JPH01302996A - アナログ・デイジタル通信方法 - 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、工業計測等において、アナログ信号とディジ
タル信号とを同一の伝送路により伝送する場合に適用さ
れるアナログ・ディジタル通信方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、工業計測においては、差圧発信器、電磁流量計等
の測定出力を遠隔地点へ伝送する場合、一般に４〜２０
ｍＡ等の統一信号が用いられておυ、このアナログ信号
の電流値により測定値を示すものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、差圧発信器、電磁流量計等は、広域に分散のう
え設置されるのが一般的であり、これらの調整および動
作状況チエツクを行なうには、係員が巡回のうえ保守１
点検作業を行なわねば彦らず、既存の設備を利用して遠
隔操作により、調整および動作状況チエツク等をも行な
うことのできる手段の出現が要望されるに至っている。

また、統一信号の受信は、監視制御盤等において集中的
に行々われるものと力っており、こ＼には、統一信号用
の伝送路が１０００回線程度収容されるため、これらの
伝送路を介して遠隔操作により調整および動作状況のチ
エツク等を行なう場合、例えば発信器があらかじめ決め
られたＩＤをデイツプスイッチ等で設定されていると、
もし、発信器の交換や設定の変更彦どがあった際Ｋ、相
手側の差圧発信器、電磁流量計等がどこに設置されたも
のであるかを容易にＮｕでき碌く力ることが考えられる
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、電源部から供給される電流値を発信器により
変化させてアナログ信号とする通信方法において、前記
アナログ信号の通ずる伝送路中へ電圧降下素子を挿入し
、該電圧降下素子に通ずる前記アナログ信号と重畳のう
え前記電流値を通信器により　パルス状に正負方向へ変
化させてディジタル信号とし、核ディジタル信号を前記
発信器により受信すると共に、前記アナログ信号と重畳
のうえ前記電流値を前記発信器によりパルス状に正負方
向へ変化させて前記発信器の個別コードを含むディジタ
ル信号とし、該ディジタル信号を前記通信器により受信
すると共に、前記個別コードを前記通信器により任意に
割当てられることを特徴として構成したものである。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図によって本発明の詳細な説明する
。

第１図は、全構成のブロック図であシ、線路Ｌａ１＋　
Ｌｂｔ　〜Ｌａｎ　＋　Ｌｂｎからなる複数の２線式伝
送路（以下、伝送路）に対し各個に電流を供給する複数
の電源部ＰＳ４＝　ＰＳｎが設けられていると共に、伝
送路の他端には、差圧発信器、電磁流ｌ計等の発信器Ｔ
Ｘｔ”Ｔｘｎが各個に接続されておシ、発信器Ｔｘｌ”
Ｔｘｎが電流値Ｉを各個に制御し、アナログ信号として
伝送路へ通ずるものとなっている。

また、端子板ＴＢを介する各伝送路中には、電圧降下素
子として抵抗器ＲＬＩ〜ＲＬｎが各々直列に挿入されて
おシ、電源部ＰＳｎ　の回路では、抵抗器ＲＬｎの端子
電圧をアナログ・ディジタル変換器（以下、ＡＤＣ）へ
与え、ディジタル信号としてから数字表示器等の表示器
ＤＰを駆動し、電流値■によって示されるアナログ信号
の値を受信のうえ表示するものとなっている。

一方、抵抗器ＲＬ、〜ＲＬｎよりも発信器ＴＸＩ〜Ｔｘ
ｎ側の伝送路を収容する端子板ＴＢには、通信器ＣＥが
選択的に橋絡接続されておシ、これが、アナログ信号と
重畳のうえ抵抗器ＲＬｎ　に通ずる電流値工をパルス状
に正負方向へ変化させ、ディジタル信号として発信器Ｔ
ｘｎへ送信すると、これが発信器Ｔｘｎにおいて受信さ
れ、受信に応じて発信器Ｔｘｎが電流値工を同様に変化
させ、ディジタル信号として通信器ＣＥへ送信するため
、これが通信器ＣＥにおいて受信されるものとなってい
る。

