JPH0981884A

JPH0981884A - フィールド計器用コミュニケータ

Info

Publication number: JPH0981884A
Application number: JP23365995A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Noguchi; 博史野口; Makoto Kogure; 誠小暮
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1995-09-12
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】伝送路の負荷抵抗に対する使用範囲を拡大した
通信が可能なフィールド計器用コミュニケータを提供す
る。【構成】フィールド計器用コミュニケータの通信回路に
おいて、送信レベルを可変可能な送信変調回路部２７を
備え、また、受信感度を可変可能な受信アンプ回路部２
８を備えた、コミュニケータ自身で自動的に送信レベル
および受信感度を選択できるようにした。【効果】負荷抵抗の使用範囲を拡大したフィールド計器
用コミュニケータが提供できるという効果がある。ま
た、信頼性の高い通信ができるという効果、また、シス
テム拡張による負荷抵抗の変動に対して、使用者が負荷
抵抗を意識することなく容易に対応が可能なフィールド
計器用コミュニケータが提供できるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィールド計器と上位
受信計器とを結ぶ伝送路に接続して、フィールド計器と
通信するフィールド計器用コミュニケータに係り、特に
該通信回路構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィールド計器と呼ばれている計器類
は、多種多様なセンサを内蔵して、各種プラントの圧
力，流量，温度，水位などの物理量を検出し、その値を
電気信号に変換し、伝送路を介して上位にある受信計器
へ伝送している。この電気信号の伝送は規格として統一
されており、フィールド計器が伝送路上にＤＣ４〜２０
ｍＡのアナログ電流信号を出力して、上位にある受信計
器がそのアナログ電流信号を受信するものとなってい
る。また、一般的には、フィールド計器から上位計器へ
のアナログ信号の一方向伝送である。

【０００３】近年、半導体集積技術の向上により、マイ
クロプロセッサ内蔵のフィールド計器が実用化されてい
る。これによれば、前記伝送路上でのアナログ信号伝送
のほかに、双方向のディジタル信号による通信を行い、
フィールド計器のレンジ設定，自己診断などを遠隔操作
できるようにし、フィールド計器の保守性向上へと進ん
できている。たとえば、この種の装置に関するものとし
て、特開昭58−48198号公報，特開昭59−201535号公報
などが知られている。

【０００４】具体的な例を図６を用いて説明する。図６
では、フィールド計器への電源供給とフィールド計器か
らのアナログ信号伝送を同一の２線式伝送路を介して行
う装置構成の例を示している。フィールド計器１は外部
電源４から供給される電力により動作し、検出した物理
量に対応した電流を伝送路に流す定電流源として働き、
アナログ電流信号ＩＬを出力する。上位受信計器３は、
伝送路に直列に挿入された抵抗ＲＬを流れるアナログ電
流信号ＩＬを、抵抗ＲＬの両端の電位差を検出すること
により受信し、フィールド計器１の指示値として使用す
る。コミュニケータ２は、フィールド計器１と上位受信
計器３，外部電源４との間の伝送路上の任意の位置に接
続され、フィールド計器１とディジタル信号で双方向の
通信を行っている。

【０００５】この通信方式としては、アナログ信号値に
影響を与えないような信号形式のディジタル信号をアナ
ログ電流信号上に重畳して通信する方式，アナログ信号
とディジタル信号を時分割で切り換えて信号伝送する方
式などが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、送信信号を電流で送り、受信信号を電圧で受
ける方式であるため、伝送路に直列に接続された負荷抵
抗の値に比例して受信信号の電圧レベルが変動する。し
たがって、正確に通信するためには、受信信号の電圧レ
ベルをある範囲に限定しなければならないことから、前
記負荷抵抗の使用範囲が限定されることになる。これに
反して、上位受信計器の入力負荷抵抗は、多値に渡り存
在し、かつ、接続される受信計器が１台とは限らず複数
台接続される場合が少なからずある。このことにより、
負荷抵抗の使用範囲より小さい値の負荷抵抗の受信計器
が接続されている場合は、そのままの状態ではコミュニ
ケータが使用できないため、不足している抵抗値を別途
伝送路に直列に挿入しなければならないという煩わしさ
がある。また、上位側に受信計器を追加するなどのシス
テムの拡張を考えた場合、負荷抵抗の使用範囲の制限か
ら拡張が限定され、困難であるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、負荷抵抗の使用範囲を拡大し、システムの拡
張に対応し、かつ、信頼性の高い通信ができるフィール
ド計器用コミュニケータを提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、フィールド計器からのアナログ電流信号
を上位受信計器へ伝送する一対の２線式伝送路に接続し
て、前記フィールド計器との間で、前記アナログ電流信
号に重畳させたディジタル信号で通信するコミュニケー
タにおいて、コミュニケータからの重畳させるディジタ
ル信号の送信信号レベルを可変する回路を備えたことで
ある。

