JPH02177730A - ２線式信号伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、物理量を２線を介して負荷に伝送する２線式
信号伝送方法に係り、特に信号伝送装置の外部から設定
値などのデータをハンドベルトターミナルなどを用いて
デジタル的に設定できる２線式信号伝送方法の改良に関
する。

〈従来の技術〉 第２図は従来の２線式の信号伝送装置の構成を示すブロ
ック図である。

１０はプロセス変数などの物理量を電気信号に変換して
伝送する伝送装置であり、直流電源１１から負荷１２を
介・して電力が供給される。この電気信号は伝送線！、
。、１２゜により電流信号として伝送され、負荷１２の
両端に生じる電圧変化を検出してプロセス変数を知る。

電流信号は、例えば配管中の圧力に対応したレンジに設
定された伝送装置１０より４〜２０ｍＡの統一電流に変
換されて伝送されると共にモニタＬＣＤに例えば４桁の
デジタル表示される。

この場合に、例えば圧力レンジを変更したり或いはモニ
タしたいときには伝送装置１０の外部から操作できれば
便利である。

このため、ハンドベルトターミナル１３を伝送線ｌｔｏ
、ｉ’２ａに接続線１１１．１２１を用いて必要に応じ
て接続し、かつ伝送装置１０にハンドベルトターミナル
１３との専用のデータ通信機能を持たせて、ハンドベル
トターミナル１３から伝送装置１０にパラメータ変更な
どのデジタルデータを送信する。

この通信に際しては、ハンドベルトターミナル１３から
負荷１０に対してパルス状のデジタル電流を送出するこ
とにより、負荷１２の両端にデジタル電圧Ｖｏを発生さ
せこのデジタル電圧Ｖｏを伝送線！、。、１２゜の両端
に発生しているアナログの線間電圧ｖ１に重畳してこの
和電圧（Ｖ。

十■１）を伝送線１＋　ｏ　、　１２゜を介して伝送装
置１０に送信する。一方、伝送装置１０からは出力電流
にパルス状のデジタル信号をアナログの出力電流ＩＬに
電流パルスＩＯとして重畳して伝送線１＋　ｏ　、１２
゜に送出し、ハンドベルトターミナル１３は負荷１２に
発生する電流パルス■ｏによる電圧を検出することによ
りデジタル信号を受信する。

これ等の場合の通信に用いる負荷１２の両端にハンドベ
ルトターミナル１３から送出されるデジタル電圧Ｖ□の
振幅値と、伝送装置１０によって電流パルスＩｏとして
送出され負荷１２の両端に発生するパルス状の電圧の振
幅値とは慣習的に通常同一の大きさに選定された振幅値
を用いてデジタル通信がなされている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような２線の伝送線１＋ｏ、１２ｏ
を介して伝送装置１０から４〜２０ｍＡの出力電流ＩＬ
を送出し、このうちベース電流である４ｍＡ以下の電流
で負荷側から伝送装置１０の電源の供給を受ける信号伝
送方法では、この出力電流ＩＬに重畳できるデジタル信
号の電流パルスの振幅値は（４ｍＡ−伝送装置１０の消
費電流）の余裕、例えば１ｍＡの電流振幅しか許容され
ないことになる。そして、これと同一基準でハンドベル
トターミナル１３からデジタル信号を伝送装置１０に伝
送する従来の信号伝送方法では、伝送装置１０と負荷側
との距離が長い伝送線！、。〜１２゜の途中でノイズを
受け、信号の送受に亘り正確に情報が伝送されないとい
う問題がある。

く課題を解決するための手段〉 そこで、少なくともハンドベルトターミナル１３から伝
送装置１０側にだけはノイズに妨害されること無くデジ
タル信号を正確に伝送すれば、これにより伝送装置１０
に所定の設定などをすることができるので一応の目的は
達することが出来ることを考慮して、本発明は、負荷側
から２線の伝送線を介して電源の供給を受けて測定すべ
き物理量を電気信号に変換しこれをマイクロプロセッサ
により信号処理して伝送線を介して負荷側の負荷に電流
信号として伝送し必要に応じて伝送線にデジタル信号を
電流パルスとして重畳して伝送し外部からは電圧パルス
としてデジタル信号を受信して外部とデジタル通信をす
る２１１１式信号伝送方法において、負荷の両端におい
て電流パルスによって発生するデジタル信号の振幅に対
して電圧パルスによって発生するデジタル信号の振幅を
大きくしてデジタル通信をするようにしたものである。

く作　用〉 伝送装置からは電流パルスとしてハンドベルトターミナ
ルからは電圧パルスとしてこれ等の間で情報をやり取り
する２線式信号伝送方法において、負荷の両端において
電流パルスによって発生するデジタル信号の振幅に対し
て電圧パルスによって発生するデジタル信号の振幅を大
きくしてデジタル通信をする。

、〈実施例〉 第１図は本発明の信号伝送方法に採用される信号伝送装
置のブロック図である。

１４は伝送装置、１５は受信計器、１６はハンドベルト
ターミナルである。伝送装置１４はプロセス変数等の物
理量を電流信号ＩＬに変換して、伝送線１．ｏ、１２ｏ
を介して受信計器１５に電流伝送する。一方、ハンドベ
ルトターミナル１６は伝送線！、。、Ｉ！２゜に接続線
ｌ１１１．１２１を介して任意に接続できるようになっ
ている。

