KR20050080795A

KR20050080795A - 지능형 전송기의 제로/스팬버튼을 이용한 센서트림등의파라미터 설정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20050080795A
Application number: KR1020040008898A
Authority: KR
Inventors: 송광원; 조용일
Original assignee: 두온 시스템 (주)
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2005-08-18
Also published as: KR100576244B1

Abstract

본 발명은 종래의 지능형 전송기 (Smart Transmitter)에 부착된 제로/스팬 버튼(zero/span button)을 이용하여 제로/스팬을 설정하는 기능외에 하드웨어적인 변경없이 소프트웨어적으로 센서트림(Sensor Trim)을 하는 기능 또는 그외의 파라미터를 설정할 수 있는 지능형 전송기의 제로/스팬 버튼을 이용한 센서트림등의 파라미터 설정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 추가 버튼없이 제로/스팬 버튼만으로 종래의 제로/스팬의 설정기능과 아울러 센서트림의 설정기능 및 그밖의 파라미터의 설정기능을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

지능형 전송기의 제로/스팬버튼을 이용한 센서트림등의 파라미터 설정 방법 및 장치{Method and apparatus for setting parameters such as sensor trim using zero/span button in smart transmitter}

본 발명은 지능형 전송기에 부착된 기존의 제로/스팬버튼을 이용하여 고유의 기능을 조정하는 기능외에 하드웨어적인 변경없이 소프트웨어적으로 센서트림과 같은 기능 또는 그외의 파라미터를 설정할 수 있는 지능형 전송기의 파라미터 설정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 추가 버튼없이 제로/스팬 버튼만으로 종래의 제로/스팬의 설정기능과 아울러 센서트림의 설정기능 및 그밖의 파라미터의 설정기능을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

지능형 전송기(Smart Transmitter)는 측정하고자 하는 프로세서의 물리적인 량을 센서와 에이디변환기능(Analog to Digital Conversion)을 갖는 센서값입력부를 통하여 카운트라고 하는 디지털값으로 입력하고, 이 입력된 카운트값을 주위온도변화에 대해 보상하고 선형화한 후 프로세스값으로 변환하여 프로세스값(PV: Process Value)을 구한다. 이 프로세스값을 4~20mA의 전류값으로 수치적으로 변환한 후 디에이변환기능(Digital to Analog Conversion)을 갖는 정전류출력회로부를 통하여 4~20mA의 전류값으로 출력하며, 또한 프로세스값을 디지털통신으로 헨드헬드단말기등의 설정기 또는 외부의 제어장치등에 전송한다. 특히, 지능형 전송기는 상기와 같은 기능을 처리하기 위해 내부에 마이크로프로세서를 내장하고 있으며, 전송기의 각종 파라미터를 디지털통신으로 조정할 수 있는 기능을 가지며, 아울러 전송기에 부착된 제로/스팬등의 푸쉬버튼(Push Button) 스위치등의 입력기능에 의해 전송기의 일부 파라미터를 조정할 수 있는 기능을 내장하고 있다.

지능형 전송기에서는 핸드헬드터미널(Hand-Held Terminal)과 같은 설정기(Configurator)를이용하여 전송기의 모든 파라미터의 설정(변경, 삭제, 조회 포함)할 수 있으며, 또한 제로/스팬과 같은 일부 파라미터는 전송기 본체에 부착된 제로/스팬 (Zero/Span) 버튼과 같은 버튼으로 설정할 수 있다.

종래의 아날로그형의 전송기는 주로 제로와 스팬을 설정하는 기능만 가지고 있지만, 종래의 지능형 전송기는 제로와 스팬의 설정기능 외에도 센서트림기능(센서의 입력값을 미세조정하는 기능), DA(Digital to Analog)트림기능(4~20mA의 전류값을 미세 조정하는 기능), 단위변경기능 등 많은 파라미터를 설정(Configuration)하는 기능을 가지고 있다. 이런 파라미터의 설정은 설정기를 통하여 이루어지고 있고, 전송기에 부착된 스위치에 의한 설정은 제로/스팬 및 센서제로트림 등 제한적인 파라미터만 설정할 수 있고 또한 이런 제한적인 파라미터의 설정기능 중에서 제로/스팬의 설정은 제로/스팬 버튼으로 하고 센서제로트림의 설정은 센서제로트림용 스위치 등의 버튼으로 하고 있다. 이러한 설정기능은 지능형 전송기에 내장된 마이크로프로세서가 중심이 되어 처리하고 있으며, 그리고 지능형 전송기의 주된 내부처리기능중에는 다음의 3가지 변환기능이 있다.

즉 첫째는 센서의 신호를 디지털적으로 입력하여 프로세스값으로 변환하는 기능, 둘째는 이 프로세스값을 4~20mA로 출력하기 위해 수치적으로 변환하는 기능, 셋째는 수치적으로 변환된 값을 실제적으로 4~20mA의 아날로그값으로 출력하는 정전류의 출력기능이다.

지능형 전송기는 이 3가지의 변환을 조정할 수 있는 기능을 가지고 있다.

즉 첫째는 센서의 입력과 프로세서값의 변환에 관계하는 센서트림(Sensor Trim)의 설정기능, 둘째는 프로세서값을 4~20mA로 출력하기 위한 수치적인 변환기능에 관계하는 제로와 스팬의 설정기능 (레인지 조정기능), 셋째는 4~20mA의 제로와 스팬으로 수치적인 변환값을 정전류값으로 출력하는 데 관계하는 디에이트림(DA Trim : Digital to Analog Trim)의 설정기능이다. 이런 설정기능은 별도의 설정기를 통하여 설정이 가능하다. 그런데 센서트림기능은 현장에 설치된 지능형 전송기에서는 제로/스팬의 설정기능보다 더 많이 필요로 한데, 기존의 전송기 자체에는 주로 제로와 스팬을 조정하는 제로/스팬버튼만 부착되어 있어, 별도의 설정기 없이는 이와 같은 센서트림기능을 설정할 수 없는 불편함이 있다.

