JPH07152989A

JPH07152989A - ２線式通信装置

Info

Publication number: JPH07152989A
Application number: JP31928493A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Miyazawa; 敬治宮沢
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1995-06-16
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2928970B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】従来の２線式通信装置の基本的構成を変更し
ないで、発信器近傍の他のセンサの信号を発信器に送信
させ、かつ、電源も伝送できるようにする【構成】従来の２線式通信装置の構成である発信器１
と電源４と受信抵抗に加えて、外部センサ２を接続し、
発信器１に信号を与えることで新たな信号線を必要とせ
ず信号が伝送できると共に、電源４も信号線３から取れ
る。しかし、外部センサの消費電流分が増加するので、
受信抵抗と並列に定電流回路７を接続することでその電
流をバイパスし、電源や受信抵抗に影響を与えないとい
う特徴がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業用プロセスの現場
に置かれた発信器からの信号を２線の信号線を介して計
器室側の受信器に送信するシステムであって、発信器に
他のセンサを接続して、複数の信号を送信可能にした２
線式通信装置に関するものである。特に、既存の２線式
の発信器を単独で具備したシステムに外部センサを追加
する場合の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】第２図は、従来の発信器を単独で用いた
２線式通信装置の回路を示したものである。２１は差圧
発信器、電磁流量計等の発信器であって、測定物理量を
４〜２０ｍＡの電流信号をデジタル信号で信号線２３、
２３’を介して発信する発信器である。２４は通常受信
計器室側に設置される電源で、一般的には２４Ｖのもの
が多く用いられる。２５は前記発信器２１が発信した信
号を受信するための受信抵抗で、４〜２０ｍＡの信号を
受信する時に、次に接続されるコントローラ等の受信計
器の関係から１〜５Ｖの電圧値で受信するため、通常は
２５０Ωの抵抗が用いられる。

【０００３】発信器２１は、測定信号を例えば０〜１０
０％の数値で発信する場合、デジタル信号で４ｍＡと２
０ｍＡを０、１にそれぞれ対応させて予め決められた通
信プロトコルに従って数値をデジタル化し発信する。こ
のときの最低値４ｍＡが発信器２１の駆動電流となり、
他に電源を取る必要がないのがこれら通信装置の特徴で
もある。

【０００４】なお、ここで示した装置および４〜２０ｍ
Ａ、１〜５Ｖという数値は、それまで用いられていたア
ナログ信号を発信するための通信装置を、そのままデジ
タル信号を発信する装置に用いたために、そのときの信
号等の値がそのまま用いられている。これによって両通
信方式を併用することも可能となっている。

【０００５】発信器２１により発信された信号は受信抵
抗２５により１〜５Ｖの電圧信号に変換されるが、信号
線はプロセス現場まで引き回されるので、受信抵抗によ
る電圧降下の最高値である５Ｖより十分高い電圧が必要
となり、２４Ｖという電圧の電源が用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような通信装置
においては、発信器の高機能化および、デジタルで信号
を発信する構造であるため、発信器によって測定された
物理量の他に別の情報も送信出来るようになった。従っ
て発信器の状態等の情報も同時に送信出来るが、その他
にも発信器付近にある外部センサの信号も同時に発信器
内に取り込み送信することも可能となった。

【０００７】ところが、外部センサ自身も電源が必要で
あり、そのために新たに電源配線を引くことは費用の無
駄となる。従って、この電源を通信装置の２線の信号線
から発信器と同様に取れればよいが、その電流の増加分
だけ受信抵抗での電圧降下が増加する。例えば、センサ
が４０ｍＡの電源を必要とするときに、これが４〜２０
ｍＡと重畳すると４４〜６０ｍＡとなるので、受信抵抗
（２５０Ω）の両端には１１〜１５Ｖの電圧を発生す
る。

【０００８】しかし、従来の回路のままであると電源電
圧が２４Ｖであるので、電圧不足が生じ遠距離の伝送が
困難になって、プロセス機器としての用を成さなくなる
可能性があった。従って、外部センサを接続する度に、
電源をさらに高圧のものに取り替えなければならないと
いう欠点があった。また、受信抵抗に生ずる電圧が高く
なるので、後段の機器の為に電圧調整も必要になってい
た。

【０００９】消費電流の小さい外部センサを用いること
も考えられるが、そのための外部センサを新たに設ける
ことは更に手間がかかり、本来のコスト、手間を省く目
的に反してしまう。従って従来からある任意のセンサを
用いることができることも目的の一つとなる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明はこれら
の問題を解決するために、２線の信号線を介して４〜２
０ｍＡの電流信号を発信する発信器と、該発信器に接続
され、駆動電流を上記信号線より受け、かつ測定信号を
前記発信器に送出する外部センサと、前記２線の信号線
の受信側に接続される電源と、前記発信器からの信号を
電圧として受信するための受信抵抗と、該受信抵抗と並
列に接続され、発信器からの電流が前記外部センサの使
用により、その消費電流分だけ増加したときにその増加
分の電流を流す定電流回路とにより装置を構成した。

