JP7156839B2 - 2-wire process equipment - Google Patents

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Description

本発明は、２線式の伝送路を介して供給される電流から電源電圧を生成する電源回路および、伝送路に流れる電流を制御する電流制御回路を備えた２線式プロセス装置に関する。 The present invention relates to a two-wire process device comprising a power supply circuit for generating a power supply voltage from a current supplied through a two-wire transmission line and a current control circuit for controlling the current flowing through the transmission line.

従来より、工業用プロセスの動作の監視や制御に用いられる装置として、２線式の伝送路を介して供給される電流から電源電圧を生成する電源回路および、伝送路に流れる電流の大きさをプロセス状態などに対応して制御する電流制御回路を備えた２線式プロセス装置が用いられている。 Conventionally, as a device used to monitor and control the operation of industrial processes, a power supply circuit that generates a power supply voltage from a current supplied through a two-wire transmission line and a current that flows through the transmission line is controlled. A two-wire process device having a current control circuit that controls in response to process conditions and the like is used.

図５に、親機と子機とから構成される２線式プロセス装置の一例を示す（例えば、特許文献１参照）。この２線式プロセス装置２００は、親機３と子機４とを備えた構成とされている。 FIG. 5 shows an example of a two-wire process device composed of a parent device and a child device (see, for example, Patent Document 1). This two-wire process device 200 is configured to include a parent device 3 and a child device 4 .

親機３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３_１と、電流制御回路３_２とを備えている。子機４は、ＣＰＵ４_１と、Ａ／Ｄ変換器４_２と、センサ４_３とを備えている。 The parent device 3 includes a CPU (Central Processing Unit) 3_1 and a current control circuit 3_2. The child device 4 includes a CPU 4_1, an A/D converter 4_2, and a sensor 4_3.

この２線式プロセス装置２００において、子機４におけるセンサ４_３は、例えば圧力センサとされている。このセンサ４_３での計測値（アナログ値）は、Ａ／Ｄ変換器４_２でデジタル値に変換されて、ＣＰＵ４_１へ送られる。ＣＰＵ４_１は、Ａ／Ｄ変換器４_２からの計測値をデータとして親機３へ送る。 In this two-wire process device 200, the sensor 4_3 in the slave unit 4 is, for example, a pressure sensor. The measured value (analog value) of the sensor 4_3 is converted into a digital value by the A/D converter 4_2 and sent to the CPU 4_1. The CPU 4_1 sends the measured value from the A/D converter 4_2 to the parent device 3 as data.

子機４からのデータ（計測値）は、親機３のＣＰＵ３_１に取り込まれる。ＣＰＵ３_１は、取り込んだデータを電流制御回路３_２へ送る。電流制御回路３_２は、ＣＰＵ３_１からのデータに対応する電流値となるように、２線式の伝送路Ｌに戻される電流Ｉの値を調整する。 Data (measurement values) from the slave device 4 are taken into the CPU 3_1 of the master device 3 . The CPU 3_1 sends the fetched data to the current control circuit 3_2. The current control circuit 3_2 adjusts the value of the current I returned to the two-wire transmission line L so that the current value corresponds to the data from the CPU 3_1.

米国特許第５８７０６９５号明細書U.S. Pat. No. 5,870,695

この２線式プロセス装置２００では、２線式の伝送路Ｌを介して供給される電流（電流信号）Ｉを例えば４～２０ｍＡとした場合、２線式プロセス装置２００で利用できる電流は常に確保することの可能な４ｍＡ以下（例えば、３．６ｍＡ）に制限される。 In this two-wire process device 200, when the current (current signal) I supplied via the two-wire transmission line L is, for example, 4 to 20 mA, the current that can be used by the two-wire process device 200 is always secured. is limited to 4 mA or less (eg, 3.6 mA) that can be used.

しかしながら、親機３と子機４との間の通信に消費する電流は、プラントなどのノイズが大きい環境下において大きい方が望ましく、親機３と子機４との間の通信に消費する電流を確保しようとすると、他での消費電流を犠牲にしなければならないという問題があった。 However, it is desirable that the current consumed for communication between the parent device 3 and the child device 4 is large in an environment with a large amount of noise such as in a plant. There is a problem that the current consumption must be sacrificed in order to secure the current.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、他での消費電流を犠牲にすることなく、親機と子機との間の通信に消費する電流を確保することが可能な２線式プロセス装置を提供することにある。 The present invention was made to solve such problems, and its object is to reduce power consumption for communication between the parent and child devices without sacrificing current consumption elsewhere. An object of the present invention is to provide a two-wire process device capable of securing current.

