JPH0420516B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、物理量などの変化を二線を介して受
信計器にアナログ信号として伝送する二線式の信
号伝送方式に係り、特に伝送器の外部から設定値
などのデータを通信器を用いて設定できる信号伝
送方式の改良に関する。

＜従来の技術＞ 伝送器の外部からリモート設定などができる通
信機能を有する従来の信号伝送装置（特開昭58−
85649号、名称「データ通信装置およびデジタル
データとアナログデータの交互に通信する方法」）
を第５図に示し、その要点を説明する。

１０はプロセス変数などを電気信号に変換して
伝送する送信器であり、直流電源１１から抵抗１
２を介して電力が供給される。電気信号は伝送線
₁，₂により電流信号として伝送され、抵抗１
２の両端に生ず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送信器１０より４〜
20mAの統一電流に変換されて伝送される。この
場合に、例えば圧力レンジを変更したりモニタし
たいときには送信器１０の外部より操作できれば
便利である。このため、通信器１３を送信器１０
の外部に接続線₁′，₂′を介して設置し、送信
器１０にデータ通信機能を持たせる様に構成した
ものである。

この様に構成されたデータ通信の動作を以下に
説明する。

通信器１３が送信器１０との通信開始に当つて
は、先ず通信器１３は伝送線₁，₂からただ１
つのデジタルビツト時間だけ16mAだけ余分の電
流を取り、送信器１０に通信の開始を知らせる。
送信器１０がこの電流変化を検出すると、１ビツ
ト時間だけ待ち、その出力電流を4mAに固定す
る。

この後、通信器１３によりスタートビツトとパ
リテイビツトを含めた各デジタルビツトに対して
4mAから20mAの変化を伝送線₁，₂に送出す
る。この電流変化は送信器１０により検出され、
各デジタルビツトが検出される。所定時間ｔだけ
持続する定常電流4mAにより示される通信の終
了を送信器１０が検知すると、送信器１０はその
伝送電流を４〜20mAの範囲内の以前のプロセス
変量レベルまで戻す。

これに対して、送信器１０から通信器１３への
デジタル通信に当つては、送信器１０はその伝送
電流をプロセス変量レベル４〜20mAから36mA
へ増加する。送信器１０はその電流レベルを１ビ
ツトの時間のあいだ維持し、それから電流レベル
を4mAまで低下させる。この4mAの電流レベル
も１ビツト時間だけ維持され、その時間が経過し
てから「スタート」ビツトにより情報の伝送が開
始される。送信器１０から通信器１３へのデジタ
ル通信が維持され、その通信動作が終るまで伝送
電流は各デジタルビツトに対して4mA〜20mAの
間で変化させられる。所定の時間ｔのあいだ伝送
電流が4mAに安定して保たれた後に通信動作が
終了する。この通信動作が終つた後で、送信器１
０は伝送電流を以前のプロセス変量レベル４〜
20mAへ戻すように伝送電流を調整する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、この様な従来の信号伝送方式で
は通信器からのデジタル信号を電流変化に対応さ
せて変化させるので外来ノイズに対して強くする
ためその振幅を4mA〜20mAと大きくとらなけれ
ばならないという問題点があり、更にこのためア
ナログ信号とデジタル信号とを同時に伝送するこ
ともできないのである。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、以上の問題点を解決するため、二
線を介して電源から電流の供給を受け物理量に対
応したアナログ信号を二線を介して受信計器に伝
送する二線式の信号伝送方式において、所定周波
数を有するバーストパルスの継続時間とその間隔
を設定値などのデータに対応して変調したデジタ
ル信号をアナログ信号に重畳させて二線に送出
し、このデジタル信号を二線を介して受信し周波
数を選別増幅した後にデータを解読しこのデータ
に対応したアナログ信号を二線に出力するように
し、更に受信計器の入力にフイルタを挿入するよ
うにしたものである。

＜作用＞ 特定の周波数をもつバーストパルスを用いてデ
ータを送受信するようにしたので外来ノイズには
強く、また受信計器の入力にフイルタを挿入する
だけでアナログ信号を伝送しながらデジタル信号
により設定値などを変更することができる。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例について図面に基づき説
明する。第１図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図である。

１４はプロセス変数などの物理量の変化を電気
信号に変換して伝送する伝送器であり、直流電源
１１から抵抗１２を介して電力が供給される。電
気信号は伝送器１４の出力端子T₁，T₂に接続さ
れた伝送線₁，₂により４〜20mAなどの統一
された電流信号として伝送され、抵抗１２の両端
に物理量に対応した電圧を発生させ、これを受信
計器１５で知る。

伝送線₁，₂には、伝送線₁′，₂′を介し
て通信器１６が接続されている。

１７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変換器）１８
でデジタル電圧に変換される。変換されたデジタ
ル電圧はマイクロコンピユータ１９内のリードオ
ンリーメモリ（ROM）あるいはランダムアクセ
スメモリ（RAM）に書込まれた演算手順により
マイクロプロセツサ（CPU）により演算が実行
され、デジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換
器）２０を介して加算点２１に出力される。

一方、受信回路２２は通信器１６より伝送線
_１′，₂′および₁，₂を介して送出されたデジ
タル信号を受信する。このデジタル信号は高周波
のバーストパルスを含んでいるが、受信回路２２
はこのデジタル信号中の高周波のバーストパルス
のみを増幅・検波してバーストパルスに対応した
デジタル信号を出力する。

