JPS593761B2

JPS593761B2 - 信号分配装置

Info

Publication number: JPS593761B2
Application number: JP15904977A
Authority: JP
Inventors: 和平井上; 宏小杉
Original assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Current assignee: Mayekawa Manufacturing Co
Priority date: 1977-12-28
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1984-01-26
Also published as: JPS5491689A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、主に計測制御に使用される標準の伝送信号の
ような同一の信号レベルによつて動作する送信器と複数
の受信器とを備えた送受信方式において、送信器からの
信号を複数の受信器に直列に分配するために用いる信号
分配装置に関するものである。

従来、単一信号を複数の受信器に並列に電気的に分配す
る方法としては、電流信号の場合には受信器を直列接続
し、また電圧信号の場合には受信器を並列接続すればよ
く、いずれの場合にも送信器と受信器との間のマツチン
グを考えるだけで比較的簡便に行なうことができるが、
これに較べて単一信号を直列に分配する場合は、送信器
の出力信号のスパンとして接続される受信器の入力信号
のスパンの台数倍の幅が必要なこと、分配順序に応じて
受信器側でバイアスをかける必要があること等の理由か
ら簡便でかつ合理的な方法が無かつた。

しいて実施するとすれば、サーボ機構を用いたマイナー
ループを別に構成してカスケード接続する等の操作が必
要であり、従つて構成機器が増えたり、外部接続の複雑
化を招き、またそのため分配数や分配順序の変更が容易
にできない等数多くの難点があつた。一方、近年いたる
ところで装置容量の大型化が進行するとともに、複数台
装置の運転制御が必要となり、今後ますますその傾向が
強くなると思われる。

また装置の多様化に従つて特性、および効率面において
最も適した運転制御方法をとることが不可欠となつてき
た。これに関して前述のように信号の並列分配は比較的
簡単に行なうことができ、一般的に制御方法としても並
列制御が多く用いられている。しかるに直列制御も必要
とされることが多く、例えばノンリニアな特性を有する
装置の複数台制御においては、特性面で直列制御の方が
リニア特性に近づけることができ有利であつたり、また
効率面でも直列制御の方がメリツトがある場合が少なく
ない。制御以外の分野においても複数台の受信器で信号
を部分的に伸長して指示、記録させたりする場合等数多
くの応用が考えられる。本発明の目的は、同一信号レベ
ルで動作する送信器と複数の受信器とを備えた送受信方
式において、同一信号レベルであればどのような信号レ
ベルのものでも複雑な外部接続や多くの付加装置を必要
とすることなく、送信器からの信号で複数の受信器が直
列に動作するような信号分配を可能ならしめた信号分配
装置を提供するものである。

本発明は、上記の目的のもとに、送信器からの信号を分
配数と同値の増幅度で増幅するとともに、分配数と同数
の減算値によつて信号レベル、分配数および分配順序に
応じたそれぞれの値で減算し、受信器別に独立した同一
信号レベルとして出力するようにしてなり、分配数およ
び分配順序の変更や、本装置を制御装置に応用した場合
の発停指令の出力についても合理的な手段を講じており
、また信号レベルが大きくなつたり、分配数が多くなつ
た場合でも実際上の問題が生じないような対策も施した
ものである。次に本発明の実施例の構成を図面について
説明する。

第１図は、本発明の原理的な構成を示しており、同図に
おいて送信器１より出力される同一信号レベルの信号１
，〜Ｉｆは、増幅器３によつて増幅された後、ｎ個の減
算器４１，４２，４３・・・・・・・・・４ｎによつて
それぞれ減算されて対応する受信器２１，２２，２３・
・・・・・・・・２。

に入力されている。ここに増幅器３および減算器４１，
４２，４３・・・・・・−・・４ｎは、演算器を構成し
ている。送信器１および受信器２１，２２，２３・・・
・・・・・・２。は、同一の信号レベルで動作するもの
であるから、複数の受信器２１，２２，２３・・・・・
・・・・２ｎを直列に動作させるためには送信器１の出
力信号のスパンを、接続する受信器の数だけ高める必要
がある。従つてここで増幅器３には信号分配する受信器
２１，２２，２３・・・・・・・・・２１の数と同値の
ｎ倍の増幅度を持たせてある。

