JPH0337794A - フィールド計器の通信方式 - Google Patents
フィールド計器の通信方式Info
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- JPH0337794A JPH0337794A JP1172749A JP17274989A JPH0337794A JP H0337794 A JPH0337794 A JP H0337794A JP 1172749 A JP1172749 A JP 1172749A JP 17274989 A JP17274989 A JP 17274989A JP H0337794 A JPH0337794 A JP H0337794A
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- Japan
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- signal
- transmission
- instrument
- level
- field instrument
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- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
- G08C19/02—Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
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。
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、フィールド計器の通信方式に係り、特に各種
プラントにおける物理量を検出して上位計器へその信号
を伝送するフィールド計器の通信方式に関する。
プラントにおける物理量を検出して上位計器へその信号
を伝送するフィールド計器の通信方式に関する。
いわゆるフィールド計器と称される計器は各種プラント
の圧力、温度、流量などの物理量を検出し、その値を電
気信号に変換し、伝送路を介して上位計器へ伝送してい
るのが通常である。
の圧力、温度、流量などの物理量を検出し、その値を電
気信号に変換し、伝送路を介して上位計器へ伝送してい
るのが通常である。
そして、該電気信号の伝送は、規格化されており、フィ
ールド計器が伝送路に、４〜２０ｍＡのアナログ電流信
号を出力して、上位計器が、そのアナログ電流信号を受
信するものとなっている。
ールド計器が伝送路に、４〜２０ｍＡのアナログ電流信
号を出力して、上位計器が、そのアナログ電流信号を受
信するものとなっている。
また、一般的にはフィールド計器から上位計器へのアナ
ログ信号への一方向通信が行なわれていたものであった
。
ログ信号への一方向通信が行なわれていたものであった
。
しかし、近年、半導体集積回路技術の向上によす、マイ
クロプロセッサ内蔵のフィールド計器が開発され実用化
されてきている。これによれば、前記伝送路上で一方向
のアナログ信号の通信のほかに、双方向のディジタル信
号の通信を行ない、双方向のディジタル信号の通信を行
ない、フィールド計器のレンジ設定、自己診断などを遠
隔に操作できるようになってきている。たとえばこの種
の装置に関するものとして、特開昭５８−４８１９８号
公報、特開昭５９−２０１５３５号公報などが知られて
いる。
クロプロセッサ内蔵のフィールド計器が開発され実用化
されてきている。これによれば、前記伝送路上で一方向
のアナログ信号の通信のほかに、双方向のディジタル信
号の通信を行ない、双方向のディジタル信号の通信を行
ない、フィールド計器のレンジ設定、自己診断などを遠
隔に操作できるようになってきている。たとえばこの種
の装置に関するものとして、特開昭５８−４８１９８号
公報、特開昭５９−２０１５３５号公報などが知られて
いる。
具体的な例を第４図を用いて説明する。同図は、外部電
源を必要とするフィールド計器に関する装置構成例を示
している。フィールド計器■は外部電源４から供給され
る電圧により動作し、検出した物理量に対応した電流を
伝送路に流す定電流源としてアナログ信号を出力し、上
位受信計器３は、伝送路に直列に挿入された抵抗を流れ
るアナログ電流信号を抵抗の両端の電位差の検出により
受信し、フィールド計器１の指示値として使用している
。上位通信計器２は、フィールド計器１と上位受信計器
３、外部電源４との間の任意の伝送路上に接続され、フ
ィールド計器ｌとディジタル信号で双方向の通信を行な
っている。
源を必要とするフィールド計器に関する装置構成例を示
している。フィールド計器■は外部電源４から供給され
る電圧により動作し、検出した物理量に対応した電流を
伝送路に流す定電流源としてアナログ信号を出力し、上
位受信計器３は、伝送路に直列に挿入された抵抗を流れ
るアナログ電流信号を抵抗の両端の電位差の検出により
受信し、フィールド計器１の指示値として使用している
。上位通信計器２は、フィールド計器１と上位受信計器
３、外部電源４との間の任意の伝送路上に接続され、フ
ィールド計器ｌとディジタル信号で双方向の通信を行な
っている。
この伝送路と信号を伝送する方式としては、アナログ信
号上にディジタル信号をのせて、アナログ信号値に演響