이하, 도 1을 참조하여 일반적인 지능형 전송기 (Smart Transmitter)의 내부처리기능에 대해서 설명하기로 한다.

지능형 전송기에는 마이크로프로세서(미도시)가 탑재되어 있으며, 전송기 내부의 모든 기능을 처리하고 있다.

(1) 센서값입력부(10)는 센서(미도시)로부터 프로세스의 물리적인 량을 전기적 신호로 변환하여 디지털적인 카운트값으로 입력한다. 이 카운트값은 단순히 센서의 전기적인 신호를 디지털로 단순히 변환시킨 값이다.

(2) 주위온도보상및 센서값선형화부(20)는 센서의 값이 센서의 주위온도에 따라 변하기 때문에, 주위온도의 변화에 따른 보상을 한다. 그리고 센서의 특성이 프로세스의 물리적인 량에 항상 선형적으로 동작하는 것이 아니고 비선형적으로 동작하게 되기 때문에, 이러한 비선형적인 특성을 고유의 알고리즘으로 선형화한다.

(3) 프로세스값 변환부(30)는 센서값을 입력할 때 센서에 인가된 센서입력값을 프로세스값으로 변환한다. 프로세스값 변환부(30)는 센서입력카운트값을 프로세스값으로 변환하는 변환함수에 의해 계산한 후, 센서제로트림(및 센서스팬트림)테이블(40)의 값에 따라 조정이 되어 최종 프로세스값 (Process Value)으로 변환한다. 이 프로세스값은 순수하게 전송기에 인가된 값이다. 프로세스값(70)은 디지털통신 및 파라미터설정부(80)에 의해 외부의 핸드헬드단말기(130)로 전송될 수 있으며 전송기에 부착된 LCD표시기(90)에 표시될 수 있다. 이런 과정을 수식적으로 표현하면 다음과 같다.

센서입력카운트를 count, 주위온도를 temp, 센서트림전의 프로세스값을 PV_raw, 센서트림후의 프로세스값을 PV라고 하면, PV_raw는 count와 temp의 변환함수 f 로 표현할 수 있고, 센서트림후의 PV값은 PV_raw의 변환함수 g 로 표현할 수 있다.

PV_raw=f (count, temp)

PV=g (PV_raw)

여기서 변환함수 f 는 각 전송기를 제조하는 제조업체의 고유한 함수이고, 트림값 변환함수 g 는 원포인트 트림일 경우와 투포인트 트림일 경우에 따라 다르다. 센서제로트림시의 PV_raw값을 ZEROtrim이라고 하고 이때 목표로 하는 PV값은 제로이고, 센서스팬트림시의 PV_raw값을 SPANtrim이라고 하고 이때 목표로 하는 PV값을 PVspantrim이라고 하면, 센서트림한 후의 프로세스값 PV = g (PV_raw)를 다음과 같이 표현할 수 있다.

i) 원포인트림인 경우

PV=g (PV_raw)=PV_raw - ZEROtrim

ii) 두포인트트림인 경우

PV=g (PV_raw)=PVspantrim * (PV_raw - ZEROtrim)/(SPANtrim - ZEROtrim)

(4) 4~20mA 디지털값변환부(100)는 전송기가 측정한 프로세스값을 4~20mA의 전류값으로 수치적적으로 환산한다. 변환할 때 제로/스팬 테이블(50)의 제로설정값과 스팬설정값을 참조하여 변환한다. 이런 과정을 수식적으로 표현하면 다음과 같다. 제로설정값을 PVzero라고 하고, 스팬설정값을 PVspan라고 하고, 전류값으로 변환되는 프로세스값을 PV_i 라고 하면, PV_i 는 다음과 같다.

a) PVzero ≤ PV ≤ PVspan 이면,

PV_i = 4 + 16 * ( PV - PVzero ) / ( PVspan - PVzero )

b) PV < PVzero 이면, PV_i = 4

c) PV > PVspan 이면, Pv_i = 20

(5) 4~20mA 아날로그전류값 변환부(110)는 4~20mA의 전류값으로 변환된 프로세스값을 실제의 아날로그전류값으로 만들기 위해서 정전류출력회로부에 있는 DA변환기 (Digital to Analog Converter)에 출력하기 위한 카운트값을 구해야 한다. 변환할 때 4mA DA트림값과 20mA DA트림값(60)을 참조하여 변환한다.

이 과정을 수식으로 표현하면 다음과 같다. 4 mA의 출력에 해당하는 DA트림된 DA변환기의 카운트를 ZEROcount라고 하고, 20 mA의 출력에 해당하는 DA트림된 DA변환기의 카운트를 SPANcount라고 하고, 전류값으로 표현한 프로세스값 PV_i 에 해당하는 카운트값 DAcnt 는 다음과 같다.

DAcnt = ZEROcount + (PV_i - 4 ) * ( SPANcount - ZEROcount ) / 16 (6) 정전류 출력 회로부(120)는 상기 4~20mA 아날로그전류값 변환부(110)의 카운트값 DAcnt를 실제의 정전류값으로 변환하는 회로부이며, 이 회로부는 디지털값인 DAcnt를 아날로그값이 4~20mA의 정전류(Constant Current)로 변환하는 DA변환(Digital to Analog Conversion)기능을 가지고 있다.

(7) LCD표시기(90)는 전송기가 가지고 있는 정보를 표시하기 위한 것으로, 주로 프로세스값, 스팬값에 대한 백분율, 4~20mA로 변환되는 디지털값, 고장정보, 동작상태정보를 표시한다.

(8) 디지털통신 및 파라미터설정부(80)는 전송기의 각종 파라미터(일명 매개변수)를 설정/조회/변경 등을 할 수 있는 별도의 설정기(Configurator)(130)와의 통신을 제어하며, 설정기로 부터 센서트림설정, 제로/스팬설정, DA트림등의 파라미터의 설정을 명령(Command)으로 받아서 해당 테이블(40, 50, 60)등을 갱신한다.

