JPH01147800A - Multipoint input signal converting device - Google Patents

Multipoint input signal converting device

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JPH01147800A
JPH01147800A JP30568187A JP30568187A JPH01147800A JP H01147800 A JPH01147800 A JP H01147800A JP 30568187 A JP30568187 A JP 30568187A JP 30568187 A JP30568187 A JP 30568187A JP H01147800 A JPH01147800 A JP H01147800A
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JP
Japan
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range
input
signal
optical
optical fiber
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Application number
JP30568187A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Ishida
啓一 石田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To remove a defective element for a signal line by enabling a multipoint input signal converting device to communicate an optical digital signal with a host apparatus, etc., through an optical fiber cable. CONSTITUTION:The signal quantity of a detector 31 is given to the multipoint input signal converting device 1, and converted into a prescribed electric signal by a detection circuit 11. Digital quantity, i.e., the measured value of respective input point is converted into the optical digital signal by an E/O interface 17, and received by the light receiving element of an optical connector 18, and transmitted to a host apparatus through the optical fiber cable 2. On the contrary, instruction from the host apparatus takes the form of the optical digital signal as well, and is given to the device 1 through the optical fiber 2. Thus, since the device 1 is made capable of transmission and reception by using the optical digital signal by connecting it to the host apparatus, etc., through the optical fiber cable, the defective element for the signal line can be removed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多数の測定点から供給されるアナログ入力信
号をディジタル信号に変換し、これ金兄ディジタル信号
に変換した後、光フアイバケーブルを介して上位装置に
送信する一方、上位装置からの指令およびデータを受信
可能にした入力信号変換装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention converts analog input signals supplied from a large number of measurement points into digital signals, converts them into digital signals, and then connects optical fiber cables. The present invention relates to an input signal conversion device capable of receiving commands and data from a higher-level device while transmitting the same to a higher-level device via a high-level device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光フアイバ式の多点入力信号変換装置は今のところ余シ
知られておらず、類似するものとして第5図に示すもの
が知られている。
At present, no optical fiber type multi-point input signal conversion device is known, and a similar device shown in FIG. 5 is known.

同図(イ)に示すものは、複数の検出器(センサ)Sの
それぞれに対し、変換装置Cvと制御機器CTを設け、
各センサSからの計測信号をそれと対応する変換装置C
Vによって信号変換し、電気信号線CAt−介して上位
システムを含む制御機器CTへ送信するものである。な
お、SLは入力信号線を示す。
The one shown in the same figure (A) is provided with a conversion device Cv and a control device CT for each of a plurality of detectors (sensors) S,
A conversion device C that converts the measurement signal from each sensor S to the corresponding one.
The signal is converted by V and transmitted to the control equipment CT including the host system via the electric signal line CAt-. Note that SL indicates an input signal line.

一方、同図(ロ)に示すものは、同図(イ)に示すもの
に対し、制御機器C’l共通に1つ設けたものであシ、
また同図(ハ)に示すものは、同図(ロ)に対し、さら
に変換装置Cvも共通化したものである。
On the other hand, the one shown in the same figure (b) is different from the one shown in the same figure (a) in that one control device C'l is provided in common.
Moreover, what is shown in the same figure (c) is one in which the conversion device Cv is also made common to the same figure (b).

なお、こ工で用いられる変換装置は例えば第6図の如く
、検出回路、増幅回路、レンジ切換回路。
The conversion devices used in this work include, for example, a detection circuit, an amplifier circuit, and a range switching circuit, as shown in FIG.

A/D変換回路、処理装置CPUおよび信号変換インタ
フェイス等よシ構成される。また、レンジ切換回路とし
ては、例えば第7図の如く正相増幅器(オペアンプ)4
1.42およびアナログスイッチ43等からなるものが
用いられる。
It is composed of an A/D conversion circuit, a processing unit CPU, a signal conversion interface, etc. In addition, as a range switching circuit, for example, a positive phase amplifier (operational amplifier) 4 as shown in FIG.
1.42 and an analog switch 43 are used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、第5図(イ)、(ロ)の如き構成では、
多くの測定点の測定という目的は達しうるが、両者とも
に個別配線コストやメンテナンスのための費用が増大化
してシステムそのものが割高となシ、その結果、システ
ムの合理化が困難である。また、変換装置が散在してい
るので、データの密度が低く、信頼性や安全性にも乏し
いという欠点がある。また、同図(ハ)に示すものは同
図(イ)、(ロ)のものと比較してよ勺合理化が計られ
ているが、変換装置と制御機器との間は電気信号線であ
るので、変換装置と制御機器との間が遠隔であればある
ほど、特にその間の電気信号線を外界にさらすような場
合には、誘導ノイズ。
However, in the configurations shown in Figures 5 (a) and (b),
Although the purpose of measuring many measurement points can be achieved, both of these methods increase the cost of individual wiring and maintenance, making the system itself relatively expensive, and as a result, it is difficult to rationalize the system. Furthermore, since the converting devices are scattered, data density is low and reliability and safety are also poor. Also, the one shown in Figure (C) is more streamlined than those in Figures (A) and (B), but there is an electrical signal line between the converter and the control equipment. Therefore, the farther away the converter and control equipment are, the more induced noise will occur, especially if the electrical signal lines between them are exposed to the outside world.