を与えないようにディジタル信号の通信を行なう方式、
アナログ信号とディジタル信号とを切換えて信号伝送す
る方式、およびディジタル信号のみによる信号伝送方式
、とが知られている。
号上にディジタル信号をのせて、アナログ信号値に演響
を与えないようにディジタル信号の通信を行なう方式、
アナログ信号とディジタル信号とを切換えて信号伝送す
る方式、およびディジタル信号のみによる信号伝送方式
、とが知られている。
しかし、上述した従来技術にあっては、送信信号を電流
で送り、受信信号を電圧で受ける方式となっているから
、伝送路に直列に接続された負荷抵抗の値に比例して受
信信号レベルが大きくなるため、正確に通信を行なう必
要上、前記負荷抵抗の使用範囲を狭くしなければならな
いものであった。
で送り、受信信号を電圧で受ける方式となっているから
、伝送路に直列に接続された負荷抵抗の値に比例して受
信信号レベルが大きくなるため、正確に通信を行なう必
要上、前記負荷抵抗の使用範囲を狭くしなければならな
いものであった。
それ故、伝送路に新たに上位受信計器を追加するなどの
システムの拡張を考えた場合、該負荷抵抗の使用範囲が
限定されていることから、該拡張は困難であるという問
題を有した。
システムの拡張を考えた場合、該負荷抵抗の使用範囲が
限定されていることから、該拡張は困難であるという問
題を有した。
したがって、本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところのものは、システム
の拡張ができるとともに、信頼性の高い通信のできるフ
ィールド計器の通信方式を提供するにある。
ものであり、その目的とするところのものは、システム
の拡張ができるとともに、信頼性の高い通信のできるフ
ィールド計器の通信方式を提供するにある。
このような目的を達成するために本発明は、フィールド
計器と上位計器との間で信号線を介して送受信するもの
において、前記フィールド計器と上位計器とのいずれか
一方に送信信号の受信可否を確認する手段と、該手段に
おいて送信信号レベルを切換える手段と、を備えたこと
を特徴とするものである。
計器と上位計器との間で信号線を介して送受信するもの
において、前記フィールド計器と上位計器とのいずれか
一方に送信信号の受信可否を確認する手段と、該手段に
おいて送信信号レベルを切換える手段と、を備えたこと
を特徴とするものである。
また、本発明は、フィールド計器と上位計器との間で信
号線を介してアナログ信号で送受信するものにおいて、
上記フィールド計器と上位計器とのうち少なくとも一方
に、上記アナログ信号に重畳された送信信号の受信可否
を確認する手段と、該手段に応じて上記重畳させる送信
信号のレベルを可変する手段と、を有することを特徴と
するものである。
号線を介してアナログ信号で送受信するものにおいて、
上記フィールド計器と上位計器とのうち少なくとも一方
に、上記アナログ信号に重畳された送信信号の受信可否
を確認する手段と、該手段に応じて上記重畳させる送信
信号のレベルを可変する手段と、を有することを特徴と
するものである。
また、本発明は、信号伝送路に接続されるフィールド計
器において、センサ信号を上記信号伝送路へ出力する手
段と、当該出力信号に送信信号を重畳する手段と、当該
重畳信号を検出して当該重畳信号の受信の可否を判定す
る手段と、該手段に応じて上記送信信号のレベルを可変
する手段と。
器において、センサ信号を上記信号伝送路へ出力する手
段と、当該出力信号に送信信号を重畳する手段と、当該
重畳信号を検出して当該重畳信号の受信の可否を判定す
る手段と、該手段に応じて上記送信信号のレベルを可変
する手段と。
を備えることを特徴とするものである。
また、本発明は、信号伝送路に接続される上位受信計器
において、該信号伝送路に送信信号を出力する手段と、
該送信信号を検出し該送信信号の受信の可否を判定する
手段と、該手段に応じて上記送信信号のレベルを可変す
る手段と、を備えることを特徴とするものである。
において、該信号伝送路に送信信号を出力する手段と、
該送信信号を検出し該送信信号の受信の可否を判定する
手段と、該手段に応じて上記送信信号のレベルを可変す
る手段と、を備えることを特徴とするものである。
また、本発明は、信号伝送路に接続される上位通信器に
おいて、該伝送路に送信信号を出力する手段と、該送信
信号を検出して該送信信号の受信の可否を判定する手段
と、該手段に応じて上記送信信号のレベルを可変する手
段と５を備えることを特徴とするものである。
おいて、該伝送路に送信信号を出力する手段と、該送信
信号を検出して該送信信号の受信の可否を判定する手段
と、該手段に応じて上記送信信号のレベルを可変する手
段と５を備えることを特徴とするものである。
また、本発明は、フィールド計器と上位計器との間で信
号伝送路を介して送受信し、かつ前記フィールド計器と
上位計器間の前記信号線に上位通信器が接続されている
ものにおいて、前記フィールド計器は、センサ信号を上
記信号伝送路へ出力する手段と、当該出力信号に送信信
号を重畳する手段と、当該重畳信号を検出して当該重畳
信号の受信の可否を判定する手段と、該手段に応じて上
記送信信号のレベルを可変する手段とを備え、前記上位
受信計器および上位通信器は、それぞれ該信号伝送路に
送信信号を出力する手段と、該送信信号を検出して該送
