JP4861089B2 - Instrumentation data transmission apparatus and instrumentation data transmission method - Google Patents

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Description

本発明は、プラントの計装データ伝送装置に係わり、とくにセンサによって得られたデータを収集するためのデータ伝送装置および計装データ伝送方法に関する。   The present invention relates to an instrumentation data transmission apparatus for a plant, and more particularly to a data transmission apparatus and an instrumentation data transmission method for collecting data obtained by sensors.

例えば、原子力発電プラントのような複雑なプラントでは、プラントの圧力、温度等のプロセスデータを収集するため、数千以上のセンサが設置されている。これらのセンサが測定した値は、プラントを正常かつ安全に運転するために、監視制御装置に入力される。   For example, in a complex plant such as a nuclear power plant, thousands or more sensors are installed in order to collect process data such as plant pressure and temperature. The values measured by these sensors are input to the monitoring control device in order to operate the plant normally and safely.

現在、汎用されているセンサは、測定した値を4mAから20mAの電流値として出力するアナログインタフェースを備えているものが多く、このアナログ電流値によるインタフェースは産業界の標準となっている。センサから監視制御装置のプロセス入力部までケーブルを接続することで、監視制御装置はセンサから送られてくる電流を計り、センサが測定したプロセスデータを知ることができる。   Currently, many commonly used sensors have an analog interface that outputs a measured value as a current value of 4 mA to 20 mA, and the interface based on the analog current value has become an industry standard. By connecting a cable from the sensor to the process input unit of the monitoring control device, the monitoring control device can measure the current sent from the sensor and know the process data measured by the sensor.

電流値によるプロセスデータの伝送は、(1)接続するケーブルの抵抗に依存しない、(2)ノイズ耐性が高い、(3)ケーブルが断線した場合は電流値が0mAとなり正常な範囲である4−20mAから外れるため、監視制御装置が断線を検知できる、等のメリットがあり、この標準を採用したセンサが広く市場に出回っている。   Process data transmission by current value is (1) independent of the resistance of the cable to be connected, (2) highly resistant to noise, and (3) when the cable is disconnected, the current value is 0 mA, which is a normal range. Since it deviates from 20 mA, there is a merit that the monitoring and control device can detect disconnection, and sensors using this standard are widely available on the market.

一方、この方式では、各センサから監視制御装置のプロセス入力部まで、専用のケーブルが必要となる。したがって、センサの数が多いとケーブルの量は膨大なものとなる。ケーブルの量を減らすための部分的な解決方法は、現場に遠隔プロセスI/O装置を設けて監視制御装置との間をディジタル多重通信にすることである。この方法により、現場からのケーブル量を大幅に削減できるが、遠隔プロセスI/O装置は比較的大きな装置であるため、センサから遠隔プロセスI/O装置までのケーブルの量は依然として多い。   On the other hand, this method requires a dedicated cable from each sensor to the process input unit of the monitoring control device. Therefore, if the number of sensors is large, the amount of cables becomes enormous. A partial solution to reduce the amount of cable is to provide remote process I / O equipment in the field and digital multiplex communication with the supervisory controller. Although this method can significantly reduce the amount of cable from the field, the amount of cable from the sensor to the remote process I / O device is still large because the remote process I / O device is a relatively large device.

以上のようなアナログ伝送の欠点を解消するため、ディジタル技術によるプロセスデータの伝送方式としてフィールドバスが開発されてきた。代表的なフィールドバスとしては、PROFIBUSまたはFoundation Fieldbus等がある。PROFIBUSおよびFoundation Fieldbusは、ともにIEC−61158−2 “Digital data communications for measurement and control”として国際標準となっている。 ただし、これらフィールドバスを使用するためには、専用のインタフェースを備えたセンサが必要である。   In order to eliminate the drawbacks of analog transmission as described above, a field bus has been developed as a process data transmission system using digital technology. Typical field buses include PROFIBUS and Foundation Fieldbus. Both PROFIBUS and Foundation Fieldbus are international standards as IEC-61158-2 “Digital data communications for measurement and control”. However, in order to use these field buses, a sensor having a dedicated interface is required.

