JP2006323661A - Two-wire field device and abnormality notification control method - Google Patents
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Abstract
【課題】バーンアウト信号に送信信号を重畳させた場合でも動作電源を確保する。
【解決手段】2線式フィールド機器10で、伝送路40の直流電流値を異常通知電流値Iw(第1の電流値)に制限してバーンアウト信号を出力している期間に送信信号を直流電流に重畳して出力する場合、伝送制御部17により、異常通知電流値Iwより大きくかつ送信信号の振幅下端値Iblowが当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値Imin以上となる異常通知送信電流値(第2の電流値)Iwsendに直流電流を制御する。
【選択図】 図1
An operation power supply is secured even when a transmission signal is superimposed on a burnout signal.
In a two-wire field device, a direct current signal of a transmission line is limited to an abnormality notification current value Iw (first current value) and a burnout signal is output during a period in which a burnout signal is output. When output is superimposed on the current, the transmission control unit 17 notifies the abnormality that the abnormality lowering current value Iw is larger than the abnormality notification current value Iw and is not less than the minimum operating current value Imin necessary for the two-wire field device. The direct current is controlled to the transmission current value (second current value) Iwsend.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、フィールド機器通信技術に関し、特に2線式伝送方式のフィールド機器から上位装置へ異常を通知する際の通信技術に関する。 The present invention relates to a field device communication technique, and more particularly to a communication technique for notifying an abnormality from a field device of a two-wire transmission system to a host device.
プラントなどのプロセス設備では、流量、温度、圧力、弁開度など任意のプロセス変数を発信器などのフィールド機器で計測し、通信ネットワークを介してコントローラなどの上位装置へその計測値を通知するものとなっている。このようなフィールド機器で用いられるデータ伝送方式として、プロセス変数の計測値を4〜20mAの範囲でアナログの直流電流に変換して2線の伝送路へ出力する2線式伝送方式がある。また、このような2線式伝送方式を用いる2線式フィールド機器では、伝送路の直流電流を動作電源とする場合がある。 In process facilities such as plants, any process variables such as flow rate, temperature, pressure, and valve opening are measured by field devices such as transmitters, and the measured values are notified to a host device such as a controller via a communication network. It has become. As a data transmission method used in such a field device, there is a two-wire transmission method in which a measured value of a process variable is converted into an analog direct current in a range of 4 to 20 mA and output to a two-wire transmission line. In a two-wire field device using such a two-wire transmission method, a direct current in the transmission line may be used as an operating power source.
この種の2線式伝送方式では、2線式フィールド機器で検出された異常発生を上位装置へ通知する異常通知方法として、4mA以下の異常通知電流値からなる直流電流をバーンアウト信号として2線式フィールド機器から出力することにより、異常発生を通知する方法がある。したがって、このような場合、2線式フィールド機器の動作電源は4mAより削減される。
従来、このような異常通知方式を用いる2線式フィールド機器において、所定の異常通知電流値を示すバーンアウト信号を出力する際には直流電流から得られる電源電圧の電圧値を上昇させることにより、異常通知電流値で2線式フィールド機器の動作電源を確保する技術が提案されている(例えば、特許文献1など参照)。
In this type of two-wire transmission system, as an abnormality notification method for notifying a host device of an abnormality detected by a two-wire field device, a direct current consisting of an abnormality notification current value of 4 mA or less is used as a burnout signal. There is a method of notifying the occurrence of an abnormality by outputting from a formula field device. Therefore, in such a case, the operating power supply of the 2-wire field device is reduced from 4 mA.
Conventionally, in a two-wire field device using such an abnormality notification method, when outputting a burnout signal indicating a predetermined abnormality notification current value, by increasing the voltage value of the power supply voltage obtained from the direct current, Techniques have been proposed for securing an operating power supply for a two-wire field device with an abnormality notification current value (see, for example, Patent Document 1).
一方、2線式伝送方式では、2線式フィールド機器から出力される直流電流に送信信号を重畳させることにより、各種データを2線式フィールド機器から2線式伝送路に接続されたコミュニケータなどの通信端末へ送信するデジタル伝送方式を併用する場合がある(例えば、非特許文献1など参照)。
この種のデジタル伝送方式では、2線式フィールド機器で所望の送信データを周波数変調(FSK:frequency shift keying)し、得られた送信信号を電流モードで直流電流に重畳して通信端末へ送信し、通信端末からは電圧モードで直流電流に重畳して2線式フィールド機器へ送信するものとなっている。
On the other hand, in the 2-wire transmission method, a communicator or the like in which various data are connected to the 2-wire transmission line from the 2-wire field device by superimposing a transmission signal on the direct current output from the 2-wire field device. In some cases, a digital transmission method for transmitting to a communication terminal is also used (see, for example, Non-Patent Document 1).
