JPS6240832A - 送信機から電流ル−プへのオンラインシリアル通信インタ−フエ−ス - Google Patents

送信機から電流ル−プへのオンラインシリアル通信インタ−フエ−ス

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JPS6240832A
JPS6240832A JP61187027A JP18702786A JPS6240832A JP S6240832 A JPS6240832 A JP S6240832A JP 61187027 A JP61187027 A JP 61187027A JP 18702786 A JP18702786 A JP 18702786A JP S6240832 A JPS6240832 A JP S6240832A
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JP
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voltage
current
input
control circuit
microprocessor means
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JP61187027A
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English (en)
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エドワード・リー・スターリング・ジユニア
エドワード・バステイジヤニツク
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Babcock and Wilcox Co
Original Assignee
Babcock and Wilcox Co
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Publication date
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    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • GPHYSICS
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    • G08C19/02Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

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】 本発明は一般にけディジタル通信用のシリアル通信イン
ターフェースに関し、詳しくいうと、送信機から2線式
電流ループへのディジタル通信を確立するための新規か
つ有益なインターフェースに関する。
従来の手段 2線式アナログ伝送システムはよく知られている。か\
るシステムは電流ループ全形成する2本の線によって電
源に接続される送信機を含んでいる。この送信機は、少
なくとも1つの%徴として、圧力あるいF、1温度のよ
うな状態を検知するトランスジューサを含んでいる。こ
の状態はプロセス変数(pv)とL7て知られている。
を源はi!電流ループ閉成するため2本の線に接続され
る。乙の電流ループ内に抵抗を設けることも従来より知
られている。この送信機はそのトランスジユーザからの
信号を増幅し、この増幅された信号は電源からプロセス
変数に比例するが、さもなければとねと関連づけられた
ある電5ff分引き出すために用いられる。通常は最低
4 mAから最大20mAtでの電流を引き出している
。4乃至20mAの電流が前記抵抗を通って流れ、この
抵抗の両端に電圧降下を生ずる。この電圧降下の測定に
よシプロセス変数の値を求めることができる。
送信機の回路を付勢するためには最低4 mAの電流が
必費であるということに注意すべきである。
プロセス賞#y、を決定するkめに使用できる値として
、この4 mAのレベルより高い過剰電流が採用されて
いる。
か\る4〜20 Amの2線式システムは最高で約(1
1チの精度を有することが知られている。これらのシス
テムは1だ、本質的に単方向性であシ、そして送信機は
本質的には制御されず、かつ連続的に送信する。
このような回路における送信機は一般に精度がせいぜい
約0.1%であり、かつそれらの機能性もプロセス変数
の連続的々設み堆りおよび検知のみに限定されるという
虚があった。
間顯点を解決するための手段 本発明はマイクロプロセッサ手段を利用して送信機器全
体の精度向上と機能性の拡大を図るものである。
本発明は、2&i式電流ループの送信機がコントローラ
あるいはある他のモニタ装置と依然としてオンライン(
アナログ情報を送出している)である間に、コンピュー
タまたVi携帯用端末をこの送信機からのディジタル通
信用電、流ループとインターフェースするだめの装置を
提供するものである。
発明の目的 したがって、本発明の目的は、種々のレベルの電1流を
供給するための電源と、これら電流レベルの電流を搬送
するために前記電源に接続された電流ループと、前記電
源から前記電、流レベルを引き出すために前記電流ルー
プに接続1さ第1だ電流制御(調整)回路と、マイクロ
プロセッサ手段を有する送信機であって、このマイクロ
プロセッサ手段の第1のポートが前記電流制御回路の入
力に接続されており、かつ当該送信機によって測定され
たプロセスパラメータに対応する電流レベルを引き出す
ために、連続的なアナログ信号を前記電流制御回路に供
給し、また前記マイクロプロセッサ手段の第2のポート
にシリアル通信電圧パルス信号が供給される送信機とを
含む電流ループ配置用のオンラインシリアル通信インタ
ーフェースを提供することであり、このインターフェー
スは前記マイクロプロセッサ手段の第2のポートに接続
された第1の入力端子と選択された固定電圧源に接続さ
れた第2の入力端子とを有するコンパレータを備え、こ
のコンパレータの出力は、マイクロプロセッサ手段から
のシリアル通信電圧パルス信号に応答する電流パルスを