入手が容易なアナログ電流値によるインタフェースを持つセンサをフィールドバスに接続する方法としては、特許文献1、特許文献2および特許文献3に示されるものがある。これらは、アナログインタフェースをフィールドバスのディジタルインタフェースに接続するための変換装置である。
米国特許7706,007号( “Analog Current/Digital Bus Protocol Converter”) 特開平10−247292号公報(「フィールド機器」) 特開2002−124997号公報(「フィールドバス接続装置」)
As a method for connecting a sensor having an interface with an analog current value that is easily available to a field bus, there are methods disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3. These are converters for connecting an analog interface to a fieldbus digital interface.
US Pat. No. 7,706,007 (“Analog Current / Digital Bus Protocol Converter”) Japanese Patent Laid-Open No. 10-247292 ("Field Equipment") JP 2002-124997 A ("Fieldbus connection device")

特許文献1ないし3に示された、アナログインタフェースからディジタルインタフェースへの変換装置を使用すれば、必然的に装置が増え、プラントの監視制御システムに新たな故障モードを持込むことになる。   If the conversion device from the analog interface to the digital interface shown in Patent Documents 1 to 3 is used, the number of devices inevitably increases, and a new failure mode is brought into the plant monitoring and control system.

このような故障モードで、監視制御装置側から検出できないものは、特に注意する必要がある。監視制御装置側から検出できない故障モードとしては、アナログ信号が変化しているにも関わらず、変換装置は常に一定のディジタル値を出力する故障モードがある。また、一般にフィールドバスではケーブルを共用とするため、ケーブルを削減できるメリットと引き換えに、ケーブルが共通要因故障の原因となり得る。   It is necessary to pay particular attention to such failure modes that cannot be detected from the monitoring control device side. As a failure mode that cannot be detected from the supervisory control device side, there is a failure mode in which the converter always outputs a constant digital value even though the analog signal changes. In general, a fieldbus shares a cable, so that the cable can cause a common cause failure in exchange for the merit of reducing the cable.

本発明は上述の点を考慮してなされたもので、複数のセンサにより計測されたアナログ信号をディジタル変換してディジタル信号を得る上での信頼性の問題を解決することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described points, and an object of the present invention is to solve the problem of reliability in obtaining a digital signal by converting analog signals measured by a plurality of sensors.

上記目的達成のため、本発明では、
センサにより計測されたプロセス量に応じたアナログ電流信号を得て電圧信号に変換する複数の電流/電圧変換手段と、前記電流/電圧変換手段の各々が出力したアナログ電圧値をディジタル値に変換するアナログ/ディジタル変換手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段が出力したディジタル値を前記センサの番号と一緒に定められた形式のデータとしてネットワークに送信する複数のネットワーク伝送手段と、前記電流/電圧変換手段から前記アナログ/ディジタル変換手段に与えられる電圧信号を周期的に切断する切断切替手段と、前記切断切替手段における切断の周期を設定するタイマーとを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention,
A plurality of current / voltage conversion means for obtaining an analog current signal corresponding to the process amount measured by the sensor and converting it into a voltage signal, and converting an analog voltage value output from each of the current / voltage conversion means into a digital value Analog / digital conversion means, a plurality of network transmission means for transmitting a digital value output from the analog / digital conversion means to the network as data of a predetermined format together with the sensor number, and the current / voltage conversion means A cutting switching unit that periodically cuts a voltage signal applied to the analog / digital conversion unit, and a timer that sets a cutting period in the cutting switching unit.

本発明は、アナログ信号の変化に正確に追従しかつ信頼性の高いディジタル計測信号を得ることができる。   The present invention can accurately follow a change in an analog signal and obtain a highly reliable digital measurement signal.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の構成を示す。図1において、アナログインタフェースのセンサ1は、プラントのプロセス量、例えば圧力、温度等を測定し、4mAから20mAの電流値としてケーブル2を介して出力する。通常、ケーブル2はプラント内で長い距離、例えば数十メートルから数百メートルに亘って敷設されるが、この実施形態では数十センチから数メートルで足りる。
(First embodiment)
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a sensor 1 of an analog interface measures a process amount of a plant, for example, pressure, temperature, etc., and outputs it through a cable 2 as a current value of 4 mA to 20 mA. Normally, the cable 2 is laid for a long distance in the plant, for example, several tens of meters to several hundreds of meters, but in this embodiment, several tens of centimeters to several meters is sufficient.