なお、これは、いずれの発信器ＴＸおよび抵抗器ＲＬに
おいても同様となっている。

第２図は、抵抗器ＲＬに通ずる電流値Ｉの時間ｔに応す
る変化状況を示す波形図であシ、発信器Ｔｘの測定値に
応じて定まるアナログ信号８ｍは、この場合４〜２０ｍ
Ａの範囲において変化するものとなっているが、通信器
ＣＥからの送信が行なわれると、ディジタル信号Ｓｃの
期間、アナログ信号８ｍと重畳のうえ、パルス状に正負
方向へ電流値Ｉが変化し、これによってフラグビットＢ
ｙ、スタートビットＢ８、第１ビットＢ１〜第８ビット
Ｂ、が送信される。

なお、各ビットは、正負方向の変化により示され、フラ
グピッ）ＢＰは特にパルス幅が広く設定され、かつ、必
ず正負方向へ変化するものとなっているが、データを示
す第１ビツトＢ１〜第８ピッ）Ｂ＠は、例えば、論理値
％１″のとき正負方向へ変化し、論理値！０″のときに
は無変化を維持するものと麦っている。

この電流値変化は、抵抗器ＲＬの電圧降下変化を生じ、
発信器Ｔｘ側の線路Ｌａ　、Ｌｂ間電圧賢化として発信
器Ｔｘへ与えられ、これによってディジタル信号Ｓｃが
発信器Ｔｘにより受信される。

すると、発信器Ｔｘは、ディジタル信号Ｓｃの終了後、
一定期間ｔ、を経てからディジタル信号Ｓｔの期間、同
様に電流値工を変化させ、フラグビットＢＦ１　スター
トビットＢｓおよび、自己の個有コード々らびにデータ
を示す第１ビットＢ１〜第８ビットＢ、を送信する。

このため、前述と同様に線路Ｌａ、Ｌｂ間の電圧変化が
生じ、これが通信器ｃＥにょシ受信される。

７’（’ｘし、この例では、８ビツトからなる１バイト
の送受信のみを示したが、状況に応じ、所定数のビット
からなる所望数のバイトがディジタル信号Ｓｃ、Ｓｔの
各々において送受信される。

ガお、各ビットの正負方向変化は同一電流値となってお
り、とれらの平均値が零と々るため、第１図のＡＤＣ−
Ａ／Ｄにおいて、入力側へ積分回路等を挿入すれば、ア
ナログ信号Ｓａの受信には全く無関係となる。

第３図は、通信器Ｃｇのブロック図であシ、マイクロプ
ロセッサ等のプロセッサＣＰＵｃを中心とし、固定メモ
リＲＯＭｃ、可変メモリＲＡＭｃ、キーボードＫＢｃ、
数字表示器等の表示器ＤＰｃ　、　　１二バーサル非同
期送受信部（以下、送受信部）ＵＡＲＴｃおよびインタ
ーフェイスＩ／Ｆｃ等が周辺に配され、母線ＢＵｃによ
り相互間が接続されておシ、固定メモリＲＯＭｃへ格納
されたプログラムをプロセッサＣＰＵｃが寮行し、所定
のデータを可変メモリＲＡＭＣへアクセスしながら制御
動作を行なうものと彦っている。

こ＼において、キーボードＫＢｃ　から所望のデータを
与えれば、これに応じてプロセッサＣＰＵｃが送受信部
Ｕ入ＲＴｃを制御すると共に、インターフェイスＩ　／
Ｆ　ｃ　を介してゲートパルスｐｃｇｌ　ヲ％Ｈ″（高
レベル）として送出するため、ＡＮＤゲー）　Ｇｃｌ、
　Ｇｃ２がオンと々シ、送受信部ＵＡＲＴｃから送出さ
れる各々＠　Ｈ＃　　の増加パルスＰｕおよび減少パル
スＰｄが電流制御部ＣＣｃへ与えられ、増加パルスＰｕ
に応じて電流制御部ＣＣｃが線路端子Ｔ１からＴ２への
電流Ｉｃを通ずる一方、減少パルスＰｄに応じて同制御
部ＣＣｃが線路端子Ｔ１を正極、線路端子Ｔ２を負極と
する制御電圧を送出する。

したがって、電流ＩＣが通じたときには、抵抗器ＲＬを
通ずる電流値工が、アナログ信号Ｓａを示す電流Ｉｊと
電流ＩＣとの和と力って増加する　・反面、制御電圧が
送出されたときには、線路Ｌａ。

