間電圧と抵抗Ｒ２による電圧降下分の和を、ダイオードＤ１及びＤ２によって制限しているため、制御回路９の出力を一定であると仮定すると、トランジスタＴ２のコレクタ電流はほぼ一定となるはずである。しかしながら、パワーサプライ７の電源電圧が変化すると、起動時に抵抗Ｒ１を通じてトランジスタＴ２のベースとダイオードＤ１、Ｄ２に供給される電流値が大きく変化する。この変化により、ダイオードＤ１、Ｄ２の電圧降下分が大きく変動し、これに伴ってトランジスタＴ２のベース電流がさらに変化し、トランジスタＴ２のコレクタ電流も変化することになる。このため、ツェナーダイオードＺＤ１に流れる電流値が変化することになって、ツェナー電圧ＶＺＤ１が変化し、抑制可能な突入電流の最大値が変化してしまう場合がある。
【００２８】
しかしながら、上述のように、抵抗Ｒ５を流れる電流値を定電流化することによって、ダイオードＤ１、Ｄ２を流れる電流値を、パワーサプライ７の電源電圧が変化したとしても安定させることができる。
したがって、電源電圧の変動に起因して、各機器１に流れ込む突入電流が変化することを回避することができ、このため、突入電流を所定範囲内に納めることができる。
【００２９】
したがって、この場合も上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができると共に、電源電圧が変動した場合であっても、確実に突入電流を所定範囲内に納めることができる。よって、より確実に伝送システムをスムーズに立ち上げることができる。
なお、この第２の実施の形態においても、ツェナーダイオードＺＤ２に替えて、直列に接続された複数のダイオードを適用することが可能である。
【００３０】
なお、上記各実施の形態において、トランジスタＴ１が調整手段に対応し、ツェナーダイオードＺＤ１が制限用ダイオードに対応し、抵抗Ｒ４及びツェナーダイオードＺＤ１が制限手段に対応し、トランジスタＴ２が制御用トランジスタに対応し、制御回路９が制御用トランジスタ制御手段に対応し、ダイオードＤ１及びＤ２が保護ダイオードに対応し、トランジスタＴ２、ダイオードＤ１、Ｄ２及び制御回路９が制御手段に対応し、トランジスタＴ３が定電流化用トランジスタに対応し、ツェナーダイオードＺＤ２が定電流化用ダイオードに対応し、トランジスタＴ３、抵抗Ｒ５、ツェナーダイオードＺＤ２が抑制手段に対応している。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置によれば、フィールドバスを介して給電される直流電流の受給量を制限手段によって制限するようにしたから、起動時等に、突入電流として大きな電流を引き込む場合であっても、端末装置に流れ込む突入電流を制限することができる。
【００３２】
また、請求項２乃至請求項４に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置によれば、フィールドバスを介して給電される直流電流の受給量を調整手段によって調整して、フィールドバスを介して電流供給及び通信の双方を行うが、制限手段によって直流電流の受給量を制限するようにしたから、起動時等に、突入電流として大きな電流を引き込む場合等であっても、端末装置に流れ込む突入電流量を制限することができる。
【００３３】
また、請求項５及び請求項６に係るフィールドバス信号伝送システムの端末装置によれば、フィールドバスを介して給電される給電電圧を利用してトランジスタに対する制御信号を生成するが、給電電圧の変動に起因して制御信号が変動することを抑制手段によって抑制するようにしたから、制限手段により制限される直流電流の受給量をより高精度に制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における、機器の伝送処理部の一例を示す回路図である。
【図２】第２の実施の形態における、機器の伝送処理部の一例を示す回路図である。
【図３】フィールドバス信号伝送システムの一例を示す概略構成図である。
【図４】従来の、機器の伝送処理部の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１機器
３伝送路
５ターミネータ
７パワーサプライ
８パワーコンディショナー
９制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the field of industrial measurement, control, etc., the present invention receives a direct current supplied via a transmission line, and further transmits a signal by superimposing a signal on the direct current. About the system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in fields such as industrial measurement and control technology, a system is configured using a field bus, and a direct current is supplied as a power supply current via a transmission line, and a signal is superimposed on the direct current to transmit a signal. Proposed transmission systems have been proposed.
