JPH03104000A

JPH03104000A - 信号伝送器

Info

Publication number: JPH03104000A
Application number: JP24253389A
Authority: JP
Inventors: Mikio Oura; 大浦　幹夫
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1989-09-19
Filing date: 1989-09-19
Publication date: 1991-04-30
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2712625B2

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】く産業上の利用分野〉本発明は、マイクロプロセッサを搭載し、プロセスにお
いて検出した各種のプロセス量（物理量）を電気信号で
伝送する信号伝送器に関し、更に詳しくは、マイクロプ
ロセッサの動作が異常になった場合でも、所定の精度の
信号を引き続いて出力し、安全性及び信頼性を確保する
ことの可能な信号伝送器に関する。

く従来の技術〉温度や圧力、流量等のプロセス量は、各種のセンサによ
って検出され、その後信号伝送器によりゼロ点やスパン
調整等が行われ、例えば４〜２０ｍＡのように規格化さ
れた信号に変換されて、計器室に伝送される。

この様な信号伝送器の最近のものは、内部にマイクロプ
ロセッサを搭載しており、そのインテリリジエンス機能
を利用して、ゼロ点やスパン調整、さらには必要な演算
等を行うように構成されている。

く発明が解決しようとする課題〉従来のマイクロプロセッサを搭載したこの種の信号伝送
器は、マイクロプロセッサが動作異常になると、出力信
号が得られなくなったり、上下限のリミット値になった
りする不具合があった。

本発明は、この様な点に鑑・みてなされたもので、マイ
クロプロセッサが動作異常になっても、所定の精度を有
する出力信号を引き続いて出力できる信号伝送器を提供
することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉前記した課題を解決する本発明は、伝送すべき信号を出力するセンサ部と、このセンサ部か
らの電気信号を増幅するプリアンプと、このプリアンプからの信号を受け、ゼロ点、スパン値の
調整を行う変換増幅器と、前記プリアンプからの信号を受け、これをディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器からの
信号を人力するマイクロプロセッサと、このマイクロプロセッサからの演算出力をアナログ信号
に変換するＤ／Ａ変換器と、前記マイクロプロセッサの動作異常を監視する監視手段
と、前記変換増幅器からの信号と、前記Ｄ／Ａ変換器からの
信号のいずれかを、前記監視手段からの信号に従って切
換えて出力するスイッチと、このスイッチで選択された
信号を電流信号に変換する電圧／電流変換部とを備えて構威される。

〈作用〉３マイクロプロセッサの動作が正常のとき、スイッチはこ
のマイクロプロセッサからの出力を選択している。この
状態で、変換増幅器はプリアンプからの信号を人力し、
ゼロ点、スパン値の調整を行い常時その信号をスイッチ
に向けて出力している。この時ゼロ点、スパン値の調整
はマイクロプロセッサの出力に基づいて制御されている
。

監視手段がマイクロプロセッサの動作異常を検出すると
、スイッチは変換増幅器の出力信号を選択し、ここから
の信号をスイッチを経て電圧／電流変換部に出力する。

く実施例〉以下図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。図において、１はセンサ部で、ここでは例えば圧力
信号を受け、電極間の距離を変えて容量変化とし、これ
を電気信号に変換することで圧力を検出するようなセン
サを例示している。

２はセンサ部１からの電気信号を増幅するプリ４アンプ、３はプリアンプ２からの信号を受け、ゼロ点、
スパン値の調整を行う変換増幅器である。

４はプリアンプ２からの信号を受け、これをディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５はＡ／Ｄ変換器４から
の信号を人力するマイクロプロセッサ、６はマイクロプ
ロセッサ５からの演算出力をアナログ信号に変換するＤ
／Ａ変換器である。

７１．７２はマイクロプロセッサ５にバスを介して接続
されるメモリで、ＲＯＭ及びＲＡＭが用いられている。

８はマイクロプロセッサ５の動作異常を監視する監視手
段で、例えばウォッチドックタイマーが用いられている
。９は変換増幅器３からの信号と、Ｄ／Ａ変換器６から
の信号のいずれかを、監視手段８からの信号に従って切
換えて出力するスイッチである。

