JPS6010135Y2 - プロセス制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は入出力部及び演算部が共通信号路に接続され
、その共通信号路を時分割的に利用してプロセス制御を
行なう装置に関する。

例えば第１図に示すように共通信号路１１に対して複数
のプロセス入出力部１１〜１ｎが接続され、更に演算部
１２及び管理計算機１３が接続され、この管理計算機１
３の制御のもとにプロセス入出力部１１〜１ｎよりプロ
セス入力が時分割的に取出されて共通信号路１１に与え
られ、これが演算部１２に与えられ、例えば比例積分な
どの演算処理が行なわれ、共通信号路１１を通じて入出
力部１１〜１ｎにプロセス制御信号として出力されるよ
うなプロセス制御装置が提案されている。

このような装置の入出力部におけるプロセス入力回路は
第２図に示すようにプロセスの各種検出端よりの信号が
規格化された信号とされ、演算増幅器２１〜２ｒを通じ
、更に逆流阻止用ダイオード３１〜３ｒを通じて共通信
号路１１の一方の線１１ａに供給される。

第１図における演算部１２において演算処理されたプロ
セス制御信号は、共通信号線１１ａ、１１ｂ間に接続さ
れた出力部を構成する演算増幅器４１〜４ｓの何れかに
供給され、これより制御信号としてプロセスの制御手段
に供給されている。

線１１ａ、ｌｌｂの一端間には終端手段１４が接続され
ており、また一方の線１１ｂは共通電位線として共通電
位点に接続されている。

又各演算増幅器２１〜２ｒｙ４１〜４ｓはそれぞれ共通
電位点を基準とされている。

このように共通電位点が基準となっているため、この共
通信号路１１に接続されている入出力部１１〜１ｎの全
ての共通電位が同一でないと、共通信号路１１を伝送中
のプロセス入力信号或いは出力信号のレベルが変化し、
正しい制御ができなくなる。

このためこのようなプロセス制御装置は共通電位が同一
の狭い範囲に設けられたプロセスにしか適用することが
できず、広い範囲にわたつてプロセス入出力部が存在す
る場合においては適用することができない。

このような点より共通信号路の途中において共通電位を
絶縁して信号成分のみを伝送する、いわゆる信号絶縁伝
送手段を使用することが考えられる。

即ち共通信号路は両方向に信号を伝送する必要があり、
従って第３図に示すように共通信号路１１の途中におい
て、信号絶縁伝送回路１５及び１６を逆方向に互に並列
に接続したものを信号路１１に直列に挿入してその両側
における共通電位点を互に絶縁することが考えられる。

この場合には信号絶縁伝送回路１５．１６としては利得
が１以下であり、しかも入出力特性が直線性でなければ
ならない。

利得が１以上の場合は一方の信号絶縁伝送回路の出力が
他方の信号絶縁伝送回路の入力に供給されて正帰還が起
り発振状態となり、更に入出力特性が直線的でしかも利
得が１以下の信号絶縁伝送回路を設けることは高価なも
のとなる。

この考案はこのような点より共通電位が異なる地域にわ
たって存在するプロセス入出力部を共通信号路に接続し
て制御することを可能とし、しかも安価に構成すること
ができるプロセス制御装置を提案するものである。

この考案においては共通信号路に、信号絶縁伝送手段を
並列にかつ互に逆向きに接続したものが直列に挿入され
る。

その信号絶縁伝送手段の一方が伝送中は他方の信号伝送
を阻止する手段が設けられる。

従って一方の信号絶縁伝送手段が信号伝送中に他方の信
号絶縁伝送手段に帰還されることがなく、その信号がそ
こに保持されてしまうおそれはない。

例えば第４図に示すように信号絶縁伝送手段１８及び１
９が並列に互に逆方向に接続されて共通信号通路１１ａ
、ｌｌｂに直列に挿入される。

共通信号路１１ａ、ｌｌｂは、これ等信号絶縁手段１８
．１９が挿入される位置の一方側、図において左側をｌ
ｌａｗｌｌｂとし、他方、右側を１１８’？ １ ｌ
ｂ’として示す。

これ等信号絶縁伝送手段として、いわゆるフォトカプラ
を使用した場合であり、一方の信号絶縁手段１８は左側
の共通信号線１１ａと共通電位との間において増幅器２
１が接続され、その増幅器２１の出力は抵抗器２２、ダ
イオード２３を通じてフォトダイオード２４に接続され
、そのフォトダイオード２４の他端は共通電位点に接続
される。

フォトダイオード２４よりの発光を受光素子２５はイン
バータ２６を通じ、更にダイオード２７を通じて共通信
号線１１ａ′に接続される。

尚、信号絶縁伝送手段１８．１９が挿入された共通信号
路の位置において信号線１１ａ、ｌｌａ’はそれぞれ抵
抗器２８，２９をそれぞれ通じて共通電位点に接続され
、信号線１１ｂ、ｌｌｂ’も共通電位点に接続される。

共通信号線１１ａ、ｌｌｂ間を伝送された信号は増幅器
２１を通じフォトダイオード２４に供給され、これより
光が発せられ、その光が受光素子２５にて受光され、こ
の場合その入力出力が反転され、更にインバータ２６に
よって反転されてダイオード２７を通じ、他方の共通信
号路１１ａ’。