[0003]
In such a transmission system, for example, as shown in FIG. 3, a plurality of devices 1 are connected to the transmission path 3 in a multidrop manner. Terminators 5 for terminating the signal are provided at both ends of the transmission line 3 to prevent reflection of the signal waveform and to convert a current signal output from the device 1 into a voltage by resistance. Yes. Furthermore, at one end of the transmission line 3, a power supply 7 composed of a DC power supply for supplying power to each device 1, and the AC output impedance of the power supply 7 can be increased so that an AC signal can be superimposed on the transmission line 3. A power conditioner 8 is provided. The power supply voltage of the power supply 7 is determined by a fieldbus standard. For example, in the field of fieldbus, it is determined to be within a range of 9 to 32 [V] between terminals of connected devices.
[0004]
Then, the device 1 that sends a signal changes the current drawn from the transmission line 3 with a predetermined waveform, whereby the changed current signal is converted into a voltage signal by the terminator T and output from the signal transmission device. A signal having a voltage signal amplitude corresponding to the current signal generated is generated on the transmission line 3 and received by another device. In addition, the device 1 that does not transmit a signal is kept at a constant value without changing the current drawn from the transmission path 3 so as not to prevent the transmission of signals from other devices 1. (For example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0005]
Thus, since it is possible to perform communication between the plurality of devices 1 through the transmission line 3 and to supply power through the transmission line 3, it is possible to reduce the wiring cost. It has become.
FIG. 4 shows an example of a transmission processing unit of each device 1 for performing power feeding and signal transmission / reception from the transmission path 3.
[0006]
As shown in FIG. 4, the current signal supplied from the transmission line 3 is supplied to the internal circuit of the device 1 via the PNP transistor T <b> 1 for current adjustment. The collector side of an NPN transistor T2 for controlling the base current of the transistor T1 is connected to the base of the current adjusting transistor T1, and the emitter side thereof is grounded via a resistor R2. Further, a resistor R1 and diodes D1 and D2 are connected in series in this order on the emitter side of the transistor T1, and the other end of the diode D2 is grounded. The base of the transistor T2 is connected between the resistor R1 and the diode D1, and the control circuit 9 including the operational amplifier Q1 is connected between the resistor R1 and the diode D1. Connected through.
[0007]
That is, the base current of the transistor T1 is controlled by the transistor T2, thereby changing the current flowing between the collector and the emitter of the transistor T1, and the current signal supplied to the internal circuit is adjusted. The control circuit 9 adjusts the base current supplied to the transistor T2 by adjusting the base voltage of the transistor T2 based on the output of a current detection resistor (not shown) and the like, thereby adjusting the base current of the transistor T1. That is, during non-communication, the control circuit 9 adjusts the base current of the transistor T2 so that the current consumption in the internal circuit is constant, thereby maintaining the DC current to the internal circuit constant. Further, the control circuit 9 operates so that the current consumption changes with a predetermined waveform during communication, and the current consumption changes accordingly.
[0008]
At the time of starting the transmission system, a base current is supplied to the transistor T2 by the resistor R1, and thereby each device starts up. The diodes D1 and D2 are provided in order to limit the voltage in order to avoid that the power supply voltage is directly applied to the operational amplifier Q1 through the resistor R1 at the time of startup.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3021803 [Patent Document 2]
JP-A-6-237253 [0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when power is supplied to a plurality of devices from the transmission line 3 as described above, when the power supply 7 is started, the inrush currents of the respective devices are summed up to a large value, and the transmission line 3 does not start up smoothly. there is a possibility. For this reason, for example, in the fieldbus standard, the field of fieldbus, it is determined that the inrush current at the time of startup is kept within a constant current consumption value +20 [mA] in each device.
[0011]
However, as described above, the conventional transmission processing unit is configured such that a direct current corresponding to the consumption current in the internal circuit flows, and thus a countermeasure for suppressing the inrush current has been desired.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional unsolved problems, and provides a terminal device for a fieldbus signal transmission system capable of limiting the inrush current flowing into each device. It is aimed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a terminal device of a fieldbus signal transmission system according to claim 1 of the present invention is provided with a flow rate adjusting means for adjusting the amount of direct current supplied through the fieldbus, Limits the amount of direct current received in a terminal device of a fieldbus signal transmission system that sometimes receives a predetermined amount of direct current and operates, and communicates by superimposing a communication signal on the direct current during communication. It is characterized by providing limiting means.