雷ノイズ、戸波障害ノイズ等に対し、根本的に脆弱であ
るという欠点がある。このため、第5図(ハ)の如きシ
ステム構成では変換装置よりの測定データを上位装置に
送る上での信頼性に問題があ)、また変換装置に対して
上位装置側などから遠隔調整等を行おうとすると、信号
経路の障害によって調整データや設定データなどの信頼
性に影響が出てくるという欠点がある。
The drawback is that it is fundamentally vulnerable to lightning noise, door wave interference noise, etc. For this reason, in the system configuration shown in Figure 5 (c), there is a problem with the reliability of transmitting measurement data from the converter to the host device), and there is also a problem with remote adjustment of the converter from the host device, etc. If you try to do this, there is a drawback that failures in the signal path will affect the reliability of adjustment data, setting data, etc.

この欠点を避けるため、変換装置側に調整機能等をもた
せておくことが考えられる。しかし、変換回路にこのよ
うな調整機能、とシわけレンジ調整機能等を回路上具備
しておくことはハードウェアコストの増大になシ、回路
が複雑になる。特に、従来多用されているボリウム調整
を含む回路方式のものでは調整の手間、コストが増大す
るだけでなく、能率も悪くなると云う欠点がある。また
、変換装置が本質安全防爆を目的としてよシ安全に構成
するためには、誘爆要素となる電気的エネルギーを抑制
することが要請されるが、従来のものはこの点からも必
ずしも充分とは云えない。さらに、再調整やレンジ変更
の必要が生じる毎に、調整員が遠隔にある変換装置側へ
わざわざ出向いてゆくことは手間が生じることになシ、
省力化がはかられないことになる。
In order to avoid this drawback, it is conceivable to provide the conversion device with an adjustment function or the like. However, providing the conversion circuit with such an adjustment function, a separate range adjustment function, etc. increases the hardware cost and complicates the circuit. In particular, the circuit system that includes volume adjustment, which has been frequently used in the past, has the drawback of not only increasing the effort and cost of adjustment, but also decreasing efficiency. In addition, in order for the converter to be constructed in a highly safe manner for the purpose of intrinsically safe explosion-proofing, it is required to suppress the electrical energy that can cause an explosion, but conventional devices are not necessarily sufficient in this respect. I can't say it. Furthermore, it would be time-consuming for the adjuster to go to the remote converter every time there is a need for readjustment or range change.
This means that labor savings cannot be achieved.

特に、入力レンジの切換は例えば従来は、第7図に示す
如き回路を用い、そのゲインを制御信号線LCを利用し
てスイッチ等で切換えて対応するものが多い。しかし、
このような回路では、レンジ変更のできる切換可能性が
、変換回路に設けられるスイッチの切換段数や、増幅回
路のゲイン抵抗定数の切換の組み合わせの数に限定され
るので、フレキシブル々切換えや、レンジ変更の設定が
必ずしも容易にはできない。また、遠隔から直接レンジ
変更の操作をすることが必ずしも可能とはならないので
、プロセスの入力状態の変更等によシレンジ切換の必要
が生じた場合は、変換装置の内部の回路に具備されてい
るスイッチ等を何らかの手段により操作しなければなら
ない等の問題点がある。
In particular, in many cases conventionally, the input range is changed by using a circuit as shown in FIG. 7, and changing the gain using a switch or the like using a control signal line LC. but,
In such a circuit, the switching possibilities for changing the range are limited to the number of switching stages of switches provided in the conversion circuit and the number of switching combinations of the gain resistance constant of the amplifier circuit. Setting changes is not always easy. In addition, since it is not always possible to change the range directly from a remote location, if it becomes necessary to change the range due to a change in the process input status, etc. There are problems such as the need to operate switches etc. by some means.

したがって、本発明は変換装置を上位機器などと光フア
イバーケーブルを介して光デイジタル信号を交信可能と
することによシ、信号路に対する障害要素を除去できる
ようにすると〜もに、上位からの光デイジタル信号によ
る指令(レンジ変更指令、データセツティング指令など
)の受信を可能とすることによル、特に、リモート・レ
ンジ変更を多点の入力の各点すべてに対し、切換上の制
限を排して柔軟に、かつ容易に行えるようにすることを
目的とする。
Therefore, the present invention enables a conversion device to communicate optical digital signals with higher-level equipment via an optical fiber cable, thereby making it possible to eliminate obstacles to the signal path and to transmit optical signals from a higher-level device. By making it possible to receive commands (range change commands, data setting commands, etc.) using digital signals, remote range changes can be performed at all points of a multi-point input, eliminating switching limitations. The aim is to make this process flexible and easy.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

少なくともデータ処理機能を備え、複数の測定点から計
測信号tS見られてこれをそれぞれディジタル信号に変
換する多点入力信号変換装置に対し、上位処理装置を含
む他の機器との間で光フアイバケーブルを介して情報を
送受信するための光信号送受信手段を設け、前記能の機
器から各測定点に対する測定レンジ設定または変更のた
めの情報を受信したときは、該情報に応じて各測定点の
ディジタル計測値のレンジ設定または変更処理を行う。
Optical fiber cables are used to connect a multi-point input signal converter that is equipped with at least a data processing function and that sees the measurement signal tS from multiple measurement points and converts it into a digital signal, and other equipment including a host processing device. An optical signal transmitting/receiving means is provided for transmitting and receiving information via a Performs range setting or change processing for measured values.