信信号の受信の可否を判定する手段と、該手段に応じて
上記送信信号のレベルを可変する手段とを備えることを
特徴とするものである。
号伝送路を介して送受信し、かつ前記フィールド計器と
上位計器間の前記信号線に上位通信器が接続されている
ものにおいて、前記フィールド計器は、センサ信号を上
記信号伝送路へ出力する手段と、当該出力信号に送信信
号を重畳する手段と、当該重畳信号を検出して当該重畳
信号の受信の可否を判定する手段と、該手段に応じて上
記送信信号のレベルを可変する手段とを備え、前記上位
受信計器および上位通信器は、それぞれ該信号伝送路に
送信信号を出力する手段と、該送信信号を検出して該送
信信号の受信の可否を判定する手段と、該手段に応じて
上記送信信号のレベルを可変する手段とを備えることを
特徴とするものである。
また、本発明は、フィールド計器と上位計器との間で信
号伝送路を介してアナログ信号で送受信するものにおい
て、前記フィールド計器と上位計器とのうち少なくとも
一方に、上記アナログ信号に一定レベルの送信信号を重
畳する手段と、上記アナログ信号に重畳された送信信号
の受信可否を確認する手段と、該手段に応じて上記重畳
された送信信号の受信レベルを可変する手段とを有する
ことを特徴とするものである。
号伝送路を介してアナログ信号で送受信するものにおい
て、前記フィールド計器と上位計器とのうち少なくとも
一方に、上記アナログ信号に一定レベルの送信信号を重
畳する手段と、上記アナログ信号に重畳された送信信号
の受信可否を確認する手段と、該手段に応じて上記重畳
された送信信号の受信レベルを可変する手段とを有する
ことを特徴とするものである。
また、本発明は、信号伝送路に接続される上位通信器に
おいて、該伝送路に受信信号を入力する手段と、該手段
に応じて上記受信信号のレベルを可変する手段と、を備
えることを特徴とするものである。
おいて、該伝送路に受信信号を入力する手段と、該手段
に応じて上記受信信号のレベルを可変する手段と、を備
えることを特徴とするものである。
また、本発明は、フィールド計器と上位計器との間で信
号伝送路を介してアナログ信号を送受信するものにおい
て、少なくとも上記フィールド計器は上記アナログ信号
に送信信号を重畳する手段と、当該重畳した送信信号を
検出する手段と、当該送信信号レベルと所定値を比較し
、上記送信信号の送信レベルを受信可能なレベルにする
手段とを備えたことを特徴とするものである。
号伝送路を介してアナログ信号を送受信するものにおい
て、少なくとも上記フィールド計器は上記アナログ信号
に送信信号を重畳する手段と、当該重畳した送信信号を
検出する手段と、当該送信信号レベルと所定値を比較し
、上記送信信号の送信レベルを受信可能なレベルにする
手段とを備えたことを特徴とするものである。
さらに、本発明は、フィールド計器と上位計器との間で
信号伝送路を介してディジタル信号を送受信するものに
おいて、上記フィールド計器と上位計器のうち少なくと
も一方にディジタル信号の受信可否を確認する手段と、
該手段に応じてディジタル信号レベルを切換える手段と
を備えたことを特徴とするものである。
信号伝送路を介してディジタル信号を送受信するものに
おいて、上記フィールド計器と上位計器のうち少なくと
も一方にディジタル信号の受信可否を確認する手段と、
該手段に応じてディジタル信号レベルを切換える手段と
を備えたことを特徴とするものである。
このようなフィールド計器、上位計器等を備えたフィー
ルド計器の通信方式によれば、送信信号レベル、または
受信信号の増幅・減衰レベルを切換えて装置が動作する
ことから、前記各装置の使用可能範囲を拡大させること
ができる。
ルド計器の通信方式によれば、送信信号レベル、または
受信信号の増幅・減衰レベルを切換えて装置が動作する
ことから、前記各装置の使用可能範囲を拡大させること
ができる。
また、これによる最適レベルの選択を各装置の自己診断
等で、定期的に装置自体で行なうか、外部からの指令で
行なうことができることから、たとえば、上位受信計器
を追加して、負荷抵抗値の合計が大きくなり、−時的に
通信可能となっても。
等で、定期的に装置自体で行なうか、外部からの指令で
行なうことができることから、たとえば、上位受信計器
を追加して、負荷抵抗値の合計が大きくなり、−時的に
通信可能となっても。
各装置自身が、即最適レベルを自動的に選択して通信可
能状態とすることができるので、容易に装置構成を変更
させることができる。
能状態とすることができるので、容易に装置構成を変更
させることができる。
以下、図面を用いて、本発明の一実施例を説明する。
第１図は、フィールド計器の出力が４〜２０ｍＡのアナ
ログ電流信号からなり、このアナログ電流信号に重畳さ
れたディジタル信号によって、上位受信計器との間で通
信を行なう場合の構成図を示す。
ログ電流信号からなり、このアナログ電流信号に重畳さ
れたディジタル信号によって、上位受信計器との間で通
信を行なう場合の構成図を示す。
同図において、概略を示すと、フィールド計器１には複
合センサ１０８を有し、このセンサ１０８は各種プラン
トにおける圧力、温度、流量等の物理量を検出し、外部
電源４から供給される電力によって動作するようになっ
ている。そして、前記センサ１０８からの出力はフィー
ルド計器ｌ内で適当に処理され、その処理された信号は
伝送路５を介して、上位受信計器３に出力されるように
