JPH06189372A - 計装用インタフェース - Google Patents

計装用インタフェース

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JPH06189372A
JPH06189372A JP33899792A JP33899792A JPH06189372A JP H06189372 A JPH06189372 A JP H06189372A JP 33899792 A JP33899792 A JP 33899792A JP 33899792 A JP33899792 A JP 33899792A JP H06189372 A JPH06189372 A JP H06189372A
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弘 西田
Koujirou Yamada
絋二郎 山田
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紀一郎 本田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数の信号伝送を少数の信号線で行なうこと
により、配線の重量を低減することができる計装用イン
ターフェイスを提供すること。 【構成】 電源8と、出力抵抗9と、センサ2とを接続
してプラントの状態値を検出し、出力信号を発生するセ
ンサ装置と、この装置の出力端に設けられた抵抗体3
と、この抵抗体から得られる信号に基づき絶縁抵抗器4
と電圧・電流変換器5とを介してアナログ信号を発生す
る手段と、このアナログ信号の上下限値、変化率、アナ
ログ信号間の偏差量のいずれか一つ以上を判定してアナ
ログ信号の妥当性を判定するチェック回路7を設けた計
装用インターフェイス。 【効果】 インターフェイスの配線数を減らすことがで
きるとともに、得られた出力信号の妥当性、信頼性を向
上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、計装用インタフェース
に係わり、特にボイラなどのプラントの電気計装におい
て圧力、流量、温度等のセンサ信号を配線数を低減して
取込むのに好適な計装用インタフェースに関する。
【0002】
【従来の技術】ボイラの電気計装においては、例えば圧
力センサを例にあげると図4に示すように、配管1の所
定の1箇所の圧力を検出するのに圧力センサ2が3個接
続されており、その内訳はAPC( Automatic Plant C
ontrolの略) 用に2個計測できないプラントの状態量を
計算したりする計算機用に1個と合計3個の信号線が必
要である。従来はこれら3個の信号線を3対のケーブル
により配線していた。
【0003】ボイラにおいては圧力センサ2の置かれて
いる場所から制御装置11までの距離は200m以上あ
り、しかもこのような検出端が圧力、流量、温度その他
のセンサ等合わせると数百点にもなり配線ケーブルの重
量は相当に大きくなる。そこで1個のセンサから2個の
アナログ出力を電子回路により発生することを検討し
た。これにより配線数を低減することができることにな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、同一
箇所の圧力を多数の圧力センサで個別に計測するという
方法をとっているため、多くの信号線を制御装置のとこ
ろまで配線しなければならなかった。本発明の目的は、
多数の信号伝送を少数の信号線で行なうことにより配線
の重量を低減することができる計装用インタフェースを
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願の第1の発明は、プラントの物理的状態値を検出し
て検出値に従った信号を発生するセンサと、センサから
の信号をもとにアナログ信号を発生する計装用インタフ
ェースにおいて、上記センサからの信号を絶縁増幅器と
電圧・電流変換器を介してアナログ信号に変換して出力
する手段と、該アナログ信号の変化率、上限値、下限
値、アナログ信号間の偏差量のいずれか一つ以上をチェ
ックしてその結果を出力するチェック手段とを設けたこ
とを特徴とする計装用インタフェースに関する。
【0006】第2の発明は、電源と出力抵抗とセンサと
を接続してプラントの物理的状態をセンサにより計測し
て計測値に応じた出力信号を発生するセンサ装置と、こ
のセンサ装置の出力端に前記出力抵抗とは別に挿入した
抵抗体と、この抵抗体から得られる信号に基づき、絶縁
増幅器と電圧・電流変換器を介してアナログ信号を発生
する手段と、該アナログ信号の変化率、上限値、下限
値、アナログ信号間の偏差量のいずれか一つ以上を判定
するチェック回路とを設けたことを特徴とする計装用イ
ンタフェースに関する。
【0007】第3の発明は、電源と出力抵抗とセンサと
を接続してプラントの物理的状態をセンサにより計測し
