JPH10261185A - 入出力混在形信号変換器 - Google Patents
入出力混在形信号変換器Info
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- JPH10261185A JPH10261185A JP9066054A JP6605497A JPH10261185A JP H10261185 A JPH10261185 A JP H10261185A JP 9066054 A JP9066054 A JP 9066054A JP 6605497 A JP6605497 A JP 6605497A JP H10261185 A JPH10261185 A JP H10261185A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/20—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays
- F23N5/203—Systems for controlling combustion with a time programme acting through electrical means, e.g. using time-delay relays using electronic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/02—Multiplex transmission
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/08—Microprocessor; Microcomputer
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Control By Computers (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】設定，調整及びメンテナンスが容易で且つ低コ
ストの信号変換器を提供する。 【解決手段】プラント内の検出端、及び操作端と上位計
算機間の信号変換を行う信号変換器において、検出端か
らの入力を行い所定の増幅処理を行う処理手段と、検出
端及び前記処理手段に関する情報を格納した第１の記憶
手段とを有する第１の増幅部と、操作端が受信可能な所
定の制御信号に変換する変換手段と、操作端及び前記変
換手段に関する情報を格納した第２の記憶手段とを有す
る第２の増幅部と、前記第１の記憶手段と第２の記憶手
段の情報を用いて、前記第１の増幅部及び第２の増幅部
と上位の計算機との通信を行うための信号処理を行う信
号処理部とを、一体構成化する。 【効果】低コスト、且つマルチレンジである入出力混在
形信号変換器が得られる。
ストの信号変換器を提供する。 【解決手段】プラント内の検出端、及び操作端と上位計
算機間の信号変換を行う信号変換器において、検出端か
らの入力を行い所定の増幅処理を行う処理手段と、検出
端及び前記処理手段に関する情報を格納した第１の記憶
手段とを有する第１の増幅部と、操作端が受信可能な所
定の制御信号に変換する変換手段と、操作端及び前記変
換手段に関する情報を格納した第２の記憶手段とを有す
る第２の増幅部と、前記第１の記憶手段と第２の記憶手
段の情報を用いて、前記第１の増幅部及び第２の増幅部
と上位の計算機との通信を行うための信号処理を行う信
号処理部とを、一体構成化する。 【効果】低コスト、且つマルチレンジである入出力混在
形信号変換器が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は種々のセンサからの
信号を容易に扱うことのできる電気信号に変換する信号
変換器とプロセス制御信号出力回路に係り、特にプロセ
ス信号計測用、なかでも測温抵抗体や熱電対を用いた温
度変換器の多点入力形のユニバーサル化，マルチレンジ
化に好適で且つ、多点のプロセス制御信号出力モジュー
ルを混在実装することのできる信号変換器に関する。
信号を容易に扱うことのできる電気信号に変換する信号
変換器とプロセス制御信号出力回路に係り、特にプロセ
ス信号計測用、なかでも測温抵抗体や熱電対を用いた温
度変換器の多点入力形のユニバーサル化，マルチレンジ
化に好適で且つ、多点のプロセス制御信号出力モジュー
ルを混在実装することのできる信号変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】プロセス計測制御分野においては、プラ
ント内の数多くの各種センサ（圧力，差圧等を測定する
伝送器や変換器、温度を検出する熱電対や測温抵抗体な
ど）から計測値を上位計算機に取り込んでプラント内の
状態を監視し、取り込まれた計測値を基にプラントの制
御を行っている。プラント内にある種々のセンサによっ
て得られる計測値は、そのままでは上位計算機が扱うこ
とはできず、センサが発する計測値を示す信号を上位計
算機が容易に扱うことのできる電気信号、例えば統一信
号であるＤＣ１〜５Ｖに変換しなければならない。通常
のシステムでは、センサと上位計算機の間に信号変換器
を設け、そこでセンサと上位計算機との信号の整合を行
っている。
ント内の数多くの各種センサ（圧力，差圧等を測定する
伝送器や変換器、温度を検出する熱電対や測温抵抗体な
ど）から計測値を上位計算機に取り込んでプラント内の
状態を監視し、取り込まれた計測値を基にプラントの制
御を行っている。プラント内にある種々のセンサによっ
て得られる計測値は、そのままでは上位計算機が扱うこ
とはできず、センサが発する計測値を示す信号を上位計
算機が容易に扱うことのできる電気信号、例えば統一信
号であるＤＣ１〜５Ｖに変換しなければならない。通常
のシステムでは、センサと上位計算機の間に信号変換器
を設け、そこでセンサと上位計算機との信号の整合を行
っている。
【０００３】また、上記の信号変換器はセンサから上位
計算機への入力信号の取り扱いを行うものであるが、上
位計算機からバルブ等の操作端へＰＩＤ等のプロセス制
御演算を行った結果である操作信号を送信する場合、即
ちＤＣ４〜２０ｍＡまたはＤＣ１〜５Ｖの操作出力信号
を扱う場合は、前述の信号変換器とは別に多点の操作出
力ユニットを構成して実装，設置されている。
計算機への入力信号の取り扱いを行うものであるが、上
位計算機からバルブ等の操作端へＰＩＤ等のプロセス制
御演算を行った結果である操作信号を送信する場合、即
ちＤＣ４〜２０ｍＡまたはＤＣ１〜５Ｖの操作出力信号
を扱う場合は、前述の信号変換器とは別に多点の操作出
力ユニットを構成して実装，設置されている。
【０００４】従来のシステム構成例を図５の簡単なプラ
ント構成例を用いて説明する。図５の例では、燃料を燃
焼しボイラーの蒸気温度をコントロールするという簡単
なプロセスを行うループを２つ持つ例を示す。
ント構成例を用いて説明する。図５の例では、燃料を燃
焼しボイラーの蒸気温度をコントロールするという簡単
なプロセスを行うループを２つ持つ例を示す。
【０００５】図５において、２０１はＰＩＤ等の制御演
算を行う上位計算機、５０２は変換器ユニットからのア
ナログ信号を一括してＡ／Ｄ変換し上位計算機との通信
インターフェースとなるＰＩＯ(プロセスＩＯ)ユニット
であり、５０３はアナログ入力基板、５０４はアナログ
出力基板、５０５は通信インターフェース、５０６は電
源装置、５０７は通信ケーブルである。また、５０８は
センサからの信号変換を行う信号変換ユニットであり、
