JP3446870B2 - 通信機能を有する信号伝送器 - Google Patents
通信機能を有する信号伝送器Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流量などの物理量を検
出して信号処理して負荷側に伝送線を介して電流信号と
して伝送すると共にこの電流信号にデジタル信号を重畳
して互いに通信する通信機能を有する信号伝送器に係
り、特に、伝送線上から送出した通信信号或いは伝送線
上に混入する通信信号以外のノイズと、信号変換器から
直接送出した通信信号とが競合しないように改良した通
信機能を有する信号伝送器に関する。 【０００２】 【従来の技術】図７は通信機能を有する従来の信号伝送
器の構成を示すブロック図である。この場合の信号伝送
器の例として流量パルスを出力する３線式の信号伝送器
を示してある。１０は流量などの物理量を電気信号に変
換して伝送する信号伝送器であり、信号伝送器１０は直
流電源１１から負荷１２を介して出力端子Ｔ1、Ｔ2と接
続され、ここから信号伝送器１０に電力が供給される。
直流電源１１と負荷１２は遠方に配置した受信計器側に
配置されている。 【０００３】電気信号は信号伝送器１０の出力端子
Ｔ1、Ｔ2に接続された伝送線Ｌ1、Ｌ2を介してアナログ
の電流信号ＩLとして負荷１２に伝送され、流量は負荷
１２の両端に生じるアナログの電圧変化を検出すること
により得られる。 【０００４】電流信号ＩLは、例えば流量範囲に対応し
たレンジに設定された信号伝送器１０により４〜２０ｍ
Ａの統一電流に変換されて負荷１２側に伝送されると共
に内蔵のモニタに例えば４桁のデジタル表示される。 【０００５】この場合に、例えば流量レンジを変更した
り、各種のパラメータを変更したり、或いはモニタした
いときには信号伝送器１０の外部から操作できれば便利
である。 【０００６】このため、第１通信端末として機能するハ
ンドヘルドターミナル１４を必要に応じて伝送線Ｌ11、
Ｌ21に接続し、かつ信号伝送器１０にハンドヘルドター
ミナル１４との専用のデータ通信機能を持たせて、ハン
ドヘルドターミナル１４から信号伝送器１０にパラメー
タ変更などのデジタルデータを送信する。 【０００７】以上の全体構成に対して、信号伝送器１０
の内部は、次のように構成されている。ＳＮＲは流量な
どを検出して測定信号に変換する検出器（センサ）であ
り、変換された測定信号はアナログ／デジタル変換器Ａ
／Ｄでデジタル信号に変換され、マイクロプロセッサμ
Ｐ1を介してメモリＭＥＭ1の中のランダムアクセスメモ
リ部分に格納される。 【０００８】マイクロプロセッサμＰ1は、これらの格
納されたデジタル信号を用いてメモリＭＥＭ1の例えば
リードオンリメモリ部分に書き込まれた演算手順により
リニアライズなどの所定の演算を実行し、その結果をデ
ジタル／アナログ変換器Ｄ／Ａを介して出力回路ＯＰＣ
に出力する。 【０００９】出力回路ＯＰＣはデジタル／アナログ変換
器Ｄ／Ａ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ＩLに変換して伝送線Ｌ1、
Ｌ2を介して伝送する。また、出力回路ＯＰＣは直流電
源１０側から伝送される電流信号ＩLの一部を用いて信
号伝送器１０の内部回路の電源を作る。 【００１０】ＩＦＣ1はハンドヘルドターミナル１４と
データ通信をするためのインターフエイスであり、伝送
線Ｌ1、Ｌ2とマイクロプロセッサμＰ1との間に接続さ
れている。 【００１１】出力端子Ｔ1とＴ2に接続された伝送線
Ｌ1、Ｌ2に送出されたデジタル信号は、共通電位点ＣＯ
Ｍと加算増幅器Ｑ1の入力端の一端に印加され、図示し
ない直列／並列変換器を介して端子Ｔ3を経由して並列
信号としてマイクロプロセッサμＰ1に伝送される。 【００１２】逆に、マイクロプロセッサμＰ1からのデ
ジタルデータは直列信号として出力回路ＯＰＣに伝送さ
れ、出力回路ＯＰＣはアナログの４〜２０ｍＡの電流信
号Ｉ Lに重畳して伝送線Ｌ1、Ｌ2を介して負荷１２側に
送出される。 【００１３】さらに、信号伝送器１０で故障などが生じ
たときなどのために、インターフエイスＩＦＣ1には、
加算増幅器Ｑ1の入力端の他端と接続された端子Ｔ4を設
け、これと共通電位点ＣＯＭに接続された端子ＴCとの
間に保守用のハンドヘルドターミナル１４と同様な第２
通信端末として機能するハンドヘルドターミナル１５を
接続して、現場でパラメータ変更などの作業ができるよ
うにしている。 【００１４】また、マイクロプロセッサμＰ1で演算さ
れたデジタルの流量信号は、インターフエイスＩＦＣ1
の端子Ｔ5を介して並列／直列変換器Ｐ／Ｓで直列信号
に変換されて電界効果トランジスタＱ2のゲートに印加
される。 【００１５】電界効果トランジスタＱ2は、直流電源１
１とプルアップ抵抗１６、端子Ｔ6を介して電界効果ト
ランジスタＱ2のドレインに接続されてオープンコレク
タとして構成され、電界効果トランジスタＱ2のゲート
に印加された信号に対応する流量パルス信号ＱPを負荷
側に配置された端子Ｔ7とＴ8との間に出力する。 【００１６】次に、ハンドヘルドターミナル１４の内部
構成について説明する。ＳＥＲはオペレータが操作する
設定器であり、モニタが内蔵され、信号伝送器１０のゼ
ロ調とスパン調とを切換えるモード変更、モデル要求、
表示分解能の変更、レンジの変更、異常の検出、或いは
電流信号ＩL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。 【００１７】μＰ2はマイクロプロセッサであり、例え
ば設定器ＳＥＲからのデータが入力され、メモリＭＥＭ
2に格納された処理手順に従ってインターフエイスＩＦ
Ｃ2を介して信号伝送器１０にデジタル信号を送出す
る。 【００１８】また、マイクロプロセッサμＰ2は信号伝
送器１０からの応答データをインターフエイスＩＦＣ2
を介してメモリＭＥＭ2に取り込み、さらにメモリＭＥ
Ｍ2に格納された処理手順に従ってこれを解読し、設定
