【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部から直流電圧の供給を受け測定すべき物理量をセンサにより電気信号に変換しこれを信号処理して電流信号として送出する従来の信号伝送器を、新しい計装方式であるフイールドバス対応の信号伝送器として機能するように機能付加するインターフエイスと、これを用いたフイールド機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の信号伝送器の構成を示すブロック図である。 ７は圧力、差圧などの物理量を電気信号に変換するセンサ８を収納するカプセル、９はこの電気信号を信号処理して電流信号として伝送する伝送器、
６は端子筐であり、これらのカプセル７、伝送器９及び端子筐６とで信号伝送器１０を構成している。

【０００３】この信号伝送器１０には直流電源１１から受信抵抗１２を介して電流信号Ｉ _Lとして電力が供給される。 直流電源１１と受信抵抗１２は受信計器１３に格納されている。

【０００４】電気信号は伝送線Ｌ ₁ 、Ｌ ₂により信号伝送器１０に電流信号Ｉ _Lとして伝送され、受信計器１３は受信抵抗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。

【０００５】電流信号Ｉ _Lは、例えば配管中の圧力に対応したレンジに設定された信号伝送器１０により４〜２
０ｍＡの統一電流に変換されて負荷側の受信計器１３に伝送されると共にモニタに例えば４桁のデジタル表示される。

【０００６】この場合に、例えば圧力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。

【０００７】このため、ハンドヘルドターミナル１４を伝送線Ｌ ₁ ´、Ｌ ₂ ´を用いて必要に応じて接続し、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。

【０００８】以上が全体の構成であるが、この全体構成に対して、信号伝送器１０は次のように構成される。 センサ８により圧力／差圧などを、例えば容量の変化として検出し、これを容量／電圧変換回路Ｃ／Ｖで電気信号に変換する。

【０００９】変換された電気信号はアナログ／デジタル変換器ＡＤＣ１でデジタル信号に変換され、マイクロプロセッサμＰ１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。

【００１０】マイクロプロセッサμＰ１は、こ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、デジタル／アナログ変換器Ｄ／Ａを介して出力回路ＯＰＣ１に出力する。

【００１１】一方、マイクロプロセッサμＰ１での所定の演算結果は、内蔵のモニタＬＣＤに必要な桁数でデジタル表示される。 出力回路ＯＰＣ１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４〜２０ｍＡの統一された電流信号Ｉ _Lに変換して伝送線Ｌ ₁ 、Ｌ ₂を介して受信計器１３に伝送する。

【００１２】また、出力回路ＯＰＣ１は電流信号Ｉ _Lの一部を用いて信号伝送器１０の内部回路の電源を作る。
この場合に、例えばモニタＬＣＤには電流信号Ｉ _Lに対応する値がデジタル表示される。

【００１３】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Ｌ ₁ 、Ｌ ₂とマイクロプロセッサμＰ１との間に接続され、伝送線Ｌ ₁ 、Ｌ ₂からのデジタル信号を出力回路ＯＰ
Ｃ１を介して並列データとしてマイクロプロセッサμＰ
１に伝送し、逆にマイクロプロセッサμＰ１からのデータを直列信号として出力回路ＯＰＣ１を介して伝送線Ｌ
₁ 、Ｌ ₂側に伝送する機能をもつ。

【００１４】次に、ハンドヘルドターミナル１４は、次のように構成されている。 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。

【００１５】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。

【００１６】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ＩＦＣ
２を介してメモリＭＥＭ２に取り込み、さらにメモリＭ
ＥＭ２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。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、現在の計装の主流は、センサ８で検出した物理量を４〜２０ｍ
Ａの電流信号Ｉ _Lとして受信計器１３側に伝送する信号伝送器１０を用いるものとなっている。

【００１８】しかし、近年、受信計器１３側に上位機種としてのデジタル計装が採用されつつあり、これに伴いフイールド機器においてもフイールドバスとしてデジタル出力形の伝送器が出現し初めている。

【００１９】したがって、将来、上位機種がデジタル伝送（フイールドバス）形となったときは、このような信号伝送器１０は使用出来なくなる可能性がある。 そこで、一般に、既設の信号伝送器１０などの現場形の信号伝送器は長寿命設計となっているので、たとえデジタル出力形の伝送器が出現しても信号伝送器１０の一部、例えば内部のアンプなどを交換することによって対応することが考えられる。

