JP3480740B2 - 計装用インタフェース - Google Patents
計装用インタフェースInfo
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- JP3480740B2 JP3480740B2 JP33899792A JP33899792A JP3480740B2 JP 3480740 B2 JP3480740 B2 JP 3480740B2 JP 33899792 A JP33899792 A JP 33899792A JP 33899792 A JP33899792 A JP 33899792A JP 3480740 B2 JP3480740 B2 JP 3480740B2
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Description
に係わり、特にボイラなどのプラントの電気計装におい
て圧力、流量、温度等のセンサ信号を配線数を低減して
取込むのに好適な計装用インタフェースに関する。
力センサを例にあげると図4に示すように、配管1の所
定の1箇所の圧力を検出するのに圧力センサ2が3個接
続されており、その内訳はAPC(Automatic
PlantControlの略)用に2個、計測できな
いプラントの状態量を計算したりする計算機用に1個と
合計3個の信号線が必要である。従来はこれら3個の信
号線を3対のケーブルにより配線していた。
いる場所から制御装置11までの距離は200m以上あ
り、しかもこのような検出端が圧力、流量、温度その他
のセンサ等合わせると数百点にもなり配線ケーブルの重
量は相当に大きくなる。そこで1個のセンサから2個の
アナログ出力を電子回路により発生することを検討し
た。これにより配線数を低減することができることにな
る。
箇所の圧力を多数の圧力センサで個別に計測するという
方法をとっているため、多くの信号線を制御装置のとこ
ろまで配線しなければならなかった。本発明の目的は、
多数の信号伝送を少数の信号線で行なうことにより配線
の重量を低減することができる計装用インタフェースを
提供することにある。
本願の第1の発明は、電源と出力抵抗とセンサとを接続
してプラントの物理的状態を前記センサにより計測して
計測値に応じた出力信号を発生するセンサ装置と、この
センサ装置の出力端に前記出力抵抗と直列に挿入した、
前記センサの動作に支障のない程度の微小抵抗体と、こ
の微小抵抗体から得られる信号に基づき、それぞれ絶縁
増幅器と電圧・電流変換器を介してアナログ信号を発生
する複数のアナログ信号発生手段と、該複数のアナログ
信号発生手段の、電源と出力抵抗とを有する出力端にそ
れぞれ出力抵抗と直列に挿入された別の微小抵抗体と、
該別の微小抵抗体から得られる各信号に基づき、前記複
数のアナログ信号発生手段で得られた複数のアナログ信
号の変化率、上限値、下限値、アナログ信号間の偏差量
のいずれか一つ以上を判定するチェック手段とを有する
ことを特徴とする計装用インタフェースに関する。
て、前記微小抵抗体から得られる信号を絶縁増幅器を介
して前記チェック手段に入力し、前記アナログ信号発生
手段で得られた複数のアナログ信号と比較して該アナロ
グ信号の異常判定を行う手段をさらに有することを特徴
とする計装用インターフェースに関する。
2の発明において、前記微小抵抗体から得られる信号を
デジタル信号に変換するA/D変換器と、該A/D変換
器で得られたデジタル信号を入力し、絶縁したシリアル
信号として出力するパルスアンプ手段と、該パルスアン
プ手段で得られたシリアル信号と前記複数のアナログ信
号発生手段における前記別の微小抵抗体の出力信号とを
比較して前記アナログ信号発生手段で得られた信号の妥
当性をチェックする手段をさらに設けたことを特徴とす
る計装用インタフェースに関する。
出力を得られるようになっているため、電気計装の配線
作業は1対のケーブルだけでよいので配線の重量と工事
費を低減でき、アナログ信号の変化率、上下限、偏差等
をチェックすることにより信号の妥当性を判定できるよ
うになる。
て配管1の流体圧力を圧力センサ2で検知するとき、圧
力センサ2の出力側は通常4−20mAの出力端子を有
している。したがって、通常は制御装置11の側で電源
8−3(例えば12V)と電流値を電圧に変換するため
の出力抵抗9−3(例えば400Ω)を接続して、圧力
に応じた電圧出力を得られるようになっている。そこで
抵抗9−3に直列に、圧力センサ2の動作に支障のない
程度の微小抵抗3(例えば100Ω)を挿入し、その出
力を絶縁アンプ(入力側と出力側が別個の電源により動
作し、電気的に別回路である。マグアンプはその1つ)
4−1に接続する。
換器5−1に接続され、この4−20mA変換器の出力
が制御装置11に入力されることになる。さらに、抵抗
9−1に直列に、微小抵抗6−1を挿入し、その出力を
チェック回路7に入力する。同様に微小抵抗3の出力を
絶縁アンプ4−2に接続する。絶縁アンプ4−2の出力
は4−20mA変換器5−2に接続され、この4−20
mA変換器の出力が制御装置11に入力されることにな
る。さらに、抵抗9−2に直列に、微小抵抗6−2を挿
入し、その出力をチェック回路7に入力する。チェック
回路7の出力は制御装置11に送られる。
ぎにその動作について述べる。圧力センサ2の通常の抵
抗9−3に直列に接続された抵抗3により出力される電
圧信号を絶縁アンプ4−1に入力することにより、信号
電圧を取出し、この電圧を4−20mA変換器5−1に
より本来の圧力センサ出力と同じ出力を得るようにす
る。このとき電源8と出力抵抗9を図示のように接続す
ることにより制御装置11にとっては圧力センサ2が独
立して3個あるのと同じ状態になる。これは絶縁アンプ
