JPH0223796A - 多点入力信号変換装置 - 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、多数の測定点から与えられるアノログ入力信
号をそれぞれディジタルに変換でる多点入力信号変換装
置、特に多数の測定点からアナログ入力信号を、マイク
〔１ブロセッ勺等の処理機能によって、ディジタル処理
し、光デイジタル信号に変換し、光フアイバケーブルを
介して、前記上位機器からの指令を受信し、かつ前記上
位機器に送信し得る多点入力信号変換装置に関づる。

（従来の技術） 第６図は従来の多点入力信号変換装置による８１測シス
テムの概略構成図を示す。図にＪ３いてこの副側システ
ムは、複数組、例えばそれぞれ２組つつの検出器１，１
と、多点入力信号変換装置２゜２と、上位制御機器４，
４と、伝送ライン３，３および導線５，５とから構成さ
れる個別配線方式である。それぞれの多点入力信号変換
装置２，２は、複数個の検出器１，１からの入力信号を
、定範囲のアナログ信号に変換し、アナログ／ディジタ
ル変換器（Ａ／Ｄ）によりディジタル信号に変換し、マ
イクロプロセッサ等の処理装置（ＣＰＵ）により信号処
理する。この処理された測定データは、伝送ライン３，
３により、中央に設置された制卸監視電気機器等の上位
制器４，４にそれぞれ送信され、集中管理される。

次に、第７図は同じく他の多点人力１５１号変換装置に
Ｊ、る１１１測シス７ムの概略構成図を示づ。図におい
て第０図と同一の機能を有−する部分には、同の符号か
（＝Ｉ　ａれている。複数個、例え（１２台の多点人力
１ｔ、弓変換装置２，２に１ｔｊｌｊる（れてれの検出
器１からの人力１−−）の測Ｋｉ−り情ｔｌＪは、１本
の共通な伝送ライン、例えは平衡バー−ｊ、ｒクル結線
方式伝送ライン３により１台の１−位機器４への送信か
可ｒ止Ｃ１このＩＴ荀筬器４により、菜中菅ｌ！ｌｊさ
れるものである。

次に、第（３図は回しくざらに他の多点入力信号変換装
置にＪ、る５１測シス−ｊムの［Ｉ８構成図、第９図は
第８図のタイハブ１ノートを承り。、第８図６３．１ひ
り１９図にＪ５いで、多点人力信号変換装置２０は、人
力９ｉ　５ｊ線（導線）５による多数の入力信号を、Ａ
系統Ｊ’ｊ　にひＡ１系統に分岐して、ぞれそれマルチ
ルクリ６にｊ：す、逐次選択し導入し、増幅器７．８を
経て、１ノ１−１グ、′ｉ−イシタル変換器（Ａ、’［
））　９．　１０にＪ、リラーイジクル変換し、保持（
ラップ）さｕ’ａｏ　１台の処理装閘（ＣＰＵ）は合理
化／）（に＋ｌれているが、第６図と同様にこの伝送ラ
イン３は、誘導ノイズ、雷ノイズ、電波障害ノイズ等に
根本的に、脆弱であるという欠点かあった。従って、多
数の変換装置２を、１本の伝送ライン３に接続してシス
チーム化づれげ′、信頼性および安全性の確保が困ｎて
あった。なお、これら第６図および第７図の方式では、
１個の変換装置２に入力される測定点、づなわち入力点
数が多くなるほど、これを１台のＣＩ）　Ｌｌで信号情
報処即覆るには、１点当りの７一タ→ノンプリング速度
、りなわも１点当りに要する測定データ処理能力（スル
ープット）が悪くなるという欠点があった。

検出器１の応答性、変換回路のフィルタ時定数およびデ
ーク処理間間等を考慮すれば、ある測定点の入力信号が
変換装置２にリンブリングされて、次にリンブリングさ
れるまでの１１ノイクル時間が長くなるという欠点があ
った。