[0013]
In the first aspect of the present invention, the receiving amount of the direct current fed through the field bus is adjusted by the adjusting means, and a predetermined amount of direct current is received during non-communication, and a communication signal is added to the direct current during communication. By superimposing and performing communication, both current supply and communication are performed via the fieldbus. At this time, a large current may be drawn as an inrush current at the time of start-up, etc., but the amount of inrush current flowing into the terminal device can be limited because the amount of DC current received is limited by the limiting means. .
[0014]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a terminal device for a fieldbus signal transmission system, comprising: a transistor that adjusts the amount of DC current that is fed through the fieldbus; and a control unit that controls the transistor. Limits the amount of direct current received in a terminal device of a fieldbus signal transmission system that sometimes receives a predetermined amount of direct current and operates, and communicates by superimposing a communication signal on the direct current during communication. It is characterized by providing limiting means.
[0015]
The terminal device of the fieldbus signal transmission system according to claim 3 is characterized in that the limiting means limits a control amount for the transistor by the control means.
Further, in the terminal device of the fieldbus signal transmission system according to claim 4, the limiting means includes a resistor having one end connected to a DC current input side terminal of the transistor, the other end of the resistor, and a control terminal of the transistor And a limiting diode that is connected in parallel with each other and that allows a current to flow to the control terminal side of the transistor when the voltage between the other end of the resistor and the control terminal of the transistor exceeds a predetermined voltage. It is characterized by that.
[0016]
In the inventions according to the second to fourth aspects, the receiving amount of the direct current fed via the field bus is adjusted by the adjusting means, and a predetermined amount of direct current is received during non-communication, and the direct current is received during communication. By performing communication by superimposing communication signals, both current supply and communication are performed via the fieldbus. At this time, a large current may be drawn as an inrush current at the time of start-up, etc., but the amount of inrush current flowing into the terminal device can be limited because the amount of DC current received is limited by the limiting means. .
[0017]
Further, in the terminal device of the fieldbus signal transmission system according to claim 5, the control means is a means for generating a control signal for the transistor using a power supply voltage fed via the fieldbus, The limiting unit includes a suppression unit that suppresses a change in the control signal accompanying a change in the power supply voltage.
[0018]
Further, in the terminal device of the fieldbus signal transmission system according to claim 6, the control means is connected to the control terminal of the transistor and connected in series with the control transistor for controlling the control amount to the control terminal. A control transistor control means for controlling the control transistor, and a protective diode having one end connected to the control terminal of the control transistor and protecting the control transistor from overvoltage, The suppression means includes a constant current transistor inserted between a cathode side of the limiting diode and a control terminal of the control transistor, a resistor connected in series therewith, and a constant current transistor. A constant current diode connected in parallel between the control terminal and the other end of the protective diode; It is characterized in that it comprises.
[0019]
In the invention according to claim 5 or 6, the control means generates a control signal for the transistor by using a power supply voltage supplied via the field bus. For this reason, when the power supply voltage fluctuates, the control signal also fluctuates due to this influence, but the fluctuation of the control signal is suppressed by the suppressing means. Therefore, it is avoided that the control signal fluctuates due to fluctuations in the power supply voltage, and accordingly, the limit value of the received amount of the direct current limited by the limiting means is fluctuated.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
First, a first embodiment will be described. The overall configuration of the transmission system is the same as that of the prior art shown in FIG. 3, so the same reference numerals are given to the same parts, and detailed descriptions thereof are omitted.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a transmission processing unit of a device 1 to which the present invention is applied.
The transmission processing circuit in the first embodiment is the same as the conventional transmission processing circuit shown in FIG. 4, in which a resistor R4 is inserted on the emitter side of the transistor T1, and between the resistor R4 and the base of the transistor T1. A Zener diode ZD1 is connected in parallel, and its cathode side is connected to the opposite side of the resistor R4 to the side connected to the transistor T1.