１０はスイッチって選択された信号を電流信号に変換す
る電圧／電流変換部（Ｖ／Ｉ変換部）で、ここからの電
流信号は、例えば４〜２０ｍＡの規格化された電流信号
となって、計器室等に伝送される。１１は電源部で、停
電，復電の管理や、内部で使用する電力を各部分に供給
する。なお、この電源部は、電池を内部に持つものでも
よいし、例えば伝送路が２線式で構或される場合は、受
信端側から２線伝送路を介して送られる電力を利用する
ものでよい。

第２図は、第１図における変換増幅器３の具体的な構成
を示すブロック図である。

３１はＯＰアンプ、３２はゼロ調整用の抵抗で、ここで
分圧された電圧はＯＰアンプ３１の一方の入力端に印加
されている。３３はＯＰアンプの出力端に接続されたス
パン調整用の抵抗で、ここで分圧された電圧は、ＯＰア
ンプ３１の他方の入力端に帰還されている。

ここで、ゼロ調整用の抵抗３２及びスパン調整用の抵抗
３３は、いずれも例えばＥＥＰＲＯＭと抵抗で構成され
る電子ボリュームが用いられており、マイクロプロセッ
サ５からの信号によって、制御が可能のように構成され
ている。

このように構威した装置の動作を説明すれば以下の通り
である。

第３図は、動作の一例を示すタイムチャートである。こ
こでは、装置の電源が投入された時点からの動作を例示
してある。

（イ）に示すように電源がオンされると、電源部１１が
これを検出し、伝送器の最少駆動電圧以上になった時点
で、（口）に示すように復電管理信号ａを監視手段８に
出力する。監視手段８は、この復電管理信号ａを受ける
と、ＣＰＵリセット信号ｄを（ホ）に示すように出力（
ローレベルからハイレベル）シ、マイクロプロセッサ５
をスタートさせる。マイクロプロセッサ５は、所定の初
期処理を実行後、通常の入出力演算を開始した時、監視
手段８に一定周期Ｔ１で、（二）に示すようにリセット
信号Ｃを出力する。このリセット信号（ローレベル信号
）Ｃはマイクロプロセッサ５が正常な動作を続けている
間は、定周期Ｔ１で出力される。

監視手段８は、マイクロプロセッサ５から一定周期でリ
セット信号Ｃが出力されている間は、出７力制御信号ｂを（ハ）に示すようにローレベルにする。

この出力制御信号ｂは、変換増幅器３、マイクロプロセ
ッサ５およびスイッチ９に与えられており、スイッチ９
は、出力制御信号ｂがローレベルの間は、（へ）に示す
ように、接点９Ａ側に接続され、Ｄ／Ａ変換器６を介し
てマイクロプロセッサ５からの信号を選択し、Ｖ／Ｉ変
換部１０を経て出力する。

この様なマイクロプロセッサ５の動作が正常に行われて
いる間は、マイクロプロセッサ５は、プリアンプ２の出
力をＡ／Ｄ変換器４を介して入力し、ゼロ点，スパン調
整，リニア演算，温度補正演算等を行い、その演算結果
をＤ／Ａ変換器６およびスイッチ９を経て、Ｖ／Ｉ変換
部１ｏ出力する動作をしている。また、変換増幅器３に
対しては、ゼロ点調整用抵抗３２やスパン値調整用抵抗
３３の制御信号を出力している。

ここで、プリアンプ２の出力は、例えばセンサ部１がＯ
〜２　０　Ｋ　ｇ　ｆ　／　ｃ　ｍの圧力を検出するの
対して、１ｖ〜５ｖの電圧を出力するものとする。

８そして、マイクロプロセッサ５は、０〜ＩＯＫｇ　ｆ　
／　ｃ　ｍの測定レンジが設定された時点で、変換増幅
器３に対して、そのゲインを２倍、プリアンプ２の出力
１〜３Ｖに対しては、１〜５Ｖの電圧を出力するように
、各抵抗の値を制御する。

マイクロプロセッサ５が正常動作を行っている状態から
、動作異常になると、（二）の破線部分に示すように、
マイクロプロセッサ５からリセット信号Ｃが監視手段８
に出力されなくなる。

