JPH0799695A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、各種プロセス量をディジタル符号と
既存のアナログ電流信号との両方に対応して伝送できる
ようにする。 【構成】各種プロセス量をディジタル符号として制御監
視装置に伝送する通信装置において、アナログの電流信
号として伝送する場合には、ディジタル符号を送受信回
路(2) によりそのプロセス量に応じたパルス幅に制御
し、この後に、このパルス幅制御されたディジタル符号
を出力回路(7) により平滑及び電流制御して電流信号に
変換して送信する。従って、各種プロセス量を、ディジ
タル符号、又はアナログの電流信号により制御監視装置
に伝送できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラントにおける圧力
や流量などの各種プロセス量をディジタル符号として制
御監視装置に伝送する通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラントの制御監視には、圧力や流量な
どの各種プロセス量を検出するために多数のセンサが用
いられており、これらセンサの各出力信号は、中央に設
置されている制御監視装置に伝送されている。この制御
監視装置は、各センサから送られている各出力信号を入
力し、各種処理を実行して各種プロセスの制御監視を行
っている。

【０００３】ところで、これらセンサから制御監視装置
に伝送される各種プロセス量の信号は、電流信号４〜２
０ｍＡのアナログ信号が用いられている。これに対し、
アナログ信号に代わって各種プロセス量を含む全ての情
報をディジタル符号化して伝送するフィールドバス方式
がある。なお、この方式は、各センサからの各種プロセ
ス情報等を通信バスを通して制御監視装置に吸い上げる
ことからフィールドバス方式と称している。

【０００４】この方式は、各種プロセス量を図４に示す
マンチェスタ符号を表す「０」「１」の信号として伝送
するものとなっている。このマンチェスタ符号は、１周
期中においてハイレベルとローレベルとの割合は等しく
デューティー比５０％となっている。

【０００５】しかしながら、このフィールドバス方式を
プラントの制御監視装置に用いた場合には、上記の如く
４〜２０ｍＡＤＣの電流信号を用いるセンサ、つまりア
ナログ計器との互換性が全くなく、このため電流信号を
入力して表示等を行うアナログ計器は、全く使用できな
くなる。換言すればフィールドバス方式は、アナログ電
流信号により伝送を行う設備に対して全く利用できな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにディジタ
ル符号のみの伝送では、アナログ計器との互換性が全く
なく、アナログ計器を全く使用できなくなる。そこで本
発明は、各種プロセス量をディジタル符号と既存のアナ
ログ電流信号との両方に対応して伝送できる通信装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、各種
プロセス量をディジタル符号として制御監視装置に伝送
する通信装置において、ディジタル符号を各種プロセス
量に応じたパルス幅に制御するパルス幅制御手段と、こ
のパルス幅制御されたディジタル符号を平滑及び電流制
御して電流信号に変換する電流制御手段と、を備えて上
記目的を達成しようとする通信装置である。

【０００８】

【作用】請求項１によれば、各種プロセス量をディジタ
ル符号として制御監視装置に伝送する通信装置におい
て、アナログの電流信号として伝送する場合には、ディ
ジタル符号をパルス幅制御手段により各種プロセス量に
応じたパルス幅に制御し、この後に、このパルス幅制御
されたディジタル符号を電流制御手段により平滑及び電
流制御して電流信号に変換する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は通信装置を適用した各種プロセス
量を検出するセンサの構成図である。なお、ここでは、
通信に直接関係する構成要素のみ示してある。

【００１０】ＣＰＵ１には、送受信回路２が接続されて
ＣＰＵ１から送受信回路２に対して各種プロセスデータ
３が送られるようになっている。この場合、各種プロセ
スデータ３は、４バイトの浮動少数点形式で表現されて
いる。

【００１１】又、ＣＰＵ１は、送受信回路２に対して各
種プロセス量に応じたデューティー比を示す信号４を送
り、かつ切替回路５に対してアナログ／ディジタル切替
信号６を送出する機能を有している。