て計測値に応じた出力信号を発生するセンサ装置と、こ
のセンサ装置の出力端に前記出力抵抗とは別に挿入した
抵抗体と、この抵抗体から得られる信号に基づき、絶縁
増幅器と電圧・電流変換器を介してアナログ信号を発生
する手段と、上記抵抗体から得られる信号をデジタル信
号に変換するA/D変換器と、該デジタル信号を入力
し、絶縁したシリアル信号として出力するパルスアンプ
手段と、アナログ信号の変化率、上限値、下限値、アナ
ログ信号間の偏差量のいずれか一つ以上を判定する手段
と、前記アナログ信号とシリアル信号を比較する手段と
を備え、前記アナログ信号の妥当性をチェックするよう
に構成したことを特徴とする計装用インタフェースに関
する。
【0008】
【作用】本発明は1個のセンサから、複数個のアナログ
出力を得られるようになっているため、電気計装の配線
作業は1対のケーブルだけでよいので配線の重量と工事
費を低減でき、アナログ信号の変化率、上下限、偏差等
をチェックすることにより信号の妥当性を判定できるよ
うになる。
【0009】
【実施例】本発明の1実施例を図1に示す。図1におい
て配管1の流体圧力を圧力センサ2で検知するとき、圧
力センサ2の出力側は通常4−20mAの出力端子3を
有している。したがって、通常は制御装置11の側で電
源8−3(例えば12V)と電流値を電圧に変換するた
めの出力抵抗9−3(例えば400Ω)を接続して、圧
力に応じた電圧出力を得られるようになっている。そこ
で抵抗9−3に直列に、圧力センサ2の動作に支障のな
い程度の微小抵抗3(例えば100Ω)を挿入し、その
出力を絶縁アンプ(入力側と出力側が別個の電源により
動作し、電気的に別回路である。マグアンプはその1
つ)4−1に接続する。
【0010】絶縁アンプ4−1の出力は4−20mA変
換器5−1に接続され、この4−20mA変換器の出力
が制御装置11に入力されることになる。さらに、抵抗
9−1に直列に、微小抵抗6−1を挿入し、その出力を
チェック回路7に入力する。同様に微小抵抗3の出力を
絶縁アンプ4−2に接続する。絶縁アンプ4−2の出力
は4−20mA変換器5−2に接続され、この4−20
mA変換器の出力が制御装置11に入力されることにな
る。さらに、抵抗9−2に直列に、微小抵抗6−2を挿
入し、その出力をチェック回路7に入力する。チェック
回路7の出力は制御装置11に送られる。
【0011】このように構成された装置において、つぎ
にその動作について述べる。圧力センサ2の通常の抵抗
9−3に直列に接続された抵抗3により出力される電圧
信号を絶縁アンプ4−1に入力することにより、信号電
圧を取出し、この電圧を4−20mA変換器5−1によ
り本来の圧力センサ出力と同じ出力を得るようにする。
このとき電源8−3と出力抵抗9−3を図示のように接
続することにより制御装置11にとっては圧力センサ2
が独立して3個あるのと同じ状態になる。これは絶縁ア
ンプ4−1、4−2により出力抵抗9の信号はお互いに
絶縁されているからである。
【0012】なお、圧力センサとしての出力抵抗9−3
の出力は図5に示すように入力(圧力)に対して、出力
は4−20mAの範囲で比例して出力されるようにな
る。ここで、抵抗9−1に直列に挿入された微小抵抗6
−1の出力をチェック回路7のアナログ入力とし、チェ
ック回路7ではこのアナログ入力の変化率、上下限のチ
ェックを行なう。例えば1msの間に0.75Vを越え
た変化をしたり、4.0Vを越えたり、0.8V以下の
信号のときチェック回路から異常信号を出力する。
【0013】そして、抵抗9−2に直列に挿入された微
小抵抗6−2の出力をチェック回路7のアナログ入力と
し、チェック回路7ではこのアナログ入力の変化率、上
下限のチェックを行なう。例えば1msの間に0.75
Vを越えた変化をしたり、4.0Vを越えたり、0.8
V以下の信号のときチェック回路から異常信号を出力す
る。
【0014】さらに、アナログ入力間の偏差が大きいと
き、例えば0.2Vを越えたとき、チェック回路から異
常信号を出力する。ここでチェック回路7の内部回路に
ついて述べる。図6において、点線で示す部分が図1の
チェック回路7に相当する部分である。抵抗6−1と6
−2の信号、つまり2個の信号がチェック回路7に入力
され、それぞれ図示のように微分回路15、比較器2
2、23、24、減算回路19に入力される。微分回路
15の出力は比較器22に入力され、変化率設定器16
で設定された所定の値と比較される。同様に比較器23
では、上限値設定器17で設定された値と比較し、比較
器24では下限値設定器18で設定された値と比較し、
その結果をオア回路26の入力とする。さらに、減算回
路19では、2個の信号の差をとり、これを絶対値回路
20の入力とし、その出力を比較器25の入力とする。
そして、偏差上限設定器21で設定された値と比較し、
その結果を図示のオア回路27の入力とする。そして、
