JPS6264804A - 信号伝送装置 - Google Patents

信号伝送装置

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JPS6264804A
JPS6264804A JP19666285A JP19666285A JPS6264804A JP S6264804 A JPS6264804 A JP S6264804A JP 19666285 A JP19666285 A JP 19666285A JP 19666285 A JP19666285 A JP 19666285A JP S6264804 A JPS6264804 A JP S6264804A
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JP
Japan
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communication device
transmitter
current
sent
signal
Prior art date
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Application number
JP19666285A
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English (en)
Inventor
Hisashi Tamura
田村 久
Terutaka Hirata
平田 輝孝
Toshio Sekiguchi
関口 敏夫
Atsushi Kimura
木村 惇
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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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】 く産業上の利用分計〉 本発明は、物理量などの変化を2線を介して負荷に伝送
する信号伝送装置に係り、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装置
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9図に示し、そ
の要点を説明する。
10はプロセス変数などを電気信号に変換して伝送する
送信器であゆ、直流電源l】から抵抗12を介して電力
が供給きれる。電気信号は伝送線t11t2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1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lOよ抄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9モニタしたいときには送信器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
10の外部に接続線t11. 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t1.t2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。送信器lOがこの電流変
化を検出すると、1ビット時間だけ待ち。
その出力電流を4mAKm定K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t1e 12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
4mAに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lOはその伝送電流を4〜20mA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10はその電流レベルをlビ、計時間のあいだ維持し
、それから電流レベルを4mA1で低下させる。この4
 m Aの電流レベルも1ビ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、)K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オで伝送電流は各デジタルビット
に対して4 m A〜20mAの間で変化さ伊られる。
所定の時間音のあいだ伝送電流が4mAKm定K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D10け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装置では、2線
の伝送線に通信器からの接続線L’1.12を電気的に
接続しなければならず、このためには電気的に導通でき
る接続箱を伝送線の途中に設けるか或は送信器に端子箱
を設ける必要がある。この接続箱あるいけ端子箱での接
続は間違いのない様に注意する必要がJbb、通常、危
険防止のため閉じている必要がある。オた、送信器が高
所に取付けられている場合などには千の接続が面倒にな
るという問題がある。
〈問題点を解決するための手段〉 この発明け、以(−の問題点を解決するため、伝送器と
通信器とを電気的に直接接続することなく伝送器の外部
から遠隔的に設定値などを股宇しあるいけモニタするこ
とができるようKするため、設定値などのデータを光蜜
調した変調光を介して遠隔通信するリモート通信器と、
リモート通信器と通信する光通信手段を有しセンサから
の物理量の窒化をデータに関連して処理し電源の供給を
受けた2Isを介17て負荷Klll伝流する伝送器と
を具備するように構成し友ものである。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例について図面に基づ睡説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。
14け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15から抵抗1
6を介して電力が供給される。電気信号は伝送器の出力
端子’r1. ’r2Km続され九伝送線L1゜L2に
より4〜20 mAなどの統一された電流信号として伝
送され、抵抗160両端で物理量に対応した電圧として
知ることができる。
伝送Q10には受光素子1フが設けられ、通信器18に
設けられた発光素子19からの光変詞信牲を受光する。
伝送器14と通信器18とて信号伝送装置を構成してい
る。
第2図は第1図における信号伝送装着の構成を更に詳細
に示すプロ、り図〒ある。
20Vi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Is(A/b変換器) 21でデジタル電圧
[2換される。変換されたデジタル電圧はリードオンリ
ーメモリ(ROM ) 22A 、書き換え可能リード
オンリーメモリlEPROM 22Bあるいはランダム
アクセスメモリ(RAM ) 23に書込まれた演算手
順によりマイクロプロセ、す(CPU )24に↓9演
算が実行され、デジタル・アナログ変換器(D/A変換
器)25を介して内蔵する出力回路を軒で出力端子’I
’1.T2へ、例えば4〜20mAの統一電流を送出す
る。
一方、9光素子17は通信器18より送出された変調光
を受光し、これを増幅検波回路26へ送出する。
増幅検波回路26は受光した変調光から通信器18が送
出し九デジタル信号を再現し、デコーダ27へ送出する
。デコーダ27け再現されたデジタル信号を解読L C
PU 24に出力する。CPU 24は通信器18から
のデジタル信号をあらかじめ定められた手INK従いR
AM23、EEPROM 22Bへ格納し、更に送信さ
れて来た信号をLCDドライバ52を介して表示器53
に表示したり、命令に従いデータなどを表示器63に表
示し、またRAM23、EEPROM 22Bに格納さ
れた設定値などのデンタル信号にしたがいその演算の内
容を変更して出力端子TI 、T2 Kセンサ2oがら
の信号に対応して電流を送出する。
次に、本実施例の特徴部分についてさらに詳細に説明す
る。
*3図は、通信器18の構成を示すプロ、り図である。
28は発振器であり、発振周波数は例えば455 k)
Iz K設定されている。この発振周波数は分局器29
で分周され、タイミングパルス発生器3oに供給される
。タイミングパルス発生器30Vi端子T3゜(q  
) T 4 、T sに所シ;二のタイミングでタイミング
パルスを順次サイクリックに送出している。31けキー
マトリクスであり、その縦線1ま端子T3. T4. 
