JPS60249441A - 二線式デ−タ伝送装置 - 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、二線式のｊｆｆｉ信線を用いて通信を行う装
置に関する。特に、アナログ信号またはディジタル信号
のいずれか一方の信号モードを選択し、この信号を二線
式通信線を用いてデータ通信を行う装置に関する。

〔従来の技術〕

二線式データ伝送装置では、二線式の通信線に４ｍＡ〜
２０ｍＡの電流を供給し、この電流の変化により、通信
線の両端に接続されたアナログ通信器の間でアナログ通
信が行なわれる。

このような二線式データ伝送装置では、遠隔の位置に設
置された通信装置からさらに多数の情報を得る目的で、
既設の二本の通信線を利用して一時的にディジタル通信
を行う方法が考えられている。これには、定常時にはア
ナログ信号モードである通信路を遠隔操作により一時的
にディジタル信号モート−に転換しなければならない。

この方法の例として、特開昭５８−８５６４９　ｒデー
タ通信装置およびディジタルデータとアナ１コクデータ
を交互に通信する方法」に開示された方法が知られてい
る。

この公知技術では、通信線に並列接続された第一のディ
ジタル通信器が、通信線に流れる電流を４ｍ＾（最低レ
ベル）に低下させる。この変化はアナログ信号モード時
の電流変化に比べて急激であり、これにより、遠隔の位
置に設置された通信器がディジタル信号モードに切り替
えられたことを検知する。これにより、遠隔の位置に設
置された通信器に備えられている第二のディジタル通信
器と、上記の第一のディジタル通信器との間で、ディジ
タル信号による通信が開始される。

しかし、電流の急激な変化により通信モードを切り替え
るために、高周波雑音により誤動作する欠点があり、高
周波雑音を除去し、かつアナログ信号を通過させるため
の帯域濾波器が必要となる欠侃があった。また、ディジ
クル信号モード時には、受信側のアナログ通信器がプロ
セス信号（アナログ信号）とディジタル信号との判定が
できない欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、二線式通信線に重畳されている雑音による誤
動作かな（、また、ディジクル信号モード時には受信側
のアナし１グ辿信器に信号が伝送されない二線式データ
伝送装置を掃供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の二線式データ伝送装置は、二線式の通信線と、
この通信線の一端に接続された第一のアナログ通信器と
、上記通信線の他端に接続され上記第一の通信器と通信
を行う第二のアナログ通信器と、上記通信線に直列に挿
入され上記第一および第二のアナログ通信器に一上記通
信線を介して直列に直流電流を供給する電源回路とを備
えた二線式データ伝送装置において、上記通信線に並列
に接続される第一のディジタル通信器と、Ｊ−記１ｆｆ
ｌ信線に並列に接続されこの第一のディジタル通信器と
通信を行う第二のディジタル通信器とを備え、上記電源
回路の出力回路には逆流防ＩＩ−ダイオードが接続され
、１−記第一のディジタル通信器は、１記通信線にディ
ジタル信号を伝送するモードで上記通信線間に上記電源
回路から供給される直流電圧を越える電圧のバイアス電
圧を与える回路手段を備え、Ｆ記第二のディジタル通信
器は、上記通信線に、上記バイアス電圧が与えられたこ
とを検出しディジタル信号を伝送するモートであること
を識別する回路手段を備えた、ことをｉ’＋徴とする。

〔作用〕

本発明の二線式データ伝送装置は、ディジタル信号伝送
モード時には、第一のディジタル通信器がアナログ信号
用の電源回路の電圧より高いバイアス電圧を供給し、こ
れにより第二のディジタル通信器がディジタル伝送を行
う。このときには、アナログ信号用の電源回路は電流の
供給を自動的に中断する。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例二線式データ伝送装置のブロック
構成図である。

プロセス変量送信器Ｉは第一のアナログ通信器２と第一
、のディジタル通信器３とを備えており、電源回路７、
第二のアナログ通信器８および第一のディジタル通信器
９とは月１れた場所に設置される。