５０９〜５１２は変換モジュール、５１３は複数の変換
モジュールのアナログ出力信号をまとめて前記アナログ
入力基板５０３に接続するためのインターフェース、５
１４は電源装置、５１５は信号ケーブルである。５１６
は前記アナログ出力基板５０４の出力をプロセス接続す
るための端子板ユニットであり、５１７，５１８は端子
板、５１９は信号取合いのためのインターフェースであ
る。尚、端子板ユニットには、通常８点，１６点，３２
点といった複数の端子板が接続される。端子板には操作
バルブ等を接続するための外部接続端子があり、通常こ
れはＭ４ネジ端子となっており、ＰＩＯユニットには実
装できず独立して設置されている。また、２２１は流量
計、２２２は操作バルブ、２２３は温度検出端、２２４
はボイラーである。以上の構成の動作を以下に説明す
る。
算を行う上位計算機、５０２は変換器ユニットからのア
ナログ信号を一括してＡ／Ｄ変換し上位計算機との通信
インターフェースとなるＰＩＯ(プロセスＩＯ)ユニット
であり、５０３はアナログ入力基板、５０４はアナログ
出力基板、５０５は通信インターフェース、５０６は電
源装置、５０７は通信ケーブルである。また、５０８は
センサからの信号変換を行う信号変換ユニットであり、
５０９〜５１２は変換モジュール、５１３は複数の変換
モジュールのアナログ出力信号をまとめて前記アナログ
入力基板５０３に接続するためのインターフェース、５
１４は電源装置、５１５は信号ケーブルである。５１６
は前記アナログ出力基板５０４の出力をプロセス接続す
るための端子板ユニットであり、５１７，５１８は端子
板、５１９は信号取合いのためのインターフェースであ
る。尚、端子板ユニットには、通常８点，１６点，３２
点といった複数の端子板が接続される。端子板には操作
バルブ等を接続するための外部接続端子があり、通常こ
れはＭ４ネジ端子となっており、ＰＩＯユニットには実
装できず独立して設置されている。また、２２１は流量
計、２２２は操作バルブ、２２３は温度検出端、２２４
はボイラーである。以上の構成の動作を以下に説明す
る。
【０００６】まず、流量計２２１−１，２および温度検
出端２２３−１，２の信号は変換器ユニット５０８の変
換モジュール５０９〜５１２に接続され信号変換され
る。信号変換ユニット５０８は、通常８，１６，３２点
といった複数の変換モジュールを接続する。そして、そ
れぞれの変換モジュールの出力信号はインターフェース
５１３によりまとめられ、信号ケーブル５１５によりＰ
ＩＯユニット５０２のアナログ入力基板５０３に入力さ
れる。アナログ入力基板５０３は信号変換ユニット５０
８からのアナログ入力をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値に
変換する。ディジタル値に変換されたプロセス信号は、
通信インターフェース５０５を介して上位計算機２０１
に伝送される。
出端２２３−１，２の信号は変換器ユニット５０８の変
換モジュール５０９〜５１２に接続され信号変換され
る。信号変換ユニット５０８は、通常８，１６，３２点
といった複数の変換モジュールを接続する。そして、そ
れぞれの変換モジュールの出力信号はインターフェース
５１３によりまとめられ、信号ケーブル５１５によりＰ
ＩＯユニット５０２のアナログ入力基板５０３に入力さ
れる。アナログ入力基板５０３は信号変換ユニット５０
８からのアナログ入力をＡ／Ｄ変換し、ディジタル値に
変換する。ディジタル値に変換されたプロセス信号は、
通信インターフェース５０５を介して上位計算機２０１
に伝送される。
【０００７】上位計算機２０１はプロセス信号を取り込
み、ＰＩＤ等の制御演算を実行し演算結果として操作出
力値を得る。得られた操作出力値は通信ケーブル５０
７，通信インターフェース５０５を介してアナログ出力
基板５０４に入力される。アナログ出力基板５０４は、
複数のディジタル値をＤ／Ａ変換し、１ループ目，２ル
ープ目の操作出力に対応する操作出力値を出力する。操
作出力値は信号ケーブル５２０，インターフェース５１
９により端子板ユニット５１６に導かれ、端子板５１
７，５１８を介して操作バルブ２２２−１，２２２−２
にそれぞれ出力される。
み、ＰＩＤ等の制御演算を実行し演算結果として操作出
力値を得る。得られた操作出力値は通信ケーブル５０
７，通信インターフェース５０５を介してアナログ出力
基板５０４に入力される。アナログ出力基板５０４は、
複数のディジタル値をＤ／Ａ変換し、１ループ目，２ル
ープ目の操作出力に対応する操作出力値を出力する。操
作出力値は信号ケーブル５２０，インターフェース５１
９により端子板ユニット５１６に導かれ、端子板５１
７，５１８を介して操作バルブ２２２−１，２２２−２
にそれぞれ出力される。
【０００８】１ループ目，２ループ目のプロセスは、そ
れぞれ燃料を燃焼しボイラーの蒸気温度をコントロール
するという簡単な例であるが、以上のようにして、蒸気
温度，燃料流量を測定しＰＩＤ演算を施し操作出力を操
作バルブに出力する制御ループが構成される。
れぞれ燃料を燃焼しボイラーの蒸気温度をコントロール
するという簡単な例であるが、以上のようにして、蒸気
温度，燃料流量を測定しＰＩＤ演算を施し操作出力を操
作バルブに出力する制御ループが構成される。
【０００９】ここで、上記のシステムにおける信号変換
ユニット８の変換モジュール９〜１２について詳述す
る。
ユニット８の変換モジュール９〜１２について詳述す
る。
【００１０】変換モジュールは、接続される検出端のセ
ンサの種類および信号範囲が多種様々なものがあるた
め、センサ毎に増幅回路のゲイン，バイアスを設定し調
整を行い、電気的絶縁が必要な場合は絶縁回路を備える
必要がある。
ンサの種類および信号範囲が多種様々なものがあるた
め、センサ毎に増幅回路のゲイン，バイアスを設定し調
整を行い、電気的絶縁が必要な場合は絶縁回路を備える
必要がある。
【００１１】ここでは、センサに熱電対（具体的には、
Ｋ形熱電対３００〜６００℃）を用いた場合について、
従来の２つの変換モジュールについて説明する。
Ｋ形熱電対３００〜６００℃）を用いた場合について、
従来の２つの変換モジュールについて説明する。
【００１２】まず、第１の変換モジュールについて説明
する。第１の変換モジュールの構成例を図３に示す。
する。第１の変換モジュールの構成例を図３に示す。
【００１３】図３において、１は入力端子、２は初段増
幅部、３は初段増幅部のゲインを設定するためのゲイン
設定抵抗、４はバイアス用電源、５はバイアス設定回
路、６は絶縁回路、７は出力回路、８は出力端子であ
る。
幅部、３は初段増幅部のゲインを設定するためのゲイン
設定抵抗、４はバイアス用電源、５はバイアス設定回
路、６は絶縁回路、７は出力回路、８は出力端子であ
る。
【００１４】まず、Ｋ形熱電対３００〜６００℃の信号
をＰＩＯユニットへ入力するためのＤＣ１〜５Ｖに変換
するには、Ｋ形熱電対の熱起電力が12.207ｍＶ〜24.902
ｍＶであるから、まず約３１５倍して３.８４６Ｖ〜７.
８４６Ｖとし、次に−2.846Ｖのバイアスを加えてＤＣ
１〜５Ｖに変換することになる。よって、センサにＫ形
熱電対３００〜６００℃を用いた場合には、この３１５
倍のゲイン及び−２.８４６Ｖ のバイアスを予め設定値
として備えておかなければならない。そこで、第１の変
換モジュールでは、ゲイン設定抵抗３を調整し初段増幅
部２のゲインを３１５倍に設定し、次にバイアス用電源
４およびバイアス設定回路を調整しバイアス量を−２.
