JPH0620185A - ２線式伝送器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２線式伝送器でセンサ信号をアナログの電流
信号として出力すると共にこの電流信号にデジタル通信
の変調通信信号を重畳して伝送する場合に変調形式が異
なってもアクセスできるようにすることを目的とする。 【構成】 監視手段により変調通信信号がキャリアを有
する第１変調通信信号かキャリアを有しない第２変調通
信信号かを監視して監視信号を出力し、復調手段この監
視信号により対応する変調通信信号を復調して復調信号
を出力する。プロセッサは監視信号を受信し対応する復
調信号を解読すると共にこの解読の内容に応じた応答信
号を出力する。変調手段はこの応答信号を受信し先の監
視信号に対応した変調形式で変調通信信号を出力し、加
算手段によりこの変調通信信号をアナログの電流信号に
重畳して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負荷側から２本の伝送
線を介して電源の供給を受けてセンサで測定すべき物理
量を電気信号に変換しこれをマイクロプロセッサを含む
信号演算手段により信号処理して先の伝送線を介して負
荷側に電流信号として伝送し必要に応じて伝送線に変調
通信信号を重畳して外部とデジタル通信をする２線式伝
送器に係り、特にこのデジタル通信の変調形式が異なっ
ても自動的にこれを区別して対応する変調形式で変調通
信信号を伝送線に送出できるように改良された２線式伝
送器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の２線式伝送器を含む全体の
構成を示すブロック図である。１０はプロセス変数など
の物理量を電気信号に変換して伝送する２線式伝送器で
あり、直流電源１１から負荷１２を介して電力が供給さ
れる。電気信号は伝送線Ｌ１、Ｌ２により電流信号とし
て伝送され、負荷１２の両端に生じる電圧変化を検出し
てプロセス変数を知る。

【０００３】電流信号は、例えば配管中の圧力に対応し
たレンジに設定された２線式伝送器１０より４〜２０ｍ
Ａの統一電流Ｉ_L に変換されて伝送される。この場合
に、例えば圧力レンジを変更したり或いはモニタしたい
ときには２線式伝送器１０の外部から操作できれば便利
である。

【０００４】このため、ハンドヘルドタ−ミナル１３を
伝送線Ｌ１、Ｌ２に接続線Ｌ１´、Ｌ２´を用いて必要
に応じて接続し、かつ２線式伝送器１０にハンドヘルド
タ−ミナル１３との専用のデ−タ通信機能を持たせて、
ハンドヘルドタ−ミナル１３から２線式伝送器１０にパ
ラメ−タ変更などのデジタルデ−タを送信する。

【０００５】次に、以上のように構成された各構成要素
について詳細に説明する。このうち、２線式伝送器１０
は次のように構成されている。ＳＮＲは圧力／差圧など
を検出して電気信号に変換するセンサである。このセン
サＳＮＲで変換された電気信号はアナログ／デジタル変
換器ＡＤＣでデジタル信号に変換されマイクロプロセッ
サμＰを介してメモリＭＥＭの中のランダムアクセスメ
モリ（ＲＡＭ）部分に格納される。マイクロプロセッサ
μＰはこの格納されたデジタル信号を用いてメモリＭＥ
Ｍの例えばリ−ドオンリ−メモリ（ＲＯＭ）部分に書き
込まれた演算手順によりリニアライズ、ダンピングなど
の所定の演算を実行し、デジタル／アナログ変換器ＤＡ
Ｃを介して出力回路ＯＰＣに出力する。一方、マイクロ
プロセッサμＰでの所定の演算結果は内蔵のモニタＬＣ
Ｄに必要な桁数でデジタル表示される。

【０００６】出力回路ＯＰＣはデジタル／アナログ変換
器ＤＡＣでアナログ信号に変換された電圧信号を４〜２
０ｍＡの統一された電流信号Ｉ_L に変換して伝送線Ｌ
１、Ｌ２を介して負荷１２に伝送する。また、出力回路
ＯＰＣは電流信号Ｉ_L の一部を用いて２線式伝送器１０
の内部回路の電源を作る。