In this type of digital transmission system, desired transmission data is frequency modulated (FSK: frequency shift keying) with a two-wire field device, and the obtained transmission signal is superimposed on a direct current in a current mode and transmitted to a communication terminal. From the communication terminal, it is superimposed on the direct current in the voltage mode and transmitted to the two-wire field device.
しかしながら、このような従来技術では、2線式フィールド機器でデジタル伝送方式を用いる場合、上位装置へ異常を通知するバーンアウト信号に送信信号を重畳出力する可能性もある。この場合、上位装置あるいは通信端末から2線式フィールド機器への送信信号は電圧モードでバーンアウト信号に重畳されるためあまり問題にはならないものの、2線式フィールド機器から通信端末への送信信号は、電流モードでバーンアウト信号に重畳されるため、送信信号の振幅に応じて2線式フィールド機器の動作電源として使用できる電流がさらに減少し、電源電流が不足して2線式フィールド機器の動作が不安定となるという問題点があった。 However, in such a conventional technique, when the digital transmission method is used in the two-wire field device, there is a possibility that the transmission signal is superimposed and output on the burnout signal that notifies the host device of the abnormality. In this case, the transmission signal from the higher-level device or communication terminal to the 2-wire field device is superimposed on the burnout signal in the voltage mode, so this is not a problem, but the transmission signal from the 2-wire field device to the communication terminal is Since it is superimposed on the burnout signal in the current mode, the current that can be used as the operating power source of the 2-wire field device further decreases according to the amplitude of the transmission signal, and the operation of the 2-wire field device becomes insufficient due to the shortage of the power supply current. There was a problem that became unstable.
図4に示すように、2線式フィールド機器では、正常動作時において、計測値に応じた4〜20mAの範囲の電流値Ioutで直流電流51をコントローラへ出力している。また、デジタル伝送を行う場合には、時刻T11,T12に示すように周波数変調した送信信号52を直流電流51へ重畳して出力する。一方、時刻T13に異常を検出した場合、2線式フィールド機器は、直流電流51の電流値Ioutを所定の異常通知電流値Iwまで低下させて出力する。この状態でデジタル伝送を行う場合、時刻T14に示すように送信信号52を直流電流51に重畳して出力するものとなる。
As shown in FIG. 4, in the two-wire field device, during normal operation, a
ここで、送信信号52は規定の振幅を有しているため、2線式フィールド機器から異常通知電流値Iwで直流電流Ioutを出力している場合には、送信信号52の振幅下端値Iblowが、2線式フィールド機器の安定動作に必要な最低電流値を下回るという現象53が発生する可能性があり、このような場合には、電源電流が不足して2線式フィールド機器の動作が不安定となる。特に、デジタル伝送方式を用いる場合、2線式フィールド機器の回路規模も増加するため、その消費電流を削減することは難しく、現象53が発生する可能性が高くなる。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、バーンアウト信号に送信信号を重畳させた場合でも動作電源を確保できる2線式フィールド機器および異常通知制御方法を提供することを目的としている。
Here, since the
The present invention is intended to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a two-wire field device and an abnormality notification control method capable of securing an operating power supply even when a transmission signal is superimposed on a burnout signal. Yes.
このような目的を達成するために、本発明にかかる2線式フィールド機器は、伝送路を介して上位装置および通信端末と接続されて、伝送路に流れる直流電流から当該機器の動作電源を生成する電源部と、直流電流を所望の計測値に対応する電流値に制御することにより当該計測値を上位装置へ通知するとともに、所望データを変調して生成した送信信号を直流電流に重畳して出力することにより当該データを上位装置または通信端末へ通知する伝送制御部とを備える2線式フィールド機器であって、伝送制御部により、計測値の通知に用いる電流範囲を下回る第1の電流値に直流電流を制限することにより異常発生を上位装置へ通知し、直流電流を第1の電流値に制限している期間に送信信号を直流電流に重畳して出力する場合は、第1の電流より大きくかつ送信信号の振幅下端値が当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値以上となる第2の電流値に直流電流を制御するようにしたものである。 In order to achieve such an object, a two-wire field device according to the present invention is connected to a host device and a communication terminal via a transmission line, and generates an operating power supply for the device from a direct current flowing in the transmission line. And controlling the direct current to a current value corresponding to the desired measurement value to notify the host device of the measurement value and superimposing the transmission signal generated by modulating the desired data on the direct current A two-wire field device including a transmission control unit that notifies the host device or communication terminal of the data by outputting the first current value below a current range used for notification of a measurement value by the transmission control unit When the abnormality is notified to the host device by limiting the direct current to the first apparatus and the transmission signal is superimposed on the direct current and output during the period in which the direct current is limited to the first current value, the first Amplitude lower value of larger and transmit signal from the flow is obtained by so controlling the DC current to the second current value as a minimum operating current value or more necessary for the two-wire field device.