センサ1からの信号を二重化して監視制御装置に送るため、a系およびb系の2系列のデバイスを設置する。以下、a系を例として構成および作用を説明するが、b系についても構成および作用は同様である。   In order to duplicate the signal from the sensor 1 and send it to the monitoring control device, two series devices of a system and b system are installed. Hereinafter, the configuration and operation will be described using the a system as an example, but the configuration and operation are the same for the b system.

センサ1の出力電流が与えられる抵抗3aの両端の電位差を、スイッチ(SW)4aがタイマー5aからの信号に応じて切断する。その信号をアナログ/ディジタル変換器6aが測定し、測定した電圧をディジタル値に変換し、ネットワーク・インタフェース7aに送信する。ネットワーク・インタフェース7aは、ディジタル値をディジタルネットワークに対応したフォーマットに変換し、周期的にネットワークを経由して監視制御装置(図示せず)に送信する。   The switch (SW) 4a cuts off the potential difference between both ends of the resistor 3a to which the output current of the sensor 1 is applied in accordance with a signal from the timer 5a. The analog / digital converter 6a measures the signal, converts the measured voltage into a digital value, and transmits the digital value to the network interface 7a. The network interface 7a converts the digital value into a format corresponding to the digital network, and periodically transmits it to the monitoring control device (not shown) via the network.

ここで、図2は、このフォーマットの一例を示したものであり、先頭にヘッダH、続いてセンサを識別するためのセンサ番号SN、最後に値Vが並ぶ。   Here, FIG. 2 shows an example of this format, in which a header H, a sensor number SN for identifying a sensor, and a value V are arranged at the end.

図1に戻り、スイッチ4aは、タイマー5aから周期的に送られてくる信号を受信すると、アナログ/ディジタル変換機6aへの接続を切断する。ただし、タイマー5aが信号を送る周期は、ネットワーク・インタフェース7aがデータを送信する周期に比べ十分長いものとする。例えば、ネットワーク・インタフェース7aが周期0.5秒でデータを送信する場合、タイマー5aがスイッチ4aに信号を送る周期は10秒とする。スイッチ4aが切断されると、アナログ/ディジタル変換器6aに入力される電位差は0となる。これは、センサ1からの電流ループが切れた場合と同様であり、制限値外の信号を意味する。   Returning to FIG. 1, when the switch 4a receives a signal periodically sent from the timer 5a, the switch 4a disconnects the connection to the analog / digital converter 6a. However, the cycle in which the timer 5a sends a signal is sufficiently longer than the cycle in which the network interface 7a sends data. For example, when the network interface 7a transmits data with a cycle of 0.5 seconds, the cycle in which the timer 5a sends a signal to the switch 4a is 10 seconds. When the switch 4a is disconnected, the potential difference input to the analog / digital converter 6a becomes zero. This is the same as when the current loop from the sensor 1 is broken, and means a signal outside the limit value.

すなわち、この第1の実施形態の計装データ伝送装置は、意図的に制限値外の信号を周期的に伝送する。したがって、アナログ/ディジタル変換器6a、ネットワーク・インタフェース7aまたはネットワークに何らかの異常があり、データの更新が止まった場合、監視制御装置は周期的に送られてくるはずの制限値外の信号を受信しない。これにより、監視制御装置は、アナログ/ディジタル変換器6a、ネットワーク・インタフェース7aまたはネットワークの異常を検出する。なお、抵抗3aおよび3bの替りに、誘導コイルによって電流値を測定することもできる。   That is, the instrumentation data transmission device of the first embodiment intentionally periodically transmits a signal outside the limit value. Therefore, when there is some abnormality in the analog / digital converter 6a, the network interface 7a, or the network and the update of data is stopped, the supervisory control device does not receive a signal outside the limit value that should be sent periodically. . As a result, the supervisory control device detects an abnormality in the analog / digital converter 6a, the network interface 7a, or the network. The current value can also be measured by an induction coil instead of the resistors 3a and 3b.

ここにおいて、図3は、本発明の実施形態に用いるネットワーク・インタフェース7aおよび7bの内部構成を示している。このネットワーク・インタフェース7a,7bは、アナログ/ディジタル変換器6aからのデータを入力レジスタ71に取り込み、取り込んだデータを乗算器72に与える。   FIG. 3 shows the internal configuration of the network interfaces 7a and 7b used in the embodiment of the present invention. The network interfaces 7a and 7b take the data from the analog / digital converter 6a into the input register 71 and give the taken data to the multiplier 72.

