JP3190733B2 - 伝送器システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２線式電流コントロール
工業計器、例えば２線式圧力伝送器を使用したシステム
において、測定流体の異常値が検出されたとき、出力電
流を極端に下げてこれを監視室側等に知らせる伝送器シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現場側に圧力センサを設け、この圧力セ
ンサによって検出された測定流体の圧力を伝送器によっ
て４−２０ｍＡの伝送信号（アナログ信号）に変換して
監視室側に伝送する伝送器システムとして、従来、図８
に示すシステムが知られている。

【０００３】この図に示す伝送器システムは複数の圧力
センサ１０１（但し、図中では１つのみ、表示してい
る）と、伝送器１０２と、監視室装置１０３と、伝送ラ
イン１０４とを備えており、圧力センサ１０１によって
測定対象となる流体の圧力を検出してこれを伝送器１０
２によって４−２０ｍＡの伝送信号に変換した後、伝送
ライン１０４を介して監視室装置１０３に伝送する。

【０００４】各圧力センサ１０１は、各々ブリッジ接続
される４つの歪みセンサ１０５を備えており、これらの
各歪みセンサ１０５によって測定対象となる流体の圧力
を検出して圧力検出信号を生成し、これを伝送器１０２
に供給する。

【０００５】伝送器１０２は電源回路１０６と、入力回
路１０７と、制御回路１０８と、電流出力回路１０９と
を備えており、伝送ライン１０４を介して供給される電
源電圧に基づいて動作して前記圧力センサ１０１から出
力される圧力検出信号を取り込むとともに、この圧力検
出信号の値に基づいて４−２０ｍＡの伝送信号を生成
し、これを伝送ライン１０４上に送出して前記監視室装
置１０３に伝送する。

【０００６】電源回路１０６は前記伝送ライン１０４の
正電圧ライン１０４ａと、接地点との間に直列に接続さ
れる２つの基準電圧ＩＣ１１０、１１１を備えており、
前記伝送ライン１０４ａを介して供給される電源電圧に
基づいて２つの基準電源電圧を生成してこれを制御回路
１０８に供給する。

【０００７】また、入力回路１０７は前記各圧力センサ
１から出力される圧力検出信号を取り込んでこれを各
々、増幅する複数の増幅回路１１２（但し、図中では１
つのみ、表示している）と、前記制御回路１０８から出
力される選択信号に基づいて各増幅回路１１２から出力
される圧力検出信号のいずれか１つを選択するマルチプ
レクサ回路（ＭＰＸ）１１３と、このマルチプレクサ回
路１１３によって選択された圧力検出信号をＡ／Ｄ変換
（アナログ／デジタル変換）してデジタル信号（圧力検
出データ）を生成するＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）１１４
とを備えており、前記各圧力センサ１０１から出力され
る圧力検出信号を取り込んでこれを各々、増幅するとと
もに、前記制御回路１０８から出力される選択信号に基
づいて増幅動作によって得られた各圧力検出信号を順
次、サイクリックに選択した後、Ａ／Ｄ変換して圧力検
出データを生成し、これを前記制御回路１０８に供給す
る。

【０００８】制御回路１０８は前記電源回路１０６から
出力される一方の基準電源電圧に基づいて動作し、通信
処理や表示処理等を行なうＡ回路１１５と、前記電源回
路１０６から出力される他方の基準電源電圧に基づいて
動作し、出力電流の制御処理等を行なうＢ回路１１６
と、前記電源回路１０６から出力される各基準電源電圧
に基づいて動作して前記Ａ回路１１５およびＢ回路１１
６とデータの授受を行ないながら、前記マルチプレクサ
回路１１３に選択信号を出力して、この選択信号に応じ
て前記Ａ／Ｄ変換回路１１４から出力される圧力検出デ
ータを取り込むとともに、これを４−２０ｍＡの伝送信
号用のデータに変換するＣＰＵ１１７とを備えており、
前記電源回路１０６から出力される２つの基準電源電圧
に基づいて動作して前記マルチプレクサ回路１１３に選
択信号を供給するとともに、この選択信号に応じて前記
Ａ／Ｄ変換回路１１４から出力される圧力検出データを
取り込んでこれを４−２０ｍＡの伝送信号用のデータに
変換して電流出力回路１０９に供給しながら、必要に応
じて前記伝送ライン１０４を介してデジタル信号の授受
を行なって前記監視室装置１０３と通信を行なう。