第８図によれば、これらの欠点に対づるデータ処理能率
を高めることができるが、１台のＣＰＵ１１の内部では
、Ａ、ＡＩ糸系統らのデータを連１１は、それぞれディ
ジタル化されたデータを取込み、効果的に演紳処理しで
、伝送インタフェース１２および伝送ライン３を経Ｃ１
」−位機器４に送信するものである。なお、１３は入ツ
ノ仏引訳５の断線を検出器る断線検出回路（，１７ＧＪ
　ＣＰｌｌから断線検出回路１３へのデータバスで、１
４．１５は基準接点補償回路で、１ＧはＣＰＵ１１から
この補償回路１４．１りへの制御伝号線である。

（発明が解決しようと覆る課題） ところが、第６図に示すｉｉｔ側シスプムは、多数の入
力信号に対して、それぞれの変換装置２ど、上位制御１
１ｊ！Ｉ器４とを、それぞれ伝送ライン３により接続づ
る個別配線方ヱ（によるシステム構成（あるから、個別
配線費およびメンデナンス費か増加するという欠点があ
った。この伝送ライン３は、特に外界に晒されている場
合には、誘導ノイズ、雷ノイズ、電波障害ノイズ等に根
本的に、脆弱Ｃあるという欠点があった。また、第７図
に示？Ｉ３１測システムは、第１図に比較してその配線
方式に続的に処理覆る必要がある。従って、データの処
理分が多くなる程、データのナンブリング速度が低下Ｊ
るという欠点があった。かつ、処ｌ！ｌ！された測定デ
ータは、伝送インターフェース１２および伝送ライン３
を経由して、上位制御機器４へ送イ乙されるから、第６
図および第７図と同様に、誘導ノイズ、雷ノイズ、電波
障害ノイズ等に根本的に脆弱で、信頼性および安全性に
ついての問題が残る。

本発明は、上述の点に鑑み、従来技術の問題点を有効に
解決し、伝送ラインにおける信頼性および安全性が向上
すると共に、入力データの集中および高密度化が可能で
、システムどしての高信頼化、高性能化、合理化ならび
に省力化が達成される多点入力信号変換装置を提供づる
ことを目的とでる。

（課題を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明は、多数の測
定点から与えられるアナログ入力信号をそれぞれディジ
タル信号に変換して記憶づる複数個のディジタル処理装
置と、前記ティジタル信号を光デイジタル信号に変換し
前記ディジタル処理装置と４Ｂ号処Ｊｌｊ装置を含む上
位機器との間の相互情報を光フアイバクープルを介して
、双方向光伝送可能に送受信する１個の光信号送受信手
段とを備え、前記ディジタル処３Ｉ！装置に記憶された
情報を、任意の前記測定点を指定する前記上位機器から
の指令により、逐次前記上位機器に送信させることを特
徴とづる。

（作用） このＪ、うな技術手段により、多数の入力信号の処理を
、複数のｆ゛イジタル処理装置により処理ざぜて、デー
タ処理の能率化、高密度化を向上させると共に、でれそ
れの処理装置からの測定データが、上位機器との伝送ラ
インを切替え送受信し得る光信号送受信手段にＪ、す、
合理化されるものである。

（実施例） 次に、木冗明の実施例を図面に基づき、詳細に説明覆る
。

チャンネルが選択される。この選択された電圧量は、電
圧／′周波数変換回路２５．２５Ａにおいて、パルス幅
の大小（長短）に変換される。このパルス幅は、処理装
＠２６．２６Ａ内部の図示されていない基準タイマによ
りカウントされて、より高精度のディジタル量に変換さ
れる。

また、処理装置２６．２６Ａは、ディジタル変換に附随
する各種の補１演算（例えば温度補正）等の一連の入力
信号に対重る制御動作、すなわちづべての入力点に対す
る測定値をディジタル量として把握し記憶する。