アナログ通信器２とディジタル通信器３との高電位端子
１０１は、通信線４を介してダイオード６のカソード端
子に接続される。アナログ通信器２とディジタル通信器
３との低電位端子１０２は、通信線５を介してアナログ
通信器８に接続される。

ダイオード６のアノード端子は電源回路７の高電位端子
７０１に接続される。電源回路７の低電位端子７０２は
アナログ通信器８に、通信綿４．５に直列に接続される
。ディジタル通信器９は通信線４と通信ｖＡ５とに並列
に、しかも着脱可能に接続される。

プロセス変量送信装置１の人力はセンサ（第１図では図
示せず）に接続されており、アナログ通信器２が、検知
した状態変量をアナログ電流量の変化として出力する。

また、プロセス変量送信器１は、ディジタル通信器３に
よりディジタル通信器９とディジクル信号による通信を
行う。ごの伝送方式にはアナログ信号モードとディジタ
ル信月モードとの二つがあり、このモードの切り替えは
本発明の特徴であり、後で詳しく説明する。

アナログ信号モードでは、電源回路７は、４ｍ八へ２０
ｍＡの直流電流を、アナログ通信器２とアナログ通信器
８とに供給する。

アナログ通信器８は、アナログ通信器２が送信した４１
〜２０ｍへの直流信号によるプロセス信号を受信し、公
知の手法により受信情報を出力する。

ディジタル信号モートては、ディジタル通信器９は、デ
ィジタル通信器３と通信を行う場合に通信綿４．５に接
続される。

本発明の特徴は、プロセス変量送信器１とディジタル通
信器９との、ディジタル通信のための構成にある。

ディジタル通信器９は、電源回路７の供給する電圧ｖ１
より高い電圧■２を出力する内部電源を備えている。こ
の内部電源は、ディジタル通信を行う場合の電圧をプロ
セス変量送信器１に供給する。プロセス変量送信器１は
、供給された電圧がアナログ信号モートにおける最大電
圧より高い値に設定された所定の電圧Ｖｌ＋より高い場
合に、ディジクル信号の送受信を開始する。ダイオード
６の働きは、ディジタル通信器９の内部電源の電流が電
源回路７に逆流しないようにするものである。

第２図は、木実施例装置の等価回路図である。

プロセス変叶送信２′４１は抵抗Ｒ５で表される。

ディジタル通信器９は、開閉器Ｓ力、と抵抗）ン２と電
圧■２を出力する内部電源との直列接続回路として表さ
れる。電源回路７は電圧ｖ１を出力する電源として表さ
れる。アナログ通信器８は抵抗Ｒ１として表される。こ
の等価回路では伝送路の抵抗は無視して表ポされている
。

開閉器ＳＷ＋　は、現実には、ディジタル送信器９七二
線式の通信線との着脱を示す。すなわち、ディジタル通
信器９が通信線に接続された場合を開閉画商、が閉じた
状態で表し、接続されていない場合を開閉器ＳＷ＋が開
いた状態で表す。

アナログ信号モードでは開閉器ＳＷ＋　は開かれており
、プロセス変量送信器１には電源回路７から電流が供給
される。プロセス変量送信器１の出力したアナログ信号
電流は、アナログ通信器８に送信される。この状態では
アナログ通信器２と８との間で４〜２０ｍ八による直流
通信が行われる。

ディジタル信号モードでは開閉器ＳＷ、は閉しられ、プ
ロセス変年送信器１には内部電源から電圧ｖ２が供給さ
れる。ダイオ−１”６の働きにより、電源回路７とアナ
ログ通信器８には電流が流れることはない。

ディジタル信号モード、すなわち開閉器Ｓｄ１が閉じら
れた場合について説明すると、プロセス変量送信器１に
流れる電流をＩＬとするとき、Ｖ２　ＩＩ　・Ｒ２＞　
Ｖ　＋　−−−（１）の条件が満たされるように、電圧
ｖ９、Ｖ２、抵抗Ｒ２および電流■、の最大値を選定し
ておく。