８４６Ｖ に設定する。
をＰＩＯユニットへ入力するためのＤＣ１〜５Ｖに変換
するには、Ｋ形熱電対の熱起電力が12.207ｍＶ〜24.902
ｍＶであるから、まず約３１５倍して３.８４６Ｖ〜７.
８４６Ｖとし、次に−2.846Ｖのバイアスを加えてＤＣ
１〜５Ｖに変換することになる。よって、センサにＫ形
熱電対３００〜６００℃を用いた場合には、この３１５
倍のゲイン及び−２.８４６Ｖ のバイアスを予め設定値
として備えておかなければならない。そこで、第１の変
換モジュールでは、ゲイン設定抵抗３を調整し初段増幅
部２のゲインを３１５倍に設定し、次にバイアス用電源
４およびバイアス設定回路を調整しバイアス量を−２.
８４６Ｖ に設定する。
【００１５】このように第１の変換モジュールの構成例
では、入力するセンサの種類および信号範囲によって、
それぞれゲイン，バイアスを予め計算し、回路定数の設
定調整を行っていた。
では、入力するセンサの種類および信号範囲によって、
それぞれゲイン，バイアスを予め計算し、回路定数の設
定調整を行っていた。
【００１６】次に、第２の変換モジュールの構成例を図
４に基づいて説明する。本構成例はマイクロコンピュー
タを応用したものである。
４に基づいて説明する。本構成例はマイクロコンピュー
タを応用したものである。
【００１７】図４において、図３に示した要素と同一の
要素には同一の符号を付している。１は入力端子、２は
初段増幅部、７は出力回路、８は出力端子、９はＡ／Ｄ
変換器、１０はマイクロコンピュータを含むディジタル
信号処理回路、１１は絶縁回路、１２はＤ／Ａ変換器で
ある。
要素には同一の符号を付している。１は入力端子、２は
初段増幅部、７は出力回路、８は出力端子、９はＡ／Ｄ
変換器、１０はマイクロコンピュータを含むディジタル
信号処理回路、１１は絶縁回路、１２はＤ／Ａ変換器で
ある。
【００１８】本構成例では、センサの種類及び信号範囲
の設定はディジタル信号処理回路１０で行うことができ
る。第１の変換モジュールでは、センサの種類毎に必要
な信号範囲のみを選択するためにゲイン設定抵抗や、バ
イアス用電源を設定していたが、第２の変換モジュール
では、熱電対や測温抵抗体といった特定のセンサの測定
範囲全てをフルスパンで設定しておき、ディジタル信号
処理回路１０での演算によって必要な信号範囲のみを選
択する。例えば、熱電対の場合、すべての熱電対の測定
範囲における熱起電力は−１０ｍＶ〜８０ｍＶの範囲に
ある。この範囲の入力を第２の変換モジュールの入力し
得る信号の入力ゼロ点と入力スパン点として設定してお
く。例えば、初段増幅部２で８９倍に増幅しさらに１.
９Ｖ のバイアスが加えられるものとすると、−１０ｍ
Ｖ〜８０ｍＶの信号は１〜９Ｖとなる。ここで、Ａ／Ｄ
変換器の入力範囲を０〜１０Ｖとし、０〜１Ｖ，９〜１
０Ｖはそれぞれ、アンダーフロー，オーバーフローの領
域とする。そうすることによって、熱電対の全てのセン
サの種類（Ｋ形やＥ形など）に応じられるようにし、後
は演算で処理を行う。
の設定はディジタル信号処理回路１０で行うことができ
る。第１の変換モジュールでは、センサの種類毎に必要
な信号範囲のみを選択するためにゲイン設定抵抗や、バ
イアス用電源を設定していたが、第２の変換モジュール
では、熱電対や測温抵抗体といった特定のセンサの測定
範囲全てをフルスパンで設定しておき、ディジタル信号
処理回路１０での演算によって必要な信号範囲のみを選
択する。例えば、熱電対の場合、すべての熱電対の測定
範囲における熱起電力は−１０ｍＶ〜８０ｍＶの範囲に
ある。この範囲の入力を第２の変換モジュールの入力し
得る信号の入力ゼロ点と入力スパン点として設定してお
く。例えば、初段増幅部２で８９倍に増幅しさらに１.
９Ｖ のバイアスが加えられるものとすると、−１０ｍ
Ｖ〜８０ｍＶの信号は１〜９Ｖとなる。ここで、Ａ／Ｄ
変換器の入力範囲を０〜１０Ｖとし、０〜１Ｖ，９〜１
０Ｖはそれぞれ、アンダーフロー，オーバーフローの領
域とする。そうすることによって、熱電対の全てのセン
サの種類（Ｋ形やＥ形など）に応じられるようにし、後
は演算で処理を行う。
【００１９】また、ディジタル信号処理回路１０には、
センサの種類や信号範囲を記憶しておく領域があり、ま
た曲り補正用のデータテーブルも複数のセンサに対応す
るように幾つか備えている。曲り補正用のデータは、例
えば熱電対の場合、熱起電力がＪＩＳで定義されている
ので、これを曲り補正用のデータとして予めデータテー
ブルを作成しておくことにより、補間演算により容易に
曲り補正演算を行い補正することができる。
センサの種類や信号範囲を記憶しておく領域があり、ま
た曲り補正用のデータテーブルも複数のセンサに対応す
るように幾つか備えている。曲り補正用のデータは、例
えば熱電対の場合、熱起電力がＪＩＳで定義されている
ので、これを曲り補正用のデータとして予めデータテー
ブルを作成しておくことにより、補間演算により容易に
曲り補正演算を行い補正することができる。
【００２０】本構成例の場合、第１の変換モジュールの
例と同じく、入力端子にＫ形熱電対３００〜６００℃を
接続するものとすると、ディジタル信号処理回路１０に
は、予め熱電対の種類としてＫ形、信号範囲として３０
０〜６００℃と入力され記憶しておく。すると、ディジ
タル信号処理回路１０において入力ゼロ点が12.207ｍＶ
で３００℃，出力ＤＣ１Ｖに相当し、入力スパン点が２
４.９０２ｍＶで ６００℃，出力ＤＣ５Ｖに相当する
と定義付され、レンジ演算，出力処理がなされる。そし
て、曲り補正用のデータテーブルもＫ形熱電対３００〜
６００℃の部分が選択され曲り補正演算がなされる。
例と同じく、入力端子にＫ形熱電対３００〜６００℃を
接続するものとすると、ディジタル信号処理回路１０に
は、予め熱電対の種類としてＫ形、信号範囲として３０
０〜６００℃と入力され記憶しておく。すると、ディジ
タル信号処理回路１０において入力ゼロ点が12.207ｍＶ
で３００℃，出力ＤＣ１Ｖに相当し、入力スパン点が２
４.９０２ｍＶで ６００℃，出力ＤＣ５Ｖに相当する
と定義付され、レンジ演算，出力処理がなされる。そし
て、曲り補正用のデータテーブルもＫ形熱電対３００〜
６００℃の部分が選択され曲り補正演算がなされる。
【００２１】以上のように構成することにより、第２の
変換モジュールでは、センサの種類，信号範囲によって
回路定数を計算，設定することなしに、センサの種類，
信号範囲を入力するだけで所望の出力信号を得ることが
できるようになっている。
変換モジュールでは、センサの種類，信号範囲によって
回路定数を計算，設定することなしに、センサの種類，
信号範囲を入力するだけで所望の出力信号を得ることが
できるようになっている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】従来の変換モジュール
として、上記のように２つの例を示したが、上記の２つ
の変換モジュールにはそれぞれ以下のような特徴があ
る。
として、上記のように２つの例を示したが、上記の２つ