【０００７】ＩＦＣはハンドヘルドタ−ミナル１３とデ
−タ通信をするためのインタ−フエイスであり、伝送線
Ｌ１、Ｌ２とマイクロプロセッサμＰとの間に接続さ
れ、伝送線Ｌ１、Ｌ２からのデジタル信号を並列デ−タ
としてマイクロプロセッサμＰに伝送し、逆にマイクロ
プロセッサμＰからのデ−タを直列信号として伝送線Ｌ
１、Ｌ２側に伝送する機能を持つ。

【０００８】また、インタ−フエイスＩＦＣはマイクロ
プロセッサμＰからの所定ビット数の“１”、“０”の
デ−タを変調して、例えば“１”のときはバ−スト波を
出さず、“０”のときはバ−スト波を出すように対応付
けをした変調通信信号として伝送線Ｌ１、Ｌ２に送出
し、逆に、伝送線Ｌ１、Ｌ２から入力されたバ−スト波
を“１”、“０”のデ−タに復調してマイクロプロセッ
サμＰに伝送する。

【０００９】次に、ハンドヘルドタ−ミナル１３は次の
ように構成されている。ＳＥＲはオペレ−タが操作する
設定器であり、モニタが内蔵されている。２線式伝送器
１０のモデル要求、表示周期の変更、レンジの変更、異
常の検出、ダンピング或いは電流信号Ｉ_L の値の表示な
ど各種の設定或いは要求をすることができる。μＰ´は
マイクロプロセッサであり、例えば設定器ＳＥＲからの
デ−タが入力され、メモリＭＥＭ´に格納された処理手
順にしたがってインタ−フエイスＩＦＣ´を介して２線
式伝送器１０にデジタル信号を送出する。このデジタル
信号は２線式伝送器のインタ−フエイスＩＦＣと同一の
変調形式として、例えばバ−スト波として送出する。

【００１０】また、マイクロプロセッサμＰ´は２線式
伝送器１０からの所定の変調形式で変調された応答デ−
タをインタ−フエイスＩＦＣ´を介してメモリＭＥＭ´
に取り込み、さらにメモリＭＥＭ´に格納された処理手
順にしたがって解読し、設定器ＳＥＲのモニタに表示す
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような２線式伝送器は、１種類の通信方式にしか対応し
ていないので、異なる通信プロトコルの上では全く通信
することができない。したがって、この２線式伝送器を
使用するユ−ザはメ−カ毎にハンドヘルドタ−ミナルを
使い分けなければならない不便があり、また設定ミスを
犯す頻度も大きくなる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するために、負荷側から２本の伝送線を介して電源
の供給を受けてセンサで測定すべき物理量を電気信号に
変換しこれをマイクロプロセッサを含む信号演算手段に
より信号処理して先の伝送線を介して先の負荷側に電流
信号として伝送し必要に応じて先の伝送線に変調通信信
号を重畳して外部とデジタル通信をする２線式伝送器に
係り、先の変調通信信号がキャリアを有する第１変調通
信信号かキャリアを有しない第２変調通信信号かを監視
して監視信号を出力する監視手段と、この監視信号によ
り対応する変調通信信号を復調して復調信号を出力する
復調手段と、この監視信号を受信し対応する先の復調信
号を解読すると共にこの解読の内容に応じた応答信号を
出力するプロセッサと、この応答信号を受信し先の監視
信号に対応した変調形式で変調通信信号を出力する変調
手段と、この変調通信信号を先の電流信号に重畳して出
力する加算手段とを具備するようにしたものである。