【０００９】また、本発明は、フィールド計器からの重
畳されたディジタル信号を受信する回路に、受信感度を
可変する回路を備えたことである。

【００１０】また、本発明は、コミュニケータからの重
畳させるディジタル信号の電流信号の大きさを複数段階
に切り換える回路で構成したことである。

【００１１】また、本発明は、２線式伝送路の線間電圧
の変位を増幅するアンプのゲインを複数段階に切り換え
る回路で構成したことである。

【００１２】また、本発明は、上記ディジタル信号の受
信可否を判定する手段を備え、該判定結果に対応してデ
ィジタル信号の送信信号レベル可変と、受信信号に対す
る受信感度の可変を行うようにしたことである。

【００１３】

【作用】以上のように構成したフィールド計器用コミュ
ニケータによれば、ディジタル送信信号レベル、すなわ
ち、ディジタル信号電流値を実際に接続されている負荷
抵抗値に応じて切り換えることができ、フィールド計器
側の受信電圧レベル範囲に合わせ込むことができる。ま
た、フィールド計器側のディジタル送信電流値が一定で
あっても、コミュニケータ側の受信感度を実際に接続さ
れている負荷抵抗値に応じて切り換えることができるの
で、負荷抵抗の使用範囲が拡大できる。また、ディジタ
ル信号の受信可否を判定し、コミュニケータ自体で自動
的に最適な送信信号レベルおよび受信感度を選択できる
ので、保守作業などで一時的に伝送路の負荷抵抗が変動
した場合にも、容易に通信可能な状態にすることができ
る。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照し、以下説明
する。

【００１５】図１は、本発明のフィールド計器用コミュ
ニケータの一実施例を示す構成図である。

【００１６】図１において、コミュニケータ２は、２線
式差圧伝送器などに代表されるフィールド計器１の伝送
路に接続され、伝送路の他端には、外部電源４と受信計
器３の入力負荷抵抗が直列に接続される。フィールド計
器１は、外部電源４から供給される電力で動作し、各種
プラントにおける圧力，流量，温度，水位などの物理量
を内蔵センサにより検出してその物理量に対応したアナ
ログ電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡを伝送路上に出力する。
受信計器３は、フィールド計器１が出力したアナログ電
流信号ＤＣ４〜２０ｍＡが入力負荷抵抗に流れることに
よって生じる電圧降下を測定し、測定値として指示する
などの処理を行う。ここで、外部電源４の電源電圧をＥ
〔Ｖ〕，受信計器３の入力負荷抵抗をＲＬ〔Ω〕，アナ
ログ電流信号をＩＬ〔Ａ〕とすると、伝送路の両端間の
電圧ＶＬ〔Ｖ〕は（数１）で示せれる。