の変換モジュールにはそれぞれ以下のような特徴があ
る。
【００２３】第１の変換モジュールは、センサの種類及
び信号範囲の変更がある度に、ゲイン，バイアスの値の
計算を行い、回路定数の設定，調整を行わなければなら
ない。
び信号範囲の変更がある度に、ゲイン，バイアスの値の
計算を行い、回路定数の設定，調整を行わなければなら
ない。
【００２４】しかし、プロセス信号計測分野において
は、変換モジュールが多数用いられるので、設置スペー
ス，配線コストにおいて有利となる８点，１６点または
３２点単位にまとめた図５の信号変換ユニット８のよう
な集合形の変換モジュールを採用するのが一般的であ
る。このような多点の集合形信号変換器の構成要素とし
て考えると、第１の変換モジュールでは、一点毎にゲイ
ン，バイアスの回路レベルでの設定，調整が必要ではあ
るが、回路全体としては比較的安価である。
は、変換モジュールが多数用いられるので、設置スペー
ス，配線コストにおいて有利となる８点，１６点または
３２点単位にまとめた図５の信号変換ユニット８のよう
な集合形の変換モジュールを採用するのが一般的であ
る。このような多点の集合形信号変換器の構成要素とし
て考えると、第１の変換モジュールでは、一点毎にゲイ
ン，バイアスの回路レベルでの設定，調整が必要ではあ
るが、回路全体としては比較的安価である。
【００２５】また、第２の変換モジュールでは第１の変
換モジュールとは異なり、センサの種類及び信号範囲の
変更がある度に、ゲイン，バイアスの回路レベルでの設
定，調整を行う必要はなく、高精度のＡ／Ｄ変換器，マ
イクロコンピュータの採用により、センサの種類及び信
号範囲を入力するだけよい変換モジュールを得ることが
できる。しかしながら、一点毎に、Ａ／Ｄ変換器，マイ
クロコンピュータ，Ｄ／Ａ変換器を持つため、多点の集
合形信号変換器の構成要素として考えるとコストは割高
になってしまう。
換モジュールとは異なり、センサの種類及び信号範囲の
変更がある度に、ゲイン，バイアスの回路レベルでの設
定，調整を行う必要はなく、高精度のＡ／Ｄ変換器，マ
イクロコンピュータの採用により、センサの種類及び信
号範囲を入力するだけよい変換モジュールを得ることが
できる。しかしながら、一点毎に、Ａ／Ｄ変換器，マイ
クロコンピュータ，Ｄ／Ａ変換器を持つため、多点の集
合形信号変換器の構成要素として考えるとコストは割高
になってしまう。
【００２６】また、第１及び第２の変換モジュールの両
方に言えることであるが、変換モジュールのゲインやバ
イアスの設計値が、同一の設計値であっても各モジュー
ル毎に使用する部品のばらつきにより数％の誤差が生ず
るのが一般的である。従来はこの誤差モジュール毎にバ
リオーム等を設けて調整を行っており、調整作業が煩雑
であった。
方に言えることであるが、変換モジュールのゲインやバ
イアスの設計値が、同一の設計値であっても各モジュー
ル毎に使用する部品のばらつきにより数％の誤差が生ず
るのが一般的である。従来はこの誤差モジュール毎にバ
リオーム等を設けて調整を行っており、調整作業が煩雑
であった。
【００２７】本発明の第１の目的は、上記の第１，第２
の信号変換器の問題点を解決し、低コストで調整の容易
な多点の集合形信号変換器を提供することにある。
の信号変換器の問題点を解決し、低コストで調整の容易
な多点の集合形信号変換器を提供することにある。
【００２８】また、図５の従来のシステム構成例で示し
たように、ＰＩＯユニット，信号変換ユニット，端子板
ユニットが別々の構成となっているため、メンテナンス
時に制御ループ毎のチェックを行う場合、入力は信号変
換ユニット、出力は端子板ユニットと別々に該当する変
換モジュール，端子板を探す必要があった。
たように、ＰＩＯユニット，信号変換ユニット，端子板
ユニットが別々の構成となっているため、メンテナンス
時に制御ループ毎のチェックを行う場合、入力は信号変
換ユニット、出力は端子板ユニットと別々に該当する変
換モジュール，端子板を探す必要があった。
【００２９】本発明の第２の目的は、入力，出力を制御
ループ毎にまとめ、メンテナンスが容易な信号変換器を
提供することにある。
ループ毎にまとめ、メンテナンスが容易な信号変換器を
提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、プラント内の物理量を検出する複数
の検出端からの信号を入力し、必要な補正を行って上位
の計算機へ送信し、或いはプラント内の操作端へ上位の
計算機からの信号を送信する信号変換器において、検出
端からの入力を行い所定の増幅処理を行う処理手段と、
検出端及び前記処理手段に関する情報を格納した第１の
記憶手段とを有する第１の増幅部と、操作端が受信可能
な所定の制御信号に変換する変換手段と、操作端及び前
記変換手段に関する情報を格納した第２の記憶手段とを
有する第２の増幅部と、前記第１の記憶手段と第２の記
憶手段の情報を用いて、前記第１の増幅部及び第２の増
幅部と上位の計算機との通信を行うための信号処理を行
う信号処理部とを一体構成化したことである。
の本発明の特徴は、プラント内の物理量を検出する複数
の検出端からの信号を入力し、必要な補正を行って上位
の計算機へ送信し、或いはプラント内の操作端へ上位の
計算機からの信号を送信する信号変換器において、検出
端からの入力を行い所定の増幅処理を行う処理手段と、
検出端及び前記処理手段に関する情報を格納した第１の
記憶手段とを有する第１の増幅部と、操作端が受信可能
な所定の制御信号に変換する変換手段と、操作端及び前
記変換手段に関する情報を格納した第２の記憶手段とを
有する第２の増幅部と、前記第１の記憶手段と第２の記
憶手段の情報を用いて、前記第１の増幅部及び第２の増
幅部と上位の計算機との通信を行うための信号処理を行
う信号処理部とを一体構成化したことである。
【００３１】本発明の要点は、それぞれの増幅部の構成
は必要最小限のものとしコストを抑え、信号処理部で複
数の増幅部の曲り補正，レンジ演算を行うことにより信
号処理部のコストを１／ｎ（ｎ＝８，１６または３２）
にし、さらに信号処理部に出力用増幅部を混在可能とし
た所にある。また、さらに、それぞれの増幅部に記憶手
段を実装し検出端の情報や増幅部の調整データを記憶す
ることにより、増幅部を交換しても調整作業を不要とし
たものである。
は必要最小限のものとしコストを抑え、信号処理部で複
数の増幅部の曲り補正，レンジ演算を行うことにより信
号処理部のコストを１／ｎ（ｎ＝８，１６または３２）
にし、さらに信号処理部に出力用増幅部を混在可能とし
た所にある。また、さらに、それぞれの増幅部に記憶手
段を実装し検出端の情報や増幅部の調整データを記憶す
ることにより、増幅部を交換しても調整作業を不要とし
たものである。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を添付図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００３３】図２に、本発明を用いた簡単なプロセス構