【００１３】

【作 用】監視手段により伝送線を伝送されて来た変調
通信信号がキャリアを有する第１変調通信信号かキャリ
アを有しない第２変調通信信号かを監視して監視信号を
出力する。次に、復調手段はこの監視信号により対応す
る変調通信信号を復調して復調信号をプロセッサに出力
し、プロセッサはこの監視信号を受信し対応する復調信
号を解読すると共にこの解読の内容に応じた応答信号を
変調手段に出力する。変調手段はこの応答信号を受信し
先の監視信号に対応した変調形式で変調通信信号を加算
手段に出力する。加算手段はこの変調通信信号をセンサ
で測定された物理量に対応する電流信号に重畳して伝送
線に出力する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示すブロック
図である。なお、図５に示す従来の２線式伝送器と同一
の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜にその
説明を省略する。

【００１５】２線式伝送器１４には、図５のインタ−フ
エイスＩＦＣに対応する部分の代りに、コンパ−レ−タ
ＣＭＰ、監視回路ＩＳＰ、復調回路ＤＥＭ、直並列変換
回路ＳＰＣ、変調回路ＭＯＤなどから構成されるインタ
−フエイス部分が設けられており、その他の部分は図５
とほぼ同じ構成である。

【００１６】コンパ−レ−タＣＭＰは伝送線Ｌ１、Ｌ２
を介して伝送された交流の例えばバ−スト波状の変調通
信信号Ｄ１を検波して、例えば０、５Ｖのデジタル信号
Ｄ２に変換する。監視回路ＩＳＰはこのデジタル信号Ｄ
２の変調形式を検知し監視信号Ｄ４を出力する。復調回
路ＤＥＭはこの監視信号Ｄ４により指定された変調形式
に対応してデジタル信号Ｄ２を復調して送信デ−タＤ０
に対応する復調信号Ｄ３を再現する。

【００１７】このシリアルデ−タとしての復調信号Ｄ３
は直並列変換回路ＳＰＣで並列デ−タに変換されてマイ
クロプロセッサμＰに読み込まれる。マイクロプロセッ
サμＰは読み込まれた並列デ−タを解読しその通信内容
に応じて所定の処理を実行すると共にその応答信号Ｄ５
を直並列変換回路ＳＰＣを介してシリアルデ−タとして
変調回路ＭＯＤに出力する。

【００１８】変調回路ＭＯＤはこのシリアルデ−タをマ
イクロプロセッサμＰから指定される所定の信号Ｄ６に
基づく変調形式で変調して変調通信信号Ｄ７として出力
回路ＯＰＣに出力する。出力回路ＯＰＣはこのデジタル
の変調通信信号Ｄ７をデジタル／アナログ変換回路ＤＡ
Ｃから出力されるアナログの電圧に加算して電流信号と
して伝送線Ｌ１、Ｌ２に出力する。

【００１９】次に、以上のように構成された２線式伝送
器の動作について図２〜図４に示す波形図を用いて説明
する。図２はこの説明で用いる信号波形を示す波形図で
あり、図２（ａ）はこのデジタル通信で用いる通信デ−
タＤ０を示し、スタ−トビットＳＴが１ビットとデ−タ
部ＤＡＴＡが８ビットとストップビットＳＰが１ビット
で合計１０ビットで１フレ−ムを構成している。

【００２０】これに対してこの通信デ−タＤ０を変調す
る変調形式として、図２（ｂ）はバ−スト波状の変調形
式で変調して出力される変調通信信号Ａの場合を、図２
（ｃ）はＦＳＫ状の変調形式で変調して出力される変調
通信信号Ｂの場合をそれぞれ示している。実際には、変
調通信信号Ａとしては、例えば“１”のとき０ヘルツ、
“０”のとき２４００ヘルツ、変調通信信号Ｂとして
は、例えば“１”のとき１２００ヘルツ、“０”のとき
２２００ヘルツなどの周波数が用いられる。

【００２１】この様に、変調通信信号Ａの場合は、キャ
リアが断続しておりストップビットＳＰの期間にはキャ
リアは存在しないが、変調通信信号Ｂの場合は、キャリ
アが連続しておりストップビットＳＰの期間中にもキャ
リアが存在するという差異がある。