【００１７】

【数１】ＶＬ〔Ｖ〕＝Ｅ〔Ｖ〕−ＩＬ〔Ａ〕・ＲＬ〔Ω〕 …（数１）コミュニケータ２は、内部電源２０，マイクロプロセッ
サ２１，ＲＯＭ２２，ＲＡＭ２３，表示器２４，キー入
力部２５，通信インタフェース２６，送信変調回路部２
７，受信アンプ回路部２８，受信バンドパスフィルタ回
路部２９，受信コンパレータ回路部２Ａ，受信波形整形
回路部２Ｂで構成している。内部電源２０はコミュニケ
ータ２全体を駆動する電力を供給する。マイクロプロセ
ッサ２１は、ＲＯＭ２２に格納されたプログラムに従
い、コミュニケータ２の動作を統括的に制御する。ＲＡ
Ｍ２３はマイクロプロセッサ２１が演算処理したデータ
などを格納している。表示器２４およびキー入力部２５
は、コミュニケータの使用者が操作するマンマシン部で
あり、使用目的の対象であるフィールド計器１のレンジ
設定，自己診断などの情報を表示したり、変更のための
入力操作をしたりする部位である。通信インタフェース
２６は、フィールド計器１と通信するための各種信号を
処理する部位であり、通信媒体が２線式伝送路であるこ
とから、一般的には調歩同期方式のシリアル通信信号や
通信制御信号を処理する。送信変調回路部２７は、通信
インタフェース２６からのベースバンドの送信信号を伝
送路上のアナログ信号値に影響を与えないような信号形
式の通信信号に変調する回路であり、ここで変調された
送信信号が直流カットのための結合コンデンサＣ１を介
して、伝送路上にアナログ電流信号に重畳する形で送出
される。受信アンプ回路部２８は、伝送路の線間電圧の
変化分を直流カットのための結合コンデンサＣ１を介し
て受け、以降の回路で取扱い易くするように増幅する。
増幅した伝送路の線間電圧の変化分の中から通信の受信
信号に使用している周波数成分を受信バンドパスフィル
タ回路部２９で抽出し、受信周波数以外のノイズ成分を
除去する。さらに、受信コンパレータ回路部２Ａによ
り、抽出した受信周波数成分があらかじめ規定したレベ
ルにてしきい値判定し、受信周波数と同相のノイズをカ
ットする。さらに、受信コンパレータ回路部２Ａの出力
信号を受信波形整形回路部２Ｂがベースバンドの受信信
号の形になるように波形整形して通信インタフェース２
６へ入力する。

【００１８】送信変調回路部２７の詳細な構成例と動作
を図１および図２により以下説明する。

【００１９】通信インタフェース２６からは、送信クロ
ック信号ＳＣＫ，送信データ信号ＴＸＤ、および送信レ
ベル切換信号ＬＥＶＥＬが出力される。送信データ信号
ＴＸＤは論理０または論理１を送信クロック信号ＳＣＫ
の立上りに同期して変化するシリアル通信信号であり、
調歩同期方式の場合一般的には、論理０のスタートビッ
トで始まり、次に、７ビットあるいは８ビット構成のデ
ータビット、続いて、偶数もしくは奇数のパリティビッ
ト、最後に、論理１のストップビットといった一連のビ
ット列で１語を構成したものである。送信クロック信号
ＳＣＫは定められた１ビットタイムの周期を持つデュー
ティ５０％のクロック信号である。送信レベル切換信号
ＬＥＶＥＬは、論理０で送信レベル“ＬＯＷ”，論理１
で送信レベル“ＨＩＧＨ”に切り換えるための信号であ
る。なお、本実施例では、送信レベルを“ＬＯＷ”と
“ＨＩＧＨ”の２段階に切り換える例を説明するが、３
段階以上の多段切り換えにしても一向に構わない。

【００２０】次に送信変調回路部２７の内部構成を説明
する。送信クロック信号ＳＣＫはノア・ゲートＮＯＲ１
の入力端と、インバータＩＮＶ１を介してノア・ゲート
NOR2の入力端に接続し、また、送信データ信号ＴＸＤは
ノア・ゲートＮＯＲ１とノア・ゲートＮＯＲ２のそれぞ
れもう一方の入力端に接続している。これにより、送信
データ信号ＴＸＤが論理０の時、送信クロック信号ＳＣ
Ｋの前半周期は論理０となり、後半周期は論理１となる
ＴＸ１信号と、逆に、送信クロック信号ＳＣＫの前半周
期は論理１となり、後半周期は論理０となるＴＸ２信号
を造る。また、送信データ信号ＴＸＤが論理１の時、ノ
ア・ゲートＮＯＲ１，ＮＯＲ２のそれぞれ片方の入力端
が論理１となるので、ＴＸ１信号とＴＸ２信号は論理０
のまま変化しない。ＴＸ１信号は図１のように抵抗Ｒ８
を介して、ＮＰＮトランジスタＱ４のベース端子に接続
し、また、インバータＩＮＶ２，Ｒ１とＲ２の抵抗回
路，演算増幅器ＯＰ１，ＰＮＰトランジスタＱ１，ダイ
オードＤ１，抵抗Ｒ５，抵抗Ｒ９，アナログスイッチ回
路ＳＷ１で構成した定電流回路に接続している。同様
に、ＴＸ２信号は、抵抗Ｒ７を介して、ＮＰＮトランジ
スタＱ３のベース端子に接続し、また、インバータＩＮ
Ｖ３，Ｒ３とＲ４の抵抗回路，演算増幅器OP2,ＰＮＰト
ランジスタＱ２，ダイオードＤ２，抵抗Ｒ６，抵抗Ｒ１
０，アナログスイッチ回路ＳＷ２で構成した定電流回路
に接続している。また、アナログスイッチ回路ＳＷ１，
ＳＷ２は、送信レベル切換信号ＬＥＶＥＬで開閉するよ
うにしており、ＬＥＶＥＬ信号が論理０で開，論理１で
閉となる。