このような目的を達成するために本発明は、２線式の伝送路（Ｌ）を介して供給される電流から電源電圧（Ｖ１）を生成するように構成された一次電源回路（１２_１）と、一次電源回路からの電源電圧の供給を受けて親機（１）で使用するメインの電源電圧（Ｖ２）を生成するように構成された親機メイン電源回路（１２_２）と、一次電源回路からの電源の供給を受けて子機（２）で使用するメインの電源電圧（Ｖ３）を生成するように構成された子機メイン電源回路（２１_１）と、２線式の伝送路に戻される電流の値を検知する電流検知抵抗（１４）とを備え、子機から送られてくるデータを親機で受信し、この受信したデータに応じて電流検知抵抗によって検知される電流の値を調整する２線式プロセス装置（１００）において、親機（１）は、一次電源回路（１２_１）と、親機メイン電源回路（１２_２）と、親機メイン電源回路からの電源電圧の供給を受けて動作するように構成された親機側の演算処理部（１２_３）とを備えた親機メイン回路（１２）と、子機とデータを送受信するように構成された親機側の通信ドライバ（１３_１）と、親機側の通信ドライバへの電源電圧（Ｖ５）を生成するように構成された親機サブ電源回路（１３_２）と、親機サブ電源回路への電源電圧（Ｖ４）を生成するように構成された親機側のシャントレギュレータ（１３_３）とを備えた親機サブ回路（１３）と、親機側の演算処理部と親機側の通信ドライバとの間のデジタルデータを絶縁して送受信するように構成された親機側のアイソレータ（１５）とを備え、子機（２）は、子機メイン電源回路（２１_１）と、子機メイン電源回路からの電源電圧の供給を受けて動作するように構成された子機側の演算処理部（２１_２）とを備えた子機メイン回路（２１）と、親機とデータを送受信するように構成された子機側の通信ドライバ（２２_１）と、子機側の通信ドライバへの電源電圧（Ｖ７）を生成するように構成された子機サブ電源回路（２２_２）と、子機サブ電源回路への電源電圧（Ｖ６）を生成するように構成された子機側のシャントレギュレータ（２２_３）とを備えた子機サブ回路（２２）と、子機側の演算処理部と子機側の通信ドライバとの間のデジタルデータを絶縁して送受信するように構成された子機側のアイソレータ（２３）とを備え、親機側のシャントレギュレータは、親機メイン回路で使用され電流検知抵抗を介して２線式の伝送路に戻される電流（ＩM）を利用して親機サブ電源回路への電源電圧を生成し、子機側のシャントレギュレータは、子機メイン回路で使用され電流検知抵抗を介して２線式の伝送路に戻される電流（ＩS）を利用して子機サブ電源回路への電源電圧を生成することを特徴とする。 To achieve these objects, the present invention provides a primary power supply circuit (12_1) configured to generate a power supply voltage (V1) from a current supplied through a two-wire transmission line (L); , a master unit main power supply circuit (12_2) configured to receive power supply voltage from the primary power supply circuit and generate a main power supply voltage (V2) used in the master unit (1); a slave unit main power supply circuit (21_1) configured to generate a main power supply voltage (V3) used in the slave unit (2) by receiving the power supply of the slave unit (2), and a current returned to the two-wire transmission line and a current detection resistor (14) for detecting the value of , the parent device receives data sent from the slave device, and adjusts the current value detected by the current detection resistor according to the received data. In the two-wire process equipment (100), the parent device (1) operates by receiving power supply voltage from the primary power supply circuit (12_1), the parent device main power circuit (12_2), and the parent device main power circuit. a parent device main circuit (12) comprising a parent device side arithmetic processing unit (12_3) configured to and a parent device sub power circuit (13_2) configured to generate a power supply voltage (V5) to the communication driver on the parent device side, and a power source voltage (V4) to the parent device sub power circuit. Digital data is isolated and transmitted/received between the parent device subcircuit (13) having the configured parent device side shunt regulator (13_3), the parent device side arithmetic processing unit, and the parent device side communication driver. The child device (2) operates by receiving power supply voltage from the child device main power circuit (21_1) and the child device main power circuit. a slave unit main circuit (21) comprising a slave unit side arithmetic processing unit (21_2) configured to and a slave unit sub-power supply circuit (22_2) configured to generate a power supply voltage (V7) to the communication driver on the slave unit side, and a slave unit sub-power supply circuit (22_2) configured to generate a power supply voltage (V6) to the slave unit sub-power supply circuit. Digital data is isolated and transmitted/received between a slave unit subcircuit (22) having a configured slave unit side shunt regulator (22_3) and a slave unit side arithmetic processing unit and a slave unit side communication driver. and a child device side isolator (23) configured to Using the current (I M ) returned to the two-wire transmission line through the current detection resistor, the power supply voltage to the sub-power supply circuit of the master unit is generated, and the shunt regulator on the slave unit side It is characterized by generating the power supply voltage to the slave unit sub power supply circuit using the current (I S ) used in the main circuit and returned to the two-wire transmission path via the current detection resistor.

