JPS6341904A - ２線式現場形調節計 - Google Patents

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、プロセス制御等において用いられる調節計に
関し、特に、制御対象が存在する現場に配置される現場
形調節計に関する。

〔従来の技術〕

従来例えばパルプの開度を調節して管路を流れる液体の
流量を制御しようとする場合、空気式現場形調節計を用
いて、流量などの信号を空気信号として計器室まで伝送
する方法や、流量を示す電気信号を計器室まで伝送し、
そこで調節計を用いて演算した操作量を、パルプに対す
る制御信号として送出する方法がとられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、第１の空気式の現場形調節計を用いる方法は、
精度が良くないことに加え、制御量としての流量値、設
定値およびパルプに対する操作量をモニタするためには
、その数だけの空気配管を必要とすることや、設定値あ
るいはＰ、Ｉ、Ｄの各演算パラメータの変更を行なう場
合、わざわざ現場へ行かなければならないなどの問題が
ある。

一方、第２の、通常の制御ループによる場合には、現場
から計器室への流量信号（制御量）の伝送と、計器室か
ら現場への制御量の伝送のために、２対の伝送線が必要
になる。もつとも、流量信号を出力する発振器とパルプ
のそばに、電子式の現場形調節計を設けてそこで制御す
る方法も考えられるが、現場形調節計を動かすために２
４Ｖまたは１００ｖ等の電源を必要とし、結局、この電
源を供給するためのラインが、通信線とは別に必要とな
る。

一般に、発信器およびパルプのある現場と計器室とは遠
く隔だっておシ、この間を２対の銅ケーブルで結ぶこと
は、コスト的に不利である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、センサーの検出信号を伝送路に送出するマイ
クロコンピュータ内蔵の発信器に、さらに調節計の機能
を組込んだもので、マイクロコンピュータ（信号処理回
路）における処理結果を所定範囲の１！流信号として出
力する出力回路およびデジタル通信のための通信回路を
有する。

〔作　用〕

発信器と調節計とを一体化したため、２線式の伝送路の
みで信号伝送および電源供給が行なわれる。伝送路を介
して接続された計器室等との間で各捌ハラメータおよび
設定値を示す信号がデジタルで伝送される一方、操作端
には、操作量信号が所定範囲の′ｙＬ流信分信号て送出
される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

同図において、流量制御の対象となる流体が流れる管路
１に挿入したオリフィス２の前後の高圧側圧力Ｈｐと低
圧側圧力Ｌｐとの差圧がセンサー３により検出される。

センサー３は、シリコンダイアフラムにピエゾ抵抗素子
を形成したもので、主として差圧に感応するエレメント
の他に静圧および温度に感応する各エレメントを備えて
おシ、それら各エレメントの出力信号として、３つのア
ナログ電気信号が得られる。

この３種のアナログ電気信号は、マルチプレクサ４を介
して屓次ＡＤ変換器５に入力され、そこでデジタル信号
に変換され、信号処理回路に取υ込まれる。

信号処理回路は、周知のマイクロプロセッサからなるプ
ロセッサユニット（ＣＰＵ）６および各種メモリ７〜９
を含み、プロセッサユニット６が、読出し専用メモＩＪ
　７に予め格納されているプログラムの実行として、不
揮発性メモ！Ｊ（ＮＶＭ）８に予め格納されているデー
タを用い、また随時読出し書込みメモリ（ＲＡＭ）９に
適宜アクセスしながら、第２図に示すような制御動作を
行なう。

第２図（、）はメイン処理プログラムを示すフローチャ
ートで、プロセッサユニット６は、上述したようＫＡＤ
変換されたセンサーの出力値を読み込み（ステップ１０
１）、温度および静圧の影響を考慮して正しい差圧また
は流量（流量は差圧と一定の関係を有する）を演算によ
）求める（ステップ１０２）。この差圧または流量は調
節計の一方の入力となる制御量に相当するもので、これ
と、後述するように計器室あるいは携帯用通信装置から
予め与えられている設定値との偏差に対してＰ・工・Ｄ
演算を行ない管路１に挿入したパルプ１０の開度を制御
するための操作量を決定しくステップ１０３）、これを
ＤＡ変換器１１に出力する（ステップ１０４）。ＤＡ変
換器１１の出力はトランジスタＱ１のベース入力となり
、その結果、電気−空気圧変換器からなるパルプポジシ
ョナ１２に対して第３図（ａ）に示すような４〜２０ｍ
Ａの電流信号が送出され、これに応じてパルプ１０の開
度が制御される。