T5に接続されてタイミングパルスを受けている。その
横線はキー人力検出回路32に接続され、キーマトリク
ス31のいずれのキーが押されたかを検出する。キーマ
トリクスのキーの位首の組合せにより、例えば伝送器1
4の設定値などを設定する。キー人力検出回路32で検
出されたデータはデータエンコーダ33でシリアルデー
タとされ出力合成回路34に出力する。
出力合成回路34はタイミングパルス発生回路30から
ライン35を介して同期信号を受け、更に分周器29か
らライン36を介してクロック信号を受ける。
また、端子T6. T7* T8からけrlJ、「0」
の組合せからなるコードピットが付加される。コードピ
ットは複数の通信器あるいけ伝送器がある場合に自己あ
るいは相手の伝送器を識別する識別信吟として機能する
ものである。出力合成回路34はデータエンコーダ33
からのシリアルデータにスタートビット、コードピット
、エントビ、トを付加したシリアルデジタル信号を構成
し、これを変調回路37に出力する。
変調回路37では、分周器29からの分周信号によりキ
ャリア発生器38で発生した搬送波を受け、さらにキー
が押されたときに動作させる起動信号をキー人力検出回
路32と接続されたライン39から受けて、この搬送波
を出力合成回路34からのシリアルデジタル信号で変調
して出力回路40に出力する。
出力回路40は変調回路37からのパルス変調信号を発
光素子19によ抄例えば第4図に示すようなど、ト配列
の光変調信号として送出する。41けモニター用の発光
素子である。
以上の如くしてキーマトリクス上のキー操作に対応した
データを発光素子より送出することかできる。
一方、第2図において伝送器14では受光素子17によ
り通信器18からの光廖調信号を受光し増幅検波回路2
6に出力する。第5図は増幅検波回路の構成を示し九ブ
ロック図でおる。
受光素子17で受光した光変調信号Vr増幅器42−シ
増幅され、フィルタ機能が付加された検波回路43で検
波される。この出力電圧は波形整形回路44で波形整形
され、第4図に対応するデジタル信号が第6図にhくす
ごとく再現される。
第6図に示すとと舞シリアルデジタル信号はデコーダ2
7によりif列−並列変換されCPU 24に取込撞れ
て例えば設定値の変更がなされる。
第7図は伝送器と通信器の双方に送受信回路を有するこ
とにより双方向通信を可能とした構成を示すプロ、り図
である。第1図および第2図に示す実施例に付した部分
と同じ機能を有する部分には同一の符号を付して適宜に
説明を省略する。
通信器18による伝送045へのデータの送信に関1−
てけ第2図におけるのと同様である。A信器46には第
2図におけるものに対してモニタ機能が41加されてい
る。 47A 、 47B 、 48はそれぞれROM
 。
IJPROM、 RAM  を示し、第2図におけるR
OM 22A 。
EEPROM 22B、 RAM 23 と同様の機能
を有している。
49けデコーダであゆ、増幅検波回路26からのンリア
ルデジタル信号を直列−並列変換してCPU24へ出力
したり、おるいはCPU24からのパラレルデジタル信
号を並列−直列変換して変調回路間により、第3図に示
す回路と同様な回路で光変調し発光素子19を介して通
信器46の受光素子17に送出する。
通信器46では受光した光変調信号を増幅検波回路26
によりデジタル信号に再現し、表示回路51で表示させ
モニタする。モニタする内容は例えば伝送器45に設定
されている設定値などである。
以上の如き構成によ抄伝送器と通信器との間の双方向通
信が可能になる。
更11j、D/A変換器25の内部には出力回路が内蔵
されており、アナログ信号に変換された電圧を例えば4
〜20mAの統一電流に変換する。この出力回路の1例
を第8図に示す。
出力端子T1r T2間に流れる電流の1部は定電流回
路54、ツェナダイオード56、帰還抵抗57の直列回
路に流され、ツェナダイオード56の両端の電圧で統一
電流(4〜20mA)を流すに必要な回路電源を確保す
る。また、定電流回路54とツェナダイt 11 ) オード56との間にはツェナダイオード58、トランジ
スタ59およびツェナダイオード60が直列に接続され
、トランジスタ590ベースに与えられるアナログ信号