[0021]
Here, when the inrush current is generated and the base potential of the transistor T2 is changed by the control circuit 9 and the collector current of the transistor T2 is increased, the emitter-collector current of the transistor T1 is increased accordingly. , The sum of the resistor R4 and the base-emitter voltage VBE of the transistor T1 increases. However, since the Zener diode ZD1 is connected in parallel between the resistor R4 and the base of the transistor T1, the sum of the base-emitter voltage VBE of the resistor R4 and the transistor T1 exceeds the threshold value of the Zener diode ZD1. At that time, the supply current flows to the transistor T2 via the Zener diode ZD1.
[0022]
That is, the Zener diode ZD1 limits the sum of the voltage drop due to the resistor R4 and the voltage VBE between the base and emitter of the transistor T1. Here, the inrush current I can be expressed by the following equation (1), where VZD1 is the voltage across the Zener diode ZD1, and R4 is the resistance value of the resistor R4.
I = (VZD1-VBE) / R4 (1)
Therefore, the inrush current I can be limited.
[0023]
As described above, since the inrush current generated in each device 1 can be limited by providing the resistor R4 and the Zener diode ZD1 in each device 1, the current consumption consumed in each device 1 in the entire transmission system can be reduced. Can be reduced. Therefore, the transmission system can be started up smoothly even when an inrush current occurs at the time of startup.
[0024]
In the first embodiment, the case where the Zener diode ZD1 is provided as an element for limiting the sum of the voltage drop due to the resistor R4 and the voltage VBE between the base and emitter of the transistor T1 has been described. A plurality of diodes connected in series may be used instead of the Zener diode ZD1.
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0025]
As shown in FIG. 2, the transmission processing unit in the second embodiment includes an NPN transistor T3 between the cathode side of the Zener diode ZD1 and the base of the transistor T2 in the transmission processing unit shown in FIG. And a resistor R5 connected in series with the resistor R5, and a connection point between the resistor R5 and the base of the transistor T2 is grounded via the diodes D1 and D2. The cathode side of the Zener diode ZD2 is connected to the opposite side of the resistor R1 from the side connected to the cathode of the Zener diode ZD1, and the anode side is grounded. The base of the transistor T3 is connected between the resistor R1 and the Zener diode ZD2.
[0026]
That is, in the second embodiment, as in the first embodiment, the base current of the current adjusting transistor T1 is adjusted by the transistor T2. The sum of the voltage drop of the resistor R4 and the base-emitter voltage VBE of the transistor T1 is limited by the Zener diode ZD1. Further, the Zener diode ZD2 limits the sum of the base and emitter voltage VBE of the transistor T3, the voltage drop due to the resistor R5, and the voltage drop due to the diodes D1 and D2.
Therefore, the value of the current flowing through the resistor R5 is limited, and the current is made constant under a situation where the value of the current flowing through the resistor R5 exceeds the limit value.
[0027]
Here, in the case of the transmission processing unit shown in the first embodiment, since the sum of the voltage drop due to the base and emitter voltage of the transistor T2 and the resistor R2 is limited by the diodes D1 and D2, the control circuit Assuming that the output of 9 is constant, the collector current of transistor T2 should be nearly constant. However, when the power supply voltage of the power supply 7 changes, the current value supplied to the base of the transistor T2 and the diodes D1 and D2 through the resistor R1 at the time of start-up changes greatly. Due to this change, the voltage drop of the diodes D1 and D2 greatly fluctuates, and accordingly, the base current of the transistor T2 further changes and the collector current of the transistor T2 also changes. For this reason, the value of the current flowing through the Zener diode ZD1 changes, the Zener voltage VZD1 changes, and the maximum value of the inrush current that can be suppressed may change.
[0028]
However, by making the current value flowing through the resistor R5 constant as described above, the current value flowing through the diodes D1 and D2 can be stabilized even if the power supply voltage of the power supply 7 changes.
Therefore, it is possible to avoid a change in the inrush current flowing into each device 1 due to the fluctuation of the power supply voltage, and thus the inrush current can be kept within a predetermined range.
[0029]
Therefore, in this case as well, the same effect as the first embodiment can be obtained, and even if the power supply voltage fluctuates, the inrush current can be surely kept within the predetermined range. Therefore, the transmission system can be started up more reliably and smoothly.