１１ｂ′に供給されて、共通電位が互に絶縁された状態
で信号が伝送される。

このようにして信号絶縁伝送手段が構成される。

又、同様に共通信号線１１ａ′は増幅器３１に接続され
、その出力は抵抗器３２、ダイオード３３、更に発光素
子３４を通じて共通電位点に接続され、この発光素子３
４よりの光は受光素子３５にて受光され、その出力はイ
ンバータ３６、ダイオード３７を通じて共通信号線１１
ａに供給される。

これにより他方の信号絶縁伝送手段が構成される。

この例ではフォトダイオード２４．３４で第１（第２）
の光信号発信部を、増幅器２１，３１、抵抗器２２．３
２及びダイオード２３．３３で第１（第２）の受信・駆
動部を、受光素子２５，３５で第１（第２）の光・電変
換部をそれぞれ構成した場合である。

更に一方の信号絶縁伝送手段が信号伝送中は他方の信号
絶縁伝送機能を阻止する禁止手段が設けられる。

即ち信号絶縁伝送手段１８において抵抗器２２ダイオー
ド２３の接続点はダイオード３８を通じて受光素子３５
及びインバータ３６の接続点に接続される。

又抵抗器３２、ダイオード３３の接続点はダイオード３
９を通じて受光素子２５及びインバータ３６の接続点に
接続される。

この例ではダイオード３８．３９をそれぞれ第１（第２
）禁止手段として構成した場合である。

従って例えば共通信号通路１１ａ、ｌｌｂ側が高レベル
となって発光ダイオード２４が発光すると、受光素子２
５の出力は低レベルとなり、これがインバータ２６で反
転されて高レベルの信号が共通信号路１ ｔａ／、
１ ｌｂ’に伝送される。

このように受光素子２５の出力側は低レベルになり、こ
れがダイオード３９を通じて増幅器３１の出力側に与え
られているため、共通伝送路１１ａ’ｉｌｂ′の高レベ
ル信号は増幅器３１及びダイオード３９を通じて受光素
子２５側に吸収されてしまい、発光ダイオード３４が発
光することはない。

即ち先に高レベルとなった共通信号路１１ａ、ｌｌｂよ
りの信号が共通信号路１１ａ’９ １ ｌｂ’に供給さ
れ、その高レベルの信号が共通信号路１１ａ、１１ｂに
帰還されることはない。

従ってこの信号が信号絶縁伝送手段の並列接続部分に保
持されてしまうおそれはない。

同様にして共通信号路１１ａ’、ｌｌｂ’からの信号は
共通信号路１１ａ、１１ｂに伝送される。

又当然のことであるが共通信号路１１ａ、ｌｌｂと１１
３’ｔ １ ｌｂ’とに同時に信号が生じた場合はこ
れ等のうち早く信号絶縁伝送手段に到達したものが伝送
される。

時分割的にデータ転送が行なわれているため、一般にこ
のようなことはなく、そのような状態が生じるのは誤動
作したためである。

以上述べたようにこの考案によれば共通電位が異なる部
分にわたって存在するプロセス入出力部を共通信号路に
接続してプロセス制御を行なうことができ、その場合特
に入出力特性の直線性が良く、しかも利得が１以下の信
号絶縁素子を使用することなく比較的簡単な構成の信号
絶縁伝送手段を使用して良好に動作させることができる
。

従ってこの種のプロセス制御装置の適用範囲が著しく拡
大される。

【図面の簡単な説明】

第１図はプロセス制御装置の一般的形態を示すブロック
図、第２図は入力部及び出力部を部分的に示す図、第３
図は改良前の両方向信号絶縁伝送手段を示す路線図、第
４図はこの考案によるプロセス制御装置の要部の一例を
示す接続図である。 １ ｌａｗ １１ｂｔ １１ａ’ｔ １ ｌｂ’
：共通信号路、１１〜１ｎ：入出力部、１２：演算部、
１Ｂ、１９：信号絶縁伝送手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少くとも入出力部、演算部が共通信号路に接続され、そ
   の共通信号路を時分割的に利用してデータを転送し、か
   つデータを演算部で処理してプロセス制御を行なうプロ
   セス制御装置において、第１の伝送線の電気信号を受信
   して第１の光信号発信部を駆動する第１の受信・駆動部
   と、第１の光信号発信部からの光信号に応じて第２の伝
   送線へ電気信号を伝達する第１の光・電変換部と、第２
   の伝送線の電気信号を受信して第２の光信号発信部を駆
   動する第２の受信・駆動部と、第２の光信号発信部から
   の光信号に応じて第１の伝送線へ電気信号を伝達する第
   ２の光・電変換部と、第２の光・電変換部からの電気信
   号に応じて第１の受信・駆動部の第１の光信号発信部に
   対する駆動を禁止する第１の禁止手段と、第１の光・電
   変換部からの電気信号に応じて第２の受信・駆動部の第
   ２の光信号発信部に対する駆動を禁止する第２の禁止手
   段とを備えたプロセス制御装置。