器ＳＥＲのモニタに表示する。 【００１９】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような信号伝送器１０は、ハンドヘルドターミナル１４
側から送出された通信信号或いは伝送線上に混入する通
信信号以外のノイズと、信号伝送器１０の内部の端子Ｔ
4に接続されたハンドヘルドターミナル１５から送出さ
れた通信信号とが同時に競合して出力されると正常な通
信が出来ないという問題がある。 【００２０】この結果、現場で信号伝送器１０のパラメ
ータなどの調整を行おうとしても、ハンドヘルドターミ
ナル１４側に何らかの形で送信ストップを指示しない
と、パラメータ調整などが行えないという不具合が生じ
る。 【００２１】 【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、物理量を検出してこの
物理量に関連する電流信号を伝送線を介して負荷に伝送
すると共にこの電流信号にデジタル信号を重畳して通信
端末と互いに通信するマイクロプロセッサを搭載した通
信機能を有する信号伝送器において、前記伝送線に接続
された第１通信端末から前記信号伝送器に送出される第
１通信信号と前記信号伝送器に直接接続された第２通信
端末から送信された第２通信信号とを識別して何れか一
方を前記マイクロプロセッサに伝送するインターフエイ
ス回路を具備し、前記インターフエイス回路は、前記マ
イクロプロセッサで初期設定され前記第２通信信号の受
信か否かを検知するフリップフロップと、この受信状態
を前記マイクロプロセッサが検知して状態設定され前記
第１通信信号を遮断或いは通過させる第１論理素子と、
この第１論理素子の出力により前記第２通信信号或いは
前記第１通信信号の通過を制御する第２論理素子とを具
備するようにしたものである。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は本発明の１実施形態の構
成を示すブロック図である。なお、図７に示す従来の信
号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。本発明についても信号
伝送器として３線式の信号伝送器を例にとって説明す
る。 【００２３】信号伝送器１７は、検出器ＳＮＲ、アナロ
グ／デジタル変換器Ａ／Ｄ、デジタル／アナログ変換器
Ｄ／Ａ、出力回路ＯＰＣ、などを有している点は、信号
伝送器１０と同一であるが、メモリＭＥＭ1がメモリＭ
ＥＭ3に、マイクロプロセッサμＰ1がマイクロプロセッ
サμＰ3に、インターフエイス回路ＩＦＣ1がインターフ
エイス回路ＩＦＣ3に、それぞれ変更されている。 【００２４】このメモリＭＥＭ3には、メモリＭＥＭ1と
は異なった内容の演算プログラムが格納されており、イ
ンターフエイス回路ＩＦＣ3も異なっているので、マイ
クロプロセッサμＰ3による演算は従来とは異なった演
算内容となる。 【００２５】先ず、インターフエイス回路ＩＦＣ3の内
部構成について説明する。マイクロプロセッサμＰ3の
送信ポートＴR2から送出されるデジタルの通信信号ＳM1
と出力端子Ｔ1から伝送されるデジタルの通信信号ＳL1
とは第１論理素子として機能するノアゲートＱ3の入力
端に入力されている。 【００２６】一方、ハンドヘルドターミナル１５から端
子Ｔ4を介して出力される通信信号ＳH1と、ノアゲート
Ｑ3の出力端に得られる通信信号とは、第２論理素子と
して機能するノアゲートＱ4の入力端に入力され、その
出力端からマイクロプロセッサμＰ3の受信ポートＲ1に
出力されている。 【００２７】フリップフロップＦＦのデータ端子Ｄは電
源＋ＶDによりハイレベルＨに保持されており、そのク
ロック端子ＣＫにはハンドヘルドターミナル１５から端
子Ｔ 4を介して出力されるデジタルの通信信号ＳH1が印
加されている。 【００２８】通信信号ＳH1の立上りに同期してデータ端
子Ｄの論理レベルに対応して出力端Ｑに得られた論理デ
ータがマイクロプロセッサμＰ3の受信ポートＲ2に出力
されている。 【００２９】さらに、フリップフロップＦＦのクリア端
子＜ＣＬＲ＞（＜＞で反転を意味する）には、マイクロ
プロセッサμＰ3の送信ポートＴR1からクリア信号ＣＲ
が必要に応じて送出される。 【００３０】なお、マイクロプロセッサμＰ3の送信ポ
ートＴR3から出力回路ＯＰＣに出力されるデジタル信号
ＳD1は、分岐されて端子Ｔ9、増幅器Ｑ5でインピーダン
ス変換されてハンドヘルドターミナル１５が接続される
端子Ｔ4に送出される。 【００３１】次に、以上のように構成された信号伝送器
１７のマイクロプロセッサμＰ3が実行する通信機能に
ついてフローチャート図２、図３、図４、図５、図６を
用いて説明する。 【００３２】図２はタスク選択をする流れを制御するタ
スク選択手順を示すフローチャート図、図３は通信のソ
フト割込みを行う割込手順を示すフローチャート図、図
４は通信の競合を判別する競合判別手順を示すフローチ
ャート図、図５は状態保持のためのハード割込みを行う
１秒タスクを示すフローチャート図、図６は通信ロック
解除のためのハード割込みを行う２５０ｍＳタスクを示
すフローチャート図である。 【００３３】これ等のタスク選択手順、割込手順、競合
判別手順、１秒タスク、及び２５０ｍＳタスクの各手順
は予めメモリＭＥＭ3の所定領域に格納されており、図
示しないシステムクロックにしたがってマイクロプロセ
ッサμＰ3の制御の基に各プログラムが実行される。 【００３４】先ず、図２に示すタスク選択手順であるメ
インのプログラムから実行が開始される。ステップ１で
イニシャル処理を行うが、ここではマイクロプロセッサ
μＰ 3がその送信ポートＴR1からクリア信号ＣＲ（ロー
レベルＬ）をフリップフロップＦＦのクリア端子＜ＣＬ
Ｒ＞に送出してその出力端ＱをローレベルＬに設定し、
その後ハイレベルＨとして通信の待機状態とする。 【００３５】次に、マイクロプロセッサμＰ3は送信ポ
ートＴR2をローレベルＬに設定してノアゲートＱ3の入