【０００９】電流出力回路１０９はモニタライン１１８
を介して帰還される伝送信号の値をチェックしながら前
記制御回路１０８から出力される４−２０ｍＡの伝送信
号用データを取り込んでこれを４−２０ｍＡの伝送信号
（アナログ電流信号）に変換するＤ／Ａ変換回路（Ｄ／
Ａ）１１９と、このＤ／Ａ変換回路１１９から出力され
る伝送信号を電圧信号に変換して前記Ｄ／Ａ変換回路１
１９に帰還する抵抗１２０とを備えており、前記制御回
路１０８から出力される４−２０ｍＡの伝送信号用デー
タを取り込んでこれを４−２０ｍＡの伝送信号に変換す
るとともに、これを前記伝送ライン１０４上に送出して
前記監視室装置１０３に伝送する。

【００１０】監視室装置１０３は前記伝送ライン１０４
ａ、１０４ｂの終端に接続される直流電源１２１と、前
記伝送ライン１０４上を流れる４−２０ｍＡの伝送信号
を電圧信号に変換して処理回路（図示は省略する）に供
給する抵抗１２２とを備えており、直流電源１２１によ
って得られた電源電圧を伝送ライン１０４を介して前記
伝送器１０２に供給するとともに、前記伝送ライン１０
４上を流れる前記伝送器１０２からの伝送信号を取り込
んでこれを電圧信号に変換し、記録計（図示は省略す
る）に記録させたり、モニタしたりする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、この
ような伝送器システムでは、圧力センサ１０１からの圧
力検出信号が異常になったり、伝送器１０２側の回路が
異常になったとき、伝送器１０２から出力される伝送信
号の値を４−２０ｍＡの範囲から外してシステムに異常
が発生したことを監視室装置１０３に伝送するような異
常状態伝送方式が提案されている。

【００１２】しかしながら、近年の伝送器１０２におい
ては、種々の機能を付加しているため、図９に示す如く
伝送器１０２自体の最低消費電流が大きくなりすぎてい
るため、このような異常状態伝送方式を適用しようとし
た場合、システムの異常判定値ラインまで、伝送信号の
値を下げることができないことが多かった。

【００１３】本発明は上記の事情に鑑み、種々の機能が
付加された伝送器を使用した場合でも、圧力異常等の異
常状態が検出されたとき、伝送信号の値をシステムの異
常判定値ラインまで下げて異常状態が検出されたことを
監視室側に伝送することができる伝送器システムを提供
することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による伝送器システムは、伝送器にセンサか
らの測定信号を取り込ませて電流信号に変換させるとと
もに、前記電流信号を伝送ラインを介して監視室装置側
に伝送させる伝送器システムにおいて、前記伝送器内に
設けられ、前記センサからの測定信号が異常な状態にな
っているかどうかを判定する異常状態判定部と、この異
常状態判定部によって前記センサからの測定信号が異常
状態となっていると判定されたとき、伝送器内に設けら
れている回路のうち、予め指定されている省電力対象回
路の電源を遮断する電源オフ部とを備えたことを特徴と
している。

【００１５】

【作用】上記の構成において、伝送器に設けられた異常
状態判定部によってセンサからの測定信号がモニタさ
れ、前記センサからの測定信号が異常な状態になってい
るかどうかが判定されるとともに、この異常状態判定部
によって前記センサからの測定信号が異常状態となって
いると判定されたとき、電源オフ部によって伝送器内に
設けられている回路のうち、予め指定されている省電力
対象回路の電源が遮断される。