この発明において、親機には親機メイン回路と親機サブ回路とが設けられ、子機には子機メイン回路と子機サブ回路とが設けられる。親機における親機メイン回路内の演算処理部と親機サブ回路内の通信ドライバとの間のデジタルデータの送受信、子機における子機メイン回路内の演算処理部と子機サブ回路内の通信ドライバとの間のデジタルデータの送受信は、それぞれのアイソレータによって絶縁して行われる。 In the present invention, the parent device is provided with a parent device main circuit and a parent device sub-circuit, and the child device is provided with a child device main circuit and a child device sub-circuit. Transmission and reception of digital data between the arithmetic processing unit in the main circuit of the parent device and the communication driver in the sub-circuit of the parent device in the parent device, communication between the arithmetic processing unit in the main circuit of the child device and the sub-circuit of the child device in the child device Transmission and reception of digital data to and from the drivers are isolated by respective isolators.

この発明において、親機側の通信ドライバに電源電圧を供給する親機サブ電源回路には、親機側のシャントレギュレータから電源電圧（定電圧）が供給される。また、子機側の通信ドライバに電源電圧を供給する子機サブ電源回路には、子機側のシャントレギュレータから電源電圧（定電圧）が供給される。 In the present invention, the power supply voltage (constant voltage) is supplied from the shunt regulator of the parent device to the parent device sub-power supply circuit that supplies the power voltage to the communication driver on the parent device side. Further, a power supply voltage (constant voltage) is supplied from a shunt regulator on the slave side to a slave unit sub-power supply circuit that supplies a power supply voltage to a communication driver on the slave side.

この際、親機側のシャントレギュレータは、親機メイン回路で使用され電流検知抵抗を介して２線式の伝送路に戻される電流を利用して親機サブ電源回路への電源電圧を生成し、子機側のシャントレギュレータは、子機メイン回路で使用され電流検知抵抗を介して２線式の伝送路に戻される電流を利用して子機サブ電源回路への電源電圧を生成する。 At this time, the shunt regulator on the master unit side generates the power supply voltage for the master unit sub-power supply circuit using the current that is used in the master unit main circuit and returned to the two-wire transmission line via the current detection resistor. , the slave unit side shunt regulator utilizes the current used in the slave unit main circuit and returned to the two-wire transmission line via the current detection resistor to generate the power supply voltage for the slave unit sub-power supply circuit.

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。 In the above description, as an example, constituent elements on the drawings corresponding to constituent elements of the invention are indicated by parenthesized reference numerals.

以上説明したように、本発明によれば、親機側のシャントレギュレータは、親機メイン回路で使用され電流検知抵抗を介して２線式の伝送路に戻される電流を利用して親機サブ電源回路への電源電圧を生成し、子機側のシャントレギュレータは、子機メイン回路で使用され電流検知抵抗を介して２線式の伝送路に戻される電流を利用して子機サブ電源回路への電源電圧を生成するので、親機・子機それぞれのメイン回路で使用された電流を親子間通信用に流用することができ、他での消費電流を犠牲にすることなく、親機と子機との間の通信に消費する電流を確保することができるようになる。 As described above, according to the present invention, the shunt regulator on the side of the parent device utilizes the current that is used in the main circuit of the parent device and returned to the two-wire transmission line via the current detection resistor. The power supply voltage to the power supply circuit is generated, and the shunt regulator on the slave unit side uses the current that is used in the slave unit main circuit and returned to the two-wire transmission line via the current detection resistor. Since the power supply voltage is generated for the main unit and child unit, the current used in the main circuit of each of the parent unit and child unit can be diverted for parent-child communication, without sacrificing the current consumption of other units. It becomes possible to secure the current consumed for communication with the child device.

図１は、本発明の実施の形態に係る２線式プロセス装置の要部を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the essential parts of a two-wire process apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、親機サブ回路側に電流制御回路を設けるようにした例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example in which a current control circuit is provided on the parent device sub-circuit side. 図３は、親機と子機が１：１の場合を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a case where the parent device and the child device are 1:1. 図４は、親機１と子機２が１：Ｎ（Ｎ≧２）の場合を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a case where the base unit 1 and the child unit 2 are 1:N (N≧2). 図５は、親機と子機とから構成される２線式プロセス装置の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a two-wire process device composed of a parent device and a child device.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る２線式プロセス装置１００（１００Ａ）の要部を示す図である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a main part of a two-wire process equipment 100 (100A) according to an embodiment of the invention.