力端の一端をローレベルＬに設定して、ステップ１のイ
ニシャル処理を終了する。 【００３６】この後、ステップ２に移行する。ステップ
２では、複数のタスクをそのウエイトにしたがって切り
換えるタスクビット判別を行うが、ここでは、通信処理
に関連するタスクとして通信タスク、２５０ｍＳタス
ク、１秒タスクについて説明する。 【００３７】メモリＭＥＭ3の中に、例えば１６ビット
のタスク選択領域が設けられ、ここに例えばビット１が
立てば通信タスクへ、ビット２が立てば２５０ｍＳタス
クへ、ビット４が立てば１秒タスクへと移行する。 【００３８】このうち、通信タスクは通信信号の到来に
よるソフト割込みで、２５０ｍＳタスクと１秒タスクは
内蔵カウンタの計数による所定時間の経過によるハード
割込みでそれぞれ実行される。 【００３９】通信タスク、２５０ｍＳタスク、或いは１
秒タスクが実行される度に、Return経路を経由してステ
ップ２に戻り、ここで再びタスク選択領域でのタスク選
択がなされ、選択されたタスクが実行される。以後、こ
れを繰り返す。 【００４０】次に、通信タスクが選択される場合の動作
について説明する。最初に、通信があるとそのソフト割
込みが発生（図３のステップ１）し、通信データを受信
してメモリＭＥＭ3の所定領域に格納するが、この場
合、通信データの受信が終了したか否かの判断がステッ
プ３で実行される。 【００４１】ステップ３で通信データの受信が終了して
いると、ステップ４に移行してタスク選択領域に通信タ
スクを選択するビット１を立てるか、或いは前回に１が
立っていればそのビットをそのまま維持し、ステップ５
のReturn、つまり図２に示すReturn経路に移行する。 【００４２】ステップ３で通信データの受信が終了して
いないときは、ステップ５のReturn、つまり図２に示す
Return経路に移行して再び図２に示す通信タスクを実行
して図３のステップ３で通信データの受信が終了するま
で実行される。従って、通信データの受信が終了してい
れば、タスクビットとしてビット１、つまり通信タスク
が選定されることになる。 【００４３】次に、通信タスクが選定されたときの処理
について図４を用いて説明する。図４のステップ１にお
いて通信データが正常か否かの判断がなされる。具体的
には、スタートビット、ストップビットが存在するか、
或いはパリテイチエックが正常かどうかなどによって判
断がなされる。 【００４４】エラーがある（Ｙ）ときは、図２に示すRe
turn経路に移行し、さらに図３に示すステップ１〜ステ
ップ５に示すフローにしたがって通信データの受信を行
い、図４の通信タスクに戻る。 【００４５】エラーがないとき（Ｎ）は、図４のステッ
プ２に移行する。このステップ２ではデジタル信号がハ
ンドヘルドターミナル１５から端子Ｔ4を介して送出さ
れたのか、それとも伝送線Ｌ1、Ｌ2を介して送出された
のかの判別を実行する。 【００４６】フリップフロップＦＦのデータ端子Ｄはハ
イレベルＨに保持されているので、ハンドヘルドターミ
ナル１５からのデジタル通信がある場合は、その立ち上
がりのエッジによって出力端Ｑの論理レベルがハイレベ
ルＨになる。 【００４７】マイクロプロセッサμＰ3は、その受信ポ
ートＲ2の論理レベルをチエックしておりその論理レベ
ルがハイレベルＨであることを検知すると、ハンドヘル
ドターミナル１５側からデジタル通信が行われたことを
知り、ステップ３に至り、マイクロプロセッサμＰ3は
送信ポートＴR2から出力されるデジタル信号ＳM1をハイ
レベルＨに保持する。 【００４８】このようにして、ノアゲートＱ3の入力端
の一端はハイレベルＨに保持されるので、ノアゲートＱ
3の出力端はローレベルＬに固定され、ハンドヘルドタ
ーミナル１４側から伝送線Ｌ1、Ｌ2を介して入力される
通信信号ＳL1は遮断される。 【００４９】このようにしてノアゲートＱ4の入力端の
一端はローレベルＬに固定されるので、ハンドヘルドタ
ーミナル１５から出力される通信信号ＳH1は、ノアゲー
トＱ 4を通過してマイクロプロセッサμＰ3の受信ポート
Ｒ1で受信される。 【００５０】次に、ステップ２において、マイクロプロ
セッサμＰ3は受信ポートＲ2の論理レベルがローレベル
Ｌであると、伝送線Ｌ1、Ｌ2側から通信信号ＳL1が伝送
されているものとして、ステップ４に至り、マイクロプ
ロセッサμＰ3の送信ポートＴR1からクリア信号ＣＲ
（ローレベルＬ）をフリップフロップＦＦのクリア端子
＜ＣＬＲ＞に出力して出力端Ｑの論理レベルをローレベ
ルＬに固定する。 【００５１】この状態では、マイクロプロセッサμＰ3
は送信ポートＴR2から出力されるデジタル信号ＳM1をロ
ーレベルＬに設定するので、伝送線Ｌ1、Ｌ2側からの通
信信号ＳL1はノアゲートＱ3を通過してノアゲートＱ4の
入力端の一端に出力される。 【００５２】また、ハンドヘルドターミナル１５からの
通信信号ＳH1はないので、ローレベルＬになっており、
このためハンドヘルドターミナル１５からの通信信号Ｓ
L1はノアゲートＱ4を通過して受信ポートＲ1で受信され
る。 【００５３】以上の処理の後、ステップ５に移行する。
ステップ５では後述する１秒タスクでのタイマ設定時間
である変数timを設定する。この設定の後、ステップ６
に移行し、マイクロプロセッサμＰ3は受信した通信信
号ＳH1、ＳL1の内容を解読・実行して送信ポートＴR3を
介して通信信号ＳD1として出力回路ＯＰＣ及び端子Ｔ 4
に出力する。 【００５４】次に、図４のステップ５に示す１秒タスク
について図５を用いて説明する。この１秒タスクは状態
保持の管理のために通信とは無関係にハード割込みを行
うものであり、具体的には図４のステップ３、ステップ
４の論理レベルを維持するための時間設定を行なう。 【００５５】図５のステップ１では、図４のステップ５
において変数timとして例えば１００秒にカウンタの初
期設定が行われたとして、この内容がゼロか否かの判断
を１秒毎に実行し、ゼロであればステップ３に移行し、
ゼロでなければステップ２に移行して、ここで１秒を減