【００１６】

【実施例】図１は本発明による伝送器システムの第１実
施例を示すブロック図である。

【００１７】この図に示す伝送器システムは複数の圧力
センサ（但し、図中では１つのみ、表示している）１
と、伝送器２と、監視室装置３と、伝送ライン４とを備
えており、圧力センサ１によって測定対象となる流体の
圧力を検出してこれを伝送器２によって４−２０ｍＡの
伝送信号に変換した後、伝送ライン４上に送出して監視
室装置３に伝送する。そして、圧力異常等の異常状態が
検出されたとき、伝送器２側の回路を一部遮断して消費
電力を下げた後、伝送信号の値をシステムの異常判定値
ラインまで下げて異常状態が検出されたことを監視室装
置３に伝送する。

【００１８】各圧力センサ１は、各々ブリッジ接続され
る４つの歪みセンサ５を備えており、これらの各歪みセ
ンサ５によって測定対象となる流体の圧力を検出して圧
力検出信号を生成し、これを伝送器２に供給する。

【００１９】伝送器２は電源回路６と、入力回路７と、
制御回路８と、電流出力回路９とを備えており、伝送ラ
イン４を介して供給される電源電圧に基づいて動作して
前記圧力センサ１から出力される圧力検出信号を取り込
むとともに、この圧力検出信号の値に基づいて４−２０
ｍＡの伝送信号を生成してこれを伝送ライン４上に送出
して前記監視室装置３に伝送する。そして、圧力異常等
の異常状態が検出されたとき、制御回路８の一部を動作
停止させて消費電力を下げた後、伝送信号の値をシステ
ムの異常判定値ラインまで下げて異常状態が検出された
ことを監視室装置３に伝送する。

【００２０】電源回路６は前記伝送ライン４の正電圧ラ
イン４ａと、接地点との間に直列に接続される２つの基
準電圧ＩＣ１０、１１とを備えており、前記伝送ライン
４を介して供給される電源電圧に基づいて２つの基準電
源電圧を生成してこれを制御回路８に供給する。

【００２１】また、入力回路７は前記各圧力センサ１か
ら出力される圧力検出信号を取り込んでこれを各々、増
幅する複数の増幅回路（但し、図中では１つのみ、表示
している）１２と、前記制御回路８から出力される選択
信号に基づいて各増幅回路１２から出力される圧力検出
信号または前記電流出力回路９から出力されるモニタ信
号のいずれか１つを選択するマルチプレクサ回路（ＭＰ
Ｘ）１３と、このマルチプレクサ回路１３によって選択
された圧力検出信号をＡ／Ｄ変換（アナログ／デジタル
変換）してデジタル信号（圧力検出データ）を生成する
Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）１４とを備えており、前記各
圧力センサ１から出力される圧力検出信号を取り込んで
これを各々、増幅するとともに、前記制御回路８から出
力される選択信号に基づいて増幅済みの各圧力検出信号
を順次、サイクリックに選択したり、前記電流出力回路
９から出力されたモニタ信号を選択したりしながら、選
択動作によって得られた信号をＡ／Ｄ変換して圧力検出
データやモニタデータを生成し、これを前記制御回路８
に供給する。

【００２２】制御回路８は前記電源回路６から出力され
る一方の基準電源電圧に基づいて動作し、通信処理や表
示処理等を行なうＡ回路１５と、前記電源回路６から出
力される他方の基準電源電圧に基づいて動作し、出力電
流の制御処理等を行なうＢ回路１６と、前記電源回路６
から出力される各基準電源電圧に基づいて動作して前記
Ａ回路１５およびＢ回路１６とデータの授受を行ないな
がら、前記マルチプレクサ回路１３に選択信号を出力し
て、この選択信号に応じて前記Ａ／Ｄ変換回路１４から
出力される圧力検出データを取り込むとともに、これを
４−２０ｍＡの伝送信号用のデータに変換したり、前記
圧力検出データの値が予め設定されている範囲から外
れ、これが予め設定されている時間“ＴE ”以上継続し
ているとき、異常状態と判定してスイッチ開信号を生成
したり、異常値伝送用のデータを生成したりするＣＰＵ
１７と、このＣＰＵ１７からスイッチ開信号が出力され
たとき、前記Ａ回路１５の電源を遮断してこのＡ回路１
５の動作を停止させるアナログスイッチ１８とを備えて
おり、前記電源回路６から出力される２つの基準電源電
圧に基づいて動作して前記マルチプレクサ回路１３に選
択信号を供給するとともに、この選択信号に応じて前記
Ａ／Ｄ変換回路１４から出力される圧力検出データを取
り込んでこれを４−２０ｍＡの伝送信号用のデータに変
換して電流出力回路９に供給しながら、必要に応じて前
記伝送ライン４を介してデジタル信号の授受を行なって
前記監視室装置３と通信を行なう。そして、前記圧力検
出データの値が予め設定されている範囲から外れている
とき、ＣＰＵ１７によって異常状態と判定してスイッチ
開信号を生成し、これをアナログスイッチ１８に供給し
てＡ回路１５の電源を遮断してこのＡ回路１５の動作を
停止させるとともに、異常値伝送用のデータを生成して
これを電流出力回路９に供給しながら、マルチプレクサ
回路１３を制御して前記電流出力回路９から帰還される
モニタ信号を選択させてこれをモニタする。