オア回路26の出力をオア回路27の入力とするように
なっている。
【0015】つぎにチェック回路7の動作について説明
する。抵抗6−1と6−2の2個の信号をチェック回路
7に取込み、微分回路15により微分することにより、
信号の変化率を検出する。そして、この結果を比較器2
2に入力し、変化率設定器16と比較し、設定器16で
設定された値より、微分回路15の出力が大きいとき
は、変化率が大であるとし、比較器22の出力を‘H’
レベルにする。小さいときは変化率が正常であるとし
て、比較器22の出力を‘L’レベルにする。
【0016】つぎに比較器23では、入力信号と上限値
設定器17とを比較し、入力信号が上限値設定器17の
値より大きいときは、比較器23の出力を‘H’レベル
にする。逆に小さいときは‘L’レベルにする。つぎに
比較器24では、入力信号と下限値設定器18とを比較
し、入力信号が下限値設定器18の値より小さいときは
‘H’レベルにする。逆に大きいときは正常であるとし
て‘L’レベルにする。
【0017】そして、比較器22、23、24の出力は
オア回路26の入力とする。これにより、入力信号が変
化率大、上限値オーバー、下限値以下になったとき、オ
ア回路26の出力が‘H’レベルとなり、逆に正常値の
ときは‘L’レベルとなる。さらに2個の入力信号が減
算回路19に入力されて差をとり、これを絶対値回路2
0を介して、絶対値に変換した後に比較器25により、
偏差上限設定器21の値と比較し、差が設定器の値より
大きいときは、比較器25の出力を‘H’レベル、小さ
いときは‘L’レベルとする。比較器25の出力をオア
回路27の入力とし、さきのオア回路26の出力とオア
をとることにより、オア回路27の出力は、入力信号が
変化率大、上限値オーバー、下限値以下、偏差大のとき
‘H’レベルとなり、信号のチェックを行なうように動
作する。
【0018】本発明により絶縁アンプ4、4−20mA
変換器5等の故障時にこれを検知し異常判定を行なうこ
とができる。本発明の他の実施例を図2に示す。図2に
おいて図1と同じ番号は同じ作用をもつ。図1と異なる
ところは絶縁アンプ4−3を追加したことである。図2
において、配管1に接続された圧力センサ2の出力は通
常4−20mAの出力になっている。したがって、抵抗
9−3を接続して、圧力に応じた電圧出力を得られるよ
うになっている。そこで抵抗9−3に直列に、圧力セン
サ2の動作に支障のない程度の微小な抵抗3を挿入し、
その出力を絶縁アンプ4−1に接続する。
【0019】以下の接続は図1とほぼ同じであるが、図
1と異なるところは抵抗3の出力を絶縁アンプ4−3に
接続し絶縁アンプ4−3の出力をチェック回路7のアナ
ログ入力としていることである。したがって、チェック
回路7では抵抗6−1、6−2のアナログ信号と絶縁ア
ンプ4−3からの信号とで2アウトオブ3をとることに
より抵抗9−1と9−2との間に偏差大がおきたとき、
どちらのアナログ信号が正しいかを判定できることにな
る。チェック回路7では異常判定と同時にどちらの信号
が異常であるかを判定できることになる。
【0020】図2中のチェック回路7について、図7に
その内容を示す。図6と同じ記号は同じ機能を示す。そ
の動作も図6と同様であるので省略する。異なる所は図
7において、絶縁アンプ4−3の出力を取込み抵抗6−
1、6−2の信号の間に差が発生したとき、いずれの信
号が絶縁アンプ4−3の信号に近いかを判定し、近い方
を正、近くない方を誤りとして判定するようにしてい
る。
【0021】つまり、絶縁アンプ4−3の出力と、入力
信号との差を減算回路28によりとり、これを絶対値回
路29により、絶対値に変換し、その値を比較器30に
より、大小を判定する。そして29−1の出力が29−
2の出力より大きいときは、比較器30の出力が‘H’
となり、表示器31がONし、小さいときは表示器31
がOFFするようにする。すると表示器31がONして
いる時には、29−2の出力が小さいのであるから、抵
抗6−2の方の信号が正常で、抵抗6−1の信号が異常
になっているということが判定できることになる。
【0022】本発明により絶縁アンプ(4−1、4−
2、4−3)のうち1個が故障しても、また4−20m
A変換器(5−1、5−2)のうち1個が故障しても正
常な信号を判定することができる。本発明の他の実施例
を図3に示す。図1と同じ番号は同じ働きをするもので
ある。
【0023】図1と異なる所は、絶縁アンプ4−1、4
−2とは別に抵抗3の出力をアンプ12を介してA/D
変換器13の入力とし、さらにパルスアンプ14を介し
てチェック回路7の入力信号としていることである。こ
のようにすることにより抵抗3のアナログ信号をアンプ
12を介してA/D変換器13によりデジタル信号に変
換した後、シリアル信号としてパルスアンプ14で絶縁
をかねて伝達し、チェック回路の入力としている。した