【００１２】すなわちＣＰＵ１は、マンチェスタ符号に
よるディジタル伝送を行う場合、デューティー比５０％
を示すデューティー比信号４を送出し、かつディジタル
への切替信号６を送出するものとなる。

【００１３】送受信回路２は、ＣＰＵ１からの各種プロ
セスデータを受け、この各種プロセスデータをマンチェ
スタ符号に変換し、この後、ディジタル伝送であれば、
マンチェスタ符号の状態で送信し、かつアナログ送信で
あれば、図２に示すように各種プロセス量に応じたデュ
ーティー比信号４に従ってマンチェスタ符号をパルス幅
制御して送信する機能を有している。

【００１４】切替回路５は、ＣＰＵ１からのアナログ／
ディジタル切替信号６を受けて切替え動作するもので、
アナログ用端子ａ及びディジタル用端子ｂを有してい
る。このうちアナログ用端子ａには、出力回路７が接続
されている。

【００１５】この出力回路７は、送受信回路２からのパ
ルス幅制御されたマンチェスタ符号を平滑し、この平滑
により得られる電圧信号を４〜２０ｍＡＤＣのアナログ
の電流信号に変換出力する機能を有している。

【００１６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。 (1) ディジタルによる伝送の場合 ＣＰＵ１は、送受信回路２に対してデューティー比５０
％を示すデューティー比信号４を送出し、これと共に切
替回路５に対してディジタル切替信号６を送出する。こ
れにより、切替回路５は、その切替端子をディジタル用
端子ｂに切替接続する。

【００１７】この状態にＣＰＵ１から各種プロセスデー
タが送出されると、送受信回路２は、各種プロセスデー
タをデューティー比５０％のマンチェスタ符号に変換出
力する。すなわち、ＣＰＵ１から送受信回路２に送られ
る各種プロセスデータは、４バイトの浮動少数点形式に
より表現されている。

【００１８】送受信回路２は、この各種プロセスデータ
を、ビットが時系列に並んだシリアルデータに変換出力
する。このとき、ビットは、次式により示すマンチェス
タ符号により表現される。

【００１９】 デューティー比＝パルスのハイレベル時間／パルス１周期 …(1) かくして、このマンチェスタ符号が、切替回路５のディ
ジタル用端子ｂを通って制御監視装置に伝送される。 (2) アナログによる伝送の場合、 ＣＰＵ１は、切替回路５に対してアナログ切替信号６を
送出する。これにより、切替回路５は、その切替端子を
ディジタル用端子ａに切替接続する。

【００２０】この状態にＣＰＵ１は、送受信回路２に対
して各種プロセスデータを送り、これと共に各種プロセ
スデータに応じたデューティー比を示すデューティー比
信号４を送出する。

【００２１】この送受信回路２は、各種プロセスデータ
を上記式(1) により示されるマンチェスタ符号に変換
し、この後に１ビット内のパルス幅を図２に示すように
各種プロセスデータに応じて可変制御する。

【００２２】この場合、マンチェスタ符号パルス幅の制
御は、１ビット内の全周期に亘って行うのでなく、可変
範囲ｓ内で各種プロセス量４〜２０ｍＡＤＣに応じたパ
ルス幅に可変制御する。

【００２３】このパルス幅制御された符号は、切替回路
５のアナログ用端子ａを通って出力回路７に入力する。
この出力回路７は、入力したマンチェスタ符号を平滑
し、この後に平滑された電圧信号を４〜２０ｍＡＤＣの
アナログの電流信号に変換出力する。かくして、この電
流信号は、制御監視装置に伝送される。

【００２４】このように上記一実施例においては、アナ
ログの電流信号として伝送する場合、マンチェスタ符号
を各種プロセス量に応じたパルス幅に制御し、この後に
平滑及び電流制御して４〜２０ｍＡＤＣの電流信号に変
換出力するようにしたので、マンチェスタ符号によるフ
ィールドバスの伝送方式、又は４〜２０ｍＡＤＣの電流
信号を用いたアナログ伝送のいずれでも各種プロセス量
の伝送ができる。