成例を示す。
成例を示す。
【００３４】図２において、２０１は上位計算機、２０
７は通信ケーブル、２０８は変換器ユニット、２０９〜
２１２は入力用モジュール、２１３はインターフェー
ス、２１４は電源装置、２２１は流量計、２２２は操作
バルブ、２２３は温度検出端、２２４はボイラー、２２
５及び２２６は出力用モジュールである。図２の構成例
においても、図５と同様に、燃料を燃焼しボイラーの蒸
気温度をコントロールするという簡単なプロセスを行う
ループを２つ持つ例である。
７は通信ケーブル、２０８は変換器ユニット、２０９〜
２１２は入力用モジュール、２１３はインターフェー
ス、２１４は電源装置、２２１は流量計、２２２は操作
バルブ、２２３は温度検出端、２２４はボイラー、２２
５及び２２６は出力用モジュールである。図２の構成例
においても、図５と同様に、燃料を燃焼しボイラーの蒸
気温度をコントロールするという簡単なプロセスを行う
ループを２つ持つ例である。
【００３５】以上の構成からなる本発明の動作を簡単に
説明する。まず、流量計２２１(１)，（２）および温度
検出端２２３（１)，(２）の信号は入力用モジュール２
０９〜２１２に接続され、変換器ユニット２０８にてデ
ィジタル値に信号変換される。そして、変換されたそれ
ぞれの入力用モジュールの出力信号はインターフェース
２１３によりまとめられ、通信ケーブル２０７を介して
上位計算機２０１に伝送される。
説明する。まず、流量計２２１(１)，（２）および温度
検出端２２３（１)，(２）の信号は入力用モジュール２
０９〜２１２に接続され、変換器ユニット２０８にてデ
ィジタル値に信号変換される。そして、変換されたそれ
ぞれの入力用モジュールの出力信号はインターフェース
２１３によりまとめられ、通信ケーブル２０７を介して
上位計算機２０１に伝送される。
【００３６】上位計算機２０１はプロセス信号を取り込
み、ＰＩＤ等の制御演算を実行し演算結果として操作出
力値を得る。得られた操作出力値は通信ケーブル２０
７，インターフェース２１３を介して再び変換器ユニッ
ト２０８に入力される。変換器ユニット２０８は、複数
のディジタル値をＤ／Ａ変換し、１ループ目，２ループ
目の操作出力に対応する出力用モジュール２２５，２２
６へ出力する。出力用モジュール２２５，２２６は最終
的な操作出力値に増幅し、操作バルブ２２２(１)，２２
２（２）にそれぞれ出力される。
み、ＰＩＤ等の制御演算を実行し演算結果として操作出
力値を得る。得られた操作出力値は通信ケーブル２０
７，インターフェース２１３を介して再び変換器ユニッ
ト２０８に入力される。変換器ユニット２０８は、複数
のディジタル値をＤ／Ａ変換し、１ループ目，２ループ
目の操作出力に対応する出力用モジュール２２５，２２
６へ出力する。出力用モジュール２２５，２２６は最終
的な操作出力値に増幅し、操作バルブ２２２(１)，２２
２（２）にそれぞれ出力される。
【００３７】以上が本発明の簡単な動作の説明である
が、本発明は、図５では流量計や操作バルブなどのプラ
ント内の機器と、上位計算機との信号を取り合うため
に、信号変換器としてＰＩＯユニット５０２と変換器ユ
ニット５０８、そして端子板ユニット５１６と、３つの
ユニットから構成されていたものを変換器ユニット２０
８の１ユニットで信号変換器として行えるようにしたも
のである。
が、本発明は、図５では流量計や操作バルブなどのプラ
ント内の機器と、上位計算機との信号を取り合うため
に、信号変換器としてＰＩＯユニット５０２と変換器ユ
ニット５０８、そして端子板ユニット５１６と、３つの
ユニットから構成されていたものを変換器ユニット２０
８の１ユニットで信号変換器として行えるようにしたも
のである。
【００３８】以下、図１に基づき本発明の信号変換器と
して作用する変換器ユニットについて説明する。
して作用する変換器ユニットについて説明する。
【００３９】図１は図２の変換器ユニット２０８の一部
をブロック図として示したものである。図１において、
１は入力端子、２は初段増幅部、６は絶縁回路、７は出
力回路、９はＡ／Ｄ変換器、１０はディジタル信号処理
回路、１３は通信回路、１４は不揮発性メモリ、１５，
１６，２６はマルチプレクサ、２２は操作出力端子、２
３は操作出力回路、２４はアナログ信号ホールド回路、
２７はＤ／Ａ変換器、２０９，２１０は入力用モジュー
ル、２１は信号処理部、２２５は出力用モジュール、２
８は出力端子である。
をブロック図として示したものである。図１において、
１は入力端子、２は初段増幅部、６は絶縁回路、７は出
力回路、９はＡ／Ｄ変換器、１０はディジタル信号処理
回路、１３は通信回路、１４は不揮発性メモリ、１５，
１６，２６はマルチプレクサ、２２は操作出力端子、２
３は操作出力回路、２４はアナログ信号ホールド回路、
２７はＤ／Ａ変換器、２０９，２１０は入力用モジュー
ル、２１は信号処理部、２２５は出力用モジュール、２
８は出力端子である。
【００４０】図１に示す入力用モジュール２０９，２１
０及び出力用モジュール２２５は、図２に示す符号と同
一のものであり、それぞれモジュールとして構成され、
信号処理部２１に接続されるようになっている。信号処
理部２１は、入力用モジュール２０９や出力用モジュー
ル２２５等の各モジュールを複数接続できるコネクタを
備えており、各コネクタには入力用と出力用の接続端子
及び後述する不揮発性メモリ１４用の接続端子をそれぞ
れ備えており、モジュールは入力用，出力用を問わずど
ちらでも接続されるようになっている。コネクタの数
は、８点，１６点，３２点など様々である。図１では、
コネクタのＮo.１とＮo.２に入力用が、Ｎo.３に出力用
のモジュールが接続されており、図２の１ループ目の入
出力を取り扱うモジュールを示す。
０及び出力用モジュール２２５は、図２に示す符号と同
一のものであり、それぞれモジュールとして構成され、
信号処理部２１に接続されるようになっている。信号処
理部２１は、入力用モジュール２０９や出力用モジュー
ル２２５等の各モジュールを複数接続できるコネクタを
備えており、各コネクタには入力用と出力用の接続端子
及び後述する不揮発性メモリ１４用の接続端子をそれぞ
れ備えており、モジュールは入力用，出力用を問わずど
ちらでも接続されるようになっている。コネクタの数
は、８点，１６点，３２点など様々である。図１では、
コネクタのＮo.１とＮo.２に入力用が、Ｎo.３に出力用
のモジュールが接続されており、図２の１ループ目の入
出力を取り扱うモジュールを示す。
【００４１】次に、センサ入力処理用の入力用モジュー
ルを２１０のモジュールを例にとって説明する。
ルを２１０のモジュールを例にとって説明する。
【００４２】入力用モジュールは、接続される機器（熱
伝対や測温抵抗体、その他伝送器など）によってそれぞ
れインターフェースが異なり、入力端子１に接続される
機器の種類毎の専用のモジュールとなる。しかし、基本
的には図１に示される構成となっており、初段増幅部２
で所定の電圧まで増幅され、絶縁回路６，出力回路７を