次に、光ユニット３１の電気／光変換回路（Ｅ１０回路
）は、トランジスタ３２Ａ１発光ダイオード（ＬＥＤ）
３３、電流制限抵抗３５Ａ、■カプラ（光２分岐素子）
３６等からなり、処理装置２６．２６Ａのテ′イジタル
量が、図示されていないフォトカプラ等の絶縁回路およ
びトランジスタ回路を有づる光絶縁インターフェース３
０Ａを経て、入力され光デイジタル信号に変換され、Ｔ
カブラ３６、光コネクタ３７および光ファイバクー第１
図は本発明の一実施例の概略構成図を示′ｔｌ。

図において多点入力信号変換装置１００は、主として複
数個、本実施例ではそれぞれ２１の検出回路２２．２２
Ａ、増幅回路２３．２３Ａ、マルチプレクサ２４．２４
Ａ、電圧／周波数変換回路（Ｖ／Ｆ回路）２５．２５Ａ
、処理装置１（ＣＰＬＩ）２６．２６Ａ、ゲート回路２
７．２８，２９、光絶縁インタフェース３０．３０Ａ、
および１組の光信号送受信手段（光ユニット）３１から
構成される。多数の検出器、本実施例では多数の熱電対
２１および測温抵抗体２１Ａは、検出回路２２゜２２Ａ
にて所定範囲の電圧、例えば熱電対２１の熱起電力はＯ
〜１０（］ｍＶの電圧値、測温抵抗体２１Ａの抵抗入力
は検出回路２２Ａのブリッジ回路で、０〜１００ｎＶの
電圧値に変換される。この電圧値０−１００１Ｖハ、ｊ
ｌｌｌｉｉ回ｌ　２３　、２３　Ａチ一定範囲の電圧、
例えば１〜４■に増幅される。

このような多数の入力信号は、それぞれアナログマルチ
プレクサ２４．２４Ａにおいて、処理装置２６．２６Ａ
からの制御指令により、１１１の入力プル３８を経て、
上位機器に送信される。

また、光／電気変換回路（０／Ｅ回路）は、フォトダイ
オード３４、電流制限抵抗３５．Ｔカプラ３６等からな
り、上位機器からの指定情報が光デイジタル信号の形態
をとって、光フアイバケーブル３８、光ユニツト３１内
の光コネクタ３７およびＴカブラ３６を経て、受信され
電気ディジタル信号に変換され、図示されていない絶縁
回路（フォトカプラ）およびトランジスタ回路を有づる
光絶縁インタフェース３０を経て、処理装置２６．２６
Ａに送信される。なお、この光デイジタル信号の送受信
の信号形態は、予め伝送規約（プロトコル）として選定
されている。

このように、処３！Ｉｌ！装＠２６．２６Ａは、多点の
入力信号を逐次サンプリングし、ディジタル量に変換処
理し、さらに伝送規約に従い、上位機器からの指定情報
により、処理装置２６．２６Ａのいずれが指定されてい
るかの判別を逐次行う。この判別は、処理装置２６．２
６Ａに具備された入力ポートにより、その論理を識別し
ながら行われる。

づなわら、２極双投スイツチ３９がＡンのとぎ、ナント
ゲート２７．２８の出力は、ローカルモード（変換ＷＩ
ｉｌｌＯＯ側だけのモード）と識別されて、論理レベル
″トド′となり、この論理レベル″トじ′で（よ上位薇
器との伝）スが行われない。

次に、２極双投スイツチ３９がオフのとぎ、ナントゲー
ト２７．２８の一方の入力は、論理レベル″Ｈ”ｒある
から、もう一方の入力に、論理レベル″トド′の信号が
来てプントグー１−２７．２８の出力が論理レベル゛′
Ｌ″どなるとき、処理装置２６゜２６Ａの入力ボートが
この論理レベルＩＩＬ１１を検知して、自己のアドレス
であるか否かの判別を行い、上位機器との伝送を行う。