なっている。前記上位受信計器３は前記伝送路５の間に
抵抗３０を備え、この抵抗３０間の電圧を検知すること
により、前記フィールド計器１からの物理量を受信する
ようになっている。そして、さらに通信器３２を内蔵し
ており、前記ディジタル信号によって前記フィールド計
器１との間で通信を行ない、たとえば自己診断、レンジ
値の変更等の処理を行なうようになっている。また、前
記伝送路５上のフィールド計器１と外部電源４との間に
上位通信器２が接続され、この上位通信器２は前記ディ
ジタル信号によって前記フィールド計器１と通信を行な
い、たとえばフィールド計器ｌの人出信号のモニタ、校
正等の処理を行なうようになっている。
合センサ１０８を有し、このセンサ１０８は各種プラン
トにおける圧力、温度、流量等の物理量を検出し、外部
電源４から供給される電力によって動作するようになっ
ている。そして、前記センサ１０８からの出力はフィー
ルド計器ｌ内で適当に処理され、その処理された信号は
伝送路５を介して、上位受信計器３に出力されるように
なっている。前記上位受信計器３は前記伝送路５の間に
抵抗３０を備え、この抵抗３０間の電圧を検知すること
により、前記フィールド計器１からの物理量を受信する
ようになっている。そして、さらに通信器３２を内蔵し
ており、前記ディジタル信号によって前記フィールド計
器１との間で通信を行ない、たとえば自己診断、レンジ
値の変更等の処理を行なうようになっている。また、前
記伝送路５上のフィールド計器１と外部電源４との間に
上位通信器２が接続され、この上位通信器２は前記ディ
ジタル信号によって前記フィールド計器１と通信を行な
い、たとえばフィールド計器ｌの人出信号のモニタ、校
正等の処理を行なうようになっている。
次に、前記フィールド計器１の構成を示す。
複合センサ１０８からの各出力はマルチプレクサ１０９
に入力されるようになっている。前記マルチプレクサ１
０９にはＩ１０インターフェイス１０６からの入力切換
信号が入力され、その出力はＡ／Ｄ変換器１０５に入力
されるようになっている。さらにマイクロプロセッサ１
０１があり、このマイクロプロセッサ１０１は前記Ａ／
Ｄ変換器１０５から順次、送り込まれる出力と、ＲＯＭ
１０３、ＲＡＭ１０２に格納されている種々の係数から
、補正、？ｉＬ算を行ない、これにより真値を求め、予
めＲＡＭ１０２に設定されている出力レンジによって正
規化した出力値をＤ／Ａ変換器１０７へ出力するように
なっている。このＤ／Ａ変換器↓０７の出力は加算器１
１０を介してＶ／Ｉ変換器１１１へ入力され、このＶ／
Ｉ変換器１１１の出力は前記伝送路５に送られるように
なっている。このＶ／Ｉ変換器１１１は入力信号に見合
った電流（４〜２０ ｍ Ａ ）が伝送路５に流れるよ
うに制御されるようになっている。
に入力されるようになっている。前記マルチプレクサ１
０９にはＩ１０インターフェイス１０６からの入力切換
信号が入力され、その出力はＡ／Ｄ変換器１０５に入力
されるようになっている。さらにマイクロプロセッサ１
０１があり、このマイクロプロセッサ１０１は前記Ａ／
Ｄ変換器１０５から順次、送り込まれる出力と、ＲＯＭ
１０３、ＲＡＭ１０２に格納されている種々の係数から
、補正、？ｉＬ算を行ない、これにより真値を求め、予
めＲＡＭ１０２に設定されている出力レンジによって正
規化した出力値をＤ／Ａ変換器１０７へ出力するように
なっている。このＤ／Ａ変換器↓０７の出力は加算器１
１０を介してＶ／Ｉ変換器１１１へ入力され、このＶ／
Ｉ変換器１１１の出力は前記伝送路５に送られるように
なっている。このＶ／Ｉ変換器１１１は入力信号に見合
った電流（４〜２０ ｍ Ａ ）が伝送路５に流れるよ
うに制御されるようになっている。
前記加算器１１０には通信用のディジタル信号が加算さ
れるようになっており、Ｖ／Ｉ変換変換土工１１して出
力される信号は、アナログ信号に前記ディジタル信号が
重畳されたものとなっている。前記ディジタル信号は、
変調回路１１２から入力されるようになっており、前記
変調回路１１２は送受信回路１０４からの出力を変調す
るようになっている。前記変調回路１１２からの信号は
、たとえば周波数変調のようにディジタル信号のｒｔ
１ ｒｒ ｉｔ Ｏｕに対応する２種類の周波数信
号のほか、振幅変調のように信号の大きさで゛′工″″
０“に対応するもの、位相変調のように２種類の位相が
“１”、Ｏ”に対応するもの等が用いられ、たとえば上
位受信計器３からの通信に対応する信号として使用され
る。
れるようになっており、Ｖ／Ｉ変換変換土工１１して出
力される信号は、アナログ信号に前記ディジタル信号が
重畳されたものとなっている。前記ディジタル信号は、
変調回路１１２から入力されるようになっており、前記
変調回路１１２は送受信回路１０４からの出力を変調す
るようになっている。前記変調回路１１２からの信号は
、たとえば周波数変調のようにディジタル信号のｒｔ
１ ｒｒ ｉｔ Ｏｕに対応する２種類の周波数信
号のほか、振幅変調のように信号の大きさで゛′工″″
０“に対応するもの、位相変調のように２種類の位相が
“１”、Ｏ”に対応するもの等が用いられ、たとえば上
位受信計器３からの通信に対応する信号として使用され
る。
ここで、変調回路１１２の出力信号は、正負の方向に同
じ振幅の方形波、またはサイン波の小信号であれば、デ
ィジタル信号を出力して通信を行なっても、前記Ｖ／Ｉ