算する。この結果ゼロであればステップ３に移行し、ゼ
ロでなければReturnに移行して再度繰り返される。 【００５６】ステップ３は、カウンタに設定した設定時
間がタイムアップしたので、図２のステップ１で示す初
期状態に戻す処理を実行して、Returnに移行して再度繰
り返される。この場合、ＴR1を一旦ローレベルＬにし、
この後ハイレベルＨに変更して、ロック状態を解消し、
待機状態にしている。 【００５７】次に、図６に示す２５０秒タスクについて
説明する。この２５０秒タスクは、初期状態でナンドゲ
ートＱ3の入力端がともにローレベルＬでナンドゲート
Ｑ3の出力がハイレベルＨになっていると、ナンドゲー
トＱ4の出力がローレベルＬに固定され、ハンドヘルド
ターミナル１５からの通信信号ＳH1が受信ポートＲ1に
入力されなくなるのを回避するための処理を行うもので
ある。 【００５８】具体的には、マイクロプロセッサμＰ
3が、一定周期単位、例えば２５０ｍｓごとにハード割
込みを行って受信ポートＲ2の状態を調べ、これがハイ
レベルＨであれば、ハンドヘルドターミナル１５からの
通信信号ＳH1による通信が行われていることになるの
で、送信ポートＴR2をハイレベルＨ（ステップ２）とし
て伝送線Ｌ1、Ｌ2からの通信信号ＳL1をノアゲートＱ3
でカットし、ローレベルＬであれば通信信号ＳH1による
通信が行われていないということなのでそのままReturn
に移行する処理をする。以後、これを再度繰り返して実
行する。 【００５９】さらに、図１において、マイクロプロセッ
サμＰ3は、検出器ＳＮＲで流量を検出してこれを取り
込んで流量演算を実行し、その流量信号はアナログデー
タとして４〜２０ｍＡの電流信号として負荷１２に伝送
するが、この他に流量パルス信号Ｐfとして端子Ｔ8、Ｔ
7に出力したいという場合がある。 【００６０】このようなときは、マイクロプロセッサμ
Ｐ3は、流量信号を端子Ｔ5を介して並列／直列変換器Ｐ
／Ｓを介して電界効果トランジスタＱ2をオン／オフし
て端子Ｔ8、Ｔ7に流量パルス信号Ｑfを出力する。 【００６１】この場合でも、伝送線Ｌ1、Ｌ2の伝送距離
が短く、ライン抵抗ＲLLが小さいときは、この両端に発
生するパルス電圧は小さいので、伝送線Ｌ1、Ｌ2にハン
ドヘルドターミナル１４から送出される通信信号ＳL1は
このパルス電圧による影響は少なく、問題なく作動す
る。 【００６２】 【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、伝送線に接続された第１通信端末
から信号伝送器に送出される第１通信信号と信号伝送器
に直接接続された第２通信端末から送信された第２通信
信号とを識別して何れか一方をマイクロプロセッサに伝
送して、通信の競合を回避するようにしたので、現場で
の保守点検の際に発生する通信トラブルを有効に除去す
ることができるメリットがある。また、第２通信端末を
用いるときは、伝送線上に混入する通信信号以外のノイ
ズを除去しながら現場での保守点検を実行することがで
きるので、迅速でかつ正確な現場調整が可能である。
出して信号処理して負荷側に伝送線を介して電流信号と
して伝送すると共にこの電流信号にデジタル信号を重畳
して互いに通信する通信機能を有する信号伝送器に係
り、特に、伝送線上から送出した通信信号或いは伝送線
上に混入する通信信号以外のノイズと、信号変換器から
直接送出した通信信号とが競合しないように改良した通
信機能を有する信号伝送器に関する。 【０００２】 【従来の技術】図７は通信機能を有する従来の信号伝送
器の構成を示すブロック図である。この場合の信号伝送
器の例として流量パルスを出力する３線式の信号伝送器
を示してある。１０は流量などの物理量を電気信号に変
換して伝送する信号伝送器であり、信号伝送器１０は直
流電源１１から負荷１２を介して出力端子Ｔ1、Ｔ2と接
続され、ここから信号伝送器１０に電力が供給される。
直流電源１１と負荷１２は遠方に配置した受信計器側に
配置されている。 【０００３】電気信号は信号伝送器１０の出力端子
Ｔ1、Ｔ2に接続された伝送線Ｌ1、Ｌ2を介してアナログ
の電流信号ＩLとして負荷１２に伝送され、流量は負荷
１２の両端に生じるアナログの電圧変化を検出すること
により得られる。 【０００４】電流信号ＩLは、例えば流量範囲に対応し
たレンジに設定された信号伝送器１０により４〜２０ｍ
Ａの統一電流に変換されて負荷１２側に伝送されると共
に内蔵のモニタに例えば４桁のデジタル表示される。 【０００５】この場合に、例えば流量レンジを変更した
り、各種のパラメータを変更したり、或いはモニタした
いときには信号伝送器１０の外部から操作できれば便利
である。 【０００６】このため、第１通信端末として機能するハ
ンドヘルドターミナル１４を必要に応じて伝送線Ｌ11、
Ｌ21に接続し、かつ信号伝送器１０にハンドヘルドター
ミナル１４との専用のデータ通信機能を持たせて、ハン
ドヘルドターミナル１４から信号伝送器１０にパラメー
タ変更などのデジタルデータを送信する。 【０００７】以上の全体構成に対して、信号伝送器１０
の内部は、次のように構成されている。ＳＮＲは流量な
どを検出して測定信号に変換する検出器（センサ）であ
り、変換された測定信号はアナログ／デジタル変換器Ａ
／Ｄでデジタル信号に変換され、マイクロプロセッサμ
Ｐ1を介してメモリＭＥＭ1の中のランダムアクセスメモ
リ部分に格納される。 【０００８】マイクロプロセッサμＰ1は、これらの格
納されたデジタル信号を用いてメモリＭＥＭ1の例えば
リードオンリメモリ部分に書き込まれた演算手順により
リニアライズなどの所定の演算を実行し、その結果をデ
ジタル／アナログ変換器Ｄ／Ａを介して出力回路ＯＰＣ
に出力する。 【０００９】出力回路ＯＰＣはデジタル／アナログ変換
器Ｄ／Ａ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ＩLに変換して伝送線Ｌ1、
Ｌ2を介して伝送する。また、出力回路ＯＰＣは直流電