【００２３】電流出力回路９はモニタライン１９を介し
て帰還される伝送信号の値をチェックしながら前記制御
回路８から出力される４−２０ｍＡの伝送信号用データ
を取り込んでこれを４−２０ｍＡの伝送信号（アナログ
電流信号）に変換するＤ／Ａ変換回路（Ｄ／Ａ）２０
と、このＤ／Ａ変換回路２０から出力される伝送信号を
電圧信号に変換して前記Ｄ／Ａ変換回路２０に帰還する
抵抗２１と、この抵抗２１によって得られる電圧信号を
取り込んでモニタ信号を生成する増幅回路２２とを備え
ており、図２に示す如く前記制御回路８から出力される
４−２０ｍＡの伝送信号用データを取り込んでこれを４
−２０ｍＡの伝送信号に変換して前記伝送ライン４上に
送出して前記監視室装置３に伝送したり、前記制御回路
８から出力される異常値伝送用のデータを取り込んで伝
送信号の値をシステムの異常判定値ラインまで下げて異
常状態が検出されたことを監視室装置３に伝送しなが
ら、前記伝送信号の値に基づいてモニタ信号を生成して
これを前記入力回路７に帰還したりする。

【００２４】この場合、前記Ｄ／Ａ変換回路２０は図３
に示す如く伝送信号を生成する出力トランジスタ２３を
備えており、前記制御回路８から出力される伝送信号用
データや異常値伝送用のデータに基づいて前記出力トラ
ンジスタ２３のエミッタ電流を制御して前記圧力センサ
１の検出動作によって得られた圧力検出信号の値に応じ
た値の伝送信号を生成し、これを伝送ライン４上に送出
したり、前記制御回路８から出力される異常値伝送用の
データに基づいて前記出力トランジスタ２３のエミッタ
電流を制御して伝送ライン４上に送出する電流信号の値
をシステムの異常判定値ラインまで下げて異常状態が検
出されたことを監視室装置３に伝送したりする。

【００２５】また、前記増幅回路２２は前記抵抗２１に
よって得られた電圧信号を受ける電流制限用の抵抗２４
と、この抵抗２４を介して導かれた電圧信号を増幅する
２入力型の演算増幅器２５と、この演算増幅器２５の増
幅率を決定する増幅率決定用の２つの抵抗２６、２７と
を備えており、前記抵抗２１によって得られた電圧信号
を取り込むとともに、２つの抵抗２６、２７によって決
められた増幅率で前記電圧信号を増幅してモニタ信号を
生成し、これを前記入力回路７に供給する。

【００２６】また、監視室装置３は前記伝送ライン４の
各終端に接続される直流電源３０と、前記伝送ライン４
上を流れる４−２０ｍＡの伝送信号を電圧信号に変換し
て処理回路（図示は省略する）に供給する抵抗３１とを
備えており、直流電源３０によって得られた電源電圧を
伝送ライン４を介して前記伝送器２に供給するととも
に、前記伝送ライン４上を流れる前記伝送器２からの伝
送信号を取り込んでこれを電圧信号に変換して記録計に
記録させたり、モニタして前記伝送信号の値がシステム
の異常値判定以下に下げられているかどうかをチェック
して前記伝送器２側でなんらかの異常が発生しているか
どうかを判定したりする。