【００２０】しかしながら、アンプ交換などをすると信号処理に当たって特性の補正をしなければならないなどの面倒があり、さらに現場の設置状況によっては、アンプ交換などが困難になることが多い。 そこで、本発明は、以上の問題を解決することを目的とする。

【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、フイールドバスから直流電圧の供給を受け測定すべき物理量をセンサにより電気信号に変換しこれを信号処理して電流信号として送出する信号伝送器の電源電圧に先の直流電圧を変換する直流／直流変換手段と、先の信号伝送器と先の直流／直流変換手段との間に接続され先の電流信号を電圧信号に変換する電圧変換素子と、この電圧信号をこれに対応するデジタル信号に変換して先のフイールドバスに送出する電圧／デジタル変換手段とを具備するようにしたものである。

【００２２】また、この構成に加えて、先のフイールドバスと先の信号伝送器との間の通信形式を変更する通信インターフエイスを有するインターフエイスとしたものである。 さらに、このインターフエイスは先の信号伝送器に一体に結合されるように構成するようにしたものである。

【００２３】

【作 用】直流／直流変換手段は、フイールドバスから直流電圧の供給を受け測定すべき物理量をセンサにより電気信号に変換しこれを信号処理して電流信号として送出する信号伝送器の電源電圧に先の直流電圧を変換する。

【００２４】電圧変換素子は、先の信号伝送器と先の直流／直流変換手段との間に接続され先の電流信号を電圧信号に変換する。 電圧／デジタル変換手段はこの電圧信号をこれに対応するデジタル信号に変換して先のフイールドバスに送出する。 このほかに、通信形式を変更する通信インターフエイスをフイールドバスと先の信号伝送器との間に配置して、双方向の通信を可能とする。

【００２５】

【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９に示す従来の構成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。

【００２６】１５はインターフエイスであり、端子筐６
とフイールドバス１６との間に挿入接続されている。 インターフエイス１５のフイールドバス１６側には第１端子Ｔ ₁ 、Ｔ ₂ 、端子筐６側には第２端子Ｔ ₃ 、Ｔ ₄が設けられている。

【００２７】第１端子Ｔ ₂には受信抵抗１２の一端が接続され、その他端と第１端子Ｔ ₁は直流／直流コンバータＤＣ／ＤＣの第１入力端に、この第２入力端は第２端子Ｔ ₃ 、Ｔ ₄にそれぞれ接続されている。

【００２８】そして、直流／直流コンバータＤＣ／ＤＣ
は、例えばスイッチングレギュレータなどで構成され、
フイールドバス１６から電力の供給を受け、信号伝送器１０とインターフエイス１５の動作に必要な電源を生成する。

【００２９】受信抵抗１２の両端に電流信号Ｉ _Lによって発生した電圧は、アナログ／デジタル変換器ＡＤＣ２
によりデジタル信号に変換され、マイクロコンピュータμＰ３に取り込まれる。

【００３０】マイクロコンピュータμＰ３は、このデジタル信号の内容を解読し、通信インターフエイスＩＦＣ
３に送出する。 この通信インターフエイスＩＦＣ３はマイクロコンピュータμＰ３から送出される並列データをフイールドバス１６の通信形式に適合する形式のデジタル信号に変換して第２端子Ｔ ₃ 、Ｔ ₄を介してフイールドバス１６に送出する。

【００３１】一方、上位システムからフイールドバス１
６を介してデジタル信号として伝送された通信データは、通信インターフエイスＩＦＣ３を介してマイクロコンピュータμＰ３に取り込まれる。

【００３２】マイクロコンピュータμＰ３は、この内容を解読して、通信インターフエイスＩＦＣ４を介して受信抵抗１２の両端に、信号伝送器１０の通信形式に適合するように形式を換えて電圧信号として送出する。

【００３３】この場合に、受信抵抗１２の両端の電圧変化は第１端子Ｔ ₁ 、Ｔ ₂の両端の電圧変化となるので、信号伝送器１０はこの電圧変化を出力回路ＯＰＣ１と通信インターフエイスＩＦＣ１を介してマイクロコンピュータμＰ１に読み込む。 マイクロコンピュータμＰ１はその内容に応じたコマンドを実行する。

【００３４】以上のようにして、従来から設置されていた４〜２０ｍＡの電流出力形式の信号伝送器１０と新しい計装方式のフイールドバス１６との間にインターフエイス１５を挿入することにより、従来形式の信号伝送器をフイールドバスにも対応させることができる。