〔作用〕[Effect]

多点入力変換装置に光フアイバケーブルを接続できるよ
うにし、入力信号を変換して光デイジタル化されたもの
を利用可能にするとともに、予め定められた伝送規約(
プロトコル)に従った光デイジタル信号によシ上位機器
などと情報の交信を可能とすることによシ、従来の障害
要因を除去し、かつ上位機器による簡易な操作で指令(
リモート・レンジ変更、リモートセツティングなど)を
受けることによ)、特にレンジ設定の可能な範囲を多点
の入力信号の各点すべてに対して、従来例のようにいく
つかの回遊切換設定・変更によるのではなく、レンジ設
定可能な範囲で任意かつ柔軟に変更でき、しかも容易な
らしめるものである。
It is possible to connect an optical fiber cable to a multi-point input conversion device, convert the input signal and make it possible to use optical digitization, and also to comply with predetermined transmission regulations (
By making it possible to exchange information with higher-level equipment using optical digital signals in accordance with the protocol), conventional failure factors can be removed, and commands (
(remote range change, remote setting, etc.) In particular, the range of possible range settings can be changed for each point of a multi-point input signal by several recirculation switching settings and Rather than changing the range, the range can be changed arbitrarily and flexibly within the range that can be set, and it is easy to do so.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の実施例を示す構成概要図である。ここ
では、多点入力信号の対象、すなわち計測対象を温度物
理量とし、検出器は熱電対または測温抵抗体の場合を示
すが、・mV大入力のアナログ入力信号一般を広く対象
として取扱うことができる。同図において、検出器(セ
ンナ)31は熱電対又は測温抵抗体を示し、32はセン
サよシ変換装置1の入力端子(図示せず)Kと)りけら
れる導線または、補償導線である。なお、変換装置1は
検出回路11.増幅回路12.マルチプレクサI S、
V/F回路14.処理装置(CPU)15、光/電気(
0/B)変換部16.電気/光(Elo)変換部17お
よび光コネクタ18等よ)構成される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention. Here, the target of multi-point input signals, that is, the measurement target is a temperature physical quantity, and the detector is a thermocouple or a resistance temperature detector. can. In the figure, a detector (senna) 31 is a thermocouple or a resistance temperature detector, and 32 is a conductor or a compensation conductor that is connected to the input terminal (not shown) K of the sensor and converter 1. . Note that the conversion device 1 includes a detection circuit 11. Amplification circuit 12. multiplexer IS,
V/F circuit 14. Processing unit (CPU) 15, optical/electrical (
0/B) Conversion unit 16. (electrical/optical (Elo) converter 17, optical connector 18, etc.).

センサ31からの信号量は、まず検出回路11にて一定
の電気信号に変換される。例えば、熱電対からの熱起電
力は一定範囲の電圧値(例えば、0〜100mV)に、
また測温抵抗体の抵抗入力は、検出回路11内のブリッ
ジ回路にて一定範囲の電圧(例えば、0〜100mV)
に変換される。
The signal amount from the sensor 31 is first converted into a constant electrical signal by the detection circuit 11. For example, the thermoelectromotive force from a thermocouple has a voltage value within a certain range (for example, 0 to 100 mV),
In addition, the resistance input of the resistance temperature sensor is applied to a voltage within a certain range (for example, 0 to 100 mV) by a bridge circuit in the detection circuit 11.
is converted to

次段の増幅回路12では、一定範囲のよシ大きな電圧(
例えば、1〜4V)に増幅される。この多数点の入力信
号は、アナログマルチプレクサ、13によシ、1つの入
力チャンネルが選択される。入力選択はCPU15から
の指令によって行われ、一連の制御はCPUに内臓する
ソフトウェアにて実行される。選択された電圧金は、V
/F回路14によってパルス幅の大小に変換される。す
なわち、センサが検出する信号の大小が、この段階でパ
ルス幅の大小(長短)に変換される。このパルス幅は、
CPU15が有する内部の基準タイマによってカウント
され、これによシ高精度のディジタル量の変換がなされ
る。CPU15は、ディジタル量変換に附随する温度補
正等の各種の補正演算など、一連の測定に関する制御を
逐次行う。すなわち、CPU15は各入力点のすべてに
対する測定値をディジタル量として把握し、記憶する。
In the next stage amplifier circuit 12, a larger voltage (
For example, the voltage is amplified to 1 to 4 V). One input channel is selected from the multiple input signals by an analog multiplexer 13. Input selection is performed by commands from the CPU 15, and a series of controls are executed by software built into the CPU. The selected voltage is V
The /F circuit 14 converts the pulse width into a large or small pulse width. That is, the magnitude of the signal detected by the sensor is converted into the magnitude (length or shortness) of the pulse width at this stage. This pulse width is
It is counted by an internal reference timer included in the CPU 15, and is converted into a highly accurate digital quantity. The CPU 15 sequentially performs control related to a series of measurements, such as various correction calculations such as temperature correction accompanying digital quantity conversion. That is, the CPU 15 grasps and stores the measured values for all input points as digital quantities.