源１０側から伝送される電流信号ＩLの一部を用いて信
号伝送器１０の内部回路の電源を作る。 【００１０】ＩＦＣ1はハンドヘルドターミナル１４と
データ通信をするためのインターフエイスであり、伝送
線Ｌ1、Ｌ2とマイクロプロセッサμＰ1との間に接続さ
れている。 【００１１】出力端子Ｔ1とＴ2に接続された伝送線
Ｌ1、Ｌ2に送出されたデジタル信号は、共通電位点ＣＯ
Ｍと加算増幅器Ｑ1の入力端の一端に印加され、図示し
ない直列／並列変換器を介して端子Ｔ3を経由して並列
信号としてマイクロプロセッサμＰ1に伝送される。 【００１２】逆に、マイクロプロセッサμＰ1からのデ
ジタルデータは直列信号として出力回路ＯＰＣに伝送さ
れ、出力回路ＯＰＣはアナログの４〜２０ｍＡの電流信
号Ｉ Lに重畳して伝送線Ｌ1、Ｌ2を介して負荷１２側に
送出される。 【００１３】さらに、信号伝送器１０で故障などが生じ
たときなどのために、インターフエイスＩＦＣ1には、
加算増幅器Ｑ1の入力端の他端と接続された端子Ｔ4を設
け、これと共通電位点ＣＯＭに接続された端子ＴCとの
間に保守用のハンドヘルドターミナル１４と同様な第２
通信端末として機能するハンドヘルドターミナル１５を
接続して、現場でパラメータ変更などの作業ができるよ
うにしている。 【００１４】また、マイクロプロセッサμＰ1で演算さ
れたデジタルの流量信号は、インターフエイスＩＦＣ1
の端子Ｔ5を介して並列／直列変換器Ｐ／Ｓで直列信号
に変換されて電界効果トランジスタＱ2のゲートに印加
される。 【００１５】電界効果トランジスタＱ2は、直流電源１
１とプルアップ抵抗１６、端子Ｔ6を介して電界効果ト
ランジスタＱ2のドレインに接続されてオープンコレク
タとして構成され、電界効果トランジスタＱ2のゲート
に印加された信号に対応する流量パルス信号ＱPを負荷
側に配置された端子Ｔ7とＴ8との間に出力する。 【００１６】次に、ハンドヘルドターミナル１４の内部
構成について説明する。ＳＥＲはオペレータが操作する
設定器であり、モニタが内蔵され、信号伝送器１０のゼ
ロ調とスパン調とを切換えるモード変更、モデル要求、
表示分解能の変更、レンジの変更、異常の検出、或いは
電流信号ＩL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。 【００１７】μＰ2はマイクロプロセッサであり、例え
ば設定器ＳＥＲからのデータが入力され、メモリＭＥＭ
2に格納された処理手順に従ってインターフエイスＩＦ
Ｃ2を介して信号伝送器１０にデジタル信号を送出す
る。 【００１８】また、マイクロプロセッサμＰ2は信号伝
送器１０からの応答データをインターフエイスＩＦＣ2
を介してメモリＭＥＭ2に取り込み、さらにメモリＭＥ
Ｍ2に格納された処理手順に従ってこれを解読し、設定
器ＳＥＲのモニタに表示する。 【００１９】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような信号伝送器１０は、ハンドヘルドターミナル１４
側から送出された通信信号或いは伝送線上に混入する通
信信号以外のノイズと、信号伝送器１０の内部の端子Ｔ
4に接続されたハンドヘルドターミナル１５から送出さ
れた通信信号とが同時に競合して出力されると正常な通
信が出来ないという問題がある。 【００２０】この結果、現場で信号伝送器１０のパラメ
ータなどの調整を行おうとしても、ハンドヘルドターミ
ナル１４側に何らかの形で送信ストップを指示しない
と、パラメータ調整などが行えないという不具合が生じ
る。 【００２１】 【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、物理量を検出してこの
物理量に関連する電流信号を伝送線を介して負荷に伝送
すると共にこの電流信号にデジタル信号を重畳して通信
端末と互いに通信するマイクロプロセッサを搭載した通
信機能を有する信号伝送器において、前記伝送線に接続
された第１通信端末から前記信号伝送器に送出される第
１通信信号と前記信号伝送器に直接接続された第２通信
端末から送信された第２通信信号とを識別して何れか一
方を前記マイクロプロセッサに伝送するインターフエイ
ス回路を具備し、前記インターフエイス回路は、前記マ
イクロプロセッサで初期設定され前記第２通信信号の受
信か否かを検知するフリップフロップと、この受信状態
を前記マイクロプロセッサが検知して状態設定され前記
第１通信信号を遮断或いは通過させる第１論理素子と、
この第１論理素子の出力により前記第２通信信号或いは
前記第１通信信号の通過を制御する第２論理素子とを具
備するようにしたものである。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は本発明の１実施形態の構
成を示すブロック図である。なお、図７に示す従来の信
号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。本発明についても信号
伝送器として３線式の信号伝送器を例にとって説明す
る。 【００２３】信号伝送器１７は、検出器ＳＮＲ、アナロ
グ／デジタル変換器Ａ／Ｄ、デジタル／アナログ変換器
Ｄ／Ａ、出力回路ＯＰＣ、などを有している点は、信号
伝送器１０と同一であるが、メモリＭＥＭ1がメモリＭ
ＥＭ3に、マイクロプロセッサμＰ1がマイクロプロセッ
サμＰ3に、インターフエイス回路ＩＦＣ1がインターフ
エイス回路ＩＦＣ3に、それぞれ変更されている。 【００２４】このメモリＭＥＭ3には、メモリＭＥＭ1と
は異なった内容の演算プログラムが格納されており、イ
ンターフエイス回路ＩＦＣ3も異なっているので、マイ
クロプロセッサμＰ3による演算は従来とは異なった演
算内容となる。 【００２５】先ず、インターフエイス回路ＩＦＣ3の内
部構成について説明する。マイクロプロセッサμＰ3の
送信ポートＴR2から送出されるデジタルの通信信号ＳM1
と出力端子Ｔ1から伝送されるデジタルの通信信号ＳL1