入力レジスタ71は、周期的にアナログ/ディジタル(A/D)変換器6aから送られてくる値を記録しており、入力レジスタ71の出力が与えられる乗算器72は、入力レジスタ71に記録された値とゲイン記録部75にセットされた値とを掛け合わせ、送信レジスタ73にセットする。   The input register 71 records a value periodically sent from the analog / digital (A / D) converter 6 a, and a multiplier 72 to which the output of the input register 71 is given is recorded in the input register 71. Is multiplied by the value set in the gain recording unit 75 and set in the transmission register 73.

また、乗算器72には、ゲイン記録部75、ゲイン設定部76および受信レジスタ77を有する帰還回路を介してネットワーク接続部74からの帰還信号が与えられ、ゲイン調整を行い、その出力をネットワーク接続部74に出力する。   The multiplier 72 is given a feedback signal from the network connection unit 74 through a feedback circuit having a gain recording unit 75, a gain setting unit 76, and a reception register 77, adjusts the gain, and connects the output to the network. To the unit 74.

ネットワーク接続部74は、ネットワークに直接接続され、送信レジスタ73に記録されているディジタルデータを電気信号に変換してネットワークに送出する。また同時に、ネットワークからの電気信号をディジタルデータに変換し、受信レジスタ77にセットする。   The network connection unit 74 is directly connected to the network, converts the digital data recorded in the transmission register 73 into an electrical signal, and sends it to the network. At the same time, the electric signal from the network is converted into digital data and set in the reception register 77.

このように構成されたネットワーク・インタフェースにより、センサのゲイン調整を監視制御装置からネットワークを経由して行なうことができる。また、上記の説明では、ゲインの調整はアナログ/ディジタル変換器の出力したディジタル値に対して行なっていたが、アナログ/ディジタル変換器へ入力されるアナログ値に対して行なうこともできる。この場合は、ゲイン記録部75に記録された値によりアンプのゲインを調整する。   With the network interface configured as described above, the gain adjustment of the sensor can be performed from the monitoring control device via the network. In the above description, the gain is adjusted for the digital value output from the analog / digital converter. However, the gain can be adjusted for the analog value input to the analog / digital converter. In this case, the gain of the amplifier is adjusted based on the value recorded in the gain recording unit 75.

(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態を示したもので、第1の実施形態において、a系およびb系のタイマーを共通の5aとしたものである。タイマー5aは、スイッチ4aおよび4bを交互に切断する。これにより、アナログ/ディジタル変換器6aおよび6b、ネットワーク・インタフェース7aおよび7b、またはネットワークに異常が無い限り、監視制御装置は必ずa系またはb系からのセンサ信号を受信することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the a-system and b-system timers are shared by 5a. The timer 5a alternately disconnects the switches 4a and 4b. As a result, as long as there is no abnormality in the analog / digital converters 6a and 6b, the network interfaces 7a and 7b, or the network, the supervisory control device can always receive a sensor signal from the a system or the b system.

(第3の実施形態)
図5は、本発明の第3の実施形態を示したもので、第1の実施形態を変更し、2個のセンサ1および9、それぞれのセンサに接続されたケーブル2および11と、抵抗3aおよび3cに対して、1つのスイッチ4a、1つのアナログ/ディジタル変換機6aを対応させたものである。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. The first embodiment is modified, and two sensors 1 and 9, cables 2 and 11 connected to the respective sensors, and a resistor 3a are shown. And 3c correspond to one switch 4a and one analog / digital converter 6a.

この第3の実施形態では、スイッチ4aは、タイマー5aからの周期的な信号によりセンサ1とセンサ9とを切替える。例えば、0.25秒毎にセンサ1およびセンサ2の信号を切替える。同時に、タイマー5aは、ネットワーク・インタフェース7aおよび7bに信号を送り、どちらのセンサが選択されているかを示す。   In the third embodiment, the switch 4a switches between the sensor 1 and the sensor 9 by a periodic signal from the timer 5a. For example, the signals of the sensors 1 and 2 are switched every 0.25 seconds. At the same time, timer 5a sends a signal to network interfaces 7a and 7b to indicate which sensor is selected.