(9) 제로/스팬 버튼값 입력부(46)는 제로버튼(42)과 스팬버튼(44)의 누름을 인지하는 버튼입력부이다. 이 입력부(46)는 기존의 전송기에서는 4~20mA로 변환하기 위한 레인지(Range)의 설정을 위하여 제로버튼(Zero Button)(42)과 스팬버튼(Span Button)(44)의 입력만을 인지하는 것으로 되어 있다.

(10) 제로/스팬값 설정부(48)는 상기 제로/스팬 버튼값 입력부(46)에서 제로/스팬버튼의 누름으로 인지되거나 설정기(130)로부터의 설정요구에 의해 제로및 스팬의 값을 계산하여 각각 해당하는 테이블에 설정한다.

(11) 센서트림값설정부(49)는 설정기(130)로 부터 센서트림의 설정명령(Command)으로 받을 경우 혹은 별도의 버튼값을 받아서 해당 테이블(40)을 갱신한다.

상술한 바와 같이, 종래의 아날로그형의 전송기나 종래의 지능형 전송기는 프로세스값을 4~20mA의 전류값으로 변환하여 출력하기 위해 자체에 부착되어 있는 제로/스팬 버튼(42, 44)을 사용한다. 이러한 제로/스팬버튼(42, 44)을 이용하여 프로세서 값을 4~20mA로 변환하는 변환테이블(50)을 설정하는 데 사용한다.

또한, 지능형 전송기에서는 디지털통신에 의해 별도의 설정기(130)로 제로/스팬을 설정할 수 있다. 지능형 전송기는 앞서 기술한 바와 같이 프로세스값 변환부(30), 4~20mA 디지털값 변환부(100), 4~20mA아날로그전류값 변환부(110)가 있으며, 각각의 변환부를 조정할 수 있다. 즉 프로세스값 변환부(30)에는 센서트림기능이 있고, 4~20mA 디지털값 변환부(100)에는 제로/스팬기능이 있고, 4~20mA 아날로그값 변환부(110)에는 DA(Digital to Analog)트림기능이 있다.

요약하면, 종래의 아날로그형의 전송기는 제로/스팬기능만 있고 센서트림기능과 DA트림기능은 없으며, 종래의 지능형 전송기는 제로/스팬기능외에 센서트림기능및 DA트림기능, 그 외의 파라미터설정기능을 가지고 있으나, 이런 기능은 디지털통신 및 파라미터설정부(80)와 외부의 설정기(130)에 의해서 이루어지고 있다. 특별히 이런 기능중에서 제로/스팬설정기능, 센서트림설정기능이 설정기(130)를 사용하지 않고 전송기 자체에 부착된 각각의 전용 버튼이나 스위치를 이용하여 처리되는 지능형 전송기도 있고, 제로/스팬을 설정하는 버튼은 가지고 있으나 통상 센서트림이나 DA트림을 설정할 수 있는 버튼이나 스위치는 부착되어 있지 않는 전송기도 있다.

따라서, 종래의 지능형 전송기는 제로/스팬버튼 이외의 별도의 설정기나 버튼을 이용하지 않고는 센서트림할 수 없으므로 현장의 작업자에게는 매우 불편을 초래하고 있으며, 실제적으로 전송기를 현장에 설치한 후는 주로 사용하는 기능이 센서트림기능이므로, 별도의 설정기를 반드시 휴대하여야 하는 불편함이 있다. 또한 제로/스팬버튼이외의 전용의 버튼을 전송기에 부착하는 경우는 전송기생산시 원가상승요인이 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점들을 해소하기 위하여, 지능형 전송기의 각종 파라미터를 조정 및 설정할 때, 별도의 설정기를 이용하지 않고도 조정 및 설정할 수 있도록 하여, 작업의 편이성을 향상시킨 지능형 전송기의 파라미터 설정 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 지능형 전송기의 각종 파라미터를 조정 및 설정할 때, 별도의 설정기를 이용하지 않고 기부착된 제로/스팬버튼을 이용하여 조정 및 설정할 수 있도록 하여, 작업의 편이성을 향상시킴은 물론 제품의 하드웨어적인 설계를 변경시키지 않아 채용의 용이성을 향상시킨 지능형 전송기의 파라미터 설정 방법 및 장치를 제공하는데 그 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일태양에 의하면 마이크로프로세서의 제어하에, 센서로부터의 감지신호를 센서값입력부의 에이디변환(Analog to Digital Conversion)기능을 통하여 디지털신호로 입력하고, 전송기에 인가된 프로세스값을 구하고, 이를 정전류출력회로부의 디에이변환(Digital to Analog Conversion)기능을 통하여 정전류의 아날로그 신호로 출력하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법에 있어서, 상기 지능형 전송기에 다른 기능을 수행하기 위하여 기부착되어 있는 적어도 하나의 버튼의 누름시간 및 누름횟수를 달리 조작하여 수행함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법을 제공한다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일태양에 의하면 마이크로프로세서의 제어하에, 센서로부터의 감지신호를 디지털신호로 입력하기 위한 에이디변환기능(Analog to Digital Conversion)을 갖는 센서값입력부와, 전송기에 인가된 프로세스값을 구하고, 이 프로세스값을 아날로그신호로 변환출력하는 디에이변환기능(Digital to Analog Conversion)을 갖는 정전류출력회로부를 포함하는 지능형 전송기의 파라미터 설정 장치에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 상기 지능형 전송기에 다른 기능을 수행하기 위하여 기부착되어 있는 적어도 하나의 버튼의 누름시간 및 누름횟수의 조작결과에 따라서 파라미터설정부를 제어함으로써 상이한 파라미터 설정을 수행함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정 장치를 제공한다.