変換器１１１の出力電流値は瞬時的な変化が生ずるだけ
で、アナログ信号を検出する上位受信計器３側の指示値
には影響を与えないものとなる。
じ振幅の方形波、またはサイン波の小信号であれば、デ
ィジタル信号を出力して通信を行なっても、前記Ｖ／Ｉ
変換器１１１の出力電流値は瞬時的な変化が生ずるだけ
で、アナログ信号を検出する上位受信計器３側の指示値
には影響を与えないものとなる。
なお、前記変調回路１１２からの出力信号は工１０イン
ターフェイス１０６からの出力によってその大きさが定
められ選択された値に相当する信号を出力するようにな
っている。
ターフェイス１０６からの出力によってその大きさが定
められ選択された値に相当する信号を出力するようにな
っている。
さらに、伝送路５には、前記上位受信器３、あるいは上
位通信計器２から送信信号が送られるようになっており
、この送信信号は前述したように変調された電流信号と
同様なディジタル信号となっている。
位通信計器２から送信信号が送られるようになっており
、この送信信号は前述したように変調された電流信号と
同様なディジタル信号となっている。
なお、ここで、伝送路５に電圧を供給するための外部電
源４の電圧値は常に一定であることから、伝送路４に流
れる電流値を流れる電流値が変化すると、上位受信計器
３のアナログ信号検出器である抵抗３０の両端の電圧も
これに応じて変化するため、フィールド計器工に加えら
れる電圧（伝送路５の線間電圧）は、前記電圧変化と逆
の極性の電圧変化が生じる。
源４の電圧値は常に一定であることから、伝送路４に流
れる電流値を流れる電流値が変化すると、上位受信計器
３のアナログ信号検出器である抵抗３０の両端の電圧も
これに応じて変化するため、フィールド計器工に加えら
れる電圧（伝送路５の線間電圧）は、前記電圧変化と逆
の極性の電圧変化が生じる。
フィールド計器１内の復調回路１１３では、前記線間電
圧の変化をとらえて、復調することにより“Ｉ Ｈ＃
ＯＩＴのディジタル信号とし、送受信回路１０４でこの
ディジタル信号を受信することができる。この場合、前
記フィールド計器ｌの変調回路１１２より送信するディ
ジタル信号も同様に伝送路５を流れる電流を変化させる
ため、伝送路５の線間電圧が変化し、復調回路１１３を
通して自ら送信した信号を受信できる。
圧の変化をとらえて、復調することにより“Ｉ Ｈ＃
ＯＩＴのディジタル信号とし、送受信回路１０４でこの
ディジタル信号を受信することができる。この場合、前
記フィールド計器ｌの変調回路１１２より送信するディ
ジタル信号も同様に伝送路５を流れる電流を変化させる
ため、伝送路５の線間電圧が変化し、復調回路１１３を
通して自ら送信した信号を受信できる。
なお、前記復調回路１１３には増幅器あるいは減衰器を
備えてなり、前記Ｉ１０インターフェイス１０６からの
出力により適当な増幅度あるいは減衰度で前記線間電圧
の電圧変動量を増幅あるいは減衰して復調するようにな
っている。
備えてなり、前記Ｉ１０インターフェイス１０６からの
出力により適当な増幅度あるいは減衰度で前記線間電圧
の電圧変動量を増幅あるいは減衰して復調するようにな
っている。
次に、上位受信計器３の構成を示す。伝送路５に対し直
列に接続された抵抗３０は、第３図（ａ）に示す関係か
ら、外部電源４の電圧から使用可能範囲内の値のものが
使用され、該抵抗３０の両端の電圧をアンプ３１で取り
出すことによって、前記伝送路５を流れているアナログ
電流信号を検出できるようになっている。なおこのよう
にして得られる検出信号は上位システムに伝送されるよ
うになっている。また、前記抵抗３０の両端には通信器
３２が接続されており、この通信器３２は第５図に示す
ようになっている。
列に接続された抵抗３０は、第３図（ａ）に示す関係か
ら、外部電源４の電圧から使用可能範囲内の値のものが
使用され、該抵抗３０の両端の電圧をアンプ３１で取り
出すことによって、前記伝送路５を流れているアナログ
電流信号を検出できるようになっている。なおこのよう
にして得られる検出信号は上位システムに伝送されるよ
うになっている。また、前記抵抗３０の両端には通信器
３２が接続されており、この通信器３２は第５図に示す
ようになっている。
同図において、上位通信計器３の内部はＲＯＭ２０３に
プログラムされた処理により、装置全体の動作がＭＰＵ
２０１で制御されるようになっている。キーボード等で
構成された入力装置２０７には各々定義されたキーでユ
ーザが入力することにより、Ｉ１０インターフェース２
０５を通してその情報がＭＰＵ２０１に伝えられるよう
になっている。ＭＰＵ２０１は必要に応じて通信を行な
う指令を送受信回路２０４に送出し、その指令は変調回
路２０８を介してＶ／Ｉ変換器２０１へ伝えられるよう
になっている。このＶ／Ｉ変換器２０１では入力信号に
見合った電流を送信信号として伝送路５へ流れるように
なっている。ここで、変調回路２０８の出力信号が正負
の方向に同じ振幅の方形波、またはサイン波等であれば
、前記上位通信計器２が出力する電流は瞬時的が変化が
あるが合計ではほぼ一定値となる。
プログラムされた処理により、装置全体の動作がＭＰＵ
２０１で制御されるようになっている。キーボード等で
構成された入力装置２０７には各々定義されたキーでユ
ーザが入力することにより、Ｉ１０インターフェース２
０５を通してその情報がＭＰＵ２０１に伝えられるよう