連続的なアナログ信号に重畳するために、前記電流制御
回路の入力に接続されている。
本発明の他の目的は設計が簡単で、堅牢な構造を有し、
かつ安価に製造できる、マイクロプロセッサを有する送
信機からこの送信機に接続された電流ループへのオンラ
インシリアルインターフェースを提供することである。
実施例 以下、本発明の好ましい実施例について添付図面を参照
して詳細に説明する。
本発明は4〜20 mAの電流ループを有する送信機1
0とこのループのライン12,14および電源16を含
むループの残部間のオンラインシリアル通信インターフ
ェースを提供する。すでに知られているように、一方の
2イン14は抵抗ROを含んでいてもよく、この抵抗R
Oはライン12.14内電流れる電流に比例する電圧降
下をその両端間に発生する。送信機10はプロセス変数
pvを受信する圧力あるいは温度トランスジューサ(図
示せず)のようなトランスジューサを含んでいてもよい
。このトランスジューサは電源16から2イン12およ
び14に引き出される電流量を制御する送信機10内の
マイクロプロセッサに接続されて本よい。
抵抗ROの両端の電圧降下はアナログ−ディジタル(A
/D)変換器18によって測定される。
この電圧降下はプロセス変数Pvの測定値として表示ユ
ニット20に表示することができる。
通信装置22が接続ライン26によって電流ループライ
ン14に接続されている。通信装置22は計算機、マイ
クロプロセッサあるいは携帯端末のようなディジタル回
路である。通信装置22は電流ループとのディジタル通
信を確立するためライン24および、または26上の電
圧パルスの形式のディジタル情報を受信する。通信製[
22はR8−2520デバイスであってもよい。R8−
232C信号は一度に1ビツト送られるシリアル信号で
あり、かつ論理高レベルが+3乃至+12ボルト、また
論理低レベルが−3乃至−12ボルトである。
第2図は本発明のオンラインシリアル通信インターフェ
ースを示す。
第2図に示すように、総括的に参照番号10で指示され
た送信機は出力ポート30および32を有するマイクロ
プロセッサ2Bを含む。プロセスパラメータPvは差動
圧力センサ、または差動温度センサのようなセンサ34
によって検知される。
センサ34は電圧レベルのようなアナログ信号を発生し
、この信号はA / D変換器36によりディジタル信
号に変換される。とのディジタル信号ハ出力ポート30
のプロセスパラメータに対応するディジタル信号を出力
するマイクロプロセッサ28に供給される。この信号は
一定周期ではあるがプロセスパラメータPvに応じて変
化するデユーティサイクルを有する電圧パルス列の形式
となっている。例えば、低圧あるいは低温に対しては一
定周期内で非常に短いパルス持続時間を有するパルス列
が発生され、ポート30に供給される0センサ!14か
らのよシ高い信号に対しては、各信号に対し一定周期内
でよシ幅広の)(ルスが発生される。
ローパスフィルタ38が出力ポート30に接続され、そ
の出力端子40に連続的な電圧を発生する。この電圧の
レベルは出力ポート30の)くルスのデユーティサイク
ルに比例し、従ってローパスフィルタ3BはD/A変換
器として動作する。この電圧L1抵抗R1を介して既知
の股引の電流制御(調整)回路42に供給される。この
電流制御回路42はローパスフィルタ38からの信号に
比例する。従ってプロセスパラメータPVに比例するあ
る1゛の電流を電源16からライン12および14より
構成された電流ループに引き出す。
本発明によれば、マイクロプロセッサ28はまた、その
第2の出力ポート52にシリアルディジタルパルスを発
生してもよい。これ1ライン12および14より構成さ
れた電流ループとの間にディジタル通信′ft確立する
ために使用することができる。このディジタル通信はす
でに電流ループに供給されているアナログ情報に重畳で
きることを注意すべきである。
2つの信号は点44で組合され、重畳された形式で電流
制御回路42に供給される。電流制御回路42は、した
がって、マイクロプロセッサ28から2つの信号を受傷
する。
空き状態(通信が行なわれていない状態)でけ出力ポー
ト52け5ボルトである。通信を確立するためには、マ
イクロプロセッサ28け出力ポート52の電圧を0ボル
トに降下させ、その後でポート32を介して電圧パルス
を供給する。
出力ポート32に正の入力端子が接続さf′したコンパ
レータ46が設けられている。コンパレータ46の負の
入力端子は同じ値の抵抗R4およびR5から構成された
分圧器を介して定電圧源、この場合は+5ボルト、に接
続されている。このようにしてコンパレータ46の負の
入力端子トの点48に2,5ボルトの電圧が現われる。
空き状態では出力ポート52h+5■であり、これは点
48よりポート32の電位が窩いからコンパレータ46
の出力点50を+5vにする。したがって、点52はダ
イオードD1がオフのため0ボルトとなる。
との0ボルトを圧は抵抗R1とR6の作用によりローパ
スフィルタ58の出力40の信号と加算される。点52
の0ボルト電圧はローパスフィルタ38からの電圧と加
算され、点44に現われる。
この電圧レベルは電流制御回路42を駆動するために用
いられる。
通信が開始されると、マイクロプロセッサ28の出力ポ
ート32けその空き状態の5ボルトから0ボルトに降下
する。ポート32は次いで点48の電圧より低くなり、
その結果出力点5oけ一5ボルトに降下し、点52け−
4,3ボルトに降下する。この電圧は点44において抵
抗R1およびR6によりローパスフィルタ38の出力4
oの電圧と加算される。したがって、出力ポート32に
おける各電圧パルスに対して点44に直列的な一連の情
報が発生される。これは電流ループに対する約1 mA
の電流の変調に等しい。これは4乃至20 mAの電流
ループのアナログ電流に加えられる。このようにして送
信機1oは第1図に示したA / o変換器18とはア
ナログ信号により、そして通信装置22とは1mAのパ
ルスによりそれぞれ通信を行々うことができる。電流パ
ルスはライン12および14よりなるループと通信製[
22との間に接続された他のインターフェース(図示せ
ず)により取り出され、この電流パルスは通信装置22
を動作させるためにこの電流パルスを電圧パルスに変換
する。