このうち、伝送装置１４は次のように構成されている。

ＳＮＲは圧力／差圧などを検出して電気信号に変換する
センサであり、変換されたアナログ信号はアナログ／デ
ジタル変換器Ａ／Ｄでデジタル信号に変換されマイクロ
プロセッサμＰＯを介してメモリＭＥＭの中のランダム
アクセスメモリ部分に格納される。マイクロプロセッサ
μＰ０はこの格納されたデジタル信号を用いてメモリＭ
ＥＭの例えばリードオンリーメモリ部分に書き込まれた
演算手順によりリニアライズなどの所定の演算を実行し
、デジタル／アナログ変換器Ｄ／Ａ、加算器ＡＤＤを介
して出力回路ＯＰＣに出力する。

一方、マイクロプロセッサμＰＯでの所定の演算結果は
内蔵のモニタＬＣＤに必要な桁数でデジタル表示される
。

出力回路ＯＰＣはデジタル／アナログ変換器Ｄ／Ａでア
ナログ信号に変換され、加算器ＡＤＤを介して得た電圧
信号を４〜２０ｍＡの統一された電流信号ＩＬに変換し
て伝送線ｌ＋ｏ、１２ｏを介して受信計器１５に伝送す
る。

また、出力口Ｆ！ＩＩｏｐｃはｔ原信号ｒＬの一部を用
いて伝送装置１４の内部回路の電源を作る。

Ｉ　ＰＣ，はハンドベルトターミナル１６とデータ通信
をするためのインターフェイスであり、伝送＠ｌ＋ｏ、
１２ｏとマイクロプロセッサμＰ。

との間に接続され、伝送線１１゜、１２ｏからのバース
ト波状の電圧パルスＶａとして入力されるデジタル信号
を並列データとしてマイクロプロセッサμＰＯに伝送す
る。

逆にマイクロプロセッサμＰ、からはデータを直列信号
としてバースト波変換回路ＢＣＣに出力し、加算器ＡＤ
Ｄはこのバースト波状の電圧パルスをデジタル／アナロ
グ変換器Ｄ／Ａの出力と加算して出力回路ＯＰＣを介し
て電流パルスＩｄとして伝送線！１゜、／２゜に伝送す
る。

次に、ハンドベルトターミナル１６は次のように構成さ
れている。

ＳＥＲはオペレータが操作する設定器であり、モニタが
内蔵されている。伝送装置１４のモデル要求、表示周期
の変更、レンジの変更、異常の検出、或いは電流信号Ｉ
Ｌの値の表示など各種の設定或いは要求をすることがで
きる。

μＰ、はマイクロプロセッサであり、例えば設定器ＳＥ
Ｒからのデータが入力され、メモリＭＥＭ、に格納され
た処理手順にしたがってインターフェイスＩ　ＦＣＩ　
を介して負荷１２にバースト波状のパルス電流をデジタ
ル信号として送出し、ここで電圧パルスｖｄに変換され
て伝送線１ｔｏ、１２ｏの両端の電圧を変動させる。こ
の電圧変動を伝送装置１４のインターフェイスＩＦＣＯ
が検出する。

また、マイクロプロセッサμＰ、は伝送装置１４からの
応答データとしての電流パルスＩｄによる負荷１２での
電圧変化をインターフェイスＩＦＣ５を介してメモリＭ
ＢＭＩに取り込み、さらにメモリＭＥＭ、に格納された
処理手順にしたがって解読し、設定器ＳＥＲのモニタに
表示する。

以上の信号伝送方法において、負荷１２の抵抗をＲＬと
すれば、Ｒｔｌａ＜Ｖｄのように電流パルスと電圧パル
スのレベルを選定する。＠流パルスＩｄの振幅は伝送装
置の中で消費する電流の大きさに依存し、大きな振幅を
確保することは出来ないが、電圧パルスｖｄは余裕があ
るので大きな振幅を確保することができる。

バースト波状の電流パルスＩｄは例えば±１ｍＡ、負荷
１２にハンドベルトターミナルから流すバースト波状の
電流パルスは電流パルス１ｄの５倍の例えば±５ｍＡな
どに選定する。

〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように本発明によ
れば、ハンドベルトターミナルからの電圧パルスとして
のデジタル信号を大きく選定することができるので、伝
送装置１４へのデジタル信号の伝送についてはノイズの
影響を受けがたい信号伝送方法とすることができ、伝送
装置へのデータの設定を確実にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の信号伝送方法に採用される信号伝送装
置の構成を示すブロック図、第２図は従来の２１１式の
信号伝送装置の構成を示すブロック図である。 １０．１４・・・伝送装置、１１・・・直流電源、１２
・・・負荷、１３．１６・・・ハンドベルトターミナル
、１５・・・受信計器、ＳＮＲ・・・検出器、μＰｏ、
μＰ１・・・マイクロプロセッサ、Ｉ　ＦＣｏ　、Ｉ　
ＦＣ＋・・・インターフェイス、Ｍ　Ｅ　Ｍｏ　、Ｍ　
Ｅ　Ｍ　Ｈ・・・メモリ、ＳＥＲ・・・設定器、ＡＤＤ
・・・加算器、ＢＣＣ・・・バースト波変換回路、ＬＣ
Ｄ・・・モニタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　負荷側から２線の伝送線を介して電源の供給を受けて
   測定すべき物理量を電気信号に変換しこれをマイクロプ
   ロセッサにより信号処理して前記伝送線を介して前記負
   荷側の負荷に電流信号として伝送し必要に応じて前記伝
   送線にデジタル信号を電流パルスとして重畳して伝送し
   外部からは電圧パルスとしてデジタル信号を受信して外
   部とデジタル通信をする２線式信号伝送方法において、
   前記負荷の両端において電流パルスによって発生するデ
   ジタル信号の振幅に対して前記電圧パルスによって発生
   するデジタル信号の振幅を大きくしてデジタル通信をす
   ることを特徴とする２線式信号伝送方法。