この第3の実施形態では、1個のアナログ/ディジタル変換器4aを使って、複数のセンサからの入力信号を扱えるため、コストを下げることが可能である。   In the third embodiment, since one analog / digital converter 4a can be used to handle input signals from a plurality of sensors, the cost can be reduced.

図6は、本発明の第3の実施形態におけるネットワーク・インタフェース7aおよび7bを示したものである。この図6に示した構成要素のうち符号78aから77については、第3の実施形態と同様の構成である。   FIG. 6 shows network interfaces 7a and 7b in the third embodiment of the present invention. Among the components shown in FIG. 6, the reference numerals 78a to 77 are the same as those in the third embodiment.

そして、センサ番号設定部78aは、マンマシンインタフェース、例えばプッシュボタン、ダイヤル式スイッチ、またはバーコードリーダとのインタフェースとして実現され、プラントの現場技術者がセンサ番号を設定するためのものである。設定されたセンサ番号は、センサ番号設定部78aに記録される。   And the sensor number setting part 78a is implement | achieved as an interface with a man-machine interface, for example, a push button, a dial-type switch, or a barcode reader, and a plant site engineer sets a sensor number. The set sensor number is recorded in the sensor number setting unit 78a.

送信レジスタ73は、値を規定のフォーマットでセットするが、センサ番号4−2をセンサ番号設定部78aから取出してセットする。ネットワーク制御部74は、センサ番号4−2の値を記録し、データの入力時の宛先の識別に用いる。表示制御部78bは、受信レジスタ77に記録されたネットワークから受信されたデータのセンサ番号を取出し、表示部78cに表示する。表示部78cは、例えばLEDによる数値表示デバイス、または液晶ディスプレイである。   The transmission register 73 sets the value in a prescribed format, but extracts the sensor number 4-2 from the sensor number setting unit 78a and sets it. The network control unit 74 records the value of the sensor number 4-2 and uses it for identifying the destination when inputting data. The display control unit 78b extracts the sensor number of the data received from the network recorded in the reception register 77 and displays it on the display unit 78c. The display unit 78c is, for example, a numerical display device using LEDs or a liquid crystal display.

図7は、ネットワークから受信されるディジタルデータのフォーマットを示しており、ディジタルデータを識別するためのヘッダH、データの宛先であるセンサ番号SN、コマンドC、値Vから構成されている。   FIG. 7 shows a format of digital data received from the network, which is composed of a header H for identifying the digital data, a sensor number SN as a data destination, a command C, and a value V.

図6に戻ると、ネットワーク接続部74は、ヘッダHとセンサ番号SNを調べ、ヘッダHが予め定められた値であり、センサ番号SNが自身の記録するセンサ番号と一致した場合に限り、受信レジスタ77に受信したデータをセットする。   Returning to FIG. 6, the network connection unit 74 examines the header H and the sensor number SN, and receives only when the header H is a predetermined value and the sensor number SN matches the sensor number recorded by itself. The received data is set in the register 77.

ゲイン設定部76は、受信レジスタ77にセットされたデータを調べ、コマンドCが予め定められたゲイン設定コマンドの値に一致する場合は、値Vをゲイン記録部75にセットする。   The gain setting unit 76 checks the data set in the reception register 77 and sets the value V in the gain recording unit 75 when the command C matches the value of a predetermined gain setting command.

なお、以上の説明では、表示制御部78bは、センサ番号6−2を受信レジスタ77より取出したが、ネットワーク・インタフェース74、送信レジスタ73またはセンサ番号設定部78aから取出すことができることは言うまでもない。   In the above description, the display control unit 78b extracts the sensor number 6-2 from the reception register 77, but it goes without saying that it can be extracted from the network interface 74, the transmission register 73, or the sensor number setting unit 78a.

この第3の実施形態により、現場技術者は、本発明の計装データ伝送装置をセンサに接続したとき、センサ番号を簡単に設定でき、また設定したセンサ番号を容易に確認することができる。   According to the third embodiment, the field engineer can easily set the sensor number and can easily check the set sensor number when the instrumentation data transmission apparatus of the present invention is connected to the sensor.

(第4の実施形態)
図8は、本発明の第4の実施形態を示したもので、第1の実施形態において、センサ1に接続するケーブルを、a系の2に対してb系は8−1として独立させる。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. In the first embodiment, the cable connected to the sensor 1 is independent of the a system 2 as the b system 8-1.