4−1、4−2により出力抵抗9の信号はお互いに絶縁
されているからである。
の出力は図5に示すように入力(圧力)に対して、出力
は4−20mAの範囲で比例して出力されるようにな
る。ここで、抵抗9−1に直列に挿入された微小抵抗6
−1の出力をチェック回路7のアナログ入力とし、チェ
ック回路7ではこのアナログ入力の変化率、上下限のチ
ェックを行なう。例えば1msの間に0.75Vを越え
た変化をしたり、4.0Vを越えたり、0.8V以下の
信号のときチェック回路から異常信号を出力する。
小抵抗6−2の出力をチェック回路7のアナログ入力と
し、チェック回路7ではこのアナログ入力の変化率、上
下限のチェックを行なう。例えば1msの間に0.75
Vを越えた変化をしたり、4.0Vを越えたり、0.8
V以下の信号のときチェック回路から異常信号を出力す
る。
き、例えば0.2Vを越えたとき、チェック回路から異
常信号を出力する。ここでチェック回路7の内部回路に
ついて述べる。図6において、点線で示す部分が図1の
チェック回路7に相当する部分である。抵抗6−1と6
−2の信号、つまり2個の信号がチェック回路7に入力
され、それぞれ図示のように微分回路15、比較器2
2、23、24、減算回路19に入力される。微分回路
15の出力は比較器22に入力され、変化率設定器16
で設定された所定の値と比較される。同様に比較器23
では、上限値設定器17で設定された値と比較し、比較
器24では下限値設定器18で設定された値と比較し、
その結果をオア回路26の入力とする。さらに、減算回
路19では、2個の信号の差をとり、これを絶対値回路
20の入力とし、その出力を比較器25の入力とする。
そして、偏差上限設定器21で設定された値と比較し、
その結果を図示のオア回路27の入力とする。そして、
オア回路26の出力をオア回路27の入力とするように
なっている。
する。抵抗6−1と6−2の2個の信号をチェック回路
7に取込み、微分回路15により微分することにより、
信号の変化率を検出する。そして、この結果を比較器2
2に入力し、変化率設定器16と比較し、設定器16で
設定された値より、微分回路15の出力が大きいとき
は、変化率が大であるとし、比較器22の出力を‘H’
レベルにする。小さいときは変化率が正常であるとし
て、比較器22の出力を‘L’レベルにする。
設定器17とを比較し、入力信号が上限値設定器17の
値より大きいときは、比較器23の出力を‘H’レベル
にする。逆に小さいときは‘L’レベルにする。つぎに
比較器24では、入力信号と下限値設定器18とを比較
し、入力信号が下限値設定器18の値より小さいときは
‘H’レベルにする。逆に大きいときは正常であるとし
て‘L’レベルにする。
オア回路26の入力とする。これにより、入力信号が変
化率大、上限値オーバー、下限値以下になったとき、オ
ア回路26の出力が‘H’レベルとなり、逆に正常値の
ときは‘L’レベルとなる。さらに2個の入力信号が減
算回路19に入力されて差をとり、これを絶対値回路2
0を介して、絶対値に変換した後に比較器25により、
偏差上限設定器21の値と比較し、差が設定器の値より
大きいときは、比較器25の出力を‘H’レベル、小さ
いときは‘L’レベルとする。比較器25の出力をオア
回路27の入力とし、さきのオア回路26の出力とオア
をとることにより、オア回路27の出力は、入力信号が
変化率大、上限値オーバー、下限値以下、偏差大のとき
‘H’レベルとなり、信号のチェックを行なうように動
作する。
変換器5等の故障時にこれを検知し異常判定を行なうこ
とができる。本発明の他の実施例を図2に示す。図2に
おいて図1と同じ番号は同じ作用をもつ。図1と異なる
ところは絶縁アンプ4−3を追加したことである。図2
において、配管1に接続された圧力センサ2の出力は通
常4−20mAの出力になっている。したがって、抵抗
9−3を接続して、圧力に応じた電圧出力を得られるよ
うになっている。そこで抵抗9−3に直列に、圧力セン
サ2の動作に支障のない程度の微小な抵抗3を挿入し、
その出力を絶縁アンプ4−1に接続する。
1と異なるところは抵抗3の出力を絶縁アンプ4−3に
接続し絶縁アンプ4−3の出力をチェック回路7のアナ
ログ入力としていることである。したがって、チェック
回路7では抵抗6−1、6−2のアナログ信号と絶縁ア
ンプ4−3からの信号とで2アウトオブ3をとることに
より抵抗9−1と9−2との間に偏差大がおきたとき、
どちらのアナログ信号が正しいかを判定できることにな
る。チェック回路7では異常判定と同時にどちらの信号
が異常であるかを判定できることになる。
その内容を示す。図6と同じ記号は同じ機能を示す。そ
の動作も図6と同様であるので省略する。異なる所は図
7において、絶縁アンプ4−3の出力を取込み抵抗6−
1、6−2の信号の間に差が発生したとき、いずれの信
号が絶縁アンプ4−3の信号に近いかを判定し、近い方
を正、近くない方を誤りとして判定するようにしてい
る。
信号との差を減算回路28によりとり、これを絶対値回
路29により、絶対値に変換し、その値を比較器30に
より、大小を判定する。そして29−1の出力が29−
2の出力より大きいときは、比較器30の出力が‘H’
となり、表示器31がONし、小さいときは表示器31
がOFFするようにする。すると表示器31がONして
いる時には、29−2の出力が小さいのであるから、抵
抗6−2の方の信号が正常で、抵抗6−1の信号が異常
になっているということが判定できることになる。
2、4−3)のうち1個が故障しても、また4−20m
A変換器(5−1、5−2)のうち1個が故障しても正
常な信号を判定することができる。本発明の他の実施例
を図3に示す。図1と同じ番号は同じ働きをするもので
ある。