とは第１論理素子として機能するノアゲートＱ3の入力
端に入力されている。 【００２６】一方、ハンドヘルドターミナル１５から端
子Ｔ4を介して出力される通信信号ＳH1と、ノアゲート
Ｑ3の出力端に得られる通信信号とは、第２論理素子と
して機能するノアゲートＱ4の入力端に入力され、その
出力端からマイクロプロセッサμＰ3の受信ポートＲ1に
出力されている。 【００２７】フリップフロップＦＦのデータ端子Ｄは電
源＋ＶDによりハイレベルＨに保持されており、そのク
ロック端子ＣＫにはハンドヘルドターミナル１５から端
子Ｔ 4を介して出力されるデジタルの通信信号ＳH1が印
加されている。 【００２８】通信信号ＳH1の立上りに同期してデータ端
子Ｄの論理レベルに対応して出力端Ｑに得られた論理デ
ータがマイクロプロセッサμＰ3の受信ポートＲ2に出力
されている。 【００２９】さらに、フリップフロップＦＦのクリア端
子＜ＣＬＲ＞（＜＞で反転を意味する）には、マイクロ
プロセッサμＰ3の送信ポートＴR1からクリア信号ＣＲ
が必要に応じて送出される。 【００３０】なお、マイクロプロセッサμＰ3の送信ポ
ートＴR3から出力回路ＯＰＣに出力されるデジタル信号
ＳD1は、分岐されて端子Ｔ9、増幅器Ｑ5でインピーダン
ス変換されてハンドヘルドターミナル１５が接続される
端子Ｔ4に送出される。 【００３１】次に、以上のように構成された信号伝送器
１７のマイクロプロセッサμＰ3が実行する通信機能に
ついてフローチャート図２、図３、図４、図５、図６を
用いて説明する。 【００３２】図２はタスク選択をする流れを制御するタ
スク選択手順を示すフローチャート図、図３は通信のソ
フト割込みを行う割込手順を示すフローチャート図、図
４は通信の競合を判別する競合判別手順を示すフローチ
ャート図、図５は状態保持のためのハード割込みを行う
１秒タスクを示すフローチャート図、図６は通信ロック
解除のためのハード割込みを行う２５０ｍＳタスクを示
すフローチャート図である。 【００３３】これ等のタスク選択手順、割込手順、競合
判別手順、１秒タスク、及び２５０ｍＳタスクの各手順
は予めメモリＭＥＭ3の所定領域に格納されており、図
示しないシステムクロックにしたがってマイクロプロセ
ッサμＰ3の制御の基に各プログラムが実行される。 【００３４】先ず、図２に示すタスク選択手順であるメ
インのプログラムから実行が開始される。ステップ１で
イニシャル処理を行うが、ここではマイクロプロセッサ
μＰ 3がその送信ポートＴR1からクリア信号ＣＲ（ロー
レベルＬ）をフリップフロップＦＦのクリア端子＜ＣＬ
Ｒ＞に送出してその出力端ＱをローレベルＬに設定し、
その後ハイレベルＨとして通信の待機状態とする。 【００３５】次に、マイクロプロセッサμＰ3は送信ポ
ートＴR2をローレベルＬに設定してノアゲートＱ3の入
力端の一端をローレベルＬに設定して、ステップ１のイ
ニシャル処理を終了する。 【００３６】この後、ステップ２に移行する。ステップ
２では、複数のタスクをそのウエイトにしたがって切り
換えるタスクビット判別を行うが、ここでは、通信処理
に関連するタスクとして通信タスク、２５０ｍＳタス
ク、１秒タスクについて説明する。 【００３７】メモリＭＥＭ3の中に、例えば１６ビット
のタスク選択領域が設けられ、ここに例えばビット１が
立てば通信タスクへ、ビット２が立てば２５０ｍＳタス
クへ、ビット４が立てば１秒タスクへと移行する。 【００３８】このうち、通信タスクは通信信号の到来に
よるソフト割込みで、２５０ｍＳタスクと１秒タスクは
内蔵カウンタの計数による所定時間の経過によるハード
割込みでそれぞれ実行される。 【００３９】通信タスク、２５０ｍＳタスク、或いは１
秒タスクが実行される度に、Return経路を経由してステ
ップ２に戻り、ここで再びタスク選択領域でのタスク選
択がなされ、選択されたタスクが実行される。以後、こ
れを繰り返す。 【００４０】次に、通信タスクが選択される場合の動作
について説明する。最初に、通信があるとそのソフト割
込みが発生（図３のステップ１）し、通信データを受信
してメモリＭＥＭ3の所定領域に格納するが、この場
合、通信データの受信が終了したか否かの判断がステッ
プ３で実行される。 【００４１】ステップ３で通信データの受信が終了して
いると、ステップ４に移行してタスク選択領域に通信タ
スクを選択するビット１を立てるか、或いは前回に１が
立っていればそのビットをそのまま維持し、ステップ５
のReturn、つまり図２に示すReturn経路に移行する。 【００４２】ステップ３で通信データの受信が終了して
いないときは、ステップ５のReturn、つまり図２に示す
Return経路に移行して再び図２に示す通信タスクを実行
して図３のステップ３で通信データの受信が終了するま
で実行される。従って、通信データの受信が終了してい
れば、タスクビットとしてビット１、つまり通信タスク
が選定されることになる。 【００４３】次に、通信タスクが選定されたときの処理
について図４を用いて説明する。図４のステップ１にお
いて通信データが正常か否かの判断がなされる。具体的
には、スタートビット、ストップビットが存在するか、
或いはパリテイチエックが正常かどうかなどによって判
断がなされる。 【００４４】エラーがある（Ｙ）ときは、図２に示すRe
turn経路に移行し、さらに図３に示すステップ１〜ステ
ップ５に示すフローにしたがって通信データの受信を行
い、図４の通信タスクに戻る。 【００４５】エラーがないとき（Ｎ）は、図４のステッ
プ２に移行する。このステップ２ではデジタル信号がハ
ンドヘルドターミナル１５から端子Ｔ4を介して送出さ
れたのか、それとも伝送線Ｌ1、Ｌ2を介して送出された
のかの判別を実行する。 【００４６】フリップフロップＦＦのデータ端子Ｄはハ
イレベルＨに保持されているので、ハンドヘルドターミ
ナル１５からのデジタル通信がある場合は、その立ち上
がりのエッジによって出力端Ｑの論理レベルがハイレベ
ルＨになる。 【００４７】マイクロプロセッサμＰ3は、その受信ポ