【００３５】図２は本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図である。 この場合は、マイクロコンピュータを搭載しない形式の信号伝送器の場合の構成を示したものである。 したがって、双方向通信の機能は存在しない。 電流信号を対応するフイールドバス１６に適合するデジタル信号に変換するだけである。

【００３６】センサ８を収納するカプセル７から圧力などによって変化する容量変化が伝送器１７に送られる。
伝送器１７はこの容量を電圧に変換する容量／電圧変換回路Ｃ／Ｖと、変換された電圧を４〜２０ｍＡの電流信号に変換して伝送線Ｌ ₁ 、Ｌ ₂に送出する電圧／電流変換回路Ｖ／Ｉなどで構成されている。 そして、これらのカプセル７、伝送器１７、端子筐６などで信号伝送器１８
を構成している。

【００３７】信号伝送器１８とフイールドバス１６との間には、インターフエイス１９が挿入接続されている。
インターフエイス１９は、受信抵抗１２、直流／直流コンバータＤＣ／ＤＣ、アナログ／デジタル変換器ＡＤＣ
２、通信インターフエイスＩＦＣ３、マイクロコンピュータμＰ３などで構成され、これ等の機能は図１に示すものとほぼ同一である。

【００３８】図３は、以上のカプセル７、伝送器９、１
７、端子筐６、インターフエイス１４、１９などの結合状態を示す斜視図である。 カプセル７はカバーフランジ２０Ａ、２０Ｂでサンドイッチ状にボルトによって狭持されている。 この上部に円柱状のケースに収納された伝送器９、１７が固定されている。

【００３９】伝送器９、１７のカバーの側面からは円筒状の支持筒２１を介して円柱状の端子筐６がネジ結合されている。 この端子筐６の側面からは配管２２を介して円柱状のケースに収納されたインターフエイス１４、１
９が固定されている。

【００４０】このようにして、従来の構成であるカプセル７、伝送器９、１７、端子筐６で構成された信号伝送器９、１８の端子筐６の側面に設けられた配管２２の結合部にインターフエイス１４、１９の配管結合部を結合することにより、インターフエイス１４、１９を一体としたフイールドバス対応の信号伝送器を構成することができる。

【００４１】図４は図３における端子筐とインターフエイスのカバーを取外したときの内部の様子を示す斜視図である。 端子筐６とインターフエイス１４、１９の各ケースの中には端子が見える。 これ等の端子は電線で接続されている。 特に、インターフエイス１４、１９の場合は第２端子Ｔ ₃ 、Ｔ ₄も見える。

【００４２】図５の場合は端子筐６の収納構成を図３に示す場合と異なる形式にしたものである。 伝送器９、１
７と結合された支持筒２１は、端子筐２３とネジ結合されている。

【００４３】端子筐２３は、図６に示すように上側のケース２４と下側のケース２５とに分離されており、この中に図７に示す端子板２６とこれにネジ２７Ａ、２７Ｂ
で結合された図８に示すインターフエイス１４、１９を収納する内器２８とが収納されている。 内器２８には第２端子Ｔ ₃ 、Ｔ ₄が固定されている。

【００４４】

【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、フイールドバスから直流電圧の供給を受け信号伝送器の電源電圧に変換し信号伝送器からは電流信号をデジタル信号に変換してフイールドバスに送出するインターフエイスをフイールドバスと信号伝送器との間に設けるようにしたので、既設の従来の伝送形式の信号変換器を容易に新しいフイールドバスに対応させることができる。 したがって、新規に信号伝送器を設置するよりも信号伝送器自体の費用も安く済み、設置工事が簡単となる。 しかも、従来の信号伝送器を既設のままで再調整の必要がない。

【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】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図である。

【図３】図１、図２に示す構成の結合状態を示す斜視図である。

【図４】図３に示す端子筐などの蓋を開けた状態を示す斜視図である。

【図５】図１、図２に示す構成の他の結合状態を示す斜視図である。

【図６】図５に示す端子筐の縦断面を示す縦断面図である。

【図７】図６に示す端子板の状態を示す斜視図である。

【図８】図６に示す内器の状態を示す斜視図である。

【図９】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、１８ 信号伝送器 １２ 受信抵抗 １３ 受信計器 １４ ハンドヘルドターミナル １５ インターフエイス １６、１９ フイールドバス μＰ１〜μＰ３ マイクロコンピュータ ＩＦＣ１〜ＩＦＣ４ 通信インターフエイス ＤＣ／ＤＣ 直流／直流コンバータ