【００２２】図３の場合はハンドヘルドタ−ミナル１３
が図２（ｂ）に対応する変調通信信号Ａを用いるとき
を、図４の場合は図２（ｃ）に対応する変調通信信号Ｂ
に対応するときをそれぞれ示している。

【００２３】まず、バ−スト波を用いる図３に示す場合
について説明する。ハンドヘルドタ−ミナル１３の設定
器ＳＥＲで設定した値に対応する送信デ−タＤ０をイン
タ−フエイスＩＦＣ´に出力すると、ここではこの送信
デ−タＤ０をバ−スト波として変調し図３（ｂ）に示す
ような正負に変化する交流の変調通信信号Ｄ１として伝
送線Ｌ１、Ｌ２に送出する。

【００２４】２線式伝送器１４のコンパレ−タＣＭＰは
この交流の変調通信信号Ｄ１を受信して検波し、例えば
０、５Ｖのデジタル信号Ｄ２に変換し、このデジタル信
号Ｄ２は復調回路ＤＥＭと監視回路ＩＳＰに出力され
る。監視回路ＩＳＰはストップビット、つまりスタ−ト
ビットＳＴから１０ビット目にキャリアが存在するか否
かを検知するがこの場合は存在しないので、この変調通
信信号Ｄ１は図２（ｂ）に示す変調形式と判断して図３
（ｅ）に示すように監視信号Ｄ４は矢印の時点でロ−レ
ベルを維持したままでこれを変調回路ＤＥＭとマイクロ
プロセッサμＰに出力する。

【００２５】変調回路ＤＥＭは、この監視信号Ｄ４がロ
−レベルであることからこれを図２（ｂ）に示す変調形
式として復調し、復調信号Ｄ３（図３（ｄ））として直
並列変換回路ＳＰＣに出力する。直並列変換回路ＳＰＣ
はこのシリアルの復調信号Ｄ３を並列信号に変換してマ
イクロプロセッサμＰに出力する。マイクロプロセッサ
μＰはこの内容を解読して対応する処理を実行すると共
に応答信号Ｄ５を直並列変換回路ＳＰＣを介して復調回
路ＭＯＤに出力し、同時に変調形式を指定する信号Ｄ６
を復調回路ＭＯＤに出力する。

【００２６】復調回路ＭＯＤはこの応答信号Ｄ５を信号
Ｄ６で指定する変調形式、この場合は図２（ｂ）で示す
変調形式で変調通信信号Ｄ７に変調して出力回路ＯＰＣ
に出力する。この出力回路ＯＰＣはこの変調通信信号Ｄ
７をデジタル／アナログ変換器ＤＡＣのアナログ出力に
加算重畳して伝送線Ｌ１、Ｌ２に電流信号に変調通信信
号Ｄ７を重畳した形で送出する。

【００２７】次に、ハンドヘルドタ−ミナル１３が図２
（ｃ）に示すＦＳＫ変調された変調通信信号Ｂを用い、
図２（ａ）に示す送信デ−タＤ０と同じデ−タ（図４
（ａ））を送信する場合について説明している。コンパ
レ−タＣＭＰで受信される変調通信信号Ｄ１´はＦＳＫ
変調された波形であり、この波形はストップビットＳＰ
の期間中にもキャリアが存在している点が変調通信信号
Ｄ１と異なっている。コンパレ−タＣＭＰはこの変調通
信信号Ｄ１´を検波して図４（ｃ）に示すデジタル信号
Ｄ２´とする。

【００２８】監視回路ＩＳＰはこのデジタル信号Ｄ２´
のストップビットＳＰの期間、つまりスタ−トビットか
ら１０番目にキャリアがあるか否かを検知するが、この
場合は図３（ｅ）の場合と異なり、キャリアが存在する
ので図４（ｅ）に示すように監視信号Ｄ４´をストップ
ビットＳＰの期間の矢印で示す時点でハイレベルに立ち
上げる。