に対応した電流を抵抗16に流す。更に、ツェナダイオ
ード600両端にはダイオード61とバ、テリ62が直
列に接続され、バッテリ62の両端T3゜T4に補助電
圧を得ている。
ところで、定電流回路54での消費電流ICを例えば3
.8mAとすれば、(負荷電流−3,8)なる電流がト
ランジスタ59に流れ、この電流でバッテリ62が充電
され、端子T3 lT4 K補助電圧を得る。バッテリ
62の充電が完了するとトランジスタ59で制御される
信号電流はツェナダイオード60で分流される。ダイオ
ード61は直流電源15が接続されていないときにバッ
テリ62からの放電を防止するためのものである。端子
Ta205間の補助電圧は、増幅検波回路26、デコー
ダ27、LCDドライバ52、表示器53表どの常時は
使用しない補助回路の電源電圧として使用し、プロセス
信号を4〜20mAIC変換して伝送する主回路の電源
(ツェナダイオード56t 19 ) Kよる電源)とは分離しておく。
この様な構成にしておくことにより、二線式で伝送され
るわずかな電力を使用して回路を動作させる場合にも、
伝送器の動作に最小限必要な電力はツェナダイオード5
6により確保し1間けつ的に使用される遠隔通信や表示
器53へのデータの表示はバッテリ62による電源で確
保できるようにしたものである。ガお、バッテリ62が
放電しつくしてツェナダイオードのが短絡された状態に
なっても4〜20mAの電流伝送KFi何ら影醤を与え
ない。
外来の光緘音により CPU 24が誤動作しないよう
に、通信器から送信がないときは例えば増幅検波回路2
6の電源にスイッチを挿入してこれをオフにしたり、あ
るいはCPU 24が送信の有無を検知してデコーダか
らの信号を読込まない様にすゐなどの処置を講じると良
い。
〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明した様に本発明によれ
ば、伝送器に接続線を接続することなく、通信器による
遠隔操作により任意にスパンの設定Lljノ をすることができ、あるいはモニタすることができるの
で伝送器の端子箱をあける必要もなくしかも高所に伝送
器が取付けられていても容易にスパンの変更ができ、か
つ手元にある通信器でスパンの読取りができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第2図は
本発明の更に詳細な構成を示すブロック図、第3図は第
2図における通信器の構成を示すプロ、り図、第4図は
第3図における通信器より送出される光変調信号の構成
を示す構成図、第5図は第2図における増幅検波回路の
構成を示すブロック図、第6図は第5図における増幅検
波回路で再現されたデジタル信号の構成を示す構成図、
第7図は本発明の他の実施例の構成を示すプロ。 り図、第8図は第2図におけるD/A変換器の出力回路
部分の構成を示す回路図、第9図は従来の信号伝送装置
の構成を示すプロ、り図である。 10・・・送信器、13.18.46・・・通信器、1
4.45・・・伝送器、17・・・受光素子、19・・
・発光素子、20・・・センサ、26・・・増幅検波回
路、27・・・デコーダ、28・・・発振器、29・・
・分周器、30・・・タイミングパルス発生器、31・
・・キーマトリクス、32・・・キー人力検出回路、3
3・・・データエンコーダ、34・・・合成回路、37
・・・変調回路、3B・・・キャリア発生器、43・・
・検波回路、44・・・波形整形回路。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 設定値などのデータを光変調した変調光を介して遠隔通
    信するリモート通信器と、前記リモート通信器と通信す
    る光通信手段を有しセンサからの物理量の変化を前記デ
    ータに関連して処理し電源の供給を受けた2線を介して
    負荷に電流伝送する伝送器とを具備する信号伝送装置。
JP19666285A 1985-09-05 1985-09-05 信号伝送装置 Pending JPS6264804A (ja)

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