発明の効果 本発明の主な利点は、送信機がそのコントローラと依然
としてオンラインであるときにおいても通信を行なうこ
とができるということである。これは、すでにループに
存在する電流の頂部においてf mAのパルスが変調さ
れ、重畳されるので可能となる。電流の小さな変動は、
送信機が通信中の短時間中にのみアクティブであり、こ
れはコントローラが検知するには速すぎる。
本発明の原理の適用を例示するために本発明の特定の実
施例を図示し、詳細に説明したが、本発明はか\る原理
を逸脱することなく他の形で実施可能であることは理解
されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は電流ループに接続された計算機あるいは携帯端
末のような通信装置を有する従来の電流ループを示すブ
ロック図、 第2図は第1図に示された電流ループの送信機との相互
接続関係を示す本発明のオンラインシリアル通信インタ
ーフェースのブロック図である。 10:送信様      12.14ニライン16:電
源 18:アナログ−ディジタル変換器 20:表示ユニット   22:通信装置28:マイク
ロプロセッサ 30.32:出力ポート34:センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電流を種々のレベルで供給するための電源と、前
    記電流を搬送するために前記電源に接続された電流ルー
    プと、該電流ループに接続され、入力に供給される電圧
    に従つて前記電源から前記電流レベルを引き出すための
    電流制御回路と、マイクロプロセッサ手段を有する送信
    機とを有し、該マイクロプロセッサ手段の1つのポート
    が前記送信機によつて測定されるプロセス変数に比例す
    る連続的な電圧レベルを前記電流制御回路に供給するた
    めに前記電流制御回路の入力に接続され、前記マイクロ
    プロセッサ手段の第2のポートがシリアル通信電圧パル
    スを供給する電流ループ配置において、前記電流制御回
    路の入力に接続された1つの出力と、前記シリアル通信
    電圧パルスを受信するために前記マイクロプロセッサ手
    段の第2のポートに接続された第1の入力と、ある選択
    されたレベルの固定電圧源に接続するようになされた第
    2の入力とを有するコンパレータを含み、前記電流制御
    回路によつて引き出される電流レベルが変調されるよう
    にしたことを特徴とする前記マイクロプロセッサ手段と
    前記電流ループとの間に通信を確立するためのオンライ
    ンシリアル通信インターフェース。
  2. (2)少なくとも2つの抵抗により構成され、前記コン
    パレータの第2の入力に接続された分圧器を含み、これ
    ら抵抗はすべて、前記コンパレータの前記出力がある選
    択された正電圧にあるときに前記シリアル通信電圧パル
    スが前記コンパレータの前記第2の入力の前記電圧より
    高い電圧を有し、前記コンパレータの前記出力がある選
    択された負電圧にあるときに前記シリアル通信電圧パル
    スが前記コンパレータの前記第2の入力の前記電圧より
    低い電圧を有するように選択されている特許請求の範囲
    第1項記載のインターフェース。
  3. (3)前記マイクロプロセッサ手段の第1のポートと前
    記電流制御回路との間に接続されたローパスフィルタを
    含み、前記マイクロプロセッサ手段がプロセス変数によ
    つて変化する可変デューティサイクルを有する電圧パル
    スを発生し、前記ローパスフィルタが前記デューティサ
    イクルに対応する電圧レベルを搬送する前記電流制御回
    路の入力に接続された出力を有している特許請求の範囲
    第1項記載のインターフェース。
  4. (4)前記ローパスフィルタが前記電流制御回路に前記
    電源から前記電流ループに4乃至20mAの電流を引き
    出させるための範囲内の電圧レベルを発生するように選
    定されており、前記抵抗は前記電流制御回路が前記電源
    から引き出す電流量を約1mAだけ変化させる電圧パル
    スを前記電流制御回路の入力に供給するように選択され
    ている特許請求の範囲第3項記載のインターフェース。
JP61187027A 1985-08-12 1986-08-11 送信機から電流ル−プへのオンラインシリアル通信インタ−フエ−ス Pending JPS6240832A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US764917 1985-08-12
US06/764,917 US4607247A (en) 1985-08-12 1985-08-12 On-line serial communication interface from a transmitter to a current loop

Publications (1)

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JPS6240832A true JPS6240832A (ja) 1987-02-21

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ID=25072160

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Country Status (9)

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US (1) US4607247A (ja)
EP (1) EP0212896A3 (ja)
JP (1) JPS6240832A (ja)
KR (1) KR870002514A (ja)
AU (1) AU579252B2 (ja)
BR (1) BR8602959A (ja)
CA (1) CA1243750A (ja)
ES (2) ES8800545A1 (ja)
IN (1) IN164060B (ja)

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