【００２１】送信レベル切換信号ＬＥＶＥＬが論理０の
場合を説明すると、まず、ＴＸ１信号とＴＸ２信号が共
に論理０の時、Ｑ４，Ｑ３がＯＦＦ状態になり、また、
INV2，ＩＮＶ３の出力が“Ｈ”レベルとなってＯＰ１，
ＯＰ２の入力端子電圧が（非反転端子＞反転端子）とな
るため、Ｑ１，Ｑ２もＯＦＦ状態になる。よって、それ
ぞれの定電流回路は非活性状態となり、結合コンデンサ
Ｃ１に電荷を充電しない。

【００２２】次に、ＴＸ１信号が論理０でＴＸ２信号が
論理１の時、Ｑ１，Ｑ４はＯＦＦ状態になるが、ＴＸ２
信号に接続した定電流回路が活性状態となり、Ｑ３がＯ
Ｎ状態になる。この時に結合コンデンサＣ１を充電する
充電電流Ｉα₁は、（数２）に示す値に制御され、Ｖｃ
ｃ→Ｄ２→Ｒ６→Ｑ２→Ｄ４→ＲＬ→Ｅ→Ｃ１→Ｑ３→
ＧＮＤのループを形成する。

【００２３】

【数２】

【００２４】ＶＤ２：ダイオードＤ２の順方向電圧したがって、充電電流Ｉα₁は、伝送路上に流れるアナ
ログ電流ＩＬに加算する方向に働き、この時点で伝送路
上に流れる電流ＩＬ′は（数３）に示す値になる。

【００２５】

【数３】ＩＬ′＝ＩＬ＋Ｉα₁…（数３）次に、ＴＸ１信号が論理１でＴＸ２信号が論理０の時、
Ｑ２，Ｑ３はＯＦＦ状態になるが、ＴＸ１信号に接続し
た定電流回路が活性状態となり、Ｑ４がＯＮ状態にな
る。この時に結合コンデンサＣ１を充電する充電電流Ｉ
β₁は、（数４）に示す値に制御され、Ｖｃｃ→Ｄ１→
Ｒ５→Ｑ１→Ｄ３→Ｃ１→Ｅ→ＲＬ→Ｑ４→ＧＮＤのル
ープを形成する。

【００２６】

【数４】

【００２７】ＶＤ１：ダイオードＤ１の順方向電圧したがって、充電電流Ｉβ₁は、伝送路上に流れるアナ
ログ電流ＩＬに減算する方向に働き、この時点で伝送路
上に流れる電流ＩＬ′は（数５）に示す値になる。

【００２８】

【数５】ＩＬ′＝ＩＬ−Ｉβ₁…（数５）ここで、ＶＤ２＝ＶＤ１とし、Ｒ１＝Ｒ３，Ｒ２＝Ｒ
４，Ｒ５＝Ｒ６となる抵抗値を選べば、充電電流は、Ｉ
α₁＝Ｉβ₁となり、また、アナログ電流信号ＩＬに対
し極端に影響を与えないような充電電流となるように定
数を選べば、送信データ信号ＴＸＤが論理０の間、伝送
路上に正負の方向に同じ振幅を持つ図２のような小振幅
方形波を得る。これによって、通常、アナログ電流信号
を検出する受信計器３側において、簡単な１次遅れ程度
のフィルタを持てば、通信信号による振幅の変動が相殺
され、その指示値に通信による影響を与えないものとな
る。

