JPS62239300A

JPS62239300A - 信号伝送方式

Info

Publication number: JPS62239300A
Application number: JP8285586A
Authority: JP
Inventors: 関口　敏夫; 正弘長谷川
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1986-04-10
Filing date: 1986-04-10
Publication date: 1987-10-20
Also published as: JPH0420516B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、物理量などの変化を二線を介して受信計器に
アナログ信号として伝送する二線式の信号伝送方式に係
り、特に伝送器の外部から設定値などのデータを通信器
を用いて設定できる信号伝送方式の改良に関する。

〈従来の技術〉伝送器の外部からリモート設定などができる通信機能を
有する従来の信号伝送装置（特開昭５８−８５６４９号
、名称「データ通信装置およびデジタルデータとアナロ
グデータを交互に通信する方法」）を第５図に示し、そ
の要点を説明する。

１０はプｄ−セ・ス変、数などを電気信号に変換して伝
送する送信器であり、直流電源１１から抵抗１２を介し
て電力が供給される。電気信号は伝送線Ｌ１．ｔ２によ
り電流信号として伝送され、抵抗１２の両端に生ずる電
圧変化を検出してプロセス変数を知る。電流信号は、例
えば配管中の圧力に対応したレンジに設定された送信器
１０より４〜２０ｍＡの統一電流に変換されて伝送され
る。この場合に、例えば圧力レンジを変更したりモニタ
したいときＫは送信器１０の外部より操作できれば便利
である。このため、通信器１３を送信器１Ｇの外部に接
続線Ｌ１′、ｔ２′を介して設置し、送信器１０にデー
タ通信機能を持たせる様に構成したものである。

この様に構成されたデータ通信の動作を以下に説明する
。

通信器１３が送信器１０との通信開始に当っては、先ず
通信器１３は伝送線ｔ　ｉ　＊　１２からただ１つのデ
ジタルビット時間だけ１６ｍＡだけ余分の電流を取り、
送信器１０に通信の開始を知らせる。

す送信器１０がこの電流変化を検出ｊると、１ビット時間
だけ待ち、その出力電流を４ｍＡに固定する。

この後、通信器１３によりスタートビ、トとパリティビ
ットを含めた各デジタルビットに対して４ｍＡから２０
ｍＡの変化を伝送線ｔ１．ｔ２に送出する。この電流変
化は送信器１０により検出され、各デジタルビットが検
出される。所定時間ｔだけ持続する定常電流４ｍＡＫよ
り示される通信の終了を送信器１０が検知すると、送信
器１０はその伝送電流を４〜２０　ｍＡの範囲内の以前
のプロセス変量レベルまで戻す。

これに対して、送信器１０から通信器１３へのデジタル
通信に当っては、送信器１０はその伝送電流をプロセス
変量レベル４〜２０ｍＡから３６ｍＡへ増加する。送信
器ｌＯはその電流レベルを１ビ、ト時間のあいだ維持し
、それから電流レベルを４ｍＡまで低下させる。この４
ｍＡの電流レベルも１ピット時間だけ維持され、その時
間が経過してから「スタート」ビｙトにより情報の伝送
が開始される。送信器１０から通信器１３へのデジタル
通信が維持され、その通信動作が終るまで伝送電流は各
デジタルビットに対して４ｍＡ〜２０ｍＡの間で変化さ
せられる。所定の時間ｔのあいだ伝送電流が４ｍＡＫ安
定して保たれた後に通信動作が終了する。この通信動作
が終った後で、送信器１０は伝送電流を以前のプロセス
変量レベル４〜２０ｍＡへ戻すように伝送電流を調整す
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、この様な従来の信号伝、送方式では通信
器からのデジタル信号を電流変化に対応させて変化させ
るので外来ノイズに対して強くするためその振幅を４ｍ
Ａ〜２０　ｍＡと大きくとらなければならないという問
題点があり、更にこのためアナログ信号とデジタル信号
とを同時に伝送することもできないのである。