がって、アンプ12は絶縁形ではないが、パルスアンプ
14のところで電気的に絶縁されることになり、図2の
実施例と同様の効果をもつ。
【0024】本発明により絶縁アンプ(4−1、4−
2)のうち1個が故障しても、または4−20mA変換
器(5−1、5−2)のうち1個が故障しても正常な信
号を判定することができる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、計装用インタフェース
の配線数を低減でき、またアナログ信号の変化率、上下
限、偏差等のチェックにより、信号の妥当性の検査がで
きるので、システムの重大なダウン、暴走を防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す図。
【図2】本発明の他の実施例を示す図。
【図3】本発明のさらに他の実施例を示す図。
【図4】従来技術を示す図。
【図5】本発明の補足説明の図。
【図6】図1中のチェック回路7を示す図。
【図7】図2中のチェック回路7を示す図。
【符号の説明】
1…配管、2…圧力センサ、3…抵抗、4…絶縁アン
プ、5…4−20mA(電圧・電流)変換器、6…抵
抗、7…チェック回路、8…電源、9…抵抗、10…イ
ンタフェース、11…制御装置、12…アンプ、13…
A/D変換器、14…パルスアンプ、15…微分回路、
16…変化率設定器、17…上限値設定器、18…下限
値設定器、19…減算回路、20…絶対値回路、21…
偏差上限設定器、22…比較器、23…比較器、24…
比較器、25…比較器、26…オア回路、27…オア回
路、28…減算回路、29…絶対値回路、30…比較
器、31…表示器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラントの物理的状態値を検出して検出
    値に従った信号を発生するセンサと、センサからの信号
    をもとにアナログ信号を発生する計装用インタフェース
    において、上記センサからの信号を絶縁増幅器と電圧・
    電流変換器を介してアナログ信号に変換して出力する手
    段と、該アナログ信号の変化率、上限値、下限値、アナ
    ログ信号間の偏差量のいずれか一つ以上をチェックして
    その結果を出力するチェック手段とを設けたことを特徴
    とする計装用インタフェース。
  2. 【請求項2】 電源と出力抵抗とセンサとを接続してプ
    ラントの物理的状態をセンサにより計測して計測値に応
    じた出力信号を発生するセンサ装置と、このセンサ装置
    の出力端に前記出力抵抗とは別に挿入した抵抗体と、こ
    の抵抗体から得られる信号に基づき、絶縁増幅器と電圧
    ・電流変換器を介してアナログ信号を発生する手段と、
    該アナログ信号の変化率、上限値、下限値、アナログ信
    号間の偏差量のいずれか一つ以上を判定するチェック回
    路とを設けたことを特徴とする計装用インタフェース。
  3. 【請求項3】 電源と出力抵抗とセンサとを接続してプ
    ラントの物理的状態をセンサにより計測して計測値に応
    じた出力信号を発生するセンサ装置と、このセンサ装置
    の出力端に前記出力抵抗とは別に挿入した抵抗体と、こ
    の抵抗体から得られる信号に基づき、絶縁増幅器と電圧
    ・電流変換器を介してアナログ信号を発生する手段と、
    上記抵抗体から得られる信号をデジタル信号に変換する
    A/D変換器と、該デジタル信号を入力し、絶縁したシ
    リアル信号として出力するパルスアンプ手段と、アナロ
    グ信号の変化率、上限値、下限値、アナログ信号間の偏
    差量のいずれか一つ以上を判定する手段と、前記アナロ
    グ信号とシリアル信号を比較する手段とを備え、前記ア
    ナログ信号の妥当性をチェックするように構成したこと
    を特徴とする計装用インタフェース。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09233569A (ja) * 1996-02-28 1997-09-05 Mitsubishi Electric Corp 環境計測制御装置
CN105628167A (zh) * 2016-01-04 2016-06-01 广东美的厨房电器制造有限公司 重量传感器电路和烹饪器具

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09233569A (ja) * 1996-02-28 1997-09-05 Mitsubishi Electric Corp 環境計測制御装置
CN105628167A (zh) * 2016-01-04 2016-06-01 广东美的厨房电器制造有限公司 重量传感器电路和烹饪器具

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