この２線式プロセス装置１００は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、親機１と子機２とから構成されている。 The two-wire process device 100 is realized by hardware consisting of a processor and a storage device, and a program that cooperates with these hardware to realize various functions. ing.

親機１は、親機メイン回路１２と、親機サブ回路１３と、電流検知抵抗１４と、アイソレータ１５とを備えている。子機２は、子機メイン回路２１と、子機サブ回路２２と、アイソレータ２３とを備えている。 The parent device 1 includes a parent device main circuit 12 , a parent device sub-circuit 13 , a current detection resistor 14 and an isolator 15 . The child device 2 includes a child device main circuit 21 , a child device sub-circuit 22 and an isolator 23 .

親機１において、親機メイン回路１２は、一次電源回路１２_１と、親機メイン電源回路１２_２と、ＣＰＵ１２_３と、電流制御回路１２_４とを備えている。親機サブ回路１３は、通信ドライバ１３_１と、親機サブ電源回路１３_２と、シャントレギュレータ１３_３とを備えている。 In the base unit 1, the base unit main circuit 12 includes a primary power supply circuit 12_1, a base unit main power supply circuit 12_2, a CPU 12_3, and a current control circuit 12_4. The parent device sub-circuit 13 includes a communication driver 13_1, a parent device sub-power supply circuit 13_2, and a shunt regulator 13_3.

親機メイン回路１２において、一次電源回路１２_１は、２線式の伝送路Ｌを介して供給される電流Ｉより、一次電源電圧Ｖ１を生成する。親機メイン電源回路１２_２は、一次電源回路１２_１からの一次電源電圧Ｖ１の供給を受けて、ＣＰＵ１２_３への電源電圧（メインの電源電圧）Ｖ２を生成する。 In the parent device main circuit 12, a primary power supply circuit 12_1 generates a primary power supply voltage V1 from a current I supplied via a two-wire transmission line L. FIG. The master main power supply circuit 12_2 receives the primary power supply voltage V1 from the primary power supply circuit 12_1 and generates a power supply voltage (main power supply voltage) V2 to the CPU 12_3.

親機サブ回路１３において、シャントレギュレータ１３_３は、親機サブ電源回路１３_２への電源電圧（定電圧）Ｖ４を生成し、親機サブ電源回路１３_２は、通信ドライバ１３_１への電源電圧Ｖ５を生成する。本実施の形態において、シャントレギュレータ１３_３としては、定電圧ダイオードＺＤ１が用いられている。 In the parent device sub-circuit 13, the shunt regulator 13_3 generates a power supply voltage (constant voltage) V4 to the parent device sub-power circuit 13_2, and the parent device sub-power circuit 13_2 generates a power source voltage V5 to the communication driver 13_1. . In this embodiment, a constant voltage diode ZD1 is used as the shunt regulator 13_3.

親機１において、電流検知抵抗１４は、２線式の伝送路Ｌに戻される電流Ｉの値を電圧値Ｖｐｖとして検知する。アイソレータ１５は、親機メイン回路１２と親機サブ回路１３との間に設けられ、ＣＰＵ１２_３と通信ドライバ１３_１との間のデジタルデータを絶縁して送受信する。本実施の形態において、アイソレータ１５としては、絶縁体を挟んで対向したコイルの磁気結合を利用したデジタルアイソレータが用いられている。 In the base unit 1, the current detection resistor 14 detects the value of the current I returned to the two-wire transmission line L as the voltage value Vpv. The isolator 15 is provided between the parent device main circuit 12 and the parent device sub-circuit 13, and insulates digital data between the CPU 12_3 and the communication driver 13_1 for transmission and reception. In this embodiment, as the isolator 15, a digital isolator using magnetic coupling of coils facing each other with an insulator interposed therebetween is used.

子機２において、子機メイン回路２１は、子機メイン電源回路２１_１と、ＣＰＵ２１_２と、Ａ／Ｄ変換器２１_３と、センサ２１_４とを備えている。子機サブ回路２２は、通信ドライバ２２_１と、子機サブ電源回路２２_２と、シャントレギュレータ２２_３とを備えている。 In the child device 2, the child device main circuit 21 includes a child device main power supply circuit 21_1, a CPU 21_2, an A/D converter 21_3, and a sensor 21_4. The child device sub-circuit 22 includes a communication driver 22_1, a child device sub-power supply circuit 22_2, and a shunt regulator 22_3.

子機メイン回路２１において、子機メイン電源回路２１_１は、親機１の一次電源回路１２_１からの一次電源電圧Ｖ１の供給を受けて、ＣＰＵ２１_２への電源電圧（メインの電源電圧）Ｖ３を生成する。 In the child device main circuit 21, the child device main power circuit 21_1 receives the primary power source voltage V1 from the primary power source circuit 12_1 of the parent device 1 and generates a power source voltage (main power source voltage) V3 to the CPU 21_2. .