Ｌｂ間の電圧が上昇し、電流値工が減少する。

また、線路Ｌａ、Ｌｂ間の線間電圧は、ディジタル信号
Ｓｔの周波数成分のみを通過させる帯域ｆ波器等のｆ波
器ＦＬｃを介し、比較器ＣＰｃの一方の入力へ与えられ
ておシ、他方の入力へ与えられている基憩電圧Ｂｃｔｓ
　との比較がなされ、基準電圧ＥＣ１以上のレベルが受
信出力として抽出されるものとなっている。

このため、ディジタル信号Ｓｃの送信終了後、ディジタ
ル信号ＳｔのフラグビットＢｙを示す受信出力がインタ
ーフェイス１／Ｆｃを介して与えられるのに応じ、イン
ターフェイス１／　Ｆ　ｃからゲートパルスＰｔ−％Ｈ
”として送出し、Ａｇ２ ＮＤゲートＧｃ３をオンとすれば、スタートピッ）Ｂｓ
以降を示す受信出力が送受信部ＵＡＲＴｃへ与えられ、
これの出力に応じて表示器ＤＰｃ　による発信器Ｔｘの
個別コードおよび受信データの表示が行なわれる。

第４図は、電流制御部ＣＣｃの回路図であり、抵抗器Ｒ
１およびコンデンサＣＩ　による雑音除去用の低域ｒ波
器を介するＡＮＤゲートＧｃｌからの増加パルスＰｕは
、差動増幅器ＡＩにより増幅されたうえ、電界効果形等
のトランジスタＱｌをオンとするため、抵抗器Ｒ２，Ｒ
３を経て電流Ｉｃが通ずる。

彦お、抵抗器Ｒ，の端子電圧は、抵抗器Ｒ４を介して差
動増幅器Ａ１へ負帰還されており、これによって電流１
ｃ　が所定の値に保たれる。

一方、抵抗器Ｒ５およびコンデンサＣ２による前述と同
様の像域ｆ波器を介するＡＮＤゲートＧＣ２からの減少
パルスＰｄは、差動増１賜器Ａ２により反転増幅された
うえ、前述と同様のトランジスタＱ２をオンとするため
、抵抗器Ｒｓ　、　Ｒ７を介し、直列に挿入された局部
電源ＥＣＬの電圧が制御電圧として送出される。

なお、抵抗器Ｒ７の端子電圧は、抵抗器Ｒ８を介して差
動増幅器Ａ２へ負帰還されておシ、局部電源ＥＣＬから
の電流を所定の値に保っている。

第５図は、通信器ＣＥの外形斜視図であシ、手持形のケ
ース１に表示器ＤＰｃおよびキーボードＫＢｃ　が配さ
れていると共に、コード２が導出されており、コード２
の先端にはクリップ３が接続され、線路Ｌａ＋Ｌｂに対
する着脱が自在となっている。

第６図は、発信器Ｔｘのブロック図であり、第３図と同
様のプロセッサＣＰＵｔ、固定メモリＲＯＭｔ、可変メ
モリＲＡＭｔ、送受信部ＵＡＲＴｔ、　　インターフェ
イスＩ／Ｆｔ等を母線ＢＵｔによ多接続し、第３図と同
様にプロセッサＣＰＵｔ　　が制御動作を行々うものと
なっているが、差圧、流量等を検出するセンサＳＳの出
力をディジタル信号へ変換するＡＤＣ−Ａ／Ｄｔ、およ
び、これの出力をプロセッサＣＰＵｔ　　が処理のうえ
送出するディジタル信号をアナログ信号へ変換するディ
ジタル・アナログ変換器（以下、ＤＡＣ）Ｄ／Ａｔなら
びに、ディジタルスイッチ等を用いた個別コード設定用
のアドレス設定器ＡＳＴｔ　が設けてあシ、必要に応じ
て通信器からのディジタル信号によって個別コードの設
定が行えるものとなっている。

また、線路端子Ｔｌには、電源回路ｐｓｔ　　が接続さ
れ、この場合は、線路ｔ、ａから４ｍＡの電流を取り入
れ、安定化のうえ局部電源Ｅｔとして各部へ供給してい
ると共に、線路Ｌａ、Ｌｂ間の線間電圧は、ディジタル
信号Ｓｃの周波数成分のみを通過させる帯域ｆ波器等の
Ｐ波器ＦＬｔ　を介し、第３図と同様に比較器ｃｒｔへ
与えられておシ、こ＼において、第３図と同様に基準電
圧Ｅｔｓと比較され、比較器ＣＰｔが受信出力を生じ、
インターフェイスＩ／Ｆｔ　へ与えると共に、ＡＮＤグ
ー）　Ｇｔ＋を介して送受信部ＵＡＲＴｔへ与えるもの
となっている。