介して絶縁され出力されるという処理を行うことは共通
である。
伝対や測温抵抗体、その他伝送器など）によってそれぞ
れインターフェースが異なり、入力端子１に接続される
機器の種類毎の専用のモジュールとなる。しかし、基本
的には図１に示される構成となっており、初段増幅部２
で所定の電圧まで増幅され、絶縁回路６，出力回路７を
介して絶縁され出力されるという処理を行うことは共通
である。
【００４３】入力用モジュール２１０の入力端子１には
温度検出器２２３が接続されているが、ここで温度検出
器２２３が前出のＫ形熱電対３００〜６００℃であると
すると、入力用モジュール２１０は、初段増幅部２が図
４の初段増幅部と同じく８９倍のゲインを持ち、且つ
１.９Ｖ のバイアス処理を行うように予め設定されたモ
ジュールを用いる。
温度検出器２２３が接続されているが、ここで温度検出
器２２３が前出のＫ形熱電対３００〜６００℃であると
すると、入力用モジュール２１０は、初段増幅部２が図
４の初段増幅部と同じく８９倍のゲインを持ち、且つ
１.９Ｖ のバイアス処理を行うように予め設定されたモ
ジュールを用いる。
【００４４】また入力用及び出力用の各モジュールは、
それぞれ不揮発性メモリ１４を備えている。図７に不揮
発性メモリ１４の内容を示す。不揮発性メモリ１４に
は、図７に示されるように、各モジュールの入出力する
信号の調整用データや、入力するセンサの種類及び測定
範囲のデータ，曲り補正用のデータ等が書込まれてい
る。
それぞれ不揮発性メモリ１４を備えている。図７に不揮
発性メモリ１４の内容を示す。不揮発性メモリ１４に
は、図７に示されるように、各モジュールの入出力する
信号の調整用データや、入力するセンサの種類及び測定
範囲のデータ，曲り補正用のデータ等が書込まれてい
る。
【００４５】本実施例の場合であると、入力用モジュー
ル２１０は熱電対用であるので、初段増幅部２の設計値
がゲインは８９倍及びバイアスは１.９Ｖ となっている
が、同一の設計値であってもモジュールが異なれば使用
する部品のばらつきにより数％の誤差が生ずる。調整用
データは、従来のように誤差をバリオーム等で調整せ
ず、あらかじめ入出力データを取っておき、それに基づ
き調整用データを用意しておくことにより、演算により
調整作業を行うためのものである。また曲り補正の補正
精度は曲り補正用データの大きさより決まるが、熱電対
の場合１０℃毎にデータを持てば０.１％ 精度には十分
対応できる。なお、不揮発性メモリ１４は、必要とする
データ量が非常に少ないので、シリアルインターフェー
スの５１２ビット程度の安価なもので十分である。
ル２１０は熱電対用であるので、初段増幅部２の設計値
がゲインは８９倍及びバイアスは１.９Ｖ となっている
が、同一の設計値であってもモジュールが異なれば使用
する部品のばらつきにより数％の誤差が生ずる。調整用
データは、従来のように誤差をバリオーム等で調整せ
ず、あらかじめ入出力データを取っておき、それに基づ
き調整用データを用意しておくことにより、演算により
調整作業を行うためのものである。また曲り補正の補正
精度は曲り補正用データの大きさより決まるが、熱電対
の場合１０℃毎にデータを持てば０.１％ 精度には十分
対応できる。なお、不揮発性メモリ１４は、必要とする
データ量が非常に少ないので、シリアルインターフェー
スの５１２ビット程度の安価なもので十分である。
【００４６】次に、信号処理部２１の動作を図６のフロ
ーチャートに基づき説明する。尚、図６の動作は、電源
投入時及び一定周期毎に行うものとする。一定周期毎に
読み取り動作を行うのは、活栓で増幅部の交換を行った
場合にも対応するためである。
ーチャートに基づき説明する。尚、図６の動作は、電源
投入時及び一定周期毎に行うものとする。一定周期毎に
読み取り動作を行うのは、活栓で増幅部の交換を行った
場合にも対応するためである。
【００４７】まず、センサ入力処理について説明す
る。
る。
【００４８】最初は、マルチプレクサ１６により信号処
理部２１に接続されている各モジュールの不揮発性メモ
リ１４をスキャンし、それぞれの内容を読み取る（６０
１）。
理部２１に接続されている各モジュールの不揮発性メモ
リ１４をスキャンし、それぞれの内容を読み取る（６０
１）。
【００４９】次に、各モジュールから読み取ったデータ
を基に、モジュールデータテーブルを作成する（６０
２）。図８にその例を示す。モジュールデータテーブル
では、スキャンした各モジュールが入力用か出力用かの
識別、また入力用モジュールの場合、入力信号の種類
（熱電対か，測温抵抗体か，伝送器か等）、入力信号の
測定レンジ、必要に応じて調整用データや曲り補正デー
タ（図示せず）等のデータを各モジュール毎に格納して
いる。
を基に、モジュールデータテーブルを作成する（６０
２）。図８にその例を示す。モジュールデータテーブル
では、スキャンした各モジュールが入力用か出力用かの
識別、また入力用モジュールの場合、入力信号の種類
（熱電対か，測温抵抗体か，伝送器か等）、入力信号の
測定レンジ、必要に応じて調整用データや曲り補正デー
タ（図示せず）等のデータを各モジュール毎に格納して
いる。
【００５０】続いて、モジュールデータテーブルの各モ
ジュール毎が入力用か出力用かの識別データに基づき、
図９及び図１０に示す入力スキャンテーブルと出力スキ
ャンテーブルと出力スキャンテーブルを作成する（６０
３）。ここでは、入力スキャンテーブルでは、入力用の
モジュールが該当するアドレスに“１”を立て、同様に
出力スキャンテーブルでは、出力用のモジュールが該当
するアドレスに“１”を立てるようにしている。
ジュール毎が入力用か出力用かの識別データに基づき、
図９及び図１０に示す入力スキャンテーブルと出力スキ
ャンテーブルと出力スキャンテーブルを作成する（６０
３）。ここでは、入力スキャンテーブルでは、入力用の
モジュールが該当するアドレスに“１”を立て、同様に
出力スキャンテーブルでは、出力用のモジュールが該当
するアドレスに“１”を立てるようにしている。
【００５１】続いて、マルチプレクサ１５により、信号
処理部２１に接続されている各モジュールの入力信号を
スキャンする（６０４）。ここで、信号処理部２１に出
力用のモジュールが混在していたり、モジュールが接続
されていないコネクタがあっても、マルチプレクサ１５
のスキャンは構わず行う。
処理部２１に接続されている各モジュールの入力信号を
スキャンする（６０４）。ここで、信号処理部２１に出
力用のモジュールが混在していたり、モジュールが接続
されていないコネクタがあっても、マルチプレクサ１５
のスキャンは構わず行う。
【００５２】続いて、入力スキャンテーブルに基づき、
入力用と判断されたモジュールの入力信号のみを選択し
てディジタル信号処理回路１０でデータ変換し、通信回
路１３により出力端子８へ出力する（６０５）。データ
変換は、まずモジュールデータテーブルにあらかじめ取
り込んでおいた各モジュールの調整用データを基にし
て、Ａ／Ｄ変換器９を介して取り込んだ入力信号のデー