−例としては、■１を２４ｖ、■２を３０ｖ、、Ｒ２を
１５０Ωそしてｌ、の最大値を２２ｍＡとする。これに
より、プロセス変量送信器１の端子間電圧ｖＴは、Ｖ　
Ｔ　−Ｖ　２　１　＋・Ｒ２−−−−−［２１となり、
アナログ通信器８に流れる電流がＯｍＡとなる。また、
このときの電圧■、は、上記の所定の電圧ｖＨに対して
、 Ｖ　Ｔ　＞　Ｖ　＋＋　−−−−ｆ３１となるように回
路定数を設定しておく。

このディジタル信号モードでは、回線４．５間には高い
電圧の線間バイアス電圧が印加された状態にあり、例え
ば、その線間電圧を２７Ｖと２９Ｖとの二つの値に変化
させることにより、二値のディジタル信号を伝送する。

第３図はプロセス変量送信器１の一例を示す回路図であ
る。

センサ１１はアナログ・ディジタル変換器１２に接続さ
れる。アナログ・ディジタル変換器１２はマイクロプロ
セサ１３に接続される。マイクロプロセサ１３は、読出
し専用メモリ１４と、ランタムアクセスメモリ１５と、
ディジクル・アナログ変換器１６とに接続される。ディ
ジタル・アナログ変換器】６の一方の出力は、開閉器Ｓ
Ｗｒ　＋と抵抗器Ｒ１１とを介し′ζ増幅器１７の入力
端子に接続される。ディジタル・アナログ変換器１６の
他方の出力は、共１ｉｉ１電位点と低電位端子１０２と
に接続される。抵抗器Ｒ’ｚと増幅器１７０入力端子と
の接続点は、コンデンサＣＴ　１を介して共通電位点に
接続される。増幅器Ｉ７の出力は高電位端子１０１に接
続される。

以上の構成によりプロセス変量をアナログ信号として送
出する。

高電位端子１０１は抵抗器ＲＴ２を介して差動増幅器１
８の一方の入力に接続される。抵抗器ＲＴ□と差動増幅
器１８の一方の入力との接続点は、コンデンサ０丁２を
介して共通電位点に接続される。差動増幅器１８の他方
の入力には電圧Ｖｌ（か供給される。

差動増幅器Ｉ８の出力は、マイクロプロセサ１３に接続
される。開閉器Ｓｌ’ｌｔ＋は、差動増幅器１８の出力
によりその開閉か制御される。

以上の構成によりティシタル通信の開始が検出される。

高電位端子］０１は、ディジタル信号受信回路２０に接
続される。ディジタル信号受信回路２０はユニバーザル
非同期送受信器（ＩＩＡＲＴ）把に接続される。

ユニバーサル非同期送受信器１つはマイクロプロセサＩ
３に接続される。

以上の構成によりディジタル信号の受信が行われる。

選択スイッチＳＷ、□はユニバーザル非同期送受信器１
つにより制御される。差動増幅器２１の非反転入力端子
には、選択スイッチ針、２を介して電圧ＶＴＩまたは電
圧■７２（共通電位点との間の電圧）が供給される。差
動増幅器２１の出力は、トランジスタＴＴ１のヘース端
子に接続される。トランジスタ゛ｒ’　Ｔ　Ｉのエミッ
タ端子とコレクタ端子との間には、負荷抵抗ＲＴ３と負
荷抵抗ＲＴ４とが直列に接続される。

トランジスタＴＴＩのエミッタ端子は共通電位点に接続
される。負荷抵抗ＲＴ、と負荷抵抗ＲＴ４との接続点は
、差動増幅器２１の反転入力端子に接続される。トラン
ジスタエア、のコレクタ端子は、開閉器５−７３を介し
て高電位端子１０１に接続される。開閉器ＳＷＴ＊の開
閉動作は、マイクロプロセサ１３により゛　制御される
。