このため、フラグビットＢｙの検出に応じ、％Ｈ”のゲ
ートパルスＰｔｇ１が送出され、ＡＮＤゲートＧｔ＋が
オンとなってディジタル信号Ｓｃの受信が々され、ディ
ジタル信号Ｓｃの受信終了後、期間１ｓの経過に応じ、
プロセッサＣＰＵｔがインク−フェイスＩ／Ｆｔ　を介
し！Ｈ″　のゲートパルスＰｔｇ２を送出すると共に、
送受信部ＵＡＲＴｔを制御ｆれば、オンとなった入ＮＤ
ゲートＧｔ２を介し、パルス状に正負方向へ変化する送
信データが送出され、加算器ＡＤＤｔの一方の入力へ与
えられる。

タソシ、プロセッサＣＰＵｔがアドレス設定器Ａ８Ｔｔ
の出力に応する個別コードを送受信部ＵＡＲＴｔへ与え
るため、個別コードを含む送信データがＡＮＤゲートＧ
ｔｚから送出される。

力お、加算器ＡＤＤｔ　の他方の入力には、センサＳＳ
による測定値に応じたアナログ信号が定常的に与えられ
ておシ、ゲートパルスＰｔｇ２が生じないときは、ＤＡ
Ｃ−Ｄ／Ａｔ　の出力のみが電流制御部ＣＣｔへ与えら
れ、これには、測定値に応じた値の電流がアナログ信号
Ｓａとして通ずるのに対し、ゲートパルスＰｔｇｚが生
じかつ送信データが送受信部ＵＡＲＴｔから送出され＼
ば、加算器ＡＤＤｔにおいて内入力の加算がなされるた
め、アナログ信号Ｓａ　と重畳のうえ、電流制御部ＣＣ
ｔに通ずる電流がパルス状に正負方向へ変化し、個別コ
ードを含むディジタル信号Ｓｔとして送信される。

たソし、アナログ信号Ｓｍの値とディジタル信号Ｓｔの
データとをプロセッサＣＰＵｔにおいて加算のうえ、Ｄ
ＡＣ−Ｄ／Ａｔから送出し、加算器ＡＤＤｔ　を省略す
るものとしても同様である。

また、発振器Ｔｘは、ＥｘＲＯＭ等の不揮発性メモリを
有し、必要とするデータをこれへ格納しておシ、電源断
が生じても、これらのデータは保持されるものとなって
いる。

第７図は、電流制御部ＣＣｔの回路図であシ、第４図の
トランジスタＱ１側と同様、抵抗器Ｒ１１、コンデンサ
ｅ１１の低域ｆ波器を介し、加算器ＡＤＤｔの出力を差
動増幅器Ａｌｌ　により増幅のうえ、トランジスタＱｏ
の内部インピーダンスを制御しておシ、これによって定
まる電流を抵抗器Ｒｕ　、　ＲＩ９を経て通ずるものと
している。

たｙし、第４図と同様に抵抗器ＲＩ３の端子電圧が抵抗
器ＲＩ４を介し、差動増幅器Ａｌｌへ負帰還されており
、加算器ＡＤＤｔの出力値に応する電流値を保つものと
彦っている。

第８図は、他の実施例を示す１系統のみのブロック図で
あシ、第１図におけるＡＤＣｅＡ／Ｄおよび表示器ＤＰ
Ｏ代シに、低インピーダンスの電流計Ａが挿入され、こ
れＫよってアナログ信号Ｓａの指示を行なうものに力っ
ていると共に、伝送回路中へ挿入された抵抗器ＲＬの端
子電圧を通信器ＣＥへ取シ入れ、ＡＤＣ−Ａ／Ｄｃによ
りデイジタル信号としたうえ、表示器ＤＰｃａを駆動し
、ここにおいても、アナログ信号８ａの受信を行なうも
のとしている。

なお、データ送受信部ＤＬＲは、第３図に示すものと同
様である。

したがって、伝送路を収容する端子板等へ通信器ＣＥを
接続し、所望のデータ送受信を発信器Ｔｘと行なうこと
が自在となシ、細別コードにより発信器Ｔｘの設置部位
を確認稜、発信器Ｔｘの可変メモ！ＪＲＡＭｔ中へ格納
されている各種調整値、設定値等の更新が遠隔操作によ
り可能になると共に、発信器Ｔｘの動作状況を遠隔チエ
ツクすることが可能となるうえ、従来からの設備に若干
の追加を行なうのみにより目的を達することができる。