〈問題点を解決するための手段〉この発明は、以上の問題点を解決するため、二線を介し
て電源から電流の供給を受け物理量に対応したアナログ
信号を二線を介して受信計器に伝送する二線式の信号伝
送方式において、所定周波数を有するバーストパルスの
継続時間とその間隔を設定値などのデータに対応して変
調したデジタル信号をアナログ信号に重畳させて二線に
送出し、このデジタル信号を二線を介して受信し周波数
を選別増幅した後にデータを解読しこのデータに対応し
たアナログ信号を二線に出力するようＫし、更に受信計
器の入力にフィルタを挿入するようくしたものである。

〈作　用〉特定の周波数をもつバーストパルスを用いてデータを送
受信するようにしたので外来ノイズには強く、また受信
計器の入力にフィルタを挿入するだけでアナログ信号を
伝送しながらデジタル信号により設定値などを変更する
ことができる。

〈実施例〉以下、本発明の実施例について図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

１４はプロセス変数などの物理量の変化を電気信号に変
換して伝送する伝送器であり、直流電源１１から抵抗１
２を介して電力が供給される。電気信号は伝送器１４の
出力端子Ｔ１．Ｔ２に接続された伝送線ｔ　１ｔ　ｔ　
２　Ｋより４〜２０ｍＡなどの統一された電流信号とし
て伝送され、抵抗１２の両端に物理量に対応した電圧を
発生させ、これを受信計器１５で知る。

伝送線ｔ　　ｔｙｃは、伝送線ｔｔ　′、　ｔ２１を介
し１１　２゜て通信器１６が接続されている。

１７は圧力・差圧などを検出して電気信号に変換するセ
ンサであり、変換されたアナログ信号はアナログ・デジ
タル変換器（Ａ／Ｄ変換器）１８でデジタル電圧に変換
される。変換されたデジタル”ｌＥ圧ハマイクロコンピ
ュータ１９内のリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）あるい
はランダムアクセスメモ！Ｉ（ＲＡＭ）に書込まれた演
算手順によ抄マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）により演算
が実行され、デジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器
）２０を介して加算点２１に出力される。

一方、受信回路２２は通信器１６より伝送線ｔ　’、　
ｔ　’およびｔ　１＋　ｔ　２を介して送出されたデジ
タル信号を受信する。このデジタル信号は高周波のバー
ストパルスを含んでいるが、受信回路２２はこのデジタ
ル信号中の高周波のバーストパルスのみを増幅・検波し
てバーストパルスに対応したデジタル信号を出力する。

２３は復調回路であり、受信回路２２のデジタル信号の
出力の間隔から伝送された各ビットを判定シ、マイクロ
コンビ、−夕１９の扱うコード信号に復調し、マイクロ
コンピュータ−９に出力する。

マイクロコンピータ１９はこのコード信号を解読し、必
要に応じて変調回路２４を介して通信器１６への伝送に
使うバーストパルスを発生する。

電流制御回路２５は加算点２１で変調回路２４からのバ
ーストパルスとＤ／Ａ変換器２０からのセンサー７の出
力に対応したプロセス信号との和がとられた和信号が入
力され、伝送線にプロセス信号に対応した電流（４〜２
０　ｍｈ　）とバーストパルスを出力する。

次に、以上の如く構成された実施例の動作につき第２図
、第３図を用いて説明する。

通信器１６は第２図（イ）Ｋ示す構成のデジタル信号Ｃ
Ｄを伝送線Ｌ　ｔ　、　ｔ　２に出力する。この場合の
デジタル信号ＣＤはキャリヤ周波数ｆ。＝１〜５０ｋＨ
ｚのバーストパルスが使用される。デジタル信号Ｃのう
ち、スタートパルスは持続時間がＴｓのバーストパルス
でありこれに引き続いて、１７４間Ｔｂがあり、この後
、バーストパルスを含む時間間隔がＴ。、７１に対応し
た論理レベルａ　０１　、１１１を有する所定ビｙ）ａ
。、ａｌ、〜ａｎ−１のデータビ、トが続き、最後にス
ト、ブパルスが来る構成となっている。例えば、ｆ　＝
　３８　ｋＨｚ、　　Ｔｓ＝９　ｍＳ、　　Ｔｂ＝　４
．５　ｍＢ、　　Ｔｏ＝　１．２５　ｍｓ、　　Ｔ１＝
２．２５ｍ８などが用りられる。