電圧Ｖ　Ｔ　ｌと電圧Ｖ１□との値は、ＶＨ＜Ｖ７１、
Ｖ　ｔ　２　＜　Ｖ　Ｚ　−−−−−（４］となるよ・
うに選択されている。

以上の構成によりディジタル信号の送信が行われる。

電圧Ｖｌ＋の値は、ディジタル信号の最低電圧と電源回
路７の供給電圧との間の値が選ばれている。

これにより、高電位端子１０１　と低電位端子１０２と
の間の電圧が電圧ｖＨより低いときには、開閉器ＳＷＴ
　、が閉じられ、プロセス変量送信器１はアナログ信号
を送出する。これに対して、高電位端子１０１と低電位
端子１０２との間の電圧が電圧Ｖ、より高いときには、
開閉器ＳＷＴ　、が開かれ、ディジタル信号による通信
が行われる。

まず、アナログ信号の送出について説明する。

センサ１１が検知したプロセス変量は、アナログ・ディ
ジタル変換器１２によりティシタル化され、マイクロプ
ロセサ１３により処理される。マイクロプロセサノ゛１
３の処理シーケンスは、読出し専用メモリ１４およびラ
ンダムアクセスメモリ１５に記４１されている。処理さ
れた内容は、ランダムアクセスメモリ１５に一時的に格
納されるとともに、ディジタル・アナログ変換器１６に
よりアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、
抵抗器ＲＴ１とコンデンサＣＴＩとにより高域成分が取
り除かれ、増幅器１７により増幅されて出ツノされる。

ディジタル信号の受信は、ディジタル信号受信回路２０
により実行される。受信されたテークは、ユニバーザル
非同期送受信器１９を通し′ζマイク１コプロセザ１３
に送られる。

ディジタル信号の送信は、マイクＴＲＩプし１セサ日の
制御により開閉器針１３が閉しられることにより開始さ
れる。このときには、ユニバ−サル非同期送受信器１９
は選択スイ・ノチ５Ｗｒｚを制御し、差動増幅器２１の
非反転入力の電「変化により、ディジタル信号を送出す
る。

第４図はディジタル通信器９−例を示す回路図である。

入力装置９１と表示装置９２と読出し専用メモリ９３と
ランダムアクセスメモリ９４とは、−フイクｌコブロセ
ザ９５に接続される。マイクロプロセサ９５はユニバー
サル非同期送受信器９６に接続される。また、マイクロ
プロセサ９５は開閉器ＳＷｃ＋の開閉を制御する。ユニ
バーザル非同期送受信器９６はディジタル信号受信回路
９７に接続される。ディジタル信号受信回路９７は開閉
器ＳＷ＋　の一方の端に接続される。

選択スイッチ５Ｗｃｚばユニバーサル非同期送受信器９
ｆｉにより制御される。差動増幅器９８の非反転入力端
子には、選択スイノナ５Ｗｃｚを介して電圧ＶＣＩまた
は電圧Ｖ。２（端子５０２との間の電圧）が供給される
。差動増幅器９８の出力は、トランジスタ′ｒ、。

のヘース端子に接続されろ。１−ランジスタＴＣ１のエ
ミッタ端子とコレクタ端子との間には、負荷抵抗Ｒ１１
と負荷抵抗ＲＣ２とが直列に接続される。負荷抵抗Ｒｒ
１と負荷抵抗ＲＣ２との接続点は、差動増幅器９８の反
転入力端子に接続される。トランジスタＴＣ＋のエミッ
タ端子は端子９０２に接続され、コレクタ端子は開閉器
針０．を介して開閉器針、の−ブｆの端に接続される。

開閉器Ｓ唱の一方の端と端子９０２との間には、抵抗器
Ｒ２と電源Ｖ２とが直列に接続される。開閉器ＳＷ、の
他方の端は端子９０１に接続される。

電圧ＶＣ＋および電圧ＶＣ２の値は、 Ｖ、、＜Ｖ、、、、Ｖ　Ｃ２＜　Ｖ　２　−−−−−（
５）となるように設定されている。

操作者は、入力装置９１から入力することにより本実施
例装置を操作する。本実施例装置の動作状況は表示装置
９２に表示される。

このディジタル通信器９は、プロセス変量送信器１と通
信するときには開閉器ＳＷｌを閉じる（二線式の通信線
に接続する）。これにより、電圧■２が端子９０１から
出力され、プロセス変量送信器１に供給される。この後
に、ディジタル通信器９はディジタル信号の送出を開始
する。