바람직하기로는 상기 지능형 전송기에 기부착된 적어도 하나의 버튼은 제로와 스팬을 조정하는 제로버튼 및/또는 스팬버튼임을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 제로버튼이 1차로 일정시간 펄스온인 경우 제로설정을 준비하고 2차로 펄스온인 경우에는 제로값을 설정하며, 2차에서 펄스온이 아닌 경우 제로설정준비를 취소함을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 스팬버튼이 1차로 일정시간 펄스온인 경우 스팬설정을 준비하고 2차로 펄스온인 경우에는 스팬값을 설정하며, 2차에서 펄스온이 아닌 경우 스팬설정준비를 취소함을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 제로버튼 및 스팬버튼이 1차로 모두 펄스온인 경우 센서트림설정을 준비하고 2차로 제로버튼만 펄스온인 경우 센서제로트림을 설정함을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 제로버튼 및 스팬버튼이 1차로 모두 펄스온인 경우 센서트림설정을 준비하고 2차로 제로버튼이 펄스온이 아니고 스팬버튼이 펄스온인 경우 센서스팬트림을 설정함을 특징으로 한다.

바람직하기로는 상기 제로버튼 및 스팬버튼이 1차로 모두 펄스온인 경우 센서트림설정을 준비하고 2차로 제로버튼과 스팬버튼이 모두 펄스온인 경우, 센서트림설정준비를 취소하거나 다른 설정모드를 처리하고, 2차로 모두 펄스온이 아닌 경우 상기 센서트림설정준비상태를 취소함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 지능형 전송기의 파리미터 설정 장치는 도 2에 도시한 바와 같은 구성을 가지며, 바람직한 실시예로서는 도 3에 도시한 바와 같은 동작을 수행한다.

본 발명의 지능형 전송기의 구성에 대해서는 이미 도 1을 참조하여 설명한 종래의 지능형 전송기의 구성요소들과 동일한 구성요소들에 대해서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 지능형 전송기의 파라미터 설정 장치는 도 2에는 도시되어 있지 않지만 마이크로프로세서가 탑재되어 있으며, 이 마이크로프로세서를 통하여 전송기 내부의 모든 기능을 처리하고 있다. 본 발명의 지능형 전송기도 센서(미도시)로부터 프로세스의 물리적인 량을 전기적 신호로 변환하여 디지털적인 카운트값으로 입력하는 센서값입력부(10), 센서의 값이 센서의 주위온도에 따라 변하기 때문에, 주위온도의 변화에 따른 보상을 하는 주위온도보상및 센서값선형화부(20), 센서값을 입력할 때 센서에 인가된 센서입력값을 프로세스값으로 변환하는 프로세스값 변환부(30), 이 프로세서값을 제로 및 스팬테이블을 참조하여 4~20mA의 전류값으로 수치적으로 변환하는 4~20mA디지털값 변환부(100), 4~20mA의 전류값으로 수치적으로 변환된 프로세스값을 4mA트림값과 20mA트림값 테이블(60)을 참조하여 실제의 아날로그전류값으로 만들기 위한 4~20mA 아날로그전류값 변환부(110), 상기 4~20mA 아날로그전류값 변환부(110)의 아날로그값의 카운트값을 정전류로 변환 출력하는 정전류 출력 회로부(120), 전송기가 가지고 있는 정보를 표시하는 것으로, 주로 프로세스값, 스팬값에 대한 백분율, 4~20mA로 변환되는 디지털값, 고장정보, 동작상태정보를 표시하는 LCD표시기(90), 전송기의 각종 파라미터를 설정/조회/변경등을 요구하는 외부의 설정기(Configurator)(130)와의 통신을 제어하고 설정기로부터의 각종 파라미터의 설정요구에 따라 설정하는 디지털통신 및 파라미터설정부(80), 제로버튼(42)과 스팬버튼(44)의 누름을 인지하는 버튼입력부인 제로/스팬 버튼값 입력부(46), 및 상기 제로/스팬 버튼값 입력부(46)에서 제로/스팬버튼의 누름으로 인지되면 제로 및 스팬테이블(50)에 설정하는 제로/스팬값 설정부(48) 및 제로/스팬 버튼값 입력부(46)에서 센서트림버튼의 누름으로 인지되면 센서제로트림/센서스팬트림 테이블(40)을 설정하는 센서트림값 설정부(49')를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 지능형 전송기의 파라미터 설정 장치에서는 종래의 지능형 전송기의 파라미터 설정 장치와 거의 동일하며, 다만 기존의 제로/스팬 버튼을 이용하여 각종 파라미터값을 설정하도록 하는 점에 있어서 차이가 있다.

본 발명에서는 도 2에 도시한 바와 같이 제로/스팬 버튼(42, 44)을 조작하였을 때, 제로/스팬 버튼값입력부(46)에서 센서트림버튼의 누름으로 인지되면 센서의 트림값을 계산하여 센서트림 테이블(40)을 설정한다. 센서트림에는 하나의 포인트값만으로 트림하는 원포인트트림(One Point Trim)과 두개의 포인트값으로 트림하는 투포인트트림(Two Point Trim)이 있고, 원포인트 트림은 센서제로트림 (Sensor Zero Trim)으로 제로점(Zero Point)만 정하여 센서입력을 조정하는 방법이며, 투포인트 트림은 센서제로트림으로 제로점을 정하고 센서스팬트림(Sensor Span Trim)으로 센서스팬값을 설정하여 센서의 입력값을 조정하는 방법이다.

종래의 지능형 전송기에는 제로/스팬버튼을 이용하여 센서를 트림하는 기능은 없다. 종래의 지능형 전송기에서 센서를 트림하는 기능은 제로/스팬버튼을 사용하지 않고 별도의 방법 즉 별도의 버튼 또는 디지털통신에 의해서 외부의 설정기(130)를 이용하여 설정하게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 제로/스팬버튼을 이용하여 센서를 트림하거나 그밖의 파라미터를 설정한다.