次いで、この各入力点の測定値たるディジタル量は、E
10インタフェイス17によって光デイジタル信号に変
換され、上位へ送信される。こ工に、E10インタフェ
イス17は図示の如<、LED(発光素子)や電流制限
抵抗等よシ主として構成される。LEDによる発光は光
コネクタ18の受光素子によって受光され、光フアイバ
ケーブル2によって光信号が送信される。秋、逆に上位
からの指令は、これも光デイジタル信号形態をとシ、光
ファイバ2を経由して変換装置1に与えられる。
Next, the digital quantity that is the measured value of each input point is E
The signal is converted into an optical digital signal by the 10 interface 17 and transmitted to the upper layer. In this case, the E10 interface 17 is mainly composed of an LED (light emitting element), a current limiting resistor, etc. as shown in the figure. The light emitted by the LED is received by the light receiving element of the optical connector 18, and an optical signal is transmitted by the optical fiber cable 2. In the fall, on the other hand, a command from a higher level is given to the converter 1 via the optical fiber 2, also in the form of an optical digital signal.

これは、変換装置側からすれば、光デイジタル信号の受
信ということになる。この光デイジタル信号の送受信信
号形態は、予め伝送規約(プロトコル)として定めてお
くものとする。上位からの光デイジタル信号は、0/E
インタフエイス16を介してCPU15に受信される。
From the converter's perspective, this means receiving an optical digital signal. The transmission/reception signal form of this optical digital signal shall be determined in advance as a transmission protocol (protocol). The optical digital signal from the host is 0/E.
It is received by the CPU 15 via the interface 16.

O/Eインタフェイス16は図示の如く、フォトダイオ
ードや電流制限抵抗等によ)主として構成される。なお
、0/E、E10インタフェイスとも、フォトカプラ(
図示せず)によって信号路をさらに絶縁することで、光
ファイバに対して雑音を遮断して信頼性に対してよシ慎
重な対策を施している。
As shown in the figure, the O/E interface 16 is mainly composed of a photodiode, a current limiting resistor, etc. Note that both the 0/E and E10 interfaces use photocouplers (
By further insulating the signal path with a filter (not shown), the optical fiber is shielded from noise, and more careful measures are taken to improve reliability.

このように、多点の入力信号に対し各点毎にその測定に
関する情報を順次、光デイジタル信号としてサイクリッ
クに送受信を行っている。なお、本発明による変換装置
は以上のように、検出回路11、増幅回路12.マルチ
プレクサ13.V/F回路14.CPU15.O/Eイ
ンタフェイス16j E10インタフェイス17といく
つかの基本回路要素から構成されているが、これらの要
素ハスべてC−MO8ICやローパワータイプのアンプ
などの、ローパワーエレメントのみを利用して変換装置
の電気的エネルギーを抑制し、誘爆エネルギーに達する
には十分余裕ある構成としている。また、変換装置自体
への外乱要素としては、■、入力信号路のノイズ障害、
■、電源系統からのノイズ障害、■、変換装置そのもの
に対する放射妨害波による影響等、大別して3つの障書
系路が考えられるが、次の如き対策を施すことによシ、
光フアイバケーブルの利用効果を十分に発揮できるよう
にしている。
In this way, information regarding the measurement of input signals at multiple points is sequentially and cyclically transmitted and received as optical digital signals for each point. Note that, as described above, the conversion device according to the present invention includes the detection circuit 11, the amplifier circuit 12. Multiplexer 13. V/F circuit 14. CPU15. It is composed of an O/E interface 16j, an E10 interface 17, and several basic circuit elements, but these elements are all made using only low power elements such as C-MO8ICs and low power type amplifiers. The electrical energy of the converter is suppressed, and the structure is designed to have enough margin to reach the explosive energy. In addition, disturbance factors to the conversion device itself include: ■Noise interference in the input signal path;
There are three main types of obstacles that can be considered: (1) Noise interference from the power supply system, (2) The influence of radiated interference waves on the converter itself, etc. However, by taking the following measures,
This allows the use of optical fiber cables to be fully utilized.

すなわち、■の入力信号路に対しては、フィルタリング
やバイパス、ノイズ貫通などが実施され、■電源経路に
対してもサージ吸収、高周波ノイズ。
In other words, filtering, bypass, noise penetration, etc. are implemented for the input signal path (■), and surge absorption and high-frequency noise are also implemented for the power supply path (■).

低周波ノイズの吸収などを行い、■に対しては変換装置
のシールディング、ガードリング、アースリングなどを
十分行って、変換装置の障害侵入遮断を実施するなど、
具体的な諸対策が万全に施されている。
For example, take measures such as absorbing low-frequency noise, and for ■, sufficiently shielding, guard rings, and grounding rings on the converter to block interference from the converter.
Concrete measures are being taken to the fullest.