子機サブ回路２２において、シャントレギュレータ２２_３は、子機サブ電源回路２２_２への電源電圧（定電圧）Ｖ６を生成し、子機サブ電源回路２２_２は、通信ドライバ２２_１への電源電圧Ｖ７を生成する。本実施の形態において、シャントレギュレータ２２_３としては、定電圧ダイオードＺＤ２が用いられている。 In the child device sub-circuit 22, the shunt regulator 22_3 generates a power supply voltage (constant voltage) V6 to the child device sub-power circuit 22_2, and the child device sub-power circuit 22_2 generates a power supply voltage V7 to the communication driver 22_1. . In this embodiment, a constant voltage diode ZD2 is used as the shunt regulator 22_3.

子機２において、アイソレータ２３は、子機メイン回路２１と子機サブ回路２２との間に設けられ、ＣＰＵ２１_２と通信ドライバ２２_１との間のデジタルデータを絶縁して送受信する。本実施の形態において、アイソレータ２３としては、絶縁体を挟んで対向したコイルの磁気結合を利用したデジタルアイソレータが用いられている。 In the child device 2, the isolator 23 is provided between the child device main circuit 21 and the child device sub-circuit 22, and isolates digital data between the CPU 21_2 and the communication driver 22_1 for transmission and reception. In this embodiment, as the isolator 23, a digital isolator using magnetic coupling of coils facing each other with an insulator interposed therebetween is used.

この２線式プロセス装置１００において、子機２におけるセンサ２１_４は、例えば圧力センサとされている。このセンサ２１_４での計測値（アナログ値）は、Ａ／Ｄ変換器２１_３でデジタル値に変換されて、ＣＰＵ２１_２へ送られる。ＣＰＵ２１_２は、Ａ／Ｄ変換器２１_３からの計測値をアイソレータ２３を通して通信ドライバ２２_１へ送る。通信ドライバ２２_１は、ＣＰＵ２１_２から送られてきた計測値をデータとして親機１へ送る。 In this two-wire process device 100, the sensor 21_4 in the child device 2 is, for example, a pressure sensor. The measured value (analog value) of the sensor 21_4 is converted into a digital value by the A/D converter 21_3 and sent to the CPU 21_2. The CPU 21_2 sends the measured value from the A/D converter 21_3 through the isolator 23 to the communication driver 22_1. The communication driver 22_1 sends the measurement values sent from the CPU 21_2 to the master device 1 as data.

子機２から送られてきたデータ（計測値）は、親機１における通信ドライバ１３_１で受信され、アイソレータ１５を通してＣＰＵ１２_３に取り込まれる。ＣＰＵ１２_３は、取り込んだデータを電流制御回路１２_４へ送る。電流制御回路１２_４は、電流検知抵抗１４によって検知される電流Ｉの値を示す電圧値Ｖｐｖを入力とし、この電圧値ＶｐｖがＣＰＵ１２_３から送られてきたデータに対応する電圧値（受信したデータに対応する電圧値）となるように、２線式の伝送路Ｌに戻される電流Ｉの値を調整する。 Data (measurement values) sent from the slave device 2 are received by the communication driver 13_1 in the master device 1 and taken into the CPU 12_3 through the isolator 15 . The CPU 12_3 sends the fetched data to the current control circuit 12_4. The current control circuit 12_4 receives as input a voltage value Vpv indicating the value of the current I detected by the current detection resistor 14, and this voltage value Vpv is a voltage value corresponding to the data sent from the CPU 12_3 (corresponding to the received data). The value of the current I returned to the two-wire transmission line L is adjusted so that the voltage value that

この２線式プロセス装置１００において、親機１側の通信ドライバ１３_１に電源電圧Ｖ５を供給する親機サブ電源回路１３_２には、親機１側のシャントレギュレータ１３_３から電源電圧（定電圧）Ｖ４が供給される。また、子機２側の通信ドライバ２２_１に電源電圧Ｖ７を供給する子機サブ電源回路２２_２には、子機２側のシャントレギュレータ２２_３から電源電圧（定電圧）Ｖ６が供給される。 In this two-wire process device 100, a power supply voltage (constant voltage) V4 is supplied from a shunt regulator 13_3 on the side of the base unit 1 to the base unit sub-power supply circuit 13_2 that supplies the power supply voltage V5 to the communication driver 13_1 on the base unit 1 side. supplied. Further, a power supply voltage (constant voltage) V6 is supplied from a shunt regulator 22_3 on the handset 2 side to the handset sub-power supply circuit 22_2 that supplies the power supply voltage V7 to the communication driver 22_1 on the handset 2 side.