−2とは別に抵抗3の出力をアンプ12を介してA/D
変換器13の入力とし、さらにパルスアンプ14を介し
てチェック回路7の入力信号としていることである。こ
のようにすることにより抵抗3のアナログ信号をアンプ
12を介してA/D変換器13によりデジタル信号に変
換した後、シリアル信号としてパルスアンプ14で絶縁
をかねて伝達し、チェック回路の入力としている。した
がって、アンプ12は絶縁形ではないが、パルスアンプ
14のところで電気的に絶縁されることになり、図2の
実施例と同様の効果をもつ。
2)のうち1個が故障しても、または4−20mA変換
器(5−1、5−2)のうち1個が故障しても正常な信
号を判定することができる。
の配線数を低減でき、またアナログ信号の変化率、上下
限、偏差等のチェックにより、信号の妥当性の検査がで
きるので、システムの重大なダウン、暴走を防止でき
る。
プ、5…4−20mA(電圧・電流)変換器、6…抵
抗、7…チェック回路、8…電源、9…抵抗、10…イ
ンタフェース、11…制御装置、12…アンプ、13…
A/D変換器、14…パルスアンプ、15…微分回路、
16…変化率設定器、17…上限値設定器、18…下限
値設定器、19…減算回路、20…絶対値回路、21…
偏差上限設定器、22…比較器、23…比較器、24…
比較器、25…比較器、26…オア回路、27…オア回
路、28…減算回路、29…絶対値回路、30…比較
器、31…表示器。
Claims (3)
- 【請求項1】 電源と出力抵抗とセンサとを接続してプ
ラントの物理的状態を前記センサにより計測して計測値
に応じた出力信号を発生するセンサ装置と、このセンサ
装置の出力端に前記出力抵抗と直列に挿入した、前記セ
ンサの動作に支障のない程度の微小抵抗体と、この微小
抵抗体から得られる信号に基づき、それぞれ絶縁増幅器
と電圧・電流変換器を介してアナログ信号を発生する複
数のアナログ信号発生手段と、該複数のアナログ信号発
生手段の、電源と出力抵抗とを有する出力端にそれぞれ
出力抵抗と直列に挿入された別の微小抵抗体と、該別の
微小抵抗体から得られる各信号に基づき、前記複数のア
ナログ信号発生手段で得られた複数のアナログ信号の変
化率、上限値、下限値、アナログ信号間の偏差量のいず
れか一つ以上を判定するチェック手段とを有することを
特徴とする計装用インタフェース。 - 【請求項2】 前記微小抵抗体から得られる信号を絶縁
増幅器を介して前記チェック手段に入力し、前記アナロ
グ信号発生手段で得られた複数のアナログ信号と比較し
て該アナログ信号の異常判定を行う手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の計装用インターフェ
ース。 - 【請求項3】 前記微小抵抗体から得られる信号をデジ
タル信号に変換するA/D変換器と、該A/D変換器で
得られたデジタル信号を入力し、絶縁したシリアル信号
として出力するパルスアンプ手段と、該パルスアンプ手
段で得られたシリアル信号と前記複数のアナログ信号発
生手段における前記別の微小抵抗体の出力信号とを比較
して前記アナログ信号発生手段で得られた信号の妥当性
をチェックする手段をさらに設けたことを特徴とする請
求項1または2に記載の計装用インタフェース。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33899792A JP3480740B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 計装用インタフェース |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33899792A JP3480740B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 計装用インタフェース |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06189372A JPH06189372A (ja) | 1994-07-08 |
JP3480740B2 true JP3480740B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=18323297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33899792A Expired - Lifetime JP3480740B2 (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 計装用インタフェース |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3480740B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09233569A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 環境計測制御装置 |
CN105628167B (zh) * | 2016-01-04 | 2019-03-08 | 广东美的厨房电器制造有限公司 | 重量传感器电路和烹饪器具 |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP33899792A patent/JP3480740B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06189372A (ja) | 1994-07-08 |
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