第2図は第1図の動作を説明するためのフローチャート
である。すなわち、上位装置からのシリアル入力を検知
しく■参照)、自変換装置が指定されているか否かを調
べる(■参照)。その結果、ノーならばステップ■に戻
るが、イエスならば測定モードか否かを判別しく■参照
)、イエスならばそれ迄の測定データを上位装置へ送出
すると\もに(■参照)、入力信号に対して所定の演算
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 1. That is, it detects the serial input from the host device (see (2)) and checks whether the own conversion device is specified (see (2)). If the result is NO, the process returns to step ■, but if YES, it is determined whether or not it is in the measurement mode (see ■), and if YES, the measurement data up to that point is sent to the host device (see ■), and the input Predetermined operations on signals.

補正を行なう(■、■参照)。ステップ■でノーのとき
は、レンジ変更モードか否かを判定しく■参照)、イエ
スならばレンジ変更操作を行ない(■参照)、ノーなら
ばステップ■に戻る。
Make corrections (see ■ and ■). If NO in step (2), determine whether or not it is in the range change mode (see (2)). If yes, perform the range change operation (see (2)), and if no, return to step (2).

第3図は上記の如き変換装置を用いた計測システムの一
例を示す概要図でおる。1は多点入力信号変換装置であ
)、光フアイバケーブル2によって上位と接続される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a measurement system using the above conversion device. Reference numeral 1 denotes a multi-point input signal converter), which is connected to a higher level by an optical fiber cable 2.

3はオプティカルスターカプラと称される双方向光分岐
器で、と工では1体の光フアイバケーブル4の光信号が
、8本の光フアイバケーブル2の光信号に分岐される。
Reference numeral 3 denotes a bidirectional optical splitter called an optical star coupler, in which the optical signal of one optical fiber cable 4 is branched into optical signals of eight optical fiber cables 2.

光フアイバケーブル4は、上位機器であるマスタステー
ション5に![れる。マスタステーション5は、下位の
変換装置からのデータを集中的に管理、監視及び制御す
る中央制御機器に相当する。マスタステーション5から
はさらに上位の制−機器や、コンピュータネットワーク
システムへ接続が可能である。こNで、マスタステーシ
ョン5に4本の光フアイバケーブル4を接続し、その各
々をスターカフラ3へ結合すれば、1つのマスタステー
ション5には最大32台の変換装置が接続可能である。
The optical fiber cable 4 is connected to the master station 5, which is a host device! [Reru. The master station 5 corresponds to a central control device that centrally manages, monitors, and controls data from lower-order conversion devices. The master station 5 can be connected to higher-level control equipment and computer network systems. In this case, by connecting four optical fiber cables 4 to the master station 5 and coupling each of them to the star coupler 3, a maximum of 32 conversion devices can be connected to one master station 5.

マスクステーション5は、光デイジタル信号情報に最大
32台までの番号をふシわけ、どの機器に対応する情報
かを判別できるようにする。その結果、1つの変換装置
が最大16点の入力信号を変換するものとすると、最大
で512点の計測対象のデータが集中化でき、データ密
度を濃くするととが可能となシ、これによシシステムが
従来方式などに比して格段に合理化され、信頼性が高め
られる。
The mask station 5 divides the optical digital signal information into numbers for up to 32 devices so that it can be determined which device the information corresponds to. As a result, if one conversion device converts input signals from a maximum of 16 points, it is possible to centralize measurement target data for a maximum of 512 points, making it possible to increase the data density. The system is much more streamlined and more reliable than conventional systems.

以下、入力レンジの切換えにつき、従来のものと対比し
て説明する。
In the following, input range switching will be explained in comparison with the conventional method.

従来のレンジ切換回路は例えば第7図に示す如く、固定
のゲインをアナログスイッチにて切換えるものが多い(
固定レンジ方式)。すなわち、第7図の回路において、
例えばオペアンプ41のゲインG1が01= 47でオ
ペアンプ42のゲインG2がアナ日グスイッチ43の内
部切換えによ)−t−レぞれ、A:1倍、B:2倍、c
:a倍、D:8倍になるものとすると、総合ゲインG(
GI XG2 )は次表の如くなる。
Conventional range switching circuits often use analog switches to switch fixed gains, as shown in Figure 7.
fixed range method). That is, in the circuit of FIG.
For example, when the gain G1 of the operational amplifier 41 is 01=47, the gain G2 of the operational amplifier 42 is determined by the internal switching of the analog switch 43) -t-re, A: 1x, B: 2x, c
: a times, D: 8 times, the total gain G (
GI XG2) is as shown in the following table.

表 〈1〉 今、プロセス量の状態として、仮に0〜100
0℃の温度測定範囲を扱い、変換器に入力される入力信
号00〜100%に対しスパン(SPAN)が85 m
Vすなわち0〜85 mVであシ、切換スイッチAが閉
じられているものとすると、出力段V。では3995(
85mVX47倍)mVのS PAN、すなわちO〜3
995 mVが0〜100%に相当する。
Table <1> Now, let us assume that the process amount is 0 to 100.
It handles a temperature measurement range of 0℃, and the span (SPAN) is 85 m for an input signal of 00 to 100% input to the converter.
V, i.e. 0 to 85 mV, and assuming that selector switch A is closed, the output stage V. Then 3995 (
85mV x 47x) mV S PAN, i.e. O~3
995 mV corresponds to 0-100%.