【００２５】これにより、フィールドバスの伝送方式を
用いた設備に対し、既存のアナログ計器を使用すること
ができ、逆に既存のアナログ方式の設備に対しても最新
のディジタル計器を使用することが可能となる。

【００２６】なお、本発明は、上記一実施例に限定され
るものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。図３はアナログ伝送系のみを示す通信装置の構成図
である。フィールド機器１０には、ＣＰＵ１１が及び送
受信回路１２が備えられている。ＣＰＵ１１は、送受信
回路１２に対し、各種プロセスデータを送出し、これと
共に各種プロセス量に応じたデューティー比を示す信号
を送る機能を有している。

【００２７】又、送受信回路１２は、ＣＰＵ１１からの
マンチェスタ符号を受け、このマンチェスタ符号のパル
ス幅を、各種プロセス量に応じたデューティー比信号に
従ってパルス幅制御する機能を有している。

【００２８】一方、受信計器１３は、アナログ受信計器
１４を備えたもので、フィールド機器１０からのパルス
幅制御された符号を受け、これを４〜２０ｍＡＤＣのア
ナログ電流信号に変換してアナログ受信計器１４に送る
機能を有している。

【００２９】ここで、フィルタ回路１５は、マンチェス
タ符号を平滑し、その電圧信号を４〜２０ｍＡのアナロ
グ電流信号に変換する機能を有している。具体的にフィ
ルタ回路１５は、抵抗とコンデンサとを組み合わせた簡
単なＲＣ１次フィルタにより構成されている。

【００３０】かかる構成であれば、ＣＰＵ１１は、送受
信回路１２に対し、各種プロセスデータを送出し、これ
と共に各種プロセス量に応じたデューティー比を示す信
号を送る。

【００３１】この送受信回路１２は、ＣＰＵ１１からの
マンチェスタ符号のパルス幅を、各種プロセス量に応じ
たデューティー比信号に従ってパルス幅制御する。そし
て、このパルス幅制御されたマンチェスタ符号は、伝送
ラインを伝送して受信計器１３に到達する。

【００３２】この受信計器１３では、フィルタ回路１５
によりマンチェスタ符号を平滑し、この平滑により得ら
れる電圧信号を４〜２０ｍＡＤＣのアナログ電流信号に
変換してアナログ受信計器１４に送る。

【００３３】このようにフィールド機器１０側でマンチ
ェスタ符号のパルス幅制御を行い、受信計器１３側で４
〜２０ｍＡのアナログ電流信号に変換するようにしたの
で、上記一実施例と同様の効果を奏することができ、こ
れと共に既存のアナログ計器に対して簡単に部品追加を
行うだけでアナログ計器をフィールドバス方式に使用で
きる。

【００３４】又、上記一実施例では、送受信回路２によ
り各種プロセス量に応じてマンチェスタ符号のパルス幅
をパルス幅制御しているが、このパルス幅制御の機能を
出力回路７に備えるようにしてもよい。この場合、送受
信回路２における負担が軽減する。

【００３５】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、各
種プロセス量をディジタル符号と既存のアナログ電流信
号との両方に対応して伝送できる通信装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる通信装置の一実施例を示す構成
図。

【図２】同装置によるマンチェスタ符号のパルス幅制御
を示す図。

【図３】同装置の適用例を示す図。

【図４】マンチェスタ符号を示す模式図。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２…送受信回路、５…切替回路、７…出力
回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 15/02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各種プロセス量をディジタル符号として
   制御監視装置に伝送する通信装置において、 前記ディジタル符号を前記各種プロセス量に応じたパル
   ス幅に制御するパルス幅制御手段と、 このパルス幅制御されたディジタル符号を平滑及び電流
   制御して電流信号に変換する電流制御手段と、を具備し
   たことを特徴とする通信装置。