이로써, 도 2의 센서제로트림/센서스팬트림 테이블(40)은 센서제로값으로 인식되는 프로세스값및 센서스팬값으로 인식되는 프로세스값을 저장하는 데이터 테이블로서, 이 테이블에는 하기 표 1에서와 같이 센서제로트림값 하나만 갖는 경우와 센서제로트림값과 센서스팬트림값의 두개를 가지는 경우가 있다.

<센서제로트림/센서스팬트림 테이블>

PV_raw의 값	PV 값	테이블의 내용
ZEROtrim	0	센서제로트림설정값
SPANtrim	PVspantrim	센서스팬트림설정값

또한, 제로/스팬 테이블(50)은 4mA로 출력하고자 하는 프로세스값과 20mA로 출력하고자 하는 프로세스값을 저장하는 데이터 테이블이다. 이 테이블에는 하기 표 2에서와 같이 반드시 제로와 스팬값의 두개 값을 가진다.

<제로/스팬 테이블>

PV의 값	PV_i 의 값	테이블의 내용
PVzero	4 mA	제로설정값
PVspan	20 mA	스팬설정값

또한, 4mA DA트림/20mA DA트림 테이블(60)은 실제로 4mA를 출력하는 DA 카운트값과 20mA를 출력하는 DA 카운트값을 저장하는 데이터 데이블이다. 하기 표 3과 같다.

<4mA DA트림/20mA DA트림 테이블>

PV_i 의 값	DAcnt	테이블의 내용
4 mA	ZEROcount	4mA DA트림 설정값
20 mA	SPANcount	20mA DA트림 설정값

제로버튼(42)과 스팬버튼(44)은 종래의 전송기에서는 제로와 스팬을 설정하기 위한 버튼이지만, 본 발명에서는 센서트림 및 그밖의 파라미터를 설정하는 버튼이다. 이 버튼들은 전송기 내부에 부착되어 있을 수도 있지만, 특히 방폭지역에서 사용되는 방폭형의 전송기인 경우는 전송기의 외부측에 제로/스팬 버튼 커버(Zero/Span Button Cover)로 덮어 부착되어 있으며, 전송기 내부와는 기구적으로 격리되어 있고 버튼의 신호가 비접촉의 전자기적인 신호로 전송기의 내부회로에 전달되도록 되어 있다.

본 발명에서 제로/스팬 버튼(42, 44)을 이용하여 센서트림을 할려면 제로/스팬 버튼이 제로/스팬을 설정하기 위해 입력이 되는지 아니면 센서트림을 설정하기 위해 입력이 되는지를 구분할 수 있어야 한다. 즉, 본 발명은 이러한 제로/스팬의 설정을 수행하는 입력 버튼을 센서트림의 설정을 수행하는 입력버튼으로 사용할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것으로, 중요한 것은 종래의 제로/스팬을 설정하는 버튼(스위치 포함)을 센서트림을 설정하는 데도 사용하자는 것이다.

본 발명에서는 종래의 제로/스팬의 단순 누름 입력방법을 한단계 누름 (One Step Touch) 방식에서 두단계 누름 (Two Step Touch) 방식과 다단계누름방식 (Multi-Step Touch)으로 개선하며, 종래의 방식에서는 동시에 제로버튼(42)과 스팬버튼(44)을 누르는 것을 허용하지 않지만, 본 발명에서는 제로버튼(42)과 스팬버튼(44)을 동시에 누르는 것도 허용하는 방법을 제안한다.

제로와 스팬의 설정은 제로버튼(42)과 스팬버튼(44)을 각각 두단계 누름으로 수행되고, 센서트림은 첫단계에서는 제로버튼(42)과 스팬버튼(44)을 동시에 누르고 두번째 단계에서는 제로버튼(42)만 누르면 센서제로트림을 수행하고 스팬버튼(44)만을 누르면 센서스팬트림을 수행한다. 두번째 단계에서도 제로와 스팬버튼(42, 44)을 동시에 누르면 센서트림의 수행을 취소하거나 다른 용도로 사용하게 되도록 한다.

다른 용도로 사용한다는 것은 다단계 누름방식으로 제로와 스팬 설정, 센서트림설정 이외의 단위(Engineering Unit)의 설정, 전달함수(Transfer Function)의 설정, 센서종류(Sensor Type)의 설정등에 사용한다.

이하, 제로/스팬버튼(42, 44)의 펄스형태의 입력방식 및 두단계 누름방식에 대해서 설명한다.

종래의 입력방식은 한단계 누름 (One Step Touch) 방식을 사용하나 본 발명에서는 두단계 누름 (Two Step Touch) 방식및 다단계 누름(Multi-Step Touch) 방식을 사용한다.

한단계 누름방식에서는 제로버튼이나 스팬버튼을 한번 누르면 바로 제로값이나 스팬값의 설정을 실행하나, 두단계 누름방식에서는 처음 버튼을 누르면 제로와 스팬, 센서트림을 분간하여 설정을 준비하고, 두번째 누름에서 실행한다. 전체의 처리흐름을 약술하면 다음과 같다.

본 발명에서 제로/스팬 버튼의 누름방식도 버튼의 온(ON)상태만 확인하여 버튼의 입력을 확인하는 종래에의 누름방식과는 달리 버튼의 입력을 누름시간, 즉 펄스형태(Pulse Type 혹은 Momentary Type)의 버튼입력을 버튼의 입력으로 간주한다. 다시 말하면 버튼이 오프(OFF)상태에서 온(ON)상태로 되어 일정시간(1초~5초정도)동안 유지한 후 오프(OFF)상태가 되는 경우를 버튼의 입력으로 간주한다.

이런 펄스형태의 버튼입력신호가 아닌 경우의 버튼입력은 버튼의 입력이 잘못된 것으로 간주한다.

제로/스팬버튼을 이용하여 센서트림을 설정하기 위해서 제로/스팬 버튼의 입력방법은 첫번째로 제로/스팬버튼을 동시에 일정 시간 (1초~5초 정도) 누르면 센서트림 설정 모드(Mode)로 되고 이때 전송기에 부착된 표시기에 해당하는 내용이 표시될 수 있다. 제로/스팬버튼을 일정시간 이하 혹은 이상 누르고 있으면 입력이 취소된다.