く2〉 と〜で、プロセスの状態が〈1〉とは異なシ、
プロセスの状態の温度として0〜125℃の測定範囲を
扱い、それが入力00〜100%に対応する場合、変換
器に入力される入力信号の最大スパンが10mVすなわ
ち0〜10mVであるとすると、〈1〉の場合と同一測
定レンジであると、スイッチ人が閉じられているのだか
ら出力段V。では470mV幅のスパンとなるから、入
力0〜100%(0〜125@)に対して出力が0〜1
1.76%(0〜47015995)t。
2〉 In and ~, the state of the process is different from <1>,
If we treat the measurement range of 0 to 125 °C as the temperature of the process state, and it corresponds to an input of 00 to 100%, then if the maximum span of the input signal input to the converter is 10 mV, i.e., 0 to 10 mV, then If the measurement range is the same as in case <1>, the switch is closed, so the output stage V. In this case, the span is 470 mV, so the output is 0 to 1 for an input of 0 to 100% (0 to 125 @).
1.76% (0-47015995)t.

かとル得ないことになる。従って、プロセス状態の入力
が100%の125°の測定量であっても変換器の出力
すなわち上位装置が得る測定データは125℃X117
6%=14.7℃ということになって、入力と出力の整
合性がとれず、と)扱える信号範囲の1/8以下しか使
用しないことにもなる。そこで、スイッチDにレンジを
切換えることによシ、入力0〜100%に対して、出力
0〜100%に適合させられるようにレンジ調整をする
ことが必要になる。このことによυ、温度計測ならば、
1℃あたシの測定分解能を高めることができる。
Otherwise, you will not be able to get it. Therefore, even if the process state input is a 100% measurement quantity of 125°, the output of the converter, that is, the measurement data obtained by the host device is 125°C x 117°.
6% = 14.7°C, so the input and output cannot be matched, and less than 1/8 of the signal range that can be handled is used. Therefore, by changing the range with switch D, it is necessary to adjust the range so that the input 0 to 100% is matched to the output 0 to 100%. Due to this, υ, for temperature measurement,
Measurement resolution of 1°C temperature can be improved.

このようにレンジ切換えをした場合の入力と出力との関
係を示すのが、第8図である。すなわち、入力に対して
4段の固定レンジを随意切換えることによ如、入力00
〜100%に対して出力を0〜100%にレンジ調整す
ることができる。なお、上述のスイッチAS−Dの切換
えに対し、直線■〜■がそれぞれ対応する。
FIG. 8 shows the relationship between input and output when range switching is performed in this manner. In other words, by arbitrarily switching the four fixed ranges for the input, the input 00
The output can be range adjusted from 0 to 100%. It should be noted that the straight lines ``■'' to ``■'' respectively correspond to the switching of the above-mentioned switch AS-D.

しかし、上述のような固定レンジ方式では、(イ)レン
ジ切換手段を有していても、入力範囲によっては、0〜
100%の入力に対し出力が必ずしも0〜100%にピ
ッタリと適合しない。
However, in the fixed range method as described above, (a) Even if it has a range switching means, depending on the input range, the range may change from 0 to
The output does not necessarily exactly match 0 to 100% for 100% input.

例えば、上述の例でスイッチDK切換えても、入力の0
〜100%に対して出力は0〜94.08%(5760
15995)にしかならない。つまシ、入出力関係の整
合性がとれず、変換に不充分なところが出てくる。
For example, in the above example, even if switch DK is changed, the input is 0.
~100%, the output is 0~94.08% (5760
15995). Unfortunately, the input/output relationship is not consistent, and some parts of the conversion are inadequate.

(ロ)レンジ切換の範囲が拘束され、制限される。(b) The range of range switching is restricted and limited.

(ハ)入力に応じ変換装置側でレンジ切換えをする必要
がある。
(c) It is necessary to switch ranges on the converter side depending on the input.

(ニ)これを解消すべく、増幅ゲイン抵抗をボリウム抵
抗調整方式等で対応しようとすると、(イ)の入力−出
力変換の整合性は満たし得るが、かえって操作が煩雑に
なる。
(d) If an attempt is made to solve this problem by using a volume resistance adjustment method or the like for the amplification gain resistance, the consistency of input-output conversion (a) can be satisfied, but the operation becomes complicated.

(ホ)多点入力の場合、各点のレンジ調整をどのように
するかという問題までは解消しているわけではない。
(e) In the case of multi-point input, the problem of how to adjust the range of each point has not yet been resolved.

(へ)従って、レンジ調整の柔軟性に欠ける。(to) Therefore, there is a lack of flexibility in range adjustment.

などの問題がある。There are problems such as.

そこで、本発明では次のようにする。Therefore, in the present invention, the following steps are taken.

すなわち、レンジ調整・設定及びレンジ変更については
、変換装置内のCPUと内戚゛メモリとを利用し、予め
決められた上位機器との伝送手順によシ行なう。例えば
、0〜1000℃相当の入力信号がセンサよシ変換器に
入力して、それぞれの温度でゼロ調整、スパン調整を行
なうとすると、0℃相当及び1000℃相当の入力が、
それぞれ変換回路でV/F変換され、最終的にディジタ
ル値として、CPU内の所定のメモリアドレスにそれぞ
れ記憶される。すなわち、入力の各点毎にゼロ点。
That is, range adjustment/setting and range change are performed using the CPU and internal memory in the converter according to a predetermined transmission procedure with the host device. For example, if an input signal equivalent to 0 to 1000°C is input to the sensor and converter, and zero adjustment and span adjustment are performed at each temperature, the input signal equivalent to 0°C and 1000°C is
Each of them is subjected to V/F conversion in a conversion circuit, and finally stored as a digital value at a predetermined memory address within the CPU. That is, a zero point for each point of input.