になっている。ＭＰＵ２０１は必要に応じて通信を行な
う指令を送受信回路２０４に送出し、その指令は変調回
路２０８を介してＶ／Ｉ変換器２０１へ伝えられるよう
になっている。このＶ／Ｉ変換器２０１では入力信号に
見合った電流を送信信号として伝送路５へ流れるように
なっている。ここで、変調回路２０８の出力信号が正負
の方向に同じ振幅の方形波、またはサイン波等であれば
、前記上位通信計器２が出力する電流は瞬時的が変化が
あるが合計ではほぼ一定値となる。
この送信信号を受信したフィールド計器上からの応答信
号は、伝送路５から復調器２０９が前記伝送路５の線間
電圧の変化を捕らえることにより、ディジタル信号とし
て復調し、この信号は送受信回路２０４を通してＭＰＵ
２０１に伝えられるようになっている。そして、ＭＰＵ
２０１はこの情報をＲＡＭ２０２に格納しているデータ
とともに、Ｉ１０インターフェイス２０５を介して表示
装置２０６に表示するようになっている。
号は、伝送路５から復調器２０９が前記伝送路５の線間
電圧の変化を捕らえることにより、ディジタル信号とし
て復調し、この信号は送受信回路２０４を通してＭＰＵ
２０１に伝えられるようになっている。そして、ＭＰＵ
２０１はこの情報をＲＡＭ２０２に格納しているデータ
とともに、Ｉ１０インターフェイス２０５を介して表示
装置２０６に表示するようになっている。
さらに、前記上位通信計器２にあっては第５図に示した
通信器３２と同じ構成をとっており、伝送路５に電流を
流すことによりディジタル信号を送信し、該伝送路５の
線間電圧変化によりディジタル信号を受信するようにな
っており、ここでも自らが送信した信号を受信できるよ
うになっている。
通信器３２と同じ構成をとっており、伝送路５に電流を
流すことによりディジタル信号を送信し、該伝送路５の
線間電圧変化によりディジタル信号を受信するようにな
っており、ここでも自らが送信した信号を受信できるよ
うになっている。
さらに、上述した構成において、フィールド計器１の外
部電源４、および負荷抵抗３０に関する使用可能範囲は
、たとえば第３図（ａ）に示すよ・うになっている。こ
のように制限される理由は、フィールド計器１を動作さ
せるための伝送路５の線間電圧が最低でも６〜ＩＯＶ以
上は必要であること、負荷抵抗の値ＲＬにより受信信号
レベルが変化し、その受信可能レベルに制約があること
による。そして、上述した実施例から明らかなように、
送信信号レベル、受信信号の増幅・減衰レベルは複数段
に切換えられるために、たとえば、第３図（ｂ）に示す
ように、送信信号レベル（あるいは受信信号レベル）を
２倍に増幅した場合の使用可能範囲となる。また、第３
図（ｃ）は送信信号レベル１／２倍（または、受信信号
を１／２に減衰）した場合の使用範囲を示したものであ
る。
部電源４、および負荷抵抗３０に関する使用可能範囲は
、たとえば第３図（ａ）に示すよ・うになっている。こ
のように制限される理由は、フィールド計器１を動作さ
せるための伝送路５の線間電圧が最低でも６〜ＩＯＶ以
上は必要であること、負荷抵抗の値ＲＬにより受信信号
レベルが変化し、その受信可能レベルに制約があること
による。そして、上述した実施例から明らかなように、
送信信号レベル、受信信号の増幅・減衰レベルは複数段
に切換えられるために、たとえば、第３図（ｂ）に示す
ように、送信信号レベル（あるいは受信信号レベル）を
２倍に増幅した場合の使用可能範囲となる。また、第３
図（ｃ）は送信信号レベル１／２倍（または、受信信号
を１／２に減衰）した場合の使用範囲を示したものであ
る。
以上説明したことから明らかなように、本実施例のよう
にすることによって、送信信号レベル、または受信信号
の増幅・減衰レベルを切換えて装置が動作することから
、前記各装置の使用可能範囲が向上できるという効果を
奏する。
にすることによって、送信信号レベル、または受信信号
の増幅・減衰レベルを切換えて装置が動作することから
、前記各装置の使用可能範囲が向上できるという効果を
奏する。
さらに、この最適レベルの選択を、各装置の自己診断等
で、定期的に装置自体で行うか、外部からの指令で行う
ことができるので、例えば、上位受信計器を追加して、
負荷抵抗値の合計が大きくなり、−時的に通信不能とな
っても、各装置が自分自身で、すぐに最適レベルを自動
的に選択して、通信可能状態となるので、容易に装置構
成を変えられるという効果を奏する。
で、定期的に装置自体で行うか、外部からの指令で行う
ことができるので、例えば、上位受信計器を追加して、
負荷抵抗値の合計が大きくなり、−時的に通信不能とな
っても、各装置が自分自身で、すぐに最適レベルを自動
的に選択して、通信可能状態となるので、容易に装置構
成を変えられるという効果を奏する。
第２図は本発明の他の実施例を示す構成図である。同図
は、フィールド計器１の設置数を複数個とし、各フィー
ルド計器の出力が、すべてディジタル信号である場合を
示す。第１図の構成と比らべ、４〜２０ｍＡのアナログ
信号で伝送される指示値もディジタル信号の通信により
伝送される点と、フィールド計器ｌの設置数が複数にな
るという点以外は、すべての装置での動作は、同じであ
る。本実施例においては、伝送路５がバス構成になって
おり、フィールド計器１が伝送路５上の任意の場所に接
続できる。各フィールド計器は、通常、一定量の電流（
ｉ□＋ １２？ １３１・・・・・・ｉｎ）を消費して