【００２９】復調回路ＤＥＭは、この監視信号Ｄ４´の
ハイレベルを検知して変調形式を図２（ｃ）に示す変調
形式としてデジタル信号Ｄ２´を復調して復調信号Ｄ３
（図４（ｄ））を出力する。以後のマイクロプロセッサ
μＰでの処理は図３に示す場合と同様である。

【００３０】マイクロプロセッサμＰは直並列変換回路
ＳＰＣから読み込まれた内容を解読して対応する処理を
実行すると共に応答信号Ｄ５を直並列変換回路ＳＰＣを
介して復調回路ＭＯＤに出力し、同時に変調形式を指定
する信号Ｄ６´を復調回路ＭＯＤに出力する。

【００３１】復調回路ＭＯＤはこの応答信号Ｄ５を信号
Ｄ６´で指定する変調形式、この場合は図２（ｃ）で示
す変調形式で変調通信信号Ｄ７´に変調して出力回路Ｏ
ＰＣに出力する。この出力回路ＯＰＣはこの変調通信信
号Ｄ７´をデジタル／アナログ変換器ＤＡＣのアナログ
出力に加算重畳して伝送線Ｌ１、Ｌ２に電流信号に変調
通信信号Ｄ７´を重畳した形で送出する。以上のように
して、ストップビットの期間中にキャリアが存在するか
否かにより変調形式を判断し、対応する処理をすること
ができる。

【００３２】以上の説明では、バ−スト波形式の変調形
式をベ−スとして他の変調形式としてＦＳＫ変調につい
て説明したが、これに限らず、例えば位相変調形式、或
いは周波数変調形式などキャリアが連続している変調形
式ならばいずれも適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上、実施例により具体的に説明したよ
うに本発明によれば、２線式伝送器の伝送線に変調形式
の異なるハンドヘルドタ−ミナルを接続しても自動的に
変調形式を判断して通信ができるようにしたので、いち
いちハンドヘルドタ−ミナルの使い分けをする必要がな
く、また設定間違いを起こすこともなくなり、使いやす
い通信が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１に示す２線式伝送器の動作を説明する波形
図である。

【図３】図１に示す２線式伝送器で使用する第１の通信
波形を示す波形図である。

【図４】図１に示す２線式伝送器で使用する第２の通信
波形を示す波形図である。

【図５】従来の２線式伝送器の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１０、１４ ２線式伝送器 １１ 直流電源 １２ 負荷 １３ ハンドヘルドタ−ミナル ＩＦＣ インタ−フエイス μＰ マイクロプロセッサ ＭＥＭ メモリ ＣＭＰ コンパレ−タ ＩＳＰ 監視回路 ＤＥＭ 復調回路 ＭＯＤ 変調回路 ＳＰＣ 直並列変換回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷側から２本の伝送線を介して電源の供
   給を受けてセンサで測定すべき物理量を電気信号に変換
   しこれをマイクロプロセッサを含む信号演算手段により
   信号処理して前記伝送線を介して前記負荷側に電流信号
   として伝送し必要に応じて前記伝送線に変調通信信号を
   重畳して外部とデジタル通信をする２線式伝送器におい
   て、前記変調通信信号がキャリアを有する第１変調通信
   信号かキャリアを有しない第２変調通信信号かを監視し
   て監視信号を出力する監視手段と、この監視信号により
   対応する変調通信信号を復調して復調信号を出力する復
   調手段と、前記監視信号を受信し対応する前記復調信号
   を解読すると共にこの解読の内容に応じた応答信号を出
   力するプロセッサと、前記応答信号を受信し前記監視信
   号に対応した変調形式で変調通信信号を出力する変調手
   段と、この変調通信信号を前記電流信号に重畳して出力
   する加算手段とを具備することを特徴とする２線式伝送
   器。