スパンの入力データのディジタル値が、それぞれCPU
内の所定メモリ領域に記憶される。このとき、スパン・
レンジは100%であるので、1100%”という値を
、またゼロ・レンジは0%であるので′0%”という値
を、上記と同様に、CPU内メモリの所定アドレスにそ
れぞれ記憶する。
The digital value of the span input data is
It is stored in a predetermined memory area within. At this time, the span
Since the range is 100%, the value ``1100%'' is stored, and since the zero range is 0%, the value ``0%'' is stored at a predetermined address in the CPU memory in the same manner as above.

なお、このゼロレンジ(以下RAGZと略す)。Note that this zero range (hereinafter abbreviated as RAGZ).

スパンレンジ(以下RAGSと略す)の値は、上位から
データ設定するととによって行うことができる。また、
上位側で設定した場合、この値は上位側のメモリにもそ
れぞれ記憶される。上位側からのデータ送信と変換装置
側のデータ受信は、予め決められた伝送手順に従って行
う。
The value of the span range (hereinafter abbreviated as RAGS) can be set by setting data from the upper level. Also,
When set on the upper side, this value is also stored in the memory on the upper side. Data transmission from the upper level side and data reception at the conversion device side are performed according to a predetermined transmission procedure.

入力レンジの変更が行われる場合の入出力関係を第4図
(イ)にグラフで、また、そのレンジ設定値を同図(ロ
)に示す。例えば、$4図■の場合のように、測定範囲
0〜1000℃をプロセス状態が変更されて300〜8
00℃の測定範囲にレンジ変更する場合、上位からRA
GZ=3α0%。
The input/output relationship when the input range is changed is shown in a graph in FIG. 4 (A), and the range setting values are shown in FIG. 4 (B). For example, as in the case of $4 Figure
When changing the range to 00℃ measurement range, change the RA from the upper
GZ=3α0%.

RAGS=50.0%とそれぞれ設定し、この設定デー
タを光デイジタル信号として変換装置に受信させること
で行う。すなわち、変換装置側では予め記憶されたレン
ジの内容が更新されて300℃〜800℃が入力00〜
100%として取扱われ、この測定範囲の入力が0〜1
00%として上位装置へ出力される。変換装置ではこの
更新されたメモリ内容を参照して次の演算を行ない、結
果を上位装置へ出力する。
This is done by setting RAGS=50.0% and having the conversion device receive this setting data as an optical digital signal. In other words, on the converter side, the contents of the range stored in advance are updated and 300°C to 800°C is input 00 to 800°C.
It is treated as 100%, and the input for this measurement range is 0 to 1.
It is output to the host device as 00%. The conversion device refers to this updated memory content, performs the next operation, and outputs the result to the host device.

こうして、RAGZ、RAGSのデータを上位機器から
光データ伝送することによシ、リモート。
In this way, RAGZ and RAGS data can be transmitted remotely by optical data transmission from the host device.

レンジ変更が実現されることになる。A range change will be realized.

以上の如くすることによ)、 (1)最大入力範囲において、測定範囲が従来の固定レ
ンジ方式に比べて制約されず、柔軟性をもってレンジ変
更が出来る。
(1) In the maximum input range, the measurement range is not restricted as compared to the conventional fixed range method, and the range can be changed with flexibility.

(2)入力の0〜100%に対して出力00〜100%
が正しく対応するので、入出力間の整合性が保たれる。
(2) Output 00-100% for input 0-100%
corresponds correctly, so consistency between input and output is maintained.

(3)遠隔で調整できるので、合理的で省力化がはから
れる。
(3) Since it can be adjusted remotely, it is rational and labor-saving.

(4)変換装置には種々の信頼性対策が盛シ込まれてい
るので、光7アイパケーブルに接続できる構成をとるこ
とによシ、リモート・レンジ設定・変更の際の信頼性が
保証される。
(4) Since the conversion device incorporates various reliability measures, reliability during remote range setting and changes can be guaranteed by adopting a configuration that allows connection to the optical 7-IPA cable. Ru.

(5)メモリのフレキシブルな性質を利用することによ
)、多点入力の各点それぞれに対してレンジ変更が容易
となシ、入力点数が増加しても柔軟に対応できる。
(5) By utilizing the flexible nature of memory, it is easy to change the range for each point of multi-point input, and it is possible to flexibly cope with an increase in the number of input points.

(6)メモリの利用によシ、上位からは入力全点に対し
てレンジを一括変更することも、各点毎にそれぞれレン
ジ変更をすることも可能であ)、極めて柔軟性に富む変
換装置とすることができる。
(6) By using memory, it is possible to change the range for all input points at once from the upper level, or for each point individually), making it an extremely flexible conversion device. It can be done.