この第4の実施形態の構成により、例えば抵抗3aが切断した場合でも、抵抗3bに電流が流れるため、b系でセンサ信号を監視することが可能である。この場合、負荷抵抗が2倍になるが、センサ1はそのセンサの仕様の許す範囲内であれば、負荷抵抗に関わり無く測定値に比例した電流を出力するため、b系は調整することなしにセンサ1の測定値を監視制御装置に送信することができる。   With the configuration of the fourth embodiment, for example, even when the resistor 3a is disconnected, a current flows through the resistor 3b. Therefore, it is possible to monitor the sensor signal using the b system. In this case, the load resistance is doubled. However, if the sensor 1 is within the range allowed by the specification of the sensor, since the current proportional to the measured value is output regardless of the load resistance, the b system is not adjusted. The measured value of the sensor 1 can be transmitted to the monitoring control device.

(第5の実施形態)
図9は、本発明の第5の実施形態を示している。この図9は、図8に示した第4の実施形態に、電池12aおよび12bを追加したものである。第1の実施形態および第4の実施形態では、スイッチ4aおよび4bは、周期的にアナログ/ディジタル変換器4aおよび5bへの入力を切断する機能を持っている。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 is obtained by adding batteries 12a and 12b to the fourth embodiment shown in FIG. In the first embodiment and the fourth embodiment, the switches 4a and 4b have a function of periodically cutting off the input to the analog / digital converters 4a and 5b.

これに加えて、この第5の実施形態では、スイッチ4aおよび4bは、タイマー5aおよび5bの信号に基づいて入力を周期的に電池12aまたは12bへ切替える。電池12aまたは12bは、抵抗3aおよび3bからアナログ/ディジタル変換器6aまたは6bが入力する電圧の上限の、例えば120%の電圧を発生する。したがって、制御装置は、電池12aまたは12bに切替えられた時の値を、センサ1の出力した信号値と区別することができる。   In addition, in the fifth embodiment, the switches 4a and 4b periodically switch the input to the battery 12a or 12b based on the signals of the timers 5a and 5b. The battery 12a or 12b generates, for example, 120% of the upper limit of the voltage input from the resistors 3a and 3b to the analog / digital converter 6a or 6b. Therefore, the control device can distinguish the value when switched to the battery 12a or 12b from the signal value output from the sensor 1.

例えば、時刻0秒に入力を切断し、時刻10秒に入力を電池12aまたは12bに切替え、次に時刻20秒に入力を切断する。以下、入力の切断と、入力の電池12aまたは12bへの切替を、10秒周期で交互に繰返す。   For example, the input is disconnected at time 0 seconds, the input is switched to the battery 12a or 12b at time 10 seconds, and then the input is disconnected at time 20 seconds. Thereafter, the disconnection of the input and the switching to the input battery 12a or 12b are alternately repeated at a cycle of 10 seconds.

さらに、図3に示す、ゲイン調整機能を備えたネットワーク・インタフェースを用いることで、アナログ/ディジタル変換器4aおよび5bのゲインを自動化することが可能である。   Furthermore, the gain of the analog / digital converters 4a and 5b can be automated by using a network interface having a gain adjustment function shown in FIG.

この第5の実施形態によって、電池12aおよび12bの電圧をアナログ/ディジタル変換機4aおよび4bが正確に測定できるか否かが、ネットワークを通じて監視できる。電池12aおよび12bは、例えば長期間に亘って電圧変動の少ないリチウム電池を使用する。また、電池の替りに計装データ伝送装置の低電圧電源を使用することも可能である。   According to the fifth embodiment, whether or not the analog / digital converters 4a and 4b can accurately measure the voltages of the batteries 12a and 12b can be monitored through the network. As the batteries 12a and 12b, for example, lithium batteries with little voltage fluctuation over a long period of time are used. Moreover, it is also possible to use the low voltage power supply of an instrumentation data transmission apparatus instead of a battery.