タを調整する。次に、センサの種類及び測定範囲，曲り
補正のデータを基にして、レンジ演算，曲り補正演算を
行うことにより出力値を得る。図４の従来例の場合に
は、これをアナログに変換して出力したが、本実施例で
は通信回路１３により通信により出力データを伝送する
方式とした。なぜならば、上位計算機ではアナログ信号
でデータをもらっても必ずＡ／Ｄ変換してデータを使用
するためである。もちろん、ディジタル信号処理部１０
の後段にＤ／Ａ変換回路と出力回路を設けることにより
アナログ出力することも可能である。
入力用と判断されたモジュールの入力信号のみを選択し
てディジタル信号処理回路１０でデータ変換し、通信回
路１３により出力端子８へ出力する（６０５）。データ
変換は、まずモジュールデータテーブルにあらかじめ取
り込んでおいた各モジュールの調整用データを基にし
て、Ａ／Ｄ変換器９を介して取り込んだ入力信号のデー
タを調整する。次に、センサの種類及び測定範囲，曲り
補正のデータを基にして、レンジ演算，曲り補正演算を
行うことにより出力値を得る。図４の従来例の場合に
は、これをアナログに変換して出力したが、本実施例で
は通信回路１３により通信により出力データを伝送する
方式とした。なぜならば、上位計算機ではアナログ信号
でデータをもらっても必ずＡ／Ｄ変換してデータを使用
するためである。もちろん、ディジタル信号処理部１０
の後段にＤ／Ａ変換回路と出力回路を設けることにより
アナログ出力することも可能である。
【００５３】次に、操作出力処理について説明する。
【００５４】操作出力データは通信により、上位計算機
から伝送されるようにされているものであり、信号処理
部２１は、自らのコネクタに接続されている出力モジュ
ールへ送信すべき操作出力データを受信すると、図１１
に示す出力データテーブルへ受信したデータを格納する
（６０６）。
から伝送されるようにされているものであり、信号処理
部２１は、自らのコネクタに接続されている出力モジュ
ールへ送信すべき操作出力データを受信すると、図１１
に示す出力データテーブルへ受信したデータを格納する
（６０６）。
【００５５】次に、出力データテーブルの内容をスキャ
ンして、各モジュールへ操作出力データを出力する。本
実施例では信号処理部２１のＮo.１，Ｎo.２に入力用
が、Ｎo.３に出力用のモジュールが付けられているが、
構わず全チャネル出力する。入力用と出力用の各モジュ
ールではハードウェア上の結線が異なるので、入力モジ
ュールに出力しても、空振りするだけで何ら問題はな
い。
ンして、各モジュールへ操作出力データを出力する。本
実施例では信号処理部２１のＮo.１，Ｎo.２に入力用
が、Ｎo.３に出力用のモジュールが付けられているが、
構わず全チャネル出力する。入力用と出力用の各モジュ
ールではハードウェア上の結線が異なるので、入力モジ
ュールに出力しても、空振りするだけで何ら問題はな
い。
【００５６】出力モジュールへの出力動作は、出力用モ
ジュール２２５に出力する場合は、マルチプレクサ２６
により出力用モジュール２２５が選択された際に、出力
用モジュール２２５に割付けられた操作出力データをＤ
／Ａ変換器２７によりＤ／Ａ変換し、出力する。これに
より、該当する操作出力データがアナログ信号ホールド
回路２４にホールドされる。次に、操作出力回路２３に
より操作出力端子２２へデータが出力される。ここで、
アナログ信号ホールド回路２４は単純なコンデンサによ
るホールド回路で十分である。そして、操作出力回路２
３はアナログの電圧信号をＤＣ４〜２０ｍＡに変換する
Ｖ／Ｉ変換回路である。
ジュール２２５に出力する場合は、マルチプレクサ２６
により出力用モジュール２２５が選択された際に、出力
用モジュール２２５に割付けられた操作出力データをＤ
／Ａ変換器２７によりＤ／Ａ変換し、出力する。これに
より、該当する操作出力データがアナログ信号ホールド
回路２４にホールドされる。次に、操作出力回路２３に
より操作出力端子２２へデータが出力される。ここで、
アナログ信号ホールド回路２４は単純なコンデンサによ
るホールド回路で十分である。そして、操作出力回路２
３はアナログの電圧信号をＤＣ４〜２０ｍＡに変換する
Ｖ／Ｉ変換回路である。
【００５７】以上のようにして、操作出力処理が行わ
れる。前述のセンサ入力処理と合わせて、入力用モジ
ュールと出力用モジュールが複数混在しても動作可能で
あることは明らかである。
れる。前述のセンサ入力処理と合わせて、入力用モジ
ュールと出力用モジュールが複数混在しても動作可能で
あることは明らかである。
【００５８】そして操作出力処理以降の処理は、一定
周期毎に再度図６の６０１の処理に戻り、繰り返し処理
が行われる。
周期毎に再度図６の６０１の処理に戻り、繰り返し処理
が行われる。
【００５９】尚、処理の高速化を図る場合には、６０４
の入力処理と６０７のデータ出力の処理で、入力スキャ
ンテーブル及び出力スキャンテーブルで“１”の立って
いるモジュールのみに対して、入力取り込みやデータ出
力を選択的に行うことにより高速化が可能である。
の入力処理と６０７のデータ出力の処理で、入力スキャ
ンテーブル及び出力スキャンテーブルで“１”の立って
いるモジュールのみに対して、入力取り込みやデータ出
力を選択的に行うことにより高速化が可能である。
【００６０】以上説明したような処理を行うことによ
り、ＰＩＯユニットと変換器ユニット、及び端子板ユニ
ットを１つのユニットで実現することが可能となる。
り、ＰＩＯユニットと変換器ユニット、及び端子板ユニ
ットを１つのユニットで実現することが可能となる。
【００６１】本発明の図２と従来の構成である図５と比
較すると、ＰＩＯユニットと端子板ユニットが不要とな
り、システムを低価格で構成できることがわかる。ま
た、ＰＩＯユニット，端子板ユニットが不要となるた
め、それらの間の配線も不要となる。そして、制御ルー
プ毎に入出力のモジュールを一纏めにして実装できるた
め、メンテナンスを容易に行うことが可能となる。
較すると、ＰＩＯユニットと端子板ユニットが不要とな
り、システムを低価格で構成できることがわかる。ま
た、ＰＩＯユニット，端子板ユニットが不要となるた
め、それらの間の配線も不要となる。そして、制御ルー
プ毎に入出力のモジュールを一纏めにして実装できるた
め、メンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば、入出力モジュール（増
幅部）を単純な増幅回路と絶縁回路と不揮発性メモリで
構成できることによって、一点当たりのモジュールが安
価に構成することができ、さらに、入力用と出力用のモ
ジュールを混在して実装することができ、制御ループ毎
に入出力を一纏めにすることができるためメンテナンス
が非常に容易になる。
幅部）を単純な増幅回路と絶縁回路と不揮発性メモリで
構成できることによって、一点当たりのモジュールが安
価に構成することができ、さらに、入力用と出力用のモ
ジュールを混在して実装することができ、制御ループ毎
に入出力を一纏めにすることができるためメンテナンス