【００２９】このように送出したコミュニケータからの
送信信号は、伝送路の線間電圧ＶＬとしてフィールド計
器１が受信するが、線間電圧ＶＬの振幅は、前述の（数
１）に示すように電流信号ＩＬの振幅と負荷抵抗ＲＬに
よって決まる。負荷抵抗ＲＬは、それぞれの伝送ループ
固有の値であり、その大きさによっては当然の如く通信
が不可能な線間電圧ＶＬの振幅しか得られない場合があ
る。

【００３０】そこで、送信レベル切換信号ＬＥＶＥＬが
論理１の場合を説明すると、充電電流の大きさを決める
抵抗Ｒ６およびＲ５と並列に抵抗Ｒ１０およびＲ９がそ
れぞれ挿入される形になるため、前述の（数２)，(数
３)，(数４)，(数５）に代入し、(数６)，(数７)，(数
８)，(数９）で示される。

【００３１】

【数６】

【００３２】

【数７】ＩＬ′＝ＩＬ＋Ｉα₂…（数７）

【００３３】

【数８】

【００３４】

【数９】ＩＬ′＝ＩＬ−Ｉβ₂…（数９）ここで、前述同様、ＶＤ２＝ＶＤ１とし、Ｒ１＝Ｒ３，
Ｒ２＝Ｒ４，Ｒ５＝Ｒ６，Ｒ９＝Ｒ１０となる抵抗値を
選べば、充電電流は、Ｉα₂＝Ｉβ₂となり、また、例
えば、簡単のためにＲ５＝Ｒ６＝Ｒ９＝Ｒ１０となる抵
抗値を選べば、Ｉα₂＝２Ｉα₁となり、送信データ信
号ＴＸＤが論理０の間、伝送路上に正負の方向に同じ振
幅を持ち、かつ、２倍振幅の方形波を得る。これによ
り、負荷抵抗ＲＬが小さい場合も通信が可能な線間電圧
ＶＬの振幅が得られる。

【００３５】これまでに説明した送信変調回路部２７の
工夫は、フィールド計器１の受信可能範囲を拡大するた
めの工夫であるが、本実施例では、フィールド計器１の
送信レベルが一定であっても、コミュニケータ２が負荷
抵抗ＲＬが小さくても受信できるように、受信アンプ回
路部２８にも工夫を加えており、図１および図３により
以下説明する。

【００３６】受信アンプ回路部２８は、抵抗Ｒ１１，Ｒ
１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６とアナログスイ
ッチＳＷ３，ＳＷ４と演算増幅器ＯＰ３とで構成した差
動アンプ回路と、抵抗Ｒ１７，Ｒ１８と演算増幅器ＯＰ
４とで構成したバイアス回路で構成している。アナログ
スイッチＳＷ３，ＳＷ４は、通信インタフェース２６か
ら出力する受信ゲイン切換信号ＧＡＩＮによって開閉す
るようにしており、受信ゲイン切換信号ＧＡＩＮが論理
０でＳＷ３，ＳＷ４が開，論理１でＳＷ３，ＳＷ４が閉
となるようにしている。また、受信ゲイン切換信号ＧＡ
ＩＮが論理０で受信ゲイン“ＬＯＷ”，論理１で受信ゲ
イン“ＨＩＧＨ”である。なお、本実施例では、受信ゲ
インを“ＬＯＷ”と“ＨＩＧＨ”の２段階に切り換える
例を説明するが、３段階以上の多段切り換えにしても一
向に構わない。

【００３７】まず、受信ゲイン切換信号ＧＡＩＮが論理
０の場合を説明する。受信アンプ回路部２８は、伝送路
の線間電圧ＶＬの変動を結合コンデンサＣ１を介して受
信する。演算増幅器ＯＰ３とその他抵抗で構成した差動
アンプは、例えば、簡単のために、Ｒ１１＝Ｒ１２，Ｒ
１５＝Ｒ１６とすると、（数１０）に示すゲインを持
つ。