두번째로 제로버튼만 일정시간동안 눌렀다 떼면 센서제로트림의 설정이 실행되고, 스팬버튼만 일정시간동안 눌렀다 떼면 센서스팬트림의 설정이 실행된다. 두번째 버튼입력에서 일정시간이상 버튼을 누르면 설정의 실행이 취소된다. 그리고 두번째 버튼입력에서 제로/스팬버튼을 동시에 누르면 설정의 실행이 취소되든지 단위등의 다른 파라미터의 설정 모드로 이동하게 된다.

센서트림의 설정이 필요없는 온도전송기와 같은 전송기인 경우에는 센서종류를 선택하는 용도로 사용할 수 있다.

본 발명에서 제안하는 제로/스팬의 버튼의 펄스형태의 입력방식과 두단계및 다단계 누름방식은 제로버튼이나 스팬버튼의 누름의 오조작을 방지할 뿐만 아니라, 센서트림등을 위한 버튼입력을 분간할 수 있게 한다. 제로/스팬의 버튼이 제로값을 설정하고 스팬값을 설정하는 것외에도 전송기를 교정하는 데 가장 많이 사용되는 센서트림에 아주 유용하게 사용될 수 있다. 종전에는 센서트림을 하기 위해서 제로/스팬버튼 이외의 다른 버튼 혹은 스위치를 사용하든지 아니면 별도의 설정기(Configurator)를 사용하고 있다.

이하, 상술한 제로/스팬버튼의 누름시간에 의한 펄스형태의 입력방식 및 누름횟수에 의한 두단계 누름방식에 대한 처리흐름도를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3의 처리흐름도는 제로/스팬버튼을 입력하여 제로와 스팬의 설정과 센서트림의 설정을 분간하며 제로값의 설정및 스팬값의 설정, 센서제로트림값의 설정 및 센서스팬트림값의 설정을 처리하는 부분만을 표시한 것이다. 좀 더 상세히 기술하면 처리내용은 다음과 같다.

도 3에서 단계 300은 제로/스팬버튼의 입력 처리를 수행하는 단계로서, 제로/스팬버튼의 입력처리를 하는 프로그램의 명칭이며, 수십~수백 msec의 일정주기로 제로/스팬 버튼의 입력을 수행하고 입력의 내용을 분간하여 해당하는 설정을 시행한다. 그 다음 단계 302는 제로버튼이 일정시간의 온펄스(ON Pulse)를 생성하는가를 판단하는 단계로서, 스팬버튼이 오프(OFF)인 상태에서 제로버튼만 오프(OFF)상태에서 일정시간(1~5초)동안 온(ON)이 되는 온펄스이면 첫번째의 누름으로 인식하고 제로설정준비상태(304)로 이행하여 그 내용을 LCD표시기(90)등의 표시기에 표시하고 두번째의 제로버튼의 입력을 점검하는 단계(306)로 이행한다.

만약 단계 302에서 제로버튼의 펄스형태의 온(ON) 입력이 아니면 제로값의 설정을 준비를 해제하고 스팬버튼의 입력을 점검하는 단계(312)로 이행하게 된다. 단계 302 및 306에서의 제로버튼의 입력형태는 다음의 도 4와 같다. 도 4에서 스팬 버튼은 오프이고 제로버튼이 1-5초 동안 눌러진 경우에만 펄스온으로 감지된다.

단계(306)에서 제로버튼의 펄스온형태의 입력이면, 제로버튼의 두번째의 누름으로 인식하고, 제로값을 설정하는 단계(310)로 이행하고, 제로버튼이 펄스온형태의 입력이 아니면 제로값의 설정을 취소하는 단계(308)로 이행하여 스팬버튼의 입력을 점검하는 단계(312)로 이행하게 된다.

제로설정준비상태 취소단계(308)에서는 제로값의 설정을 준비를 해제하고 스팬버튼의 입력을 점검하는 단계(312)로 이행한다.

제로값의 설정및 표시단계(310)에서는 제로값의 설정을 수행하고 완료를 표시하는 내용을 LCD등의 표시기(90)에 표시한 후, 스팬버튼의 입력을 점검하는 단계(312)로 이행한다.

다음, 스팬버튼이 일정시간의 온펄스인가를 판단하는 단계(312)에서는 제로버튼이 오프(OFF)인 상태에서 스팬버튼만 오프(OFF)상태에서 일정시간(1~5초) 온(ON)이 되는 펄스온이면 첫번째의 누름으로 인식하고 스팬설정준비상태로 이행하여 그 내용을 LCD등의 표시기(90)에 표시하고(314) 두번째의 스팬버튼의 입력을 점검하는 단계(316)로 이행한다.

만약 단계 312에서 스팬버튼이 펄스형태의 온(ON) 입력신호가 아니면 제로와 스팬버튼이 동시에 입력되는지를 점검하는 단계(322)로 이행하게 된다.

스팬버튼의 입력형태는 다음의 도 5와 같다. 도 5에서 제로 버튼은 오프이고 스팬버튼이 1-5초 동안 눌러진 경우에만 펄스온으로 감지된다.

다음, 첫번째 스팬버튼의 입력이 펄스온형태로 인식되면 스팬설정 준비상태(314)로 되고 해당 내용을 LCD표시기(90)등의 표시기에 표시하고 두번째의 스팬의 입력을 점검하는 단계(316)로 이행한다.

단계 316에서, 스팬버튼이 일정시간의 펄스온인가를 판단하게 되는데, 스팬버튼이 오프(OFF)상태에서 일정시간 온(ON)이 되는 펄스형태의 입력인지를 점검하여, 스팬버튼의 입력이 펄스형태의 입력이면, 스팬버튼의 두번째의 누름으로 인식하고 스팬값을 설정표시하는 단계(318)로 이행하고, 아니면 스팬값의 설정을 취소하는 단계(320)로 이행한다.