おり、上位受信計器３の負荷抵抗Ｒしを流れる電流ｉは
、各フィールド計器の消費する電流の合計値となる。こ
のため、たとえば、フィールド計器ｌの設置数が多くな
ると、負荷抵抗Ｒｔ。
は、フィールド計器１の設置数を複数個とし、各フィー
ルド計器の出力が、すべてディジタル信号である場合を
示す。第１図の構成と比らべ、４〜２０ｍＡのアナログ
信号で伝送される指示値もディジタル信号の通信により
伝送される点と、フィールド計器ｌの設置数が複数にな
るという点以外は、すべての装置での動作は、同じであ
る。本実施例においては、伝送路５がバス構成になって
おり、フィールド計器１が伝送路５上の任意の場所に接
続できる。各フィールド計器は、通常、一定量の電流（
ｉ□＋ １２？ １３１・・・・・・ｉｎ）を消費して
おり、上位受信計器３の負荷抵抗Ｒしを流れる電流ｉは
、各フィールド計器の消費する電流の合計値となる。こ
のため、たとえば、フィールド計器ｌの設置数が多くな
ると、負荷抵抗Ｒｔ。
を流れる電流と負荷抵抗Ｒしの両端の電圧もそれにつれ
て増大し、外部電源４の電圧値が一定であるため、逆に
伝送路５の線間電圧が低くなる。前述のように、この電
圧は、約６〜ｌｏｖ以上必要であり、それ以上では、動
作不能となるため、負荷抵抗ＲＬの値を小さくする必要
がある。また、負荷抵抗ＲＬの値を小さくすると、受信
信号の大きさも、それに比例して小さくなるため、Ｓ／
Ｎ比の関係から、通信の信頼性が悪化するので、負荷抵
抗Ｒｈの値は第３図の使用可能範囲内で、できるだけ大
きな値にしておく必要がある。また、本実施例において
は、各装置が自動的に、最適通信レベルを選択するので
、通信の信頼性が高い状態で、フィールド計器の設置台
数を増やすことができるという効果を奏する。
て増大し、外部電源４の電圧値が一定であるため、逆に
伝送路５の線間電圧が低くなる。前述のように、この電
圧は、約６〜ｌｏｖ以上必要であり、それ以上では、動
作不能となるため、負荷抵抗ＲＬの値を小さくする必要
がある。また、負荷抵抗ＲＬの値を小さくすると、受信
信号の大きさも、それに比例して小さくなるため、Ｓ／
Ｎ比の関係から、通信の信頼性が悪化するので、負荷抵
抗Ｒｈの値は第３図の使用可能範囲内で、できるだけ大
きな値にしておく必要がある。また、本実施例において
は、各装置が自動的に、最適通信レベルを選択するので
、通信の信頼性が高い状態で、フィールド計器の設置台
数を増やすことができるという効果を奏する。
以上、説明したことから明らかなように１本発明による
フィールド計器の通信方式によれば、システムの拡張が
できるとともに、信頼性の高い通信をすることができる
ようになる。
フィールド計器の通信方式によれば、システムの拡張が
できるとともに、信頼性の高い通信をすることができる
ようになる。
第１図は本発明によるフィールド計器の通信方式の一実
施例を示す構成図、第２図は本発明によるフィールド計
器の通信方式の他の実施例を示す構成図、第３図（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）は本発明の効果を示すための説明図、
第４図は従来のフィールド計器の通信方式の一例を示す
構成図、第５図は本発明によるフィールド計器の通信方
式における上位受信計器の通信器の一実施例を示す構成
図である。 １・・・フィールド計器、 ２・・・上位通信計
器、３・・・上位受信計器５ ４・・・外部電源、
３０・・・抵抗、 ３２・・・通信器、１
１２・・・変調回路、 １１３・・・復調回路。
施例を示す構成図、第２図は本発明によるフィールド計
器の通信方式の他の実施例を示す構成図、第３図（ａ）
、（ｂ）、（ｃ）は本発明の効果を示すための説明図、
第４図は従来のフィールド計器の通信方式の一例を示す
構成図、第５図は本発明によるフィールド計器の通信方
式における上位受信計器の通信器の一実施例を示す構成
図である。 １・・・フィールド計器、 ２・・・上位通信計
器、３・・・上位受信計器５ ４・・・外部電源、
３０・・・抵抗、 ３２・・・通信器、１
１２・・・変調回路、 １１３・・・復調回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、フィールド計器と上位計器との間で信号線を介して
送受信するものにおいて、前記フィールド計器と上位計
器とのいずれか一方に送信信号の受信可否を確認する手
段と、該手段において送信信号レベルを切換える手段と
、を備えたことを特徴とするフィールド計器の送信方式
。 ２、フィールド計器と上位計器との間で信号線を介して
アナログ信号で送受信するものにおいて、上記フィール
ド計器と上位計器とのうち少なくとも一方に、上記アナ
ログ信号に重畳された送信信号の受信可否を確認する手
段と、該手段に応じて上記重畳させる送信信号のレベル
を可変する手段と、を有することを特徴とするフィール
ド計器通信方式。 ３、信号伝送路に接続されるフィールド計器において、
センサ信号を上記信号伝送路へ出力する手段と、当該出
力信号に送信信号を重畳する手段と、当該重畳信号を検
出して当該重畳信号の受信の可否を判定する手段と、該
手段に応じて上記送信信号のレベルを可変する手段と、
を備えることを特徴とするフィールド計器。 ４、信号伝送路に接続される上位受信計器において、該
信号伝送路に送信信号を出力する手段と、該送信信号を