ートＲ2の論理レベルをチエックしておりその論理レベ
ルがハイレベルＨであることを検知すると、ハンドヘル
ドターミナル１５側からデジタル通信が行われたことを
知り、ステップ３に至り、マイクロプロセッサμＰ3は
送信ポートＴR2から出力されるデジタル信号ＳM1をハイ
レベルＨに保持する。 【００４８】このようにして、ノアゲートＱ3の入力端
の一端はハイレベルＨに保持されるので、ノアゲートＱ
3の出力端はローレベルＬに固定され、ハンドヘルドタ
ーミナル１４側から伝送線Ｌ1、Ｌ2を介して入力される
通信信号ＳL1は遮断される。 【００４９】このようにしてノアゲートＱ4の入力端の
一端はローレベルＬに固定されるので、ハンドヘルドタ
ーミナル１５から出力される通信信号ＳH1は、ノアゲー
トＱ 4を通過してマイクロプロセッサμＰ3の受信ポート
Ｒ1で受信される。 【００５０】次に、ステップ２において、マイクロプロ
セッサμＰ3は受信ポートＲ2の論理レベルがローレベル
Ｌであると、伝送線Ｌ1、Ｌ2側から通信信号ＳL1が伝送
されているものとして、ステップ４に至り、マイクロプ
ロセッサμＰ3の送信ポートＴR1からクリア信号ＣＲ
（ローレベルＬ）をフリップフロップＦＦのクリア端子
＜ＣＬＲ＞に出力して出力端Ｑの論理レベルをローレベ
ルＬに固定する。 【００５１】この状態では、マイクロプロセッサμＰ3
は送信ポートＴR2から出力されるデジタル信号ＳM1をロ
ーレベルＬに設定するので、伝送線Ｌ1、Ｌ2側からの通
信信号ＳL1はノアゲートＱ3を通過してノアゲートＱ4の
入力端の一端に出力される。 【００５２】また、ハンドヘルドターミナル１５からの
通信信号ＳH1はないので、ローレベルＬになっており、
このためハンドヘルドターミナル１５からの通信信号Ｓ
L1はノアゲートＱ4を通過して受信ポートＲ1で受信され
る。 【００５３】以上の処理の後、ステップ５に移行する。
ステップ５では後述する１秒タスクでのタイマ設定時間
である変数timを設定する。この設定の後、ステップ６
に移行し、マイクロプロセッサμＰ3は受信した通信信
号ＳH1、ＳL1の内容を解読・実行して送信ポートＴR3を
介して通信信号ＳD1として出力回路ＯＰＣ及び端子Ｔ 4
に出力する。 【００５４】次に、図４のステップ５に示す１秒タスク
について図５を用いて説明する。この１秒タスクは状態
保持の管理のために通信とは無関係にハード割込みを行
うものであり、具体的には図４のステップ３、ステップ
４の論理レベルを維持するための時間設定を行なう。 【００５５】図５のステップ１では、図４のステップ５
において変数timとして例えば１００秒にカウンタの初
期設定が行われたとして、この内容がゼロか否かの判断
を１秒毎に実行し、ゼロであればステップ３に移行し、
ゼロでなければステップ２に移行して、ここで１秒を減
算する。この結果ゼロであればステップ３に移行し、ゼ
ロでなければReturnに移行して再度繰り返される。 【００５６】ステップ３は、カウンタに設定した設定時
間がタイムアップしたので、図２のステップ１で示す初
期状態に戻す処理を実行して、Returnに移行して再度繰
り返される。この場合、ＴR1を一旦ローレベルＬにし、
この後ハイレベルＨに変更して、ロック状態を解消し、
待機状態にしている。 【００５７】次に、図６に示す２５０秒タスクについて
説明する。この２５０秒タスクは、初期状態でナンドゲ
ートＱ3の入力端がともにローレベルＬでナンドゲート
Ｑ3の出力がハイレベルＨになっていると、ナンドゲー
トＱ4の出力がローレベルＬに固定され、ハンドヘルド
ターミナル１５からの通信信号ＳH1が受信ポートＲ1に
入力されなくなるのを回避するための処理を行うもので
ある。 【００５８】具体的には、マイクロプロセッサμＰ
3が、一定周期単位、例えば２５０ｍｓごとにハード割
込みを行って受信ポートＲ2の状態を調べ、これがハイ
レベルＨであれば、ハンドヘルドターミナル１５からの
通信信号ＳH1による通信が行われていることになるの
で、送信ポートＴR2をハイレベルＨ（ステップ２）とし
て伝送線Ｌ1、Ｌ2からの通信信号ＳL1をノアゲートＱ3
でカットし、ローレベルＬであれば通信信号ＳH1による
通信が行われていないということなのでそのままReturn
に移行する処理をする。以後、これを再度繰り返して実
行する。 【００５９】さらに、図１において、マイクロプロセッ
サμＰ3は、検出器ＳＮＲで流量を検出してこれを取り
込んで流量演算を実行し、その流量信号はアナログデー
タとして４〜２０ｍＡの電流信号として負荷１２に伝送
するが、この他に流量パルス信号Ｐfとして端子Ｔ8、Ｔ
7に出力したいという場合がある。 【００６０】このようなときは、マイクロプロセッサμ
Ｐ3は、流量信号を端子Ｔ5を介して並列／直列変換器Ｐ
／Ｓを介して電界効果トランジスタＱ2をオン／オフし
て端子Ｔ8、Ｔ7に流量パルス信号Ｑfを出力する。 【００６１】この場合でも、伝送線Ｌ1、Ｌ2の伝送距離
が短く、ライン抵抗ＲLLが小さいときは、この両端に発
生するパルス電圧は小さいので、伝送線Ｌ1、Ｌ2にハン
ドヘルドターミナル１４から送出される通信信号ＳL1は
このパルス電圧による影響は少なく、問題なく作動す
る。 【００６２】 【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、伝送線に接続された第１通信端末
から信号伝送器に送出される第１通信信号と信号伝送器
に直接接続された第２通信端末から送信された第２通信
信号とを識別して何れか一方をマイクロプロセッサに伝
送して、通信の競合を回避するようにしたので、現場で
の保守点検の際に発生する通信トラブルを有効に除去す
ることができるメリットがある。また、第２通信端末を
用いるときは、伝送線上に混入する通信信号以外のノイ
ズを除去しながら現場での保守点検を実行することがで
きるので、迅速でかつ正確な現場調整が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態の構成を示すブロック図で