たソし、第１図および第８図において、発信器Ｔｘ用の
電源を別途の線路により供給するものとし、あるいは、
抵抗器ＲＬＯ代シに他のインピーダンス素子を用いても
よく、第２図においては、各バイト毎にパリティチエツ
ク用のビットを付加し、ちるいは、特定のバイトを個別
コード用に割当てるものとしても同様であシ、第３図、
第４図、第６図、第７図の構成は、状況に応じて選定が
任意であると共に、第５図の形状は、手持形に限らず、
パネル実装形等とし、スイッチにより伝送路の選択およ
び接続を行かうものとしてもよい等、種々の変形が自在
である。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなとおシ本発明によれば、既存
の設備を大幅に変更することなく、差圧発信器、電磁流
量計等の発信器とデータの送受信が自在とな勺、かつ、
発信器の設置部位確認が確実に行なえるうえ、アナログ
信号の受信に対して影響を与えないため、各種発信器の
遠隔調整および動作状況監視上、顕著力効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図は全構成のブロック
図、第２図は電流値の波形図、第３図は通信器のブロッ
ク図、第４図は第３図における電流制御部の回路図、第
５図は通信器の外形斜視図、第６図は発信器のブロック
図、第７図は第６図における電流制御部の回路図、第８
図は他の実施例を示す１系統のみのブロック図である。 Ｔｘ、ＴＸＩＡ−ＴＸｎ　拳・・・発信器、Ｐ８　、　
Ｐｓｉ〜ＰＳｎ　・・・・電源部、Ｌａ、Ｌｂ　＋　Ｌ
ａ＋　、Ｌｂ＋〜Ｌａｎ、Ｌｂｎ−拳・・線路、ＣＥ・
・・・通信器、■・・・・電流値、ＲＬ　、　ＲＬ、〜
ＲＬｎ　・・・・抵抗器（電圧降下素子）、８ａ　・・
・・アナログ信号、Ｓｃ、５ｔ−−・・ディジタル信号
、ＣＰＵｃｌ　ＣＰＵｔ　・・φ・プロセッサ、ＲＯＭ
ｃ　。 ＲＯＭｔ−・・・固定メモリ、ＲＡＭｃ、ＲＡＭｔ　　
・・・・可変メモリ、ＵＡＲＴｃ　、ＵＡＲＴｔ　　・
・・・送費信部、ＫＢｃ　・・・・キーボード、ＤＰｃ
　。 ＤＰｃａ＋１＠・・表示器、Ｉ／ＦＣ１■／Ｆｔ　−争
・・インターフェイス、　　ＡＳＴｔ　　・・・φ　ア
ドレス設定器、ＦＬｃ、ＦＬｊ　　・・・・ｒ波器、Ｃ
Ｐｃ　。 ｃｐｔ　−−−−比較器、ＦＪｃｓ、Ｅｔｓ　ｅｌｌ・
・基準電圧、ＣＣｃ　、ＣＣｔ　・・・・電流制御部、
ｇｃＬ・・・・局部電源、Ｄ／Ａｔ・・・・ＩＩＣ（デ
ィジタル・アナログ変換器）、ＳＷｔ　・・・・スイッ
チ回路、Ｃｔ・・・・コンデンサ、Ａ／Ｄｃ・・・・Ａ
ＤＣ（アナログ・ディジタル変換器）、３・・・・クリ
ップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源部から供給される電流値を発信器により変化させて
   アナログ信号とする通信方法において、前記アナログ信
   号の通ずる伝送路中へ電圧降下素子を挿入し、該電圧降
   下素子に通ずる前記アナログ信号と重畳のうえ前記電流
   値を通信器によりパルス状に正負方向へ変化させてディ
   ジタル信号とし、該ディジタル信号を前記発信器により
   受信すると共に、前記アナログ信号と重畳のうえ前記電
   流値を前記発信器によりパルス状に正負方向へ変化させ
   て前記発信器の個別コードを含むディジタル信号とし、
   該ディジタル信号を前記通信器により受信すると共に、
   前記個別コードを前記通信器により任意に割当てられる
   ことを特徴としたアナログ・ディジタル通信方法。