この際、親機１側のシャントレギュレータ１３_３は、親機メイン回路１２で使用され電流検知抵抗１４を介して２線式の伝送路Ｌに戻される電流ＩMを利用して親機サブ電源回路１３_２への電源電圧Ｖ４を生成し、子機２側のシャントレギュレータ２２_３は、子機メイン回路２１で使用され電流検知抵抗１４を介して２線式の伝送路Ｌに戻される電流ＩSを利用して子機サブ電源回路２２_２への電源電圧Ｖ６を生成する。 At this time, the shunt regulator 13_3 on the base unit 1 side utilizes the current I M that is used in the base unit main circuit 12 and returned to the two-wire transmission line L via the current detection resistor 14. 13_2, and the shunt regulator 22_3 on the child device 2 side uses the current I S that is used in the child device main circuit 21 and returned to the two-wire transmission line L via the current detection resistor 14. As a result, the power supply voltage V6 to the slave unit sub-power supply circuit 22_2 is generated.

これにより、本実施の形態の２線式プロセス装置１００では、親機・子機それぞれのメイン回路で使用された電流（ＩM、ＩS）を親子間通信用に流用することができ、他での消費電流を犠牲にすることなく、親機１と子機２との間の通信に消費する電流を確保することができるようになる。 As a result, in the two-wire process device 100 of the present embodiment, the currents (I M , I S ) used in the main circuits of the parent device and the child device can be diverted for parent-child communication. Without sacrificing the current consumption in the main unit 1 and the slave unit 2, the current consumed for communication can be ensured.

なお、上述した実施の形態では、電流制御回路１２_４を親機メイン回路１２に設けるようにしたが、図２に２線式プロセス装置１００（１００Ｂ）として示すように、親機サブ回路１３側に電流制御回路１２_４を設けるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the current control circuit 12_4 is provided in the parent device main circuit 12. However, as shown in FIG. A current control circuit 12_4 may be provided.

この場合、ＣＰＵ１２_３と通信ドライバ１３_１との間のアイソレータ１５を第１のアイソレータ１５_１とし、ＣＰＵ１２_３と電流制御回路１２_４との間に第２のアイソレータ１５（１５_２）を設けるようにする。 In this case, the isolator 15 between the CPU 12_3 and the communication driver 13_1 is the first isolator 15_1, and the second isolator 15 (15_2) is provided between the CPU 12_3 and the current control circuit 12_4.

また、上述した実施の形態では、親機１と子機２が１：１の場合（図３参照）で説明したが、親機１と子機２が１：Ｎ（Ｎ≧２）の場合（図４参照）でも、同様に構成することが可能である。 Further, in the above-described embodiment, the case where the ratio between the parent device 1 and the child device 2 is 1:1 (see FIG. 3) has been described. (See FIG. 4) can also be configured in the same way.

また、上述した実施の形態では、アイソレータ１５，２３として絶縁体を挟んで対向したコイルの磁気結合を利用したデジタルアイソレータを用いているものとしたが、フォトカプラなどのデジタルアイソレータを用いるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the isolators 15 and 23 are digital isolators utilizing magnetic coupling of coils facing each other with an insulator interposed therebetween. good too.

また、上述した実施の形態では、シャントレギュレータ１３_３，２２_３として定電圧ダイオードＺＤ１，ＺＤ２を用いたが、本発明で用いるシャントレギュレータは定電圧ダイオードに限られるものではない。 In addition, in the above-described embodiment, the constant voltage diodes ZD1 and ZD2 are used as the shunt regulators 13_3 and 22_3, but the shunt regulators used in the present invention are not limited to constant voltage diodes.

また、上述した実施の形態では、通信ドライバ２２_１から通信ドライバ１３_１へデータを送る場合について説明したが、通信ドライバ１３_１から通信ドライバ２２_１へ上位装置からの指令を送るようにしたりすることも可能である。 Also, in the above-described embodiment, the case where data is sent from the communication driver 22_1 to the communication driver 13_1 has been described, but it is also possible to send a command from the host device from the communication driver 13_1 to the communication driver 22_1. .