が非常に容易になる。
【００６３】また、システムを構成した場合、従来必要
としたＰＩＯユニットと端子板ユニットが不要となり、
システム価格を大幅に低減することができる。
としたＰＩＯユニットと端子板ユニットが不要となり、
システム価格を大幅に低減することができる。
【００６４】そして、信号処理部はモジュールを複数台
サポートするので１台当たりのコストは、仮にｎ台接続
されているとすると１／ｎとなる。また、本発明は基本
的にマルチレンジの信号変換器を構成するものであり、
１種類の入出力用モジュール（増幅部）で様々なレンジ
に使用できるため管理コストの低減にも効果がある。ま
た、モジュールに内蔵した不揮発性メモリに調整データ
を持たせることにより、バリオームレスとでき、バリオ
ームを回して合わせこむ調整作業もなくなるのでコスト
低減になり、可動部がなくなることで信頼性を高くする
ことができる。そして、それぞれのモジュールに内蔵し
た不揮発性メモリにセンサの種類及び測定範囲のデータ
を持つので、故障時にはモジュールの交換だけで済み復
旧が速く、また、種々のモジュールを信号処理部に接続
することができ多彩な信号変換器を構成することができ
る。
サポートするので１台当たりのコストは、仮にｎ台接続
されているとすると１／ｎとなる。また、本発明は基本
的にマルチレンジの信号変換器を構成するものであり、
１種類の入出力用モジュール（増幅部）で様々なレンジ
に使用できるため管理コストの低減にも効果がある。ま
た、モジュールに内蔵した不揮発性メモリに調整データ
を持たせることにより、バリオームレスとでき、バリオ
ームを回して合わせこむ調整作業もなくなるのでコスト
低減になり、可動部がなくなることで信頼性を高くする
ことができる。そして、それぞれのモジュールに内蔵し
た不揮発性メモリにセンサの種類及び測定範囲のデータ
を持つので、故障時にはモジュールの交換だけで済み復
旧が速く、また、種々のモジュールを信号処理部に接続
することができ多彩な信号変換器を構成することができ
る。
【図１】本発明に係る信号変換器の実施例を示す図。
【図２】本発明に係る信号変換器を用いたシステム構成
例を示す図。
例を示す図。
【図３】従来の信号変換器の第１の構成例。
【図４】従来の信号変換器の第２の構成例。
【図５】本発明に係る信号変換器を用いたシステム構成
例を示す図。
例を示す図。
【図６】本発明の信号変換器の処理動作を示す図。
【図７】不揮発性メモリの内容を示す図。
【図８】モジュールデータテーブルを示す図。
【図９】入力スキャンテーブルを示す図。
【図１０】出力スキャンテーブルを示す図。
【図１１】出力データテーブルを示す図。
１…入力端子、２…初段増幅部、６…絶縁回路、７…出
力回路、９…Ａ／Ｄ変換器、１０…ディジタル信号処理
回路、１３…通信回路、１４…不揮発性メモリ、１５，
１６…マルチプレクサ、２０…増幅部、２１…信号処理
部、２８…出力端子、２０１…上位計算機、２０７…通
信ケーブル、２０８…変換器ユニット、２０９〜２１２
…入力用モジュール、２１３…インターフェース、２１
４…電源装置、２２１…流量計、２２２…操作バルブ、
２２３…温度検出端、２２４…ボイラー、２２５，２２
６…出力用モジュール。
力回路、９…Ａ／Ｄ変換器、１０…ディジタル信号処理
回路、１３…通信回路、１４…不揮発性メモリ、１５，
１６…マルチプレクサ、２０…増幅部、２１…信号処理
部、２８…出力端子、２０１…上位計算機、２０７…通
信ケーブル、２０８…変換器ユニット、２０９〜２１２
…入力用モジュール、２１３…インターフェース、２１
４…電源装置、２２１…流量計、２２２…操作バルブ、
２２３…温度検出端、２２４…ボイラー、２２５，２２
６…出力用モジュール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 照雄 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 藤田 雅博 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番地 日立那珂エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 北上 繁美 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番地 日立那珂エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 野口 信三 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番地 日立那珂エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 長瀬 良一 茨城県ひたちなか市堀口字長久保832番地 ２ 日立計測エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 大野 耕治 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番地 日立那珂エレクトロニクス株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】プラント内の物理量を検出する複数の検出
端からの信号を入力し、必要な補正を行って上位の計算
機へ送信し、或いはプラント内の操作端へ上位の計算機
からの信号を送信する信号変換器において、 検出端からの入力を行い所定の増幅処理を行う処理手段
と、検出端及び前記処理手段に関する情報を格納した第
１の記憶手段とを有する第１の増幅部と、 操作端が受信可能な所定の制御信号に変換する変換手段
と、操作端及び前記変換手段に関する情報を格納した第
２の記憶手段とを有する第２の増幅部と、 前記第１の記憶手段と第２の記憶手段の情報を用いて、
前記第１の増幅部及び第２の増幅部と上位の計算機との
通信を行うための信号処理を行う信号処理部とを、一体
構成化したことを特徴とする入出力混在形信号変換器。 - 【請求項２】請求項１において、 前記信号処理部は前記第１の増幅部と前記第２の増幅部
を接続するための複数の接続手段を有し、前記第１の増
幅部と前記第２の増幅部は、前記信号処理部の接続手段
の任意の位置に着脱可能であることを特徴とする入出力
混在形信号変換器。 - 【請求項３】請求項２において、 前記信号処理部の各接続手段は、前記第１の増幅部の処
理手段からの信号を受ける第１の端子と、前記第２の増
幅部の変換手段へ信号を送出する第２の端子と、前記第
１の増幅部と第２の増幅部の第１と第２の記憶手段の情
報を読み取る第３の端子とを備えたことを特徴とする入
出力混在形信号変換器。 - 【請求項４】請求項１において、 前記第１の増幅部は、接続される検出端の種類により、
前記処理手段の設定が異なることを特徴とする入出力混
在形信号変換器。
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