스팬설정준비상태 취소단계(320)에서는 스팬값의 설정을 준비를 해제하고, 제로와 스팬버튼이 동시에 입력되는지를 점검하는 단계(322)로 이행한다.

스팬값의 설정 및 표시단계(318)에서는 스팬값의 설정을 수행하고 완료를 표시하는 내용을 LCD등의 표시기(90)에 표시한 후, 제로와 스팬버튼의 동시 입력을 점검하는 단계(322)로 이행한다.

다음, 제로와 스팬버튼이 동시 일정 시간의 온펄스인가를 체크하는 단계(322)에서는 제로버튼과 스팬버튼이 동시에 오프(OFF)상태에서 일정시간 (1~5초) 온(ON)상태가 되는 펄스형태의 입력인지를 점검하여, 동시 입력의 펄스형태이면 센서트림의 첫번째의 누름으로 인식하고 센서트림의 설정준비상태 표시단계(324)로 이행한다. 만약 동시 입력의 펄스가 아니면 제로버튼의 입력을 점검하는 단계(302)로 이행한다.

제로버튼과 스팬버튼의 동시 입력형태는 다음의 도 6과 같다. 도 6에서 제로 버튼과 스팬버튼이 1-5초 동안 눌러진 경우에만 펄스온으로 감지된다.

단계 322에서, 첫번째 제로와 스팬버튼의 동시 입력으로 인식되면 센서트림설정 준비상태로 하고 해당 내용을 LCD표시기(90)등의 표시기에 표시하고(324) 두번째의 제로버튼의 입력을 점검하는 단계(326)로 이행한다.

단계 326에서는 제로버튼이 일정시간의 온펄스인가를 판단하는 단계로, 스팬버튼이 오프(OFF)인 상태에서 제로버튼이 오프(OFF)상태에서 일정시간 온(ON)이 되는 펄스형태의 입력인지를 점검하여, 제로버튼의 펄스형태의 입력이면 센서제로트림값을 설정하는 단계(328)로 이행하고, 아니면 스팬버튼의 입력을 점검하는 단계(330)로 이행한다.

단계 328의 센서제로트림 설정및 표시단계에서는 센서제로트림값의 설정을 수행하고 완료를 표시하는 내용을 LCD등의 표시기(90)에 표시한 후, 제로버튼의 입력을 점검하는 단계(302)로 이행한다.

다음, 스팬버튼이 일정시간의 온펄스인가를 판단하는 단계(330)에서는 스팬버튼이 오프(OFF)인 상태에서 제로버튼이 오프(OFF)상태에서 일정시간 온(ON)이 되는 펄스형태의 입력인지를 점검하여, 스팬버튼의 펄스형태의 입력이면 센서스팬트림값을 설정하는 단계(332)로 이행하고, 아니면 제로와 스팬버튼의 동시 입력을 점검하는 단계(334)로 이행한다. 이 경우, 센서스팬트림을 지원하지 않는 경우는 센서트림준비를 해제할 수도 있다.

센서스팬트림 설정및 표시단계(332)에서는 센서스팬트림값의 설정을 수행하고 완료를 표시하는 내용을 LCD등의 표시기(90)에 표시한 후, 제로버튼의 입력을 점검하는 단계(302)로 이행한다.

제로와 스팬버튼이 동시 일정시간의 온펄스인가를 판단하는 단계(334)에서는 제로버튼과 스팬버튼이 동시에 오프(OFF)상태에서 일정시간(1~5초) 온(ON)상태가 되는 펄스형태의 입력인지를 점검하여, 동시 입력의 펄스형태이면 센서트림설정준비상태 취소 혹은 다른 설정모드 처리를 하는 단계(336)로 이행하고, 동시 입력이 아니면 센서트림설정 준비상태 취소 단계(338)로 이행한다.

센서트림설정 준비상태 취소단계(338)에서는 센서트림의 설정의 준비를 해제하고 제로버튼의 입력을 점검하는 단계(302)로 이행한다.

센서트림설정준비상태 취소 혹은 다른 설정모드 처리단계(336)에서는 센서트림의 처리를 해제하고 제로버튼의 입력을 점검하는 단계(302)로 이행하거나, 혹은 다단계 입력방식의 경우는 다른 설정모드를 처리하는 단계(336)로 이행한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 적용되는 누름시간에 의한 펄스형태의 입력방식 및 누름횟수에 의한 두단계 및 다단계 누름방식은 제로버튼이나 스팬버튼의 누름의 오조작을 방지할 뿐만 아니라, 센서트림등을 위한 버튼입력을 분간할 수 있게 한다. 또한, 제로/스팬의 버튼이 제로값을 설정하고 스팬값을 설정하는 것외에도 전송기를 교정하는 데 가장 많이 사용되는 센서트림에 아주 유용하게 사용될 수 있다. 종전에는 센서트림을 하기 위해서 제로/스팬버튼 이외의 다른 버튼 혹은 스위치를 사용하든지 아니면 별도의 설정기 (Configurator)를 사용하고 있어서 작업자가 휴대하여야 하는 불편함이 있었다.