増幅後０信号は、この段階で各々の受信器２ｋを動作さ
せるだけのスパンを持つているので、後は分配順序に従
つてそれぞれの受信器２ｋが動作するように減算すれば
よい。なお、上記および以下の符号中の添字ｋは、１、
２、３・・・・・・・・・ｎ中の任意の一つを指すもの
とする。減算値は、それぞれの減算器４ｋ，４ｋ＋１の
間で受信器２ｋ，２ｋ＋１への分配順に同一信号レベル
のフルスパンと同じだけ差を持つた離散した値となるが
、その各々の値は分配数および同一信号レベルの大きさ
によつて変わつてくる。図に示されるように最初の受信
器２１に対する減算値をＳ１、２番目をＳ２、以下同様
にして最終のｎ番目の受信器に対する減算値をＳｎとす
ると、それらは次式によつて表わされる。従つてこの減
算値は同一信号レベルの正負に応じて正負またはＯのい
ずれの値もとる可能性がある。

このようにして原理的には分配数がいくつになつても、
また信号レベルがどのような値になつても直列分配が可
能になる訳であるが、実際上は分配装置内のダイナミツ
クレンジによる制限があり、また受信器への過小および
過大出力に対する制限器等が必要であるため、次に示す
ような手段を講じている。第２図ぱ本発明の実際的な構
成例を示すフロツク図である。

第１図においては、分配数や信号レベルが大きい場合、
増幅後の信号および減算値が分配装置のダイナミツクレ
ンジ以上となる可能性があるので、ｎこれを防ぐために
第２図では、−の比率をもたせＡた係数器５を初段に配
し、演算器は、各々の受信器２１，２２，２３・・・・
・・２。

に対して増幅と演算とを同時に行なうために、ｎ個の差
動増幅器３１，３２，３３・・・・・・・・・３ｎを用
い、これらで係数器５の出力を並列に受けるように接続
してある。従つて差動増幅器３１，３２，３３・・・・
・・・・・３ｎの増幅度をＡとすると、装置内の演算信
号レベルは一とするＡことができる。

また信号のレベルが小さい場合は、逆に装置内の演算信
号レベルが小さくなり過ぎるので、そのようなときは、
増幅度Ａの値が小数となるように、係数器５を増幅器と
して構成し、かつ差動増幅器３１，３２，３３・・・・
・・・・・３ｎを係数器として構成すればよい。上記の
ような手段を講じても差動増幅器３１，３２，３３・・
・・・・・・・３ｎから出力される信号は第１図の場合
と同じ値になるので、これをそれぞれの出力リミツタ６
１，６２，６３・・・・・・・・・６ｎを介して出力す
ることにより受信器２１，２２，２３・・・・・・・・
・２ｎの入力値を動作範囲近傍の値に制限している。ま
た第２図において差動増幅器３１，３２，３３・・・・
・・・・・３ｎの増幅度を分配数に依らず一定とし、ｎ
その前に配置した係数器５の比率を一として分配Ａ数に
よつて変えるようにしているのは、分配数を変更する場
合の操作の簡略化を考慮してのことである。

上記のようにして分配数や同一信号レベルの大きさに応
じて差動増幅器３，，３２，３３・・・・・・・・・３
。

の増幅度や出力リミツタ６１，６２，６３・・・・・・
・・・６ｎの上限および下限値を選択すれば、理論的に
は使用上の制限がなくなり、どのような同一信号レベル
による送受信方式でも、また何台の信号分配でも可能と
なる。このような単一信号を複数の受信器に直列に分配
する機能は特に制御面で必要とされることが多く、従つ
て本装置も制御装置への応用が考慮されている。

そして第３図は本発明による電気式制御装置として、電
流の同一信号レベルによる送受信方式で装置を運転制御
する場合の実施例の一部を示している。図において同一
信号レベルの電流入力信号は、信号の分配数に応じて比
率および減算値を変更する切換手段としての連動ロータ
リー型のスイツチ９１の端子に接続された分割抵抗１１
１，１１２，１１３・・・・・・・・・１１ｎから構成
される係数器５によつて分配数に応じた電圧信号レベル
となり、それぞれの差動増幅器３１，３２，３３・・・
・・・・・・３ｎの一方の端子に入力されている。