次に、第２図は第１図の処理装置の動作を説明するだめ
のフローチャー１〜を承り。図においてステップ■て上
位装置からのシリアル入力を検知し、ステップ■で自己
の処理装置が指定されているか否かを調べる。その結果
、ＮＯであるならば、ステップ■に戻る。ＹＥＳである
ならば、ステップ■て測定モードか否かを判別し、ＹＥ
Ｓであるなの処理装置２６．２６Ａは、多点の入力情報
処理の際のスルーブツトを向上さけ１人力データの集中
と高密度化を実現させる。

なお、多点入力信号変換表＠１００を構成する検出回路
２２．２２Ａ、増幅回路２３．２３Ａ、。

マルチプレクサ２４．２４Ａ、Ｖ／Ｆ回路２５゜２５Ａ
、処理装置２６．２６Ａおよび光ユニツト３１等は、づ
べてＣ−ＭＯ８集積回路、低出力Ａペアンプ等の低出力
要素を利用した基本回路によって構成されるから、この
多点人力信号変換装置１００の電気エネルギが抑制され
、かつ誘ｙＩＡＴネルギに対する充分な余裕が保持され
ている。

次に、第３図は第１図が適用された８１測システムの概
略構成図を示す。図においで複数の多点入力信号変換装
置１００は、光フアイバケーブル３８により、上位の双
方向光分岐器４０に接続し、さらにそれぞれ１本づつの
光ファイバケープ゛ル４６により、上位機器であるマス
タスフ−ジョン４１に接続する。このマスクステーショ
ン４１は、下位の多点人力信号変換波＠１００からのデ
ータらば、ステップ■でこれまでの測定データを上イ０
装置へ送出すると共に、ステップ■、■で入カイを号に
対する所定の演算・補正を行う。なお、ステップ■でＮ
ｏであるならば、ステップ■てレンジ変更モードである
か否かを判定し、ＹＥＳ′ｒ、′あるならば、ステップ
■でレンジ変更操作を行い、Ｎｏであればステップ■に
戻る。

このように、自己のアドレスと判別されたならば、入力
チャンネルの測定データ（上位機器からの情報による指
定のチャンネル情報に該当σる）を、上位機器に送信す
る。すなわち、上位機器からは、処理装置２６．２６Ａ
のアドレス情報と共に、この入力チャンネルの指定情報
も９［せて送信し、この情報に該当する処理装置２６ま
たは２６Ａでは、さらに該当する入力チャンネル情報を
、上位機器に送信する。

また、上位機器からは、それぞれの処理装置２６．２６
Ａのアドレスをザイクリックに歩進させ、各チャンネル
番号も順次歩進させて、データのサンプリングを逐次行
う。このように、複数個（情報）を集中的に管理し、監
視し、制御覆る中央制御装置で、さらに上位の制御機器
４４またはコンピュータネットワークシステム４５への
接続を可能とする。

ところで、１個の双方向光分岐器４０は、本実施例では
８台の多点入力信号変換装置１００からの光信号を、マ
スタスティション４１に集合またはマスタスティション
４１からの光信号を８台の多点入力信号変換表＠１００
に分配器る集合・分配器である。従って、複数個、本実
施例では４個の光フアイバケーブル４６により、１台の
マスタースティション４１には、最大３２台の多点人力
信号変換波［１００を接続することが可能である。

また、マスタースティション４１は、光デイジタル信号
情報に最大３２までの番号を振り分け、その情報を判別
することが可能である。その結果、１台の多点入力信号
変換装置１００は、最大１６点の入力信号を変換可能と
するから、１６点×３２−最大５１２点の１測対象のデ
ータを１台のマスタースティション４１に集中づること
がＣ゛き、データ密麿が高度化い計測システムの格段の
合即化および信頼性の向上が達成される。