【００２７】このようにこの実施例においては、圧力セ
ンサ１から出力される圧力検出信号の値が予め設定され
ている範囲より低下しているとき、伝送器２側のＣＰＵ
１７によってこれを検出して通信処理や表示処理等の緊
急を要しない処理を行なっているＡ回路１５の電源を遮
断して消費電力を下げた後、電流出力回路９から出力さ
れる電流信号の値をシステムの異常判定値まで下げるよ
うにしたので、伝送器２側に種々の機能が付加されてい
ても、圧力異常等の異常状態が検出されたとき、伝送信
号の値をシステムの異常判定値ラインまで下げて異常状
態が検出されたことを監視室装置３に伝送することがで
きる。

【００２８】図４は本発明による伝送器システムの第２
実施例を示すブロック図である。なお、この図におい
て、図１の各部と同じ部分には、同じ符号が付してあ
る。

【００２９】この図に示す伝送器システムが図１に示す
システムと異なる点は、電流出力回路９から出力される
電流の値を電流値低下検出用のＩＣ素子３５に入力し
て、前記電流出力回路９から出力される電流の値が予め
設定された値以下になったとき、前記ＩＣ素子３５によ
ってこれを検出してアナログスイッチ１８を開状態にし
てＡ回路１５の電源を遮断して伝送器２全体の消費電力
を下げて前記電流出力回路９から出力される電流の値を
システムの異常判定値まで下げることができるようにし
たことである。

【００３０】このようにしても、上述した第１実施例と
同様に、伝送器２側に種々の機能が付加されていても、
圧力異常等の異常状態が検出されたとき、伝送信号の値
をシステムの異常判定値ラインまで下げて異常状態が検
出されたことを監視室装置３に伝送することができる。

【００３１】図５は本発明による伝送器システムの第３
実施例を示すブロック図である。なお、この図におい
て、図１の各部と同じ部分には、同じ符号が付してあ
る。

【００３２】この図に示す伝送器システムが図１に示す
システムと異なる点は、伝送器２内に異常状態解除回路
３６を設けて、監視室装置３や伝送ライン４にハンドヘ
ルドターミナル３７が接続されて前記伝送ライン４上に
解除信号（パルス信号）が送出されたとき、異常状態解
除回路３６によってこれを検出して制御回路８の異常解
除動作を行なわせるようにしたことである。

【００３３】異常状態解除回路３６は前記伝送ライン４
上に重畳された前記解除信号を抽出する直流成分カット
用のコンデンサ３８と、このコンデンサ３８によって抽
出された前記解除信号を取り込むアイソレーション用の
トランス３９と、このトランス３９の２次コイルに得ら
れる解除信号を取り込む直流カット用のコンデンサ４０
と、このコンデンサ４０を介して前記解除信号を取り込
んでこれをデコードする解除ユニット４１とを備えてお
り、前記伝送ライン４上に解除信号が重畳されていると
き、これを取り込んでデコードし、前記ＣＰＵ１７の異
常状態を解除させる。

【００３４】この場合、前記解除ユニット４１は図６に
示す如く整流回路４２と、比較回路４３とを備えてお
り、前記コンデンサ４０を介して供給される解除信号を
取り込んで整流するとともに、この整流動作によって得
られるパルス信号を積分してこの積分値が予め設定され
ている基準値を越えているとき、解除指令信号を生成し
てこれを前記制御回路８のＣＰＵ１７に供給する。