本発明の第1の実施形態による計装データ伝送装置の構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the structure of the instrumentation data transmission apparatus by the 1st Embodiment of this invention. ネットワーク・インタフェース7aおよび7bがネットワークに送信するデータのフォーマットを示す説明図。Explanatory drawing which shows the format of the data which the network interfaces 7a and 7b transmit to a network. 本発明におけるネットワーク・インタフェース7aまたは7bの構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the structure of the network interface 7a or 7b in this invention. 本発明の第2の実施形態による計装データ伝送装置の構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the structure of the instrumentation data transmission apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態による計装データ伝送装置の構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the structure of the instrumentation data transmission apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態におけるネットワーク・インタフェース7aまたは7bの構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the structure of the network interface 7a or 7b in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態において監視制御装置から伝送装置に送られるデータのフォーマットを示す説明図。Explanatory drawing which shows the format of the data sent to the transmission apparatus from the monitoring control apparatus in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態による計装データ伝送装置の構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the structure of the instrumentation data transmission apparatus by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態による計装データ伝送装置の構成を示すブロック線図。The block diagram which shows the structure of the instrumentation data transmission apparatus by the 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 センサ、2 電流ループ、3a, 3b 抵抗、4a, 4b スイッチ、5a,5b タイマー、
6a,6b アナログ/ディジタル変換器、7a,7b ネットワーク・インタフェース、
9 第2のセンサ、11 第2の電流ループ、12a, 12b 更正用の電池、
71 入力レジスタ、72 乗算器、73 送信レジスタ、74 ネットワーク接続部、
75 ゲイン記録部、76 ゲイン設定部、77 受信レジスタ、
78a センサ番号設定部、78b 表示制御部、78c 表示部。
H ヘッダ、SN センサ番号、V センサ出力から求められたディジタル値、
C コマンド。
1 sensor, 2 current loop, 3a, 3b resistance, 4a, 4b switch, 5a, 5b timer,
6a, 6b analog / digital converter, 7a, 7b network interface,
9 Second sensor, 11 Second current loop, 12a, 12b Battery for correction,
71 input register, 72 multiplier, 73 transmission register, 74 network connection,
75 Gain recording section, 76 Gain setting section, 77 Receive register,
78a Sensor number setting part, 78b Display control part, 78c Display part.
H header, SN sensor number, digital value obtained from V sensor output,
C command.

Claims (7)