次に、第４図は本発明の他の実施例の概略構成図を承り
。図において第１図と同一の機能を有する部分には、同
一の符号が付されている。多点入力信号変換装置２００
は、複数個、本実施例では３個の処理装置２６．２６Ａ
、２６Ｂと、この処理装置２６．２６Ａ、２６Ｂに接続
される３個のゲート回路２７．２８．４２と、第１図と
同様のゲート回路２９と、光絶縁インターフェース３０
゜３０Ａおよび光ユニット３１とから構成される。

この３台の処理装置２６．２６Ａ、２６Ｂにより、多数
点の測定情報が能率的に１ノンブリングされ、１個の光
ユニット３１により光変換されて、その処理は機能的で
、合理的である。

次に、第５図は本発明のさらに他の実施例の概略構成図
を水型。図において第４図と同一の機能を有する部分に
は、同一の符号が付されている。

多点入力信号変換装置３００は、複数個、本実施例では
、４個の処理装置２６．２６Ａ、２６８゜りの集中と高
密度化が可能となり、機能的で、合理的である等の効果
を秦゛づる。

また、上位は器との相互間を１本の光フアイバケーブル
で接続し、光デイジタル（，８号による送受信が可能で
あるから、伝送路に対する障害要素が除去され、安全性
および信頼性が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図はＡ北門の一実施例の概略構成図、第２図は第１
図の処理装置の動作説明をづ−るためのフローチャー１
・、第３図は第１図を適用した計測システムの概略構成
図、第４図は本発明の弛の実施例の概略構成図、第５図
は本発明のさらに他の実施例の概略構成図、第６図は従
来の多点入力信号変換装置による計測システムの概略構
成図、第７図は同じく他の多点入力信号変換装置による
計測システムの概略構成図、第８図は同じく他の多点人
力信号変換装置による計測システムの概略構成図、第９
図は第８図のタイムチャー１−である。 ２６．２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ：処理装置、２７．２８
，２９．４２．４３：ゲート回路、２６Ｇと、この処理
装！２６．２６Ａ、２６８゜２６Ｇに接続される同じく
４個のゲート回路２７゜２８．４２．４３と、第４図と
同様のゲート回路２９と、光絶縁インターフェース３０
．３０Ａおよび光ユニット３１とから構成８れる。この
４台の処理装置２６．２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃにより、
多数点の測定情報が能率的にサンプリングされ、１個の
光ユニット３１により光変換されて、その処理はさらに
機能的で、合理的である。 （発明の効果） 以上に説明するように、本発明によれば、多数の測定点
から与えられるアナログ入力信号をそれぞれディジタル
信号に変換し記憶する複数個のディジタル処理装置と、
前記ディジタル信号を光ｊ−イジタル信号に変換し前記
ディジタル処理装置と信号処理装置を含む上位機器との
間の相互情報を光フアイバケーブルを介して、双方向光
伝送可能に送受信する１個の光信号送受信手段とを設け
ることにより、従来技術の問題点が有効に解決され、多
数点の測定情報の処理能率が向上し、入力デー３１：光
ユニット、３３：発光ダイオード、３４二フオトダイオ
ード、３６二Ｔカプラ、４０：双方向光分岐器、４１：
マスタスティション、１００゜２００．３００：多点入
力信号変換装置。 特許出願人　　富士電機株式会社 虱を匁屯漬積落！ 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）多数の測定点から与えられるアナログ入力信号をそ
   れぞれディジタル信号に変換し記憶する複数個のディジ
   タル処理装置と、前記ディジタル信号を光ディジタル信
   号に変換し前記ディジタル処理装置と信号処理装置を含
   む上位機器との間の相互情報を光ファイバケーブルを介
   して、双方向光伝送可能に送受信する１個の光信号送受
   信手段とを備え、任意の前記測定点を指定する前記上位
   機器からの指定情報により、前記ディジタル処理装置に
   記憶された情報を逐次前記上位機器に送信させることを
   特徴とする多点入力信号変換装置。