などの利点がある。There are advantages such as

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、 (1)多点入力信号変換装置を、上位機器などに光ファ
・イバケーブルを介して接続し、光デイジタル信号で送
受信可能としたので、信号路に対する障害要素を除去す
ることができる。特に、入力点数が増大するシステムで
は、データの交信の信頼性が強く要求されるので、か瓦
る場合に用いて好適である。
According to the present invention, (1) Since the multi-point input signal conversion device is connected to host equipment etc. via an optical fiber cable and can transmit and receive optical digital signals, obstacles to the signal path are removed. be able to. In particular, in systems where the number of input points increases, reliability of data communication is strongly required, so it is suitable for use in cases where data communication is unstable.

(2)多点入力信号変換装置は、上位からの光デイジタ
ル信号によって、遠隔的に、レンジ変更を多点の入力の
各点すべてに対して柔軟に行い得る効果がある。
(2) The multi-point input signal converter has the advantage of being able to remotely and flexibly change ranges for all of the multi-point input points using optical digital signals from a host.

(3)1つの多点入力信号変換装置がそれ自体で信頼性
を考慮した1つの要素となるので、多点の入力信号を集
中的に変換させてデータ密度を向上させ、上位でさらに
データの集中化と管理を行うことに対し信頼性があると
ともに、データ集中・管理化に伴う合理化が達成できる
効果がある。
(3) Since one multi-point input signal conversion device itself becomes an element that takes reliability into consideration, multi-point input signals can be intensively converted to improve data density, and the data can be further processed at the upper level. There is reliability in centralizing and managing data, and it also has the effect of achieving rationalization associated with centralizing and managing data.

(4)これらの個々の効果を総合することによシ保守・
保全の容易化、経費の削減、変換装置の低廉化(ハイコ
ストパフォーマンス化)、なラヒニシステムの合理化・
省力化・高信頼化が実現できる効果がある。
(4) By integrating these individual effects, maintenance and
Easier maintenance, reduced costs, lower cost conversion equipment (higher cost performance), and rationalization of the Rahini system.
This has the effect of saving labor and increasing reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示す概要構成図、第2図は第
1図の動作を説明するための70ニチヤート、第3図は
本発明を含む計測システム全体の構成を示す概要図、第
4図は本発明によるレンジ設定・変更動作を説明するた
めの説明図、第5図は計測システムの従来例を示すブロ
ック図、第6図は変換装置の従来例を示すブロック図、
第7図はレンジ切換回路の具体例を示す回路図、第8図
は第7図でレンジ切換えをした場合の入力と出力との関
係を示すグラフである。 符号説明 1・・・・・・多点入力信号変換装置、2,4・・・・
・・光フアイバケーブル、6・・・・・・オプティカル
スターカブ5.5=マスタステーシヨン、11・・・・
・・検出回路、12・・・・・・増幅回路、13・・・
・・・マルチプレクサ、14・・・・・・V/F回路、
15・・・・・・処理装置(CPU)、1゛6・・・・
・・0/Eインタフエイス、17・・・・・・E10イ
ンタフェイス、18・・・・・・光コネクタ、31・・
・・・・検出器(センサ)、32・・・・・・補償導線
または導線、41.42・・・・・・正相増幅器(オペ
アンプ)、43・・・・・・アナログスイッチ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人弁理士 松 崎    清 「h 溝2図 IP協 4!0も 第4図 第 5 図 117図 剪8図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a 70-day diagram for explaining the operation of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the entire measurement system including the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining range setting and changing operations according to the present invention, FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example of a measurement system, and FIG. 6 is a block diagram showing a conventional example of a conversion device.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific example of the range switching circuit, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between input and output when range switching is performed in FIG. 7. Code explanation 1...Multi-point input signal converter, 2, 4...
...Optical fiber cable, 6...Optical Star Cub 5.5 = Master station, 11...
...Detection circuit, 12...Amplification circuit, 13...
...Multiplexer, 14...V/F circuit,
15... Processing unit (CPU), 1゛6...
...0/E interface, 17...E10 interface, 18...optical connector, 31...
...Detector (sensor), 32...Compensation conductor or conductor, 41.42... Positive phase amplifier (operational amplifier), 43... Analog switch. Agent: Akio Namiki, Patent Attorney: Kiyoshi Matsuzaki, Patent Attorney: h.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 少なくともディジタル処理機能を備え、複数の測定点か
ら計測信号を与えられてこれをそれぞれディジタル信号
に変換する多点入力信号変換装置において、 上位処理装置を含む他の機器との間で光ファイバケーブ
ルを介して情報を送受信するための光信号送受信手段を
設け、 前記他の機器から各測定点に対する測定レンジ設定・変
更のための情報を受信したときは、該情報に応じて各測
定点のディジタル計測値のレンジ設定・変更処理を行う
ことを特徴とする多点入力信号変換装置。
[Claims] A multi-point input signal conversion device that is equipped with at least a digital processing function and that receives measurement signals from a plurality of measurement points and converts them into digital signals, wherein An optical signal transmitting/receiving means is provided for transmitting and receiving information via an optical fiber cable between A multi-point input signal conversion device characterized by performing range setting and changing processing for digital measurement values at each measurement point.
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JP2006015818A (en) * 2004-06-30 2006-01-19 Yamaha Marine Co Ltd Outboard motor
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