【００３８】

【数１０】

【００３９】また、抵抗Ｒ１７，Ｒ１８と演算増幅器Ｏ
Ｐ４のバイアス回路は、差動アンプの非反転入力端子に
印加しているので、伝送路の線間電圧ＶＬの変動ΔＶＬ
は、受信アンプ回路部２８より（数１１）に示すＶＲＸ
に増幅される。

【００４０】

【数１１】

【００４１】なお、バイアス電圧分は、受信回路の単一
電源化を目的として印加しているものであり、正負両電
源が供給できる場合は不要である。増幅した伝送路の線
間電圧の変化分ΔＶＬの中から通信の受信信号に使用し
ている周波数成分を受信バンドパスフィルタ回路部２９
で抽出し、受信周波数以外のノイズ成分を除去する。さ
らに、受信コンパレータ回路部２Ａにより、抽出した受
信周波数成分があらかじめ規定したレベルにてしきい値
判定し、受信周波数と同相のノイズをカットする。さら
に、受信コンパレータ回路部２Ａの出力信号を受信波形
整形回路部２Ｂがベースバンドの受信信号の形になるよ
うに波形整形して受信データ信号ＲＸＤを得る。

【００４２】次に、受信ゲイン切換信号ＧＡＩＮが論理
１の場合は、アナログスイッチSW3,ＳＷ４が閉となるの
で、差動アンプのゲインは（数１２）に示す値になる。

【００４３】

【数１２】

【００４４】ただし、Ｒ１１＝Ｒ１２，Ｒ１３＝Ｒ１
４，Ｒ１５＝Ｒ１６また、簡単のために、Ｒ１１＝Ｒ１３とすれば、｜Ｇ₂
｜＝２｜Ｇ₁｜となり、伝送路の線間電圧変化に対して
前述の２倍の受信感度を得る。よって、負荷抵抗ＲＬが
小さい場合もコミュニケータ２はフィールド計器１から
の通信信号を受信できるようになる。

【００４５】以上説明してきたことをグラフで表すと、
図４のようになる。図４の（ａ）は、送信レベル“ＬＯ
Ｗ”，受信ゲイン“ＬＯＷ”の場合の通信可能範囲を示
しており、図４の（ｂ）は、送信レベル“ＨＩＧＨ”，
受信ゲイン“ＨＩＧＨ”の場合の通信可能範囲を示して
いる。このことから明らかなように、本実施例のように
することによって、負荷抵抗の使用範囲を拡大したフィ
ールド計器用コミュニケータが提供できるという効果が
ある。

【００４６】さらに、本実施例では、図５に示すフロー
チャートのように通信制御する。まず、初めに送信レベ
ル“ＬＯＷ”，受信ゲイン“ＬＯＷ”に切り換えてコミ
ュニケータから送信し、送信終了後、フィールド計器か
らの通信応答に対する受信タイマをセットする。その
後、フィールド計器からの通信応答が受信タイマのタイ
ムアップ時間以内に、かつ、正常に通信応答が受信でき
た場合は、その受信データを処理する。次に、フィール
ド計器からの通信応答が受信タイマのタイムアップ時間
以内に得られなかった場合や、フィールド計器からの通
信応答が正常なものでなかった場合は、負荷抵抗が図４
の（ａ）の使用範囲を逸脱したものと見なし、送信レベ
ルあるいは受信ゲインを“ＨＩＧＨ”に切り換えて再度
送信処理を実行する。その後、同様にフィールド計器か
らの通信応答が受信タイマのタイムアップ時間以内に、
かつ、正常に通信応答が受信できた場合は、その受信デ
ータを処理し、逆にフィールド計器からの通信応答が受
信タイマのタイムアップ時間以内に得られなかった場合
や、フィールド計器からの通信応答が正常なものでなか
った場合は、異常処理として通信エラーのメッセージを
出力するなど使用者に対して対応をアナウンスする。こ
のような通信制御を行えば、一時的に通信が不能となっ
た場合、例えば負荷抵抗が通信可否の境界付近にあった
場合など、コミュケータ自身で自動的に送信レベルおよ
び受信ゲインを切り換えて、通信をするに最適な状態を
選択できることから、信頼性の高い通信ができるという
効果、また、システム拡張による負荷抵抗の変動に対し
て、使用者が負荷抵抗を意識することなく容易に対応が
可能なフィールド計器用コミュニケータが提供できると
いう効果がある。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負荷抵抗の使用範囲を拡大したフィールド計器用コミュ
ニケータが提供できるという効果がある。また、信頼性
の高い通信ができるという効果、また、システム拡張に
よる負荷抵抗の変動に対して、使用者が負荷抵抗を意識
することなく容易に対応が可能なフィールド計器用コミ
ュニケータが提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例のフィールド計器用コミ
ュニケータの構成図である。