検出して該送信信号の受信の可否を判定する手段と、該
手段に応じて上記送信信号のレベルを可変する手段と、
を備えることを特徴とする上位受信計器。 ５、信号伝送路に接続される上位通信器において、該伝
送路に送信信号を出力する手段と、該送信信号を検出し
て該送信信号の受信の可否を判定する手段と、該手段に
応じて上記送信信号のレベルを可変する手段と、を備え
ることを特徴とする上位通信器。 ６、フィールド計器と上位計器との間で信号伝送路を介
して送受信し、かつ前記フィールド計器と上位計器間の
前記信号線に上位通信器が接続されているものにおいて
、前記フィールド計器は、センサ信号を上記信号伝送路
へ出力する手段と、当該出力信号に送信信号を重畳する
手段と、当該重畳信号を検出して当該重畳信号の受信の
可否を判定する手段と、該手段に応じて上記送信信号の
レベルを可変する手段とを備え、前記上位受信計器およ
び上位通信器は、それぞれ該信号伝送路に送信信号を出
力する手段と、該送信信号を検出して該送信信号の受信
の可否を判定する手段と、該手段に応じて上記送信信号
のレベルを可変する手段とを備えることを特徴とするフ
ィールド計器の通信方式。 ７、フィールド計器と上位計器との間で信号伝送路を介
してアナログ信号で送受信するものにおいて、前記フィ
ールド計器と上位計器とのうち少なくとも一方に、上記
アナログ信号に一定レベルの送信信号を重畳する手段と
、上記アナログ信号に重畳された送信信号の受信可否を
確認する手段と、該手段に応じて上記重畳された送信信
号の受信レベルを可変する手段とを有することを特徴と
するフィールド計器の受信方式。 ８、信号伝送路に接続される上位通信器において、該伝
送路に受信信号を入力する手段と、該手段に応じて上記
受信信号のレベルを可変する手段と、を備えることを特
徴とする上位通信器。 ９、フィールド計器と上位計器との間で信号伝送路を介
してアナログ信号を送受信するものにおいて、少なくと
も上記フィールド計器は上記アナログ信号に送信信号を
重畳する手段と、当該重畳した送信信号を検出する手段
と、当該送信信号レベルと所定値を比較し、上記送信信
号の送信レベルを受信可能なレベルにする手段とを備え
たことを特徴とするフィールド計器の送信方式。 １０、フィール計器と上位計器との間で信号伝送路を介
してディジタル信号を送受信するものにおいて、上記フ
ィールド計器と上位計器のうち少なくとも一方にディジ
タル信号の受信可否を確認する手段と、該手段に応じて
ディジタル信号レベルを切換える手段とを備えたことを
特徴とするフィールド計器の送信方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172749A JPH0650557B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | フィールド計器の通信方式 |
| CN90103431A CN1033988C (zh) | 1989-07-04 | 1990-07-04 | 场传感器通信系统 |
| DE4021258A DE4021258C2 (de) | 1989-07-04 | 1990-07-04 | Feldsensor-Kommunikationssystem |
| US07/877,137 US5469156A (en) | 1989-07-04 | 1992-05-01 | Field sensor communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172749A JPH0650557B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | フィールド計器の通信方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337794A true JPH0337794A (ja) | 1991-02-19 |
| JPH0650557B2 JPH0650557B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15947612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1172749A Expired - Fee Related JPH0650557B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | フィールド計器の通信方式 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5469156A (ja) |
| JP (1) | JPH0650557B2 (ja) |
| CN (1) | CN1033988C (ja) |
| DE (1) | DE4021258C2 (ja) |
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| JP2012196819A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Seiko Epson Corp | 液体噴出装置及び液体噴出方法 |
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