一方分配順序に応じて減算値を変更する切換手段として
のマトリツクス回路１０のＶ１、Ｖ２・・・・・・・・
・Ｖｎ端子には減算信号の発生手段としての定電流源１
２と分割抵抗１３２・・・・・・・・・１３ｎによつて
分配順に同一信号レベルのフルスパンに対応した差を持
つ電圧が発生しており、上記スイツチ９１と連動する信
号の分配数に応じて比率および減算値を変更する切換手
段としてのロータリー型のスイツチ９２の端子に接続さ
れた分割抵抗１４２・・・・・・・・・１４ｎによつて
分配数に対応した最小の減算値が設定されると上記マト
リツクス回路１０のＶ，、Ｖ２・・・・・・・・・Ｖｎ
端子には分配数および分配順序に対応した電圧が発生す
ることになる。また上記マトリツクス回路１０のＨ１、
Ｈ２・・・・・・・・・Ｈｎ端子はそれぞれの差動増幅
器３１，３２・・・・・・・・・３。の他方の端子に接
続されており、回路の切換により各々の端子Ｈｌ，Ｈ２
・・・・・・・・・ＨＯには分配順序に応じた信号が発
生するようになつている。なお、図中１５は出力用の電
圧源である。このように連動ロータリー型のスィツチ９
１，９２およびマトリツクス回路１０の切換により信号
の分配数および分配順序のセツトが完了すると装置の運
転台数および運転順位が決まり、後は同一の回路仕様を
持つた運転台数分のそれぞれの演算器で個別に演算され
、出力されるのみとなる。

ここで演算器は、差動増幅器３１，３２・・・・・・・
・・３ｎ、出力リミツタ６１，６２・・・・・・・・・
６ｎ、電圧／電流交換器７１，７２・・・・・・・・・
７ｎ、および比較器８１，８２・・・・・・・・・８ｎ
で構成され、各々の制御装置への分配信号を電流信号と
して出力する他、制御装置の発停指令も出力するように
なつている。すなわち出カリミツタ６ｋを通過した後の
信号は比較器８ｋに入力される。比較器８ｋはリミッタ
６ｋの出力信号によつて装置の発停を指令するための判
定信号を出力するもので、この比較器８ｋはリミツタ６
ｋの出力信号が予め設定された基準信号柄映えるとスタ
ート指令を発し、基準信号をあるヒステリシス幅をもつ
て下まわるとストツプ指令を出力する。このヒステリシ
ス幅は、制御対象としての受信装置のひんぱんな発停を
防止するためのものであり、従つて分配信号は、各々の
装置の動作範囲にあつてはこれと関係なく常に連続的な
値として出力されており、動作範囲を越えたり、下まわ
つたりすると出力リミツタ６ｋによりその値を制限され
る。ここに出力リミツタ６１，６２・・・・・・・・・
６０は、受信装置を保護している。なお、本実施例では
運転台数の変更には信号の分配数に応じて比率および減
算値を変更する切換手段として連動ロータリー型のスイ
ツチを、運転順位の変更には分配順序に応じて減算値を
変更する切換手段としてのマトリツクス回路１０を使用
しているが、これらの変更指令は外部からのプログラム
された指令を与えることによつても可能であり、種々の
応用が考えられる。