【図２】本発明による一実施例の送信タイムチャート図
である。

【図３】本発明による一実施例の受信タイムチャート図
である。

【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明による一実施例の
効果を示す説明図である。

【図５】本発明による一実施例の通信制御方法のフロー
チャート図である。

【図６】従来および本発明に適用されるフィールド計器
用コミュニケータの運用説明図である。

【符号の説明】

１…フィールド計器、２…コミュニケータ、３…受信計
器、４…外部電源、２０〜２Ｂ…コミュニケータの内部
構成要素、２０…内部電源、２１…マイクロプロセッ
サ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、２４…表示器、２５
…キー入力部、２６…通信インタフェース部、２７…送
信変調回路部、２８…受信アンプ回路部、２９…受信バ
ンドパスフィルタ回路部、２Ａ…受信コンパレータ回路
部、２Ｂ…受信波形整形回路部、Ｒ１〜Ｒ１８…抵抗、
Ｄ１〜Ｄ４…ダイオード、Ｑ１〜Ｑ４…トランジスタ、
ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３…インバータ、ＮＯＲ１〜ＮＯＲ２
…ノア・ゲート、ＯＰ１〜ＯＰ４…演算増幅器、ＳＷ１
〜ＳＷ４…アナログスイッチ、Ｃ１…結合コンデンサ、
ＲＬ…負荷抵抗、Ｅ…外部電源電圧、ＩＬ…伝送路電
流、ＶＬ…伝送路線間電圧、ＩαおよびＩβ…充電電
流、ＬＥＶＥＬ…送信レベル切換信号、ＳＣＫ…送信ク
ロック信号、ＴＸＤ…送信データ信号、ＲＸＤ…受信デ
ータ信号、ＧＡＩＮ…受信ゲイン切換信号、ＴＸ１〜Ｔ
Ｘ２…送信波生成信号、ＶＲＸ…受信アンプ回路出力電
圧、ＳＴＡ…スタートビット、Ｐ…パリティビット、Ｓ
ＴＰ…ストップビット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フィールド計器からのアナログ電流信号を
上位受信計器へ伝送する一対の２線式伝送路に接続し
て、前記フィールド計器との間で、前記アナログ電流信
号に重畳させたディジタル信号で通信するコミュニケー
タにおいて、コミュニケータからの重畳させるディジタ
ル信号の送信信号レベルを可変する回路を備えたことを
特徴とするフィールド計器用コミュニケータ。
【請求項２】請求項１記載のフィールド計器用コミュニ
ケータにおいて、フィールド計器からの重畳されたディ
ジタル信号を受信する回路に、受信感度を可変する回路
を備えたことを特徴とするフィールド計器用コミュニケ
ータ。
【請求項３】請求項１記載のフィールド計器用コミュニ
ケータにおいて、コミュニケータからの重畳させるディ
ジタル信号の電流信号の大きさを複数段階に切り換える
回路で構成したフィールド計器用コミュニケータ。
【請求項４】請求項２記載のフィールド計器用コミュニ
ケータにおいて、２線式伝送路の線間電圧の変位を増幅
するアンプのゲインを複数段階に切り換える回路で構成
したフィールド計器用コミュニケータ。
【請求項５】請求項１，２記載のフィールド計器用コミ
ュニケータにおいて、上記ディジタル信号の受信可否を
判定する手段を備え、該判定結果に対応してディジタル
信号の送信信号レベル可変と、受信信号に対する受信感
度の可変を行うようにしたフィールド計器用コミュニケ
ータ。