【００３５】整流回路４２は１つの抵抗４４および１つ
のコンデンサ４５によって構成され、前記コンデンサ４
０を介して供給される信号をフィルタリングして解除信
号のみを抽出するフィルタ回路４６と、４つの抵抗４
７、４８、４９、５０および１つの基準電圧発生器５
１、１つの演算増幅器５２、１つのトランジスタ５３に
よって構成され、前記フィルタ回路４６から出力される
信号の値が前記基準電圧発生器５１から出力される基準
電圧値より大きいとき、前記演算増幅器５２によってこ
れを検出して前記トランジスタ５３をオフさせて図７
（ａ）に示すような“Ｈｉ”信号を出力するスイッチン
グ回路５４と、１つのダイオード５５および１つの抵抗
５６、１つのコンデンサ５７によって構成され、前記ス
イッチング回路５４から“Ｈｉ”信号が出力されている
とき、図７（ｂ）に示すようにこれを取り込んで整流平
滑する整流平滑回路５８とを備えており、前記コンデン
サ４０を介して供給される解除信号を取り込んで整流す
るとともに、この整流動作によって得られるパルス信号
を積分して、この積分動作によって得られた信号を比較
回路４３に供給する。

【００３６】比較回路４３は基準電圧値信号を生成する
１つの基準電圧発生器５９と、この基準電圧発生器５９
から出力される基準電圧値信号の値と前記整流回路５８
から出力される信号の値とを比較する１つの演算増幅器
６０と、この演算増幅器６０の出力端子をプルアップす
る１つの抵抗６１とを備えており、前記整流平滑回路４
２から出力される信号の値が前記基準電圧発生器５９か
ら出力される基準電圧値より大きいとき、図７（ｃ）に
示す解除指令信号を生成してこれを前記制御回路８のＣ
ＰＵ１７に供給して異常状態を解除させ、アナログスイ
ッチ１８を閉状態にさせる。

【００３７】このようにこの実施例においては、監視室
装置３や伝送ライン４に接続されたハンドヘルドターミ
ナル３７から解除信号（パルス信号）を出力させること
により、伝送器２に設けられた異常状態解除回路３６に
よってこれを検出して制御回路８のＣＰＵ１７にアナロ
グスイッチ１８の開状態を解除させるようにしたので、
上述した第１、第２実施例と同様に伝送器２側に種々の
機能が付加されていても、圧力異常等の異常状態が検出
されたとき、伝送信号の値をシステムの異常判定値ライ
ンまで下げて異常状態が検出されたことを監視室装置３
に伝送することができるとともに、ハンドヘルドターミ
ナル３７等から解除信号が出力されたとき、伝送器２側
の異常状態処理を解除させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、種
々の機能が付加された伝送器を使用した場合でも、圧力
異常等の異常状態が検出されたとき、伝送信号の値をシ
ステムの異常判定値ラインまで下げて異常状態が検出さ
れたことを監視室側に伝送することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による伝送器システムの第１実施例を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す伝送器システムの動作例を示す波形
図である。

【図３】図１に示す電流出力回路の詳細な回路構成例を
示す回路図である。

【図４】本発明による伝送器システムの第２実施例を示
すブロック図である。

【図５】本発明による伝送器システムの第３実施例を示
すブロック図である。

【図６】図５に示す解除ユニットの詳細な構成例を示す
回路図である。

【図７】図６に示す解除ユニットの動作例を示す波形図
である。

【図８】従来から知られている伝送器システムの一例を
示すブロック図である。

【図９】図８に示す伝送器から出力される伝送信号の一
例を示す波形図である。

【符号の説明】

１ センサ ２ 伝送器 ３ 監視室装置 ４ 伝送ライン １５ Ａ回路（省電力対象回路） １６ Ｂ回路 １７ ＣＰＵ（異常状態判定部、電源オフ部） １８ アナログスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 3/54 - 3/58 G08B 25/01 G08C 19/00 - 19/02 H02J 13/00 H04Q 9/00 311 H05B 37/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 伝送器にセンサからの測定信号を取り込
   ませて電流信号に変換させるとともに、前記電流信号を
   伝送ラインを介して監視室装置側に伝送させる伝送器シ
   ステムにおいて、 前記伝送器内に設けられ、前記センサからの測定信号が
   異常な状態になっているかどうかを判定する異常状態判
   定部と、 この異常状態判定部によって前記センサからの測定信号
   が異常状態となっていると判定されたとき、伝送器内に
   設けられている回路のうち、予め指定されている省電力
   対象回路の電源を遮断する電源オフ部と、 を備えたことを特徴とする伝送器システム。