また、本発明の実施は電気式制御装置だけに限らず空気
式やその他の制御装置はもちろん、制御装置以外の指示
、記録装置等への応用も可能である。本発明によれば、
複数台装置の直列制御に不可欠な稼動時間の平均化のた
めの運転順位の変更や、プロセスによつては必要とされ
る直並列制御や間欠制御等の変則指令をも容易にプログ
ラムでき、また設備の増減に伴う運転台数の変更にも対
応できる等の利点があるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成のプロツク線図、第２図は
本発明の実際的構成例のプロツク線図、第３図は本発明
を制御装置として構成した実施例のプロツク線図である
。１・・・・・・送信器、２１，２２，２３・・・・・・
・・・２ｎ・・・・・・受信器、３・・・・・・増幅器
、３１，３２，３３・・・・・・・・・３ｎ・・・・・
・差動増幅器、４１，４２，４３・・・・・・・・・４
ｎ・・・・・・減算器、５・・・・・・係数器、６，，
６２，６３・・・・・・・・・６ｎ・・・・・・出力リ
ミツタ、７１，７２，７３・・・・・・・・・７．・・
・・・・電圧／電流変換器、８１，８２，８３・・・・
・・・・・８ｎ・・・・・・比較器、９１，９２・・・
・・・信号の分配数に応じて比率および減算値を変更す
る切換手段としての連動ロータリー型のスイツチ、１０
・・・・・・分配順序に応じて減算値を変更するマトリ
ックス回路、１１１，１１２・・・・・・・・・１１ｎ
・・・・・・分割抵抗、１２・・・・・・定電流源、・
１３２・・・・・・・・・１３ｎ，１４２・・・・・・
・・・１４。

Claims

【特許請求の範囲】１送信器と、この送信器と同一信号レベルで動作し前
記送信器の信号を受信する複数の受信器とを備えた送受
信方式での信号分配装置において、入力信号を分配数と
同値の増幅度で増幅する増幅器と、この増幅器からの信
号を並列に受け上記分配数から１を差し引いた値と上記
同一信号レベルの最小信号値との積を最小の減算値とし
、分配順にそれぞれの演算値に上記同一信号レベルのフ
ルスパンと同値の差を持たせて減算する分配数と同数で
前記各受信器に出力する複数の減算器とで構成したこと
を特徴とする信号分配装置。２増幅器および減算器を差動増幅器で構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の信号分配装置。３送信器と、この送信器と同一信号レベルで動作し前
記送信器の信号を受信する複数の受信器とを備えた送受
信方式での信号分配装置において、入力信号を一定の定
数分の分配数の比率で変換する係数器と、この係数器か
らの出力信号を並列に受け、上記分配数から１を差し引
いた値と上記同一信号レベルの最小信号値との積を上記
定数で除した値を最小の減算値とし分配順にそれぞれの
減算値に上記同一信号レベルのフルスパンを上記定数で
除した値と同値の差を持たせて減算する上記分配数と同
数の減算器と、それぞれの減算値の出力を受け上記定数
と同値の増幅度で増幅する上記分配数と同数の増幅器と
、この増幅器ごとに設けられその出力を一定のレベル範
囲に抑え前記各受信器に出力する複数の出力リミッタと
から構成されていることを特徴とする信号分配装置。４増幅器および減算器を差動増幅器で構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の信号分配装置。５送信器と、この送信器と同一信号レベルで動作し前
記送信器の信号を受信する複数の受信器を備えた送受信
方式での信号分配装置において、信号の任意の分配数に
応じて比率を変更する切換手段を有し入力信号を一定の
定数分の上記分配数の比率で変換する係数器と、この係
数器からの出力信号を並列に受け上記係数器の切換手段
と連動して信号の任意の分配数と信号の任意分配順序に
応じて減算値を変更する切換手段を有し上記分配数から
１を差し引いた値と上記同一信号レベルの最小信号値と
の積を上記定数で除した値を最小の減算値とし、上記分
配順にそれぞれの減算値に上記同一信号レベルのフルス
パンを上記定数で除した値と同値の差を持たせて減算す
る上記分配数と同数の減算器と、それぞれの減算器の出
力を受け、上記定数と同値の増幅度で増幅する上記分配
数と同数の増幅器と、この増幅器ごとに設けられその出
力を一定のレベル範囲に抑え前記各受信器に出力する複
数の出力リミッタと、このリミッタごとに設けられこの
出力の予め設定した基準信号に対する判定信号を出力す
る比較器とから構成されていることを特徴とする信号分
配装置。６減算器および増幅器を差動増幅器で構成し、信号の
分配数に応じて比率および減算値を変更する切換手段と
して連動ロータリー型のスイッチを用い、分配順序に応
じて減算値を変更する切換手段としてマトリックス回路
を用い、上記分配順序ごとに同一信号レベルのフルスパ
ンに応じて減算信号を発生する信号発生手段として定電
流源を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第５項記
載の信号分配装置。