監視手段８は、一定周期でリセット信号Ｃが出力されな
いのを受け、マイクロプロセッサの動作異常を検出し、
（ハ）に示すように、出力制御信号ｂをハイレベルにす
ると共に、（ホ）に示すようにマイクロプロセッサ５に
対して、一定周期Ｔ２でＣＰＵリセット信号ｄを出力し
、マイクロプロセッサ５の動作回復を待つ。

出力制御信号ｂがハイレベルになると、スイッチ９は、
接点９Ｂ側に接続され、変換増幅器３からの出力を選択
し、Ｖ／Ｉ変換部１０に出力する。

ここで、変換増幅器３は、既に０〜１０Ｋｇｆ／　ｃ　
ｍの測定レンジが設定された時点で、マイクロプロセッ
サ５からの制御信号により、プリアンプ２の出力１〜３
Ｖに対して、１〜５ｖの電圧を出力するように、各抵抗
の値が設定されているので、マイクロプロセッサ５から
の演算結果に近い値（演算精度は落ちる）を引き続き出
力することとなる。

以上の動作により、マイクロブロセッザ５の動作が異常
になっても、Ｖ／Ｉ変換部１０からは、変換増幅器３に
より一定の精度の出力信号を引き続いて出力させること
ができる。しかも、マイクロプロセッサ５による出力信
号と、変換増幅器３による出力信号とは、ほぼ同じ値に
なるものであるから、この切り換えは、出力信号に大き
なバンプを引き起こすこと無く、スムーズに行える。

マイクロプロセッサ５の動作が正常に回復すると、マイ
クロプロセッサ５は監視手段８に対して、（二）に示す
ようにリセット信号Ｃが再び出力されるようになり、こ
れを受けた監視手段８は、出力制御信号ｂを（ハ）に示
すようにローレベルにし、スイッチ９は（へ）に示すよ
うに接点９Ａ側に接続され、マイクロプロセッサ５から
の出力をＤ／Ａ変換器６、スイッチ９を経て再び出力す
る。

なお、上記の実施例では、センサ部１は圧力信号を容量
変化により検出するものを例示したが、測定プロセス量
に従って、各種のセンサが使用可能である。

く発明の効果〉以上詳細に説明したように、本発明によれば、マイクロ
プロセッサが何等かの原因で動作異常になったとしても
、変換増幅器の動作により引き続き一定精度の出力信号
を出力できるもので、信頼性の高い信号伝送器が提供で
きる。

本発明は、比較的安価に高い信頼性が要求される原子力
プラントや、重要なプラントに用いられる信号伝送器に
適用して、効果が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は第１図における変換増幅器の具体的な構或を示すブ
ロック図、第３図は動作の一例を１１１　２示すタイムチャートである。１・・・センサ部　　　　２・・・プリアンプ３・・・
変換増幅器　　　４・・・Ａ／Ｄ変換器５・・・マイク
ロプロセッサ　６・・・Ｄ／Ａ変換器７１．７２・・・
ＲＯＭ，ＲＡＭ８・・・監視手段　　　　９・・・スイッチ１０・・・
電圧／電流変換部（Ｖ／Ｉ変換部）１１・・・電源部１　３ −８７４−

Claims

【特許請求の範囲】伝送すべき信号を出力するセンサ部と、このセンサ部からの電気信号を増幅するプリアンプと、このプリアンプからの信号を受け、ゼロ点、スパン値の
調整を行う変換増幅器と、前記プリアンプからの信号を受け、これをディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器からの信号を入力するマイクロプロセ
ッサと、このマイクロプロセッサからの演算出力をアナログ信号
に変換するＤ／Ａ変換器と、前記マイクロプロセッサの動作異常を監視する監視手段
と、前記変換増幅器からの信号と、前記Ｄ／Ａ変換器からの
信号のいずれかを、前記監視手段からの信号に従って切
換えて出力するスイッチと、このスイッチで選択された
信号を電流信号に変換する電圧／電流変換部とを備え、前記変換増幅器はゼロ点、スパン値の調整が前記マイク
ロプロセッサの出力に基づいて制御され、前記監視手段
がマイクロプロセッサの動作異常を検出すると、前記変
換増幅器の出力がスイッチを経て電圧／電流変換部に出
力されるようにした信号伝送器。