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 [Expansion of Embodiment]
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

１…親機、２…子機、１２…親機メイン回路、１２_１…一次電源回路、１２_２…親機メイン電源回路、１２_３…ＣＰＵ、１２_４…電流制御回路、１３…親機サブ回路、１３_１…通信ドライバ、１３_２…親機サブ電源回路、１３_３…シャントレギュレータ、１４…電流検知抵抗、１５（１５_１，１５_２），２３…アイソレータ、２１…子機メイン回路、２１_１…子機メイン電源回路、２１_２…ＣＰＵ、２１_３…Ａ／Ｄ変換器、２１_４…センサ、２２…子機サブ回路、２２_１…通信ドライバ、２２_２…子機サブ電源回路、２２_３…シャントレギュレータ、１００（１００Ａ，１００Ｂ）…２線式プロセス装置。 1 Parent device 2 Child device 12 Parent device main circuit 12_1 Primary power supply circuit 12_2 Parent device main power circuit 12_3 CPU 12_4 Current control circuit 13 Parent device sub-circuit 13_1 Communication driver 13_2 Parent device sub power supply circuit 13_3 Shunt regulator 14 Current detection resistor 15 (15_1, 15_2) 23 Isolator 21 Child device main circuit 21_1 Child device main power circuit 21_2 CPU, 21_3...A/D converter, 21_4...sensor, 22...child machine subcircuit, 22_1...communication driver, 22_2...child machine subpower supply circuit, 22_3...shunt regulator, 100 (100A, 100B)...two-wire process Device.

Claims (5)

２線式の伝送路を介して供給される電流から電源電圧を生成するように構成された一次電源回路と、前記一次電源回路からの電源電圧の供給を受けて親機で使用するメインの電源電圧を生成するように構成された親機メイン電源回路と、前記一次電源回路からの電源の供給を受けて子機で使用するメインの電源電圧を生成するように構成された子機メイン電源回路と、前記２線式の伝送路に戻される電流の値を検知する電流検知抵抗とを備え、前記子機から送られてくるデータを前記親機で受信し、この受信したデータに応じて前記電流検知抵抗によって検知される電流の値を調整する２線式プロセス装置において、
前記親機は、
前記一次電源回路と、前記親機メイン電源回路と、前記親機メイン電源回路からの電源電圧の供給を受けて動作するように構成された親機側の演算処理部とを備えた親機メイン回路と、
前記子機とデータを送受信するように構成された親機側の通信ドライバと、前記親機側の通信ドライバへの電源電圧を生成するように構成された親機サブ電源回路と、前記親機サブ電源回路への電源電圧を生成するように構成された親機側のシャントレギュレータとを備えた親機サブ回路と、
前記親機側の演算処理部と前記親機側の通信ドライバとの間のデジタルデータを絶縁して送受信するように構成された親機側のアイソレータとを備え、
前記子機は、
前記子機メイン電源回路と、前記子機メイン電源回路からの電源電圧の供給を受けて動作するように構成された子機側の演算処理部とを備えた子機メイン回路と、
前記親機とデータを送受信するように構成された子機側の通信ドライバと、前記子機側の通信ドライバへの電源電圧を生成するように構成された子機サブ電源回路と、前記子機サブ電源回路への電源電圧を生成するように構成された子機側のシャントレギュレータとを備えた子機サブ回路と、
前記子機側の演算処理部と前記子機側の通信ドライバとの間のデジタルデータを絶縁して送受信するように構成された子機側のアイソレータとを備え、
前記親機側のシャントレギュレータは、前記親機メイン回路で使用された第１電流を利用して前記親機サブ電源回路への電源電圧を生成し、
前記子機側のシャントレギュレータは、前記子機メイン回路で使用された第２電流を利用して前記子機サブ電源回路への電源電圧を生成し、
前記親機側のシャントレギュレータにより利用されたあとの前記第１電流と、前記子機側のシャントレギュレータにより利用されたあとの前記第２電流とは、合流したあとに前記電流検知抵抗を介して前記２線式の伝送路に戻される
ことを特徴とする２線式プロセス装置。 A primary power supply circuit configured to generate a power supply voltage from a current supplied via a two-wire transmission line, and a main power supply used by a parent device receiving the supply of the power supply voltage from the primary power supply circuit. A master unit main power supply circuit configured to generate a voltage, and a slave unit main power supply circuit configured to receive power supply from the primary power supply circuit and generate a main power supply voltage used in the slave unit. and a current detection resistor for detecting the value of the current returned to the two-wire transmission path, the data sent from the child device is received by the parent device, and the In a two-wire process device that adjusts the value of current sensed by a current sense resistor,
The parent device
A parent device main comprising: the primary power supply circuit; the parent device main power circuit; a circuit;
A parent device side communication driver configured to transmit and receive data to and from the child device, a parent device sub-power supply circuit configured to generate a power supply voltage for the parent device side communication driver, and the parent device a master sub-circuit comprising a master-side shunt regulator configured to generate a power supply voltage to the sub-power circuit;
a parent device-side isolator configured to insulate and transmit and receive digital data between the parent device-side arithmetic processing unit and the parent device-side communication driver,
The child device is
a slave unit main circuit comprising: the slave unit main power supply circuit; and a slave unit side arithmetic processing unit configured to operate by receiving supply of power supply voltage from the slave unit main power supply circuit;
a child device side communication driver configured to transmit and receive data to and from the parent device; a child device sub-power supply circuit configured to generate a power supply voltage for the child device side communication driver; and the child device a slave unit sub-circuit comprising a slave unit-side shunt regulator configured to generate a power supply voltage to the sub-power supply circuit;