In the second embodiment, a plurality of diodes connected in series can be applied instead of the Zener diode ZD2.
[0030]
In each of the above embodiments, the transistor T1 corresponds to the adjusting means, the Zener diode ZD1 corresponds to the limiting diode, the resistor R4 and the Zener diode ZD1 correspond to the limiting means, and the transistor T2 corresponds to the control transistor. The control circuit 9 corresponds to control transistor control means, the diodes D1 and D2 correspond to protection diodes, the transistor T2, the diodes D1, D2 and the control circuit 9 correspond to control means, and the transistor T3 has a constant current. The Zener diode ZD2 corresponds to the constant current diode, and the transistor T3, the resistor R5, and the Zener diode ZD2 correspond to the suppression means.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the terminal device of the fieldbus signal transmission system according to claim 1 of the present invention, the receiving amount of the direct current fed through the fieldbus is limited by the limiting unit. Even when a large current is drawn in as an inrush current at the time of startup or the like, the inrush current flowing into the terminal device can be limited.
[0032]
According to the terminal device of the fieldbus signal transmission system according to claims 2 to 4, the receiving amount of the direct current fed through the fieldbus is adjusted by the adjusting means, and the current through the fieldbus is adjusted. Although both supply and communication are performed, the amount of DC current received is limited by the limiting means, so that inrush current that flows into the terminal device even when a large current is drawn in as an inrush current at startup, etc. The amount can be limited.
[0033]
According to the terminal device of the fieldbus signal transmission system according to claim 5 and claim 6, the control signal for the transistor is generated using the power supply voltage fed through the fieldbus. Since the control means suppresses the fluctuation of the control signal due to the above, it is possible to limit the received amount of the direct current limited by the limiting means with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a transmission processing unit of a device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a transmission processing unit of a device according to a second embodiment.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fieldbus signal transmission system.
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of a conventional transmission processing unit of a device.
[Explanation of symbols]
1 Device 3 Transmission Line 5 Terminator 7 Power Supply 8 Power Conditioner 9 Control Circuit

Claims

Provided with a flow rate adjusting means for adjusting the amount of DC current received through the field bus,
In a terminal device of a fieldbus signal transmission system that operates by receiving a predetermined amount of direct current during non-communication and performs communication by superimposing a communication signal on the direct current during communication.
A terminal device for a fieldbus signal transmission system, characterized in that limiting means for limiting the amount of DC current received is provided.

A transistor for adjusting the amount of DC current received through the fieldbus;
Control means for controlling the transistor,
In a terminal device of a fieldbus signal transmission system that operates by receiving a predetermined amount of direct current during non-communication and performs communication by superimposing a communication signal on the direct current during communication.
A terminal device for a fieldbus signal transmission system, characterized in that limiting means for limiting the amount of DC current received is provided.

3. The terminal device of a fieldbus signal transmission system according to claim 2, wherein the limiting means limits a control amount for the transistor by the control means.

The limiting means includes a resistor having one end connected to the DC current input side terminal of the transistor, and connected in parallel between the other end of the resistor and the control terminal of the transistor, and the other end of the resistor and the transistor 4. The fieldbus signal transmission according to claim 2, further comprising a limiting diode that allows a current to flow to the control terminal side of the transistor when a voltage between the control terminals exceeds a predetermined voltage. The terminal device of the system.

The control means is means for generating a control signal for the transistor using a supply voltage supplied via the field bus,
The terminal device of the fieldbus signal transmission system according to any one of claims 2 to 4, wherein the limiting means includes suppression means for suppressing a change in the control signal accompanying a change in the power supply voltage.

The control means is connected to a control terminal of the transistor and controls a control amount to the control terminal, a resistance connected in series with the transistor, and a control transistor control means for controlling the control transistor And one end connected to the control terminal of the control transistor and a protection diode for protecting the control transistor from overvoltage,
The suppression means includes a constant current transistor inserted between a cathode side of the limiting diode and a control terminal of the control transistor, a resistor connected in series therewith, and a constant current transistor. 6. The terminal device of the fieldbus signal transmission system according to claim 5, further comprising a constant current diode connected in parallel between the control terminal and the other end of the protective diode.