センサにより計測されたプロセス量に応じたアナログ電流信号を得て電圧信号に変換する複数の電流/電圧変換手段と、前記電流/電圧変換手段の各々が出力したアナログ電圧値をディジタル値に変換するアナログ/ディジタル変換手段と、前記アナログ/ディジタル変換手段が出力したディジタル値を前記センサの番号と一緒に定められた形式のデータとしてネットワークに送信する複数のネットワーク伝送手段と、前記電流/電圧変換手段から前記アナログ/ディジタル変換手段に与えられる電圧信号を周期的に切断する切断切替手段と、前記切断切替手段における切断の周期を設定するタイマーとを備えたことを特徴とする計装データ伝送装置。   A plurality of current / voltage conversion means for obtaining an analog current signal corresponding to the process amount measured by the sensor and converting it into a voltage signal, and converting an analog voltage value output from each of the current / voltage conversion means into a digital value Analog / digital conversion means, a plurality of network transmission means for transmitting a digital value output from the analog / digital conversion means to the network as data of a predetermined format together with the sensor number, and the current / voltage conversion means An instrumentation data transmission device comprising: disconnection switching means for periodically disconnecting a voltage signal applied to the analog / digital conversion means; and a timer for setting a period of disconnection in the disconnection switching means. 請求項1記載の発明において、前記切断切替手段は、前記電流/電圧変換手段から前記アナログ/ディジタル変換手段に与えられる電圧信号を、一度に一箇所切断することを特徴とする計装データ伝送装置。   2. The instrumentation data transmission device according to claim 1, wherein the disconnection switching unit disconnects a voltage signal applied from the current / voltage conversion unit to the analog / digital conversion unit at one place at a time. . 請求項1記載の発明において、複数のセンサを備え、前記切断切替手段は、前記複数のセンサに対応する複数の前記電流/電圧変換手段から電圧信号が一括して入力され、かつ前記タイマーからの信号に基づき前記電圧信号を切替えて前記アナログ/ディジタル変換手段に与え、
前記ネットワーク伝送手段は、前記タイマーからの信号により前記切断切替手段に同期して前記ネットワークに送信する前記センサの番号を設定する
ことを特徴とする計装データ伝送装置。
The invention according to claim 1, further comprising a plurality of sensors, wherein the disconnection switching means receives voltage signals from a plurality of the current / voltage conversion means corresponding to the plurality of sensors in a batch, and from the timer. Switching the voltage signal based on the signal and providing it to the analog / digital conversion means;
The instrumentation data transmission device, wherein the network transmission means sets the number of the sensor to be transmitted to the network in synchronization with the disconnection switching means by a signal from the timer.
請求項1記載の発明において、前記ネットワーク伝送手段は、前記アナログ/ディジタル変換手段からのディジタル信号を一時的に記録する入力レジスタと、前記入力レジスタのデータを調整すべくゲインを調整するゲイン調整部と、前記ゲイン調整部によりゲイン調整したデータを定められた形式で記録する出力レジスタと、前記出力レジスタに記録されたデータを周期的に読み出して前記ネットワークに送信するとともに、前記ネットワークから送信されてきたデータにおける宛先指定して送られたデータを受信するネットワーク接続部と、前記ネットワーク接続部の受信したデータを記録する受信レジスタと、前記受信レジスタに記録されたデータから、ゲインの調整要求に関するデータを識別するとともに、当該データから調整要求ゲインを読み出して前記ゲイン調整部に設定するゲイン設定部とを備えたことを特徴とする計装データ伝送装置。   2. The invention according to claim 1, wherein the network transmission means includes an input register for temporarily recording a digital signal from the analog / digital conversion means, and a gain adjustment section for adjusting a gain to adjust data in the input register. And an output register for recording the data adjusted by the gain adjustment unit in a predetermined format, and the data recorded in the output register are periodically read out and transmitted to the network and transmitted from the network. Network connection unit that receives data sent by specifying a destination in the received data, a reception register that records data received by the network connection unit, and data related to a gain adjustment request from the data recorded in the reception register Request for adjustment from the data Instrumentation data transmission apparatus characterized by comprising a gain setting unit for setting the gain adjustment unit reads in. 請求項4記載の発明において、前記ネットワーク伝送手段は、
接続する前記センサの番号を入力するためのセンサ番号設定手段と、
前記センサの番号を表示するための表示手段と、
監視制御装置から設定されたセンサ番号がネットワークを経由して送られてきた時、前記受信レジスタから読出し、前記表示手段に設定する表示制御手段と
を備えたことを特徴とする計装データ伝送装置。
The invention according to claim 4, wherein the network transmission means includes:
Sensor number setting means for inputting the number of the sensor to be connected;
Display means for displaying the sensor number;
An instrumentation data transmission device comprising: a display control unit configured to read from the reception register and set in the display unit when a sensor number set from the monitoring control unit is transmitted via a network .
請求項1記載の発明において、
一定の電圧を発生する定電圧発生手段を設け、
前記切断切替手段は、
前記アナログ/ディジタル変換手段への入力を、前記定電圧発生手段および前記電流/電圧手段からの入力または切断と周期的に切替えることを特徴とする計装データ伝送装置。
In the invention of claim 1,
A constant voltage generating means for generating a constant voltage is provided,
The disconnection switching means is
An instrumentation data transmission apparatus characterized in that the input to the analog / digital conversion means is periodically switched to input or disconnection from the constant voltage generating means and the current / voltage means.
複数のセンサにより計測された状態量に応じたアナログ電流信号を得て電圧信号に変換し、変換されたアナログ電圧値をディジタル値に変換し、変換されたディジタル値を前記センサの番号と一緒に定められた形式のデータとしてネットワークに送信する計測データ伝送方法において、
前記電流/電圧変換は直列に多重化して行われ、また前記アナログ/ディジタル変換および前記ネットワーク伝送は多重化され、
前記電圧信号は周期的に切断された上でアナログ/ディジタル変換される、
ことを特徴とする計装データ伝送方法。
An analog current signal corresponding to the state quantity measured by a plurality of sensors is obtained and converted into a voltage signal, the converted analog voltage value is converted into a digital value, and the converted digital value is combined with the sensor number. In a measurement data transmission method for transmitting to a network as data in a prescribed format,
The current / voltage conversion is performed by multiplexing in series, and the analog / digital conversion and the network transmission are multiplexed.
The voltage signal is periodically cut and then analog / digital converted.
Instrumentation data transmission method characterized by the above.
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