【００１１】

【作用】以上のような装置により、外部センサの消費電
流が発信器の信号電流に重畳した場合、定電流回路によ
り外部センサの消費電流分の電流をバイパスし、受信抵
抗の両端の電圧が外部センサのない状態まで下がる。従
って、電源、受信抵抗およびその後段の受信計器は何ら
変更する必要がなく、線間電圧も変わらないので伝送に
必要な電圧は十分な値が確保できる。

【００１２】

【実施例】第１図に本発明の一実施例を示して説明す
る。１はマイコンを内蔵した差圧発信器であって、従来
のアナログ発信に加えてデジタル発信も可能であり、内
部の差圧以外の情報、例えば静圧や温度の情報を同時に
発信できるような構成を持っている。また、外部に他の
センサ、例えば差圧発信器により流量を測定するとき
に、流体の温度を測定することで補正をする場合などの
温度センサ等の信号を入力できる端子を有している。

【００１３】４は２４Ｖの電源であり、従来と同等のも
のを使用する。これは発信器単独でデジタル発信してい
る場合も、アナログ発信を行っている場合も、通常２４
Ｖ程度の電圧の電源が用いられている。これは長距離伝
送に十分な信号伝送電圧を確保するためのものである。

【００１４】５は、受信抵抗であり受信計器６例えばコ
ントローラや記録計等が両端に接続され、４〜２０ｍＡ
に対して２５０Ωの抵抗を接続し、１〜５Ｖの電圧に変
換され前記受信計器６に信号が与えれる。本発明におい
てはデジタル信号で検出信号が与えれている。従って、
信号には発信器からのプロセス信号の他に時分割で他の
情報、例えば発信器１が複合センサの場合は他のプロセ
ス信号や、発信器１の診断情報等も所定のプロトコルで
発信可能である。

【００１５】２は、本願発明で要求される外部センサで
ある。２線の信号線３、３’に並列に挿入することで電
源を受け、駆動される。測定信号は前記差圧発信器１の
端子に入力される。ここで用いられるセンサは、例えば
発信器１が差圧発信器であって、流体の流量を測定する
場合、流体の温度が流量の測定に影響を与えるため、温
度補正が必要になる場合がある。その場合、その流体の
温度を測定するため、配管に挿入される温度センサのよ
うなものである。ところが従来は、その測定信号を計器
室まで別の信号線を用いて送信すると共に電源線も別に
設けたりした。そしてそのための配線の手間やコストは
膨大であった。

【００１６】本願発明では、発信器１がデジタル信号に
より複数の信号が発信可能であるので、外部センサ２の
信号を発信器１の外部信号入力端子に入力し、発信器１
の信号と共に測定信号を発信する。また、電源も発信器
１の信号線から受けることによって、電源の問題も解決
する。

【００１７】ところが、外部センサ２の電源を発信器に
並列に接続すると、４〜２０ｍＡに重畳して外部センサ
２の消費電流４０ｍＡが加わるため、信号電流は４４〜
６０ｍＡとなる。ところで、受信計器６の受けられる電
圧信号は１〜５Ｖでり、２５０Ωで受けることは不可能
であることと、外部センサ２の消費する電流４０ｍＡは
変化がないことにより、受信抵抗５に並列に接続された
定電流回路７を介して外部センサ２の消費電流分４０ｍ
Ａを迂回するよう調整しておけば、受信抵抗５の両端に
は信号分の電圧のみが発生し、結局、受信抵抗５の両端
に発生する電圧は変わらない。

【００１８】従って、発信器１に接続した外部センサの
消費電流は予め分かっているので、その消費電流分を定
電流回路６で流すことにより、受信計器６側では物理的
な変更は何ら必要なくなる。つまり、従来の通信装置の
構成に既存の外部センサと、電流調整可能な定電流回路
を接続することで本発明の装置が実現する。

【００１９】ただし、外部センサが加わったため、発信
器１から出力される信号には、その測定信号が乗るの
で、それを分離する回路、もしくはソフトウエアが必要
となる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明により、
従来の２線式通信の基本的構成は一切変更することな
く、外部センサ２と定電流回路７を接続するだけで構成
できるので非常に簡単であり、コスト的にも有利であ
る。また、電源電圧も従来のままで伝送に何ら影響を与
えることもない。

【００２１】更に、前記構成は複数の外部センサを用い
ても何ら基本的構成に変わるところがなく、定電流回路
７の調整をするだけで信号線の許容電流の許す限り外部
センサを追加することがきる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した装置の一実施例を示す図

【図２】従来の通信装置の構成を示す図

【符号の説明】

１発信器２外部センサ３信号線４電源５受信抵抗６受信計器７定電流回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２線の信号線を介して４〜２０ｍＡの電流
信号を発信する発信器と、該発信器に接続され、駆動電
流を前記信号線より受け、かつ測定信号を前記発信器に
送出する外部センサと、前記２線の信号線の受信側に接
続される電源と、前記発信器からの信号を電圧として受
信するための受信抵抗と、該受信抵抗と並列に接続さ
れ、発信器からの電流が前記外部センサの使用により、
その消費電流分だけ増加したときにその増加分の電流を
流す定電流回路とを備えたことを特徴とする２線式通信
装置。