지금까지 현장에 전송기를 설치한 후 센서트림, 특히 센서제로트림이 많이 사용되기 때문에, 본 발명에서는 제로/스팬 버튼(42, 44)을 이용하여 센서트림을 설정하는 예에 대해서 설명하였으며, 또한 상기 센서제로트림/센서스팬트림 테이블(40)을 설정하기 위하여 센서트림값설정부(49')를 구비하는 예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 제로/스팬 버튼을 이용하여 DA트림을 설정할 수도 있으며, 이때 DA트림값 설정부(미도시)를 별도로 구비할 수도 있다. 그러나, DA트림을 하기 위해서는 별도의 전류계가 있어야 하는 등 현장에서 설정하기 어려움이 있으므로 DA트림값 설정부를 구비하고 있지 않다. 또한, 지금까지는 제로/스팬값 및 센서트림값의 테이블의 설정을 위하여 각각 설정부(48, 49')를 구비한 예를 설명하였으나, 이러한 제로/스팬 설정과 센서트림설정은 상술한 디지털통신 및 파라미터설정부(80)를 통해서 할 수도 있으나, 본 발명에서는 설명의 편이상 센서트림에 대해서는 별도의 센서트림값 설정부(49')를 구비한 것을 설명하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 지능형 전송기의 파라미터 설정 방법 및 장치는 기존의 지능형 전송기에 부착된 제로/스팬 버튼을 이용함으로써, 별도의 설정기가 없이도 하드웨어의 부가없이 각종 파라미터의 설정을 용이하게 할 뿐만 아니라, 현장에 설치된 전송기의 트림 파라미터의 조정 및 설정을 별도의 설정기가 없이도 현장에서 가능하게 하여 작업자의 편이성을 높이는 효과가 있다.

도 1은 종래의 지능형 전송기의 제로/스팬 값 및 각종 파라미터 값을 설정 및 조정하는 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.

도 2는 본 발명에 의한 지능형 전송기의 제로/스팬버튼을 이용한 센서트림등의 파라미터 설정 장치를 설명하기 위한 기능 블록도이다.

도 3은 본 발명의 지능형 전송기의 제로/스팬버튼을 이용한 센서트림등의 파라미터 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4는 제로버튼의 펄스 형태의 입력을 도시한 파형도이다.

도 5는 스팬버튼의 펄스 형태의 입력을 도시한 파형도이다.

도 6은 제로버튼과 스팬버튼의 펄스 형태의 입력을 도시한 파형도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...센서값입력부, 20...주위온도보상 및 센서값선형화부

30...프로세스값변환부, 40...센서제로트림/스팬트림 테이블

42...제로버튼, 44...스팬버튼

46...제로/스팬 버튼값입력부, 48...제로/스팬값설정부

49...센서트림값 설정부, 50...제로 및 스팬테이블

60...4mA 및 20mA DA 트림테이블, 70...프로세스값(Process Value)

80...디지털통신 및 파라미터설정부, 90..표시기

100...4-20mA 디지털값 변환부, 110...4-20mA아날로그전류값 변환부

120...정전류출력회로부, 130...핸드헬드단말기등의 설정기

Claims

마이크로프로세서의 제어하에, 센서로부터의 감지신호를 디지털신호로 입력하기 위한 에이디변환기능(Analog to Digital Conversion)을 갖는 센서값입력부와, 전송기에 인가된 프로세스값을 구하고, 이 프로세스값을 아날로그신호로 변환출력하는 디에이변환기능(Digital to Analog Conversion)을 갖는 정전류출력회로부를 포함하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법에 있어서, 상기 지능형 전송기에 다른 기능을 수행하기 위하여 기부착되어 있는 적어도 하나의 버튼의 누름시간 및 누름횟수를 달리 조작하여 수행함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법.
제1항에 있어서, 상기 지능형 전송기에 기부착된 적어도 하나의 버튼은 제로와 스팬을 조정하는 제로버튼 및 스팬버튼임을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법.
제2항에 있어서, 상기 제로버튼이 1차로 일정시간 펄스온인 경우 제로설정을 준비하고 2차로 펄스온인 경우에는 제로값을 설정하며, 2차에서 펄스온이 아닌 경우 제로설정준비를 취소함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법.
제3항에 있어서, 상기 스팬버튼이 1차로 일정시간 펄스온인 경우 스팬설정을 준비하고 2차로 펄스온인 경우에는 스팬값을 설정하며, 2차에서 펄스온이 아닌 경우 스팬설정준비를 취소함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법.
제4항에 있어서, 상기 제로버튼 및 스팬버튼이 1차로 모두 펄스온인 경우 센서트림설정을 준비하고 2차로 제로버튼만 펄스온인 경우 센서제로트림을 설정및 표시함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법.
제5항에 있어서, 상기 제로버튼 및 스팬버튼이 1차로 모두 펄스온인 경우 센서트림설정을 준비하고 2차로 제로버튼이 펄스온이 아니고 스팬버튼이 펄스온인 경우 센서스팬트림을 설정및 표시함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법.
제6항에 있어서, 상기 제로버튼 및 스팬버튼이 1차로 모두 펄스온인 경우 센서트림설정을 준비하고 2차로 제로버튼과 스팬버튼이 모두 펄스온인 경우, 센서트림설정준비를 취소하거나 다른 설정모드를 처리하고, 2차로 모두 펄스온이 아닌 경우 상기 센서트림설정준비상태를 취소함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정방법.
마이크로프로세서의 제어하에, 센서로부터의 감지신호를 디지털신호로 입력하기 위한 에이디변환기능(Analog to Digital Conversion)을 갖는 센서값입력부와, 전송기에 인가된 프로세스값을 구하고, 이 프로세스값을 아날로그신호로 변환출력하는 디에이변환기능(Digital to Analog Conversion)을 갖는 정전류출력회로부를 포함하는 지능형 전송기의 파라미터 설정 장치에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 상기 지능형 전송기에 다른 기능을 수행하기 위하여 기부착되어 있는 적어도 하나의 버튼의 누름시간 및 누름횟수의 조작결과에 따라서 파라미터설정부를 제어함으로써 상이한 파라미터 설정을 수행함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정 장치.
제8항에 있어서, 상기 지능형 전송기에 기부착된 적어도 하나의 버튼은 제로와 스팬을 조정하는 제로버튼 및/또는 스팬버튼임을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정장치.
제9항에 있어서, 상기 마이크로프로세서는 상기 제로버튼 및/또는 스팬버튼의 누름시간 및 누름횟수의 조작을 통하여 센서트림 테이블의 설정을 수행함을 특징으로 하는 지능형 전송기의 파라미터 설정장치.