ある。 【図２】タスク選択をする流れを制御するタスク選択手
順を示すフローチャート図である。 【図３】通信のソフト割込みを行う割込手順を示すフロ
ーチャート図である。 【図４】通信の競合を判別する競合判別手順を示すフロ
ーチャート図である。 【図５】状態保持のためのハード割込みを行う１秒タス
クを示すフローチャート図である。 【図６】通信ロック解除のためのハード割込みを行う２
５０ｍＳタスクを示すフローチャート図である。 【図７】従来の信号伝送器の構成を示すブロック図であ
る。 【符号の説明】 １０、１７ 信号伝送器 １１ 直流電源 １２ 負荷 １４、１５ ハンドヘルドターミナル ＳＮＲ 検出器 ＭＥＭ1、ＭＥＭ2、ＭＥＭ3 メモリ μＰ1、μＰ2、μＰ3 マイクロプロセッサ ＩＦＣ1、ＩＦＣ2、ＩＦＣ3 インターフエイス回路 ＦＦ フリップフロップ
ある。 【図２】タスク選択をする流れを制御するタスク選択手
順を示すフローチャート図である。 【図３】通信のソフト割込みを行う割込手順を示すフロ
ーチャート図である。 【図４】通信の競合を判別する競合判別手順を示すフロ
ーチャート図である。 【図５】状態保持のためのハード割込みを行う１秒タス
クを示すフローチャート図である。 【図６】通信ロック解除のためのハード割込みを行う２
５０ｍＳタスクを示すフローチャート図である。 【図７】従来の信号伝送器の構成を示すブロック図であ
る。 【符号の説明】 １０、１７ 信号伝送器 １１ 直流電源 １２ 負荷 １４、１５ ハンドヘルドターミナル ＳＮＲ 検出器 ＭＥＭ1、ＭＥＭ2、ＭＥＭ3 メモリ μＰ1、μＰ2、μＰ3 マイクロプロセッサ ＩＦＣ1、ＩＦＣ2、ＩＦＣ3 インターフエイス回路 ＦＦ フリップフロップ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 筒井 弘英
東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横
河電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−161521（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−150183（ＪＰ，Ａ)
特表 平３−502996（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G08C
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】物理量を検出してこの物理量に関連する電
流信号を伝送線を介して負荷に伝送すると共にこの電流
信号にデジタル信号を重畳して通信端末と互いに通信す
るマイクロプロセッサを搭載した通信機能を有する信号
伝送器において、前記伝送線に接続された第１通信端末
から前記信号伝送器に送出される第１通信信号と前記信
号伝送器に直接接続された第２通信端末から送信された
第２通信信号とを識別して何れか一方を前記マイクロプ
ロセッサに伝送するインターフエイス回路を具備し、前
記インターフエイス回路は、前記マイクロプロセッサで
初期設定され前記第２通信信号の受信か否かを検知する
フリップフロップと、この受信状態を前記マイクロプロ
セッサが検知して状態設定され前記第１通信信号を遮断
或いは通過させる第１論理素子と、この第１論理素子の
出力により前記第２通信信号或いは前記第１通信信号の
通過を制御する第２論理素子とを具備することを特徴と
する通信機能を有する信号伝送器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15464197A JP3446870B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 通信機能を有する信号伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15464197A JP3446870B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 通信機能を有する信号伝送器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH113484A JPH113484A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3446870B2 true JP3446870B2 (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=15588663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15464197A Expired - Lifetime JP3446870B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 通信機能を有する信号伝送器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3446870B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4157687B2 (ja) * | 2001-06-11 | 2008-10-01 | 株式会社山武 | フィールド機器 |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP15464197A patent/JP3446870B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH113484A (ja) | 1999-01-06 |
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