一方、本実施例の調節計は、送受信回路１３を介して計
器室、あるいは伝送路に接続された携帯用通信装置２１
との間でデジタル通信を行なう。

例えば、通信装置２１から所定のウェイクアップパルス
が送出されると、これはコンデンサＣを通して電圧信号
として送受信回路１３において受信される。その結果、
プロセッサユニット６に割す込みがかかシ、第２図（ｂ
）に示すような割シ込み処理プログラムが実行される。

すなわち、通信装置２１から送られてくる命令を送受信
回路１３を介して読み込み（ステップ２０１　）、その
命令内容に従って、例えば各種パラメータの変更や、差
圧もしくは流量信号の送出等の処理を行なう（ステップ
２０２）。差圧もしくは流量信号等の送出は、送受信回
路１３を介してトランジスタＱ２をオン・オフすること
によシデジタル信号として行なわれる。通信装置２１は
、プロセッサユニットを有する信号処理回路、デイスプ
レィおよびキーボード等を備え、デイスプレィ上で受信
データを確認し、またキーボードよシ命令を入力できる
ようになっている。終了後は、所定の応答信号を発信し
くステップ２０３）、その後自動的にアナログ発信モー
ド（メイン処理プログラムの実行）に復帰する。

このようなデジタル通信波形を第３図（ｂ）に示す。

図示の例は２０　ｍＡのバイアスを与え、２４〜４０ｍ
Ａのデジタル信号を用いる場合である。計器室では、２
５０Ωの受信抵抗Ｒを備えた受信装置３１において、電
圧の変化として受信される。４１は電源である。

２線式現場形調節計の各構成要素の電源電圧は、定電圧
源１４から供給される。

第４図は本発明の他の実施例を示す回路図である。本実
施例は、デジタル信号を、アナログ信号上に重畳させて
送出する例で、電流信号ｌとして第５図に示すような信
号が送出される。つまシ、４〜２０ｍＡのアナログ信号
に内部回路用の約４ｒｆＩＡの電流および０〜１６ｍＡ
のデジタル信号用の電流が重畳されたものとなっている
。

例えば、計器室に記録計等の計器を備え、ノ（ルプポジ
ショナに対して送出されるアナログ信号を監視するよう
な場合には、アナログ成分として４〜２０ｍＡの統一信
号をそのまま発信する方が都合が良い。第６図はこのよ
うな場合に好適な実施例で、送受信回路１３の出力によ
り、）、ｔｌカプラ１５を介して１６ｍＡの定電流源１
６からの出力電流をオン・オフしている。第７図に、電
流信号１を示すが、４〜２０ｍＡのアナログ信号ＫＯ〜
１６ｍＡのデジタル信号が単純に重畳した波形となって
いる。

以上、差圧センサーを備え、パルプの開度を調節して流
量を制御する場合を例に説明したが、本発明はこれに限
定されるものでないことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、調節計の機能を
発信器に組み込むことにより、遠隔の計器室との間に１
対の鋼ケーブルを布設するのみで良く、経済性が著しく
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はその
動作を示すフローチャート、第３図は波形図、第４図お
よび第６図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す回路図
、第５図および第７図はそれぞれの波形図である。 ３・・・・・・センサー、　　５・・・・・・ＡＤ変換
器、　６・・・・・・プロセッサユニット、　　７〜９
・・・・・・メモリ、１１・・・・・・ＤＡ変換器、　
　１３・・・・・・送受信回路、１４・・・・・・定電
圧回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御量に対応する特定の物理量を検出するセンサー、こ
   のセンサーからの信号をアナログ信号からデジタル信号
   に変換するＡＤ変換器、デジタル信号を処理するプロセ
   ッサユニットおよびメモリを含む信号処理回路、処理結
   果を所定範囲の電流信号として出力するＤＡ変換器を含
   む出力回路ならびに伝送路を介してデジタル通信するた
   めの通信回路を備えたことを特徴とする２線式現場形調
   節計。