a child device side isolator configured to insulate and transmit and receive digital data between the child device side arithmetic processing unit and the child device side communication driver,
the master device-side shunt regulator utilizes the first current used in the master device main circuit to generate a power supply voltage for the master device sub power circuit;
the slave unit side shunt regulator utilizes a second current used in the slave unit main circuit to generate a power supply voltage for the slave unit sub-power supply circuit ;
The first current after being used by the shunt regulator on the parent device side and the second current after being used by the shunt regulator on the child device side are merged and passed through the current detection resistor. returned to the two-wire transmission line
A two-wire process device characterized by: 請求項１に記載された２線式プロセス装置において、
前記親機メイン回路は、前記電流検知抵抗によって検知される電流値を示す電圧値を入力とし、この電圧値が前記受信したデータに対応する電圧値となるように、前記２線式の伝送路に戻される電流の値を調整する電流制御回路を備える
ことを特徴とする２線式プロセス装置。 The two-wire process device of claim 1, wherein
The master unit main circuit receives as input a voltage value indicating the current value detected by the current detection resistor, and the two-wire transmission line is configured so that this voltage value becomes a voltage value corresponding to the received data. A two-wire process device comprising: a current control circuit that regulates the value of the current returned to the . 前記親機側のアイソレータを第１の親機側のアイソレータとする請求項１に記載された２線式プロセス装置において、
前記親機サブ回路は、前記電流検知抵抗によって検知される電流値を示す電圧値を入力とし、この電圧値が前記受信したデータに対応する電圧値となるように、前記２線式の伝送路に戻される電流の値を調整する電流制御回路を備え、
前記親機は、前記親機側の演算処理部からの前記電流制御回路へのデジタルデータを絶縁して送信するように構成された第２の親機側のアイソレータを備える
ことを特徴とする２線式プロセス装置。 2. The two-wire process device according to claim 1, wherein the parent device side isolator is a first parent device side isolator,
The parent device subcircuit receives as input a voltage value indicating the current value detected by the current detection resistor, and converts the two-wire transmission line so that this voltage value becomes a voltage value corresponding to the received data. with a current control circuit that adjusts the value of the current returned to the
2, wherein the parent device includes a second parent device-side isolator configured to insulate and transmit digital data from the arithmetic processing unit on the parent device side to the current control circuit. Wire process equipment. 請求項１～３の何れか１項に記載された２線式プロセス装置において、
前記親機側のアイソレータおよび前記子機側のアイソレータは、絶縁体を挟んで対向したコイルの磁気結合を利用したデジタルアイソレータとされている
ことを特徴とする２線式プロセス装置。 In the two-wire process apparatus according to any one of claims 1 to 3,
2. A two-wire process apparatus according to claim 1, wherein said parent device side isolator and said child device side isolator are digital isolators utilizing magnetic coupling of coils facing each other with an insulator interposed therebetween. 請求項１～４の何れか１項に記載された２線式プロセス装置において、
前記子機は、前記親機に対して複数設けられている
ことを特徴とする２線式プロセス装置。 In the two-wire process apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The two-wire process device, wherein a plurality of slave units are provided for the master unit.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008227081A (en) 2007-03-12 2008-09-25 Omron Corp Magnetic coupler element and magnetic coupling type isolator
JP2008269567A (en) 2007-03-29 2008-11-06 Yokogawa Electric Corp Two-wire transmitter
JP6480199B2 (en) 2015-01-29 2019-03-06 特種東海製紙株式会社 Printing paper

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62203450U (en) * 1986-06-17 1987-12-25
JPS6480199A (en) * 1987-09-22 1989-03-27 Harman Co Ltd Transmitter-receiver
US8000841B2 (en) * 2005-12-30 2011-08-16 Rosemount Inc. Power management in a process transmitter
JP5141790B2 (en) * 2010-10-05 2013-02-13 横河電機株式会社 2-wire transmitter
JP5812276B2 (en) * 2011-10-31 2015-11-11 横河電機株式会社 2-wire transmitter
KR101658379B1 (en) * 2016-04-14 2016-09-21 (주)클라루스코리아 Power Saving 2-Wire Type Control Device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008227081A (en) 2007-03-12 2008-09-25 Omron Corp Magnetic coupler element and magnetic coupling type isolator
JP2008269567A (en) 2007-03-29 2008-11-06 Yokogawa Electric Corp Two-wire transmitter
JP6480199B2 (en) 2015-01-29 2019-03-06 特種東海製紙株式会社 Printing paper

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