受信回路２２は、通信器１６からのデジタル信号ＣＤを
伝送線Ｌ　ｔ　＋　１２を介して伝送器１４の受信回路
２２で受信し、このデジタル信号ＣＤのパー　ス）　パ
ルスの持続時間Ｔｓｔたはバーストパルスの間隔（Ｔ８
＋Ｔ、）をカウンタなどで計数し、第２図（ロ）で示す
パルス信号Ｃ１を復調回路２３に出力する。

復調回路２３はパルス信号ＣＰの間隔をカウンタなどで
測り、このパルス信号ＣＰのデータビットの間隔がＴの
とき論理レベルＩ　ｏ　ｌ　、Ｔ、のとき論理レベル０
１１を受信したと判定しマイクロコンピュータ１９に出
力する。

マイクロコンピュータ−９はこれ等のデータを解読し、
伝送器１４の設定値を変更するときは必要な処置を講じ
、また通信器１６に変調回路２４゜電流制御回路２５、
伝送線Ｌ　１１１２を介して応答する。この応答のタイ
ミングは第３図に示すように通信器１６の第３図（イ）
Ｋ示す送信が終了してから所定時間Ｔ、を経過した後に
伝送器１４から通信器１６に対して送信を開始する。こ
の送受信はあらかじめ定めたｎビ、トのデータビットの
送受信ごとに繰り返される。

なお、デジタル信号ＣＤは第４図に示すようにバースト
パルスの平均値がゼロになるように構成すれば、より高
精度の通信が可能となる。

また、受信計器１５０入力に簡単なフィルタを設ければ
、データ伝送用のバーストパルスヲ除去してアナログ信
号（４〜２０ｍＡ）の再生ができるので、アナログ信号
とデジタル信号を同時に伝送することが可能となる。

〈発明の効果〉以上、実施例とともに具体的に説明した様に本発明によ
れば、送受信に一定周波数のバーストパルスを用い伝送
器の受信回路に帯域フィルタなどを用いて選別増幅する
構成としたので、帯域外の外来雑音を除去することがで
き、外来雑音による誤動作が著しるしく低減され安定な
伝送を行なうことができる。更に受信計器にフィルタを
設けることによりアナログ伝送をしながらデジタル通信
をも同時に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロ、り図、第２図は
第１図に示す実施例の通信に用いるデジタル信号の波形
を示す波形図、第３図は第１図における通信器と伝送器
の間の送受信の切換のタイミングを示すタイミング図、
第４図は第１図に示す実施例の通信に用いる他のデジタ
ル信号の波形を示す波形図、第５図は従来の信号伝送方
式を示すブロック図である。ｌＯ・・・送信器、１１・・・直流電源、１３．１６・
・・通信器、１４・・・伝送器、１５・・・受信計器、
１７・・・センサ、１９・・・マイクロコンピュータ、
２２・・・受信回路、２３・・・復調回路、２４・・・
変調回路、２５・・・電流制御回路。＾Ｉ巾　　　　　　　　　　　　　　　）模に揖ミ矯＼輻口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二線を介して電源から電流の供給を受け物理量に
対応したアナログ信号を前記二線を介して受信計器に伝
送する二線式の信号伝送方式において、所定周波数を有
するバーストパルスの継続時間とその間隔を設定値など
のデータに対応して変調したデジタル信号を前記アナロ
グ信号に重畳させて前記二線に送出し、このデジタル信
号を前記二線を介して受信し前記周波数を選別増幅した
後に前記データを解読しこのデータに対応した前記アナ
ログ信号を前記二線に出力することを特徴とする信号伝
送方式。
（２）前記受信計器の入力に前記バーストパルスを除去
するフィルタを設けることを特徴とする第１項記載の信
号伝送方式。