２３は復調回路であり、受信回路２２のデジタ
ル信号の出力の間隔から伝送された各ビツトを判
定し、マイクロコンピユータ１９の扱うコード信
号に復調し、マイクロコンピユータ１９に出力す
る。

マイクロコンピユータ１９はこのコード信号を
解読し、必要に応じて変調回路２４を介して通信
器１６への伝送に使うバーストパルスを発生す
る。

電流制御回路２５は加算点２１で変調回路２４
からのバーストパルスとＤ／Ａ変換器２０からの
センサ１７の出力に対応したプロセス信号との和
がとられた和信号が入力され、伝送線にプロセス
信号に対応した電流（４〜20mA）とバーストパ
ルスを出力する。

次に、以上の如く構成された実施例の動作につ
き第２図、第３図を用いて説明する。

通信器１６は第２図イに示す構成のデジタル信
号C_Dを伝送線₁、₂に出力する。この場合のデ
ジタル信号C_Dはキヤリヤ周波数_c＝１〜50kHzの
バーストパルスが使用される。デジタル信号C_D
のうち、スタートパルスは持続時間がT_Sのバー
ストパルスでありこれに引き続いてオフ時間T_b
があり、この後、バーストパスルを含む時間間隔
がT₀、T₁に対応した論理レベル“０”，“１”を
有する所定ビツトa₀，a₁′〜a_o-1のデータビツト
が続き、最後にストツプパルスが来る構成となつ
ている。例えば、_c＝38kHz，T_S＝9mS，T_b＝
4.5mS，T₀＝1.25mS，T₁＝2.25mSなどが用いら
れる。

受信回路２２は、通信器１６からのデジタル信
号C_Dを伝送線₁，₂を介して伝送器１４の受信
回路２２で受信し、このデジタル信号C_Dのバー
ストパルスの持続時間T_Sまたはバーストパルス
の間隔（T_S＋T_b）をカウンタなどで計数し、第
２図ロで示すパルス信号C_Pを復調回路２３に出
力する。

復調回路２３はパルス信号C_Pの間隔をカウン
タなどで測り、このパルス信号C_Pのデータビツ
トの間隔がT₀のとき理論レベル“０”、T₁のとき
理論レベル“１”を受信したと判定しマイクロコ
ンピユータ１９に出力す。

マイクロコンピユータ１９はこれ等のデータを
解読し、伝送器１４の設定値を変更するときは必
要な処置を講じ、また通信器１６に変調回路２
４、電流制御回路２５、伝送線₁，₂を介して
応答する。この応答のタイミングは第３図に示す
ように通信器１６の第３図イに示す送信が終了し
てから所定時間T_tを経過した後に伝送器１４か
ら通信器１６に対して送信を開始する。この送受
信はあらかじめ定めたｎビツトのデータビツトの
送受信ごとに繰り返される。

なお、デジタル信号C_Dは第４図に示すように
バーストパルスの平均値がゼロになるように構成
すれば、より高精度の通信が可能となる。

また、受信計器１５の入力に簡単なフイルタを
設ければ、データ伝送用のバーストパルスを除去
してアナログ信号（４〜20mA）の再生ができる
ので、アナログ信号とデジタル信号を同時に伝送
することが可能となる。

＜考案の効果＞ 以上、実施例とともに具体的に説明した様に本
発明によれば、送受信に一定周波数のバーストパ
ルスを用い伝送器の受信回路に帯域フイルタなど
を用いて選別増幅する構成としたので、帯域外の
外来雑音を除去することができ、外来雑音による
誤動作が著じるしく低減され安定な伝送を行なう
ことができる。更に受信計器にフイルタを設ける
ことによりアナログ伝送をしながらデジタル通信
をも同時に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図は第１図に示す実施例の通信に用いるデジ
タル信号の波形を示す波形図、第３図は第１図に
おける通信器と伝送器の間の送受信の切換のタイ
ミングを示すタイミング図、第４図は第１図に示
す実施例の通信に用いる他のデジタル信号の波形
を示す波形図、第５図は従来の信号伝送方式を示
すブロツク図である。 １０……送信器、１１……直流電源、１３，１
６……通信器、１４……伝送器、１５……受信計
器、１７……センサ、１９……マイクロコンピユ
ータ、２２……受信回路、２３……復調回路、２
４……変調回路、２５……電流制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二本の伝送線を介して直流電源から電流信号
   の供給を受けた伝送器のセンサで検出した物理量
   に対応するアナログ信号を前記伝送線を介して受
   信計器に伝送する二線式の信号伝送方式におい
   て、所定周波数を有するバーストパルスを設定値
   などのデータに対応して変調したデジタル信号を
   前記伝送線に接続された通信器から前記アナログ
   信号に重畳させて前記伝送線に送出し、このデジ
   タル信号を前記伝送線を介して前記伝送器が受信
   してこれを復調手段によりマイクロコンピユター
   が判読できるコード信号として復調し、マイクロ
   コンピユータはこのコード信号の内容を解読して
   このコード信号に対応した前記アナログ信号を前
   記伝送線に出力し、必要に応じて前記コード信号
   に対応する実行結果を変調手段を介してバースト
   パルスの形のデジタル信号として前記アナログ信
   号に重畳して前記伝送線に出力することを特徴と
   する信号伝送方式。 ２ 前記受信計器の入力に前記バースパルスを除
   去するフイルタを設けることを特徴とする第１項
   記載の信号伝送方式。