ディジタル通信器９によるディジタル信号の送受信は、
プロセス変量送信器１によるディジタル信号の送受信と
同様の動作で実行される。

上記例は、アナログ信号モードでは第一のアナログ逓信
器は送信専用、第二のアナログ通信器は受信専用であっ
たが、いずれが送信でも受信でもよく、また、相互に送
受信するものでもよい。また、ディジタル信号モードで
も、双方のディジクル通信器は送信または受信専用とす
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明二線式データ伝送語：Ａは、ディジタル信号モー
ドではアナログ信号モートにおける通信線に供給される
直流電圧が高くなる。雑音によりこのような高い電圧が
発生ずることはないから、モード識別が確実になり、雑
音によるモード切り替えの誤動作を防くことが可能とな
る。したかって、装置が安定に動作する効果がある。

また、ディジクル通信時には受信側のアナログ通信器に
電流が流れないため、このアナログ通信器が受信した信
号を監視ず°るだＬ−１で通信のモードを判定できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例二線式データ伝送装置のブロック
構成図。 第２図は本実施例装置の等価回路図。 第３図はプロセス変量送信器の一例を示す回路図。 第４図はティシタル信号通信装置の一例を示す回路図。 １・・・プロセス変量送信器、２・・・アナログ通信器
、３・・・ディジクル通信器、４．５・・・通信線、６
・・・ダイオード、７・・・電源回路、８・・・アナロ
グ通信器、９・・・ディジタル通信器、１１・・・セン
サ、１２・・・アナログ・ディジタル変換器、１３・・
・マイクロプロセサ、１４・・・読出し専用メモリ、１
５・・・ランダムアクセスメモリ、】６・・・ディジタ
ル・アナログ変換器、１７・・増幅器、１８・・・差動
増幅器、Ｉ９・・・ユニバーザル非同期送受信器、２０
・・・ディジタル信号受信回路、２１・・・差動増幅器
、９１・・・入力装置、９２・・・表示装置、９３・・
・読出し専用メモリ、９４・・・ラングｌ、アクセスメ
モリ、９５・・・マイクロプロセサ、９６・・・ユニバ
ーザル非同ｇＪ］送受信器、９７・・・ディジタル信−
号受信回路、９８・差動増幅器、１０１・・・高電位端
子、１０２・・・低電位端子、７０１・・・高電位端子
、７０２・・・低電位端子、９ｆｌｌ　、９０２・・・
端子。 特許出廟人　横河北辰電機株式会社 代理人　弁理士　井出　直　孝 尼１１２ ；￥）２　（２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）二線式の通信線と、 この通信線の一端に接続された第一のアナログ通信器と
   、 ］−記辿信にＪｉｉの他端に接続され１−記第一の通信
   器と通信を行う第二のアナログＪ信器と、上記通信線に
   直列に挿入され１−記第一および第二のアナログ通信器
   に一ト記通信線を介して直列に直流電流を供給する電源
   回路と を備えた二線式データ伝送装置において、１−記湧信線
   に並列に接続される第一のディジタル通信器と、 上記通信線に並列に接続されこの第一のディジタル通信
   器と通信を行う第二のディジタル通信器と を備え、 上記電源回路の出力回路には逆流防１Ｆダイオードが接
   続され、 上記第一のディジクル１Ｊｒ１信器は、上記通信線にデ
   ィジタル信号を伝送するモートで上記通信線間に上記電
   源回路から供給される直流電圧を越える電圧のバイアス
   電圧を与える回路手段を備え、 上記第二のディジタル通信器は、 上記通信線に１−記ハイアス電圧か与えられたごとを検
   出しディジタル信号を伝送するモードであることを識別
   する回路手段を侃えた ことを特徴とする二線式データ伝送装置。