この際、第2の電流値として、最低動作電流値に送信信号の振幅値の1/2を加算した電流値を用いてもよい。 At this time, a current value obtained by adding 1/2 of the amplitude value of the transmission signal to the minimum operating current value may be used as the second current value.
また、本発明にかかる異常通知制御方法は、伝送路を介して上位装置および通信端末と接続されて、伝送路に流れる直流電流から当該機器の動作電源を生成する電源部と、直流電流を所望の計測値に対応する電流値に制御することにより当該計測値を上位装置へ通知するとともに、所望データを変調して生成した送信信号を直流電流に重畳して出力することにより当該データを上位装置または通信端末へ通知する伝送制御部とを備える2線式フィールド機器で用いられる異常通知制御方法であって、伝送制御部により、計測値の通知に用いる電流範囲を下回る第1の電流値に直流電流を制限することにより異常発生を上位装置へ通知するステップと、伝送制御部により、直流電流を第1の電流値に制限している期間に送信信号を直流電流に重畳して出力する場合は、第1の電流より大きくかつ送信信号の振幅下端値が当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値以上となる第2の電流値に直流電流を制御するステップとを備えている。 Also, the abnormality notification control method according to the present invention is connected to a host device and a communication terminal via a transmission line, and generates a power supply unit that generates an operating power supply of the device from a direct current flowing through the transmission line. The current value corresponding to the measured value is controlled to notify the host device of the measured value, and the transmission signal generated by modulating the desired data is superimposed on the direct current to output the data. Alternatively, an abnormality notification control method used in a two-wire field device including a transmission control unit that notifies a communication terminal, wherein the transmission control unit causes a direct current to be applied to a first current value that is lower than a current range used for measurement value notification. The step of notifying the host device of the occurrence of an abnormality by limiting the current and the transmission control unit superimposing the transmission signal on the DC current during the period in which the DC current is limited to the first current value. And outputting the direct current to a second current value larger than the first current and having a lower amplitude value of the transmission signal equal to or greater than the minimum operating current value required for the two-wire field device; It has.
この際、第2の電流値として、最低動作電流値に送信信号の振幅値の1/2を加算した電流値を用いてもよい。 At this time, a current value obtained by adding 1/2 of the amplitude value of the transmission signal to the minimum operating current value may be used as the second current value.
本発明によれば、2線式フィールド機器で、直流電流値を第1の電流値に制限してバーンアウト信号を出力している期間に送信信号を直流電流に重畳して出力する場合、伝送制御部により、第1の電流値より大きくかつ送信信号の振幅下端値が当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値以上となる第2の電流値に直流電流が制御されるため、異常発生通知時に送信信号を出力した場合でも、送信信号の振幅下端の電流値が、2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値を下回ることがなくなり、2線式フィールド機器の安定動作を実現できる。 According to the present invention, when a transmission signal is superimposed on a direct current and output in a period in which a direct current value is limited to the first current value and a burnout signal is output in a two-wire field device, transmission is performed. Since the control unit controls the direct current to a second current value that is larger than the first current value and whose amplitude lower limit value of the transmission signal is equal to or greater than the minimum operating current value required for the two-wire field device, Even when a transmission signal is output at the time of occurrence notification, the current value at the lower end of the amplitude of the transmission signal does not fall below the minimum operating current value required for the 2-wire field device, and stable operation of the 2-wire field device can be realized. .
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[2線式フィールド機器]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる2線式フィールド機器について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる2線式フィールド機器の構成を示すブロック図である。
2線式フィールド機器10は、プラントなどのプロセス設備で発信器として用いられ、流量、温度、圧力、弁開度など任意のプロセス変数を計測する装置である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[2-wire field device]
First, a two-wire field device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the two-wire field device according to the first embodiment of the present invention.
The two-
この2線式フィールド機器10は、全体としてコンピュータで制御される通信機器からなり、2本の伝送線からなる伝送路40を介してコントローラなどの上位装置20と接続されて、上位装置20から伝送路40を介して供給される直流電流から取得した動作電源で動作し、伝送路40の直流電流を任意のプロセス変数の計測値に応じた電流値に制御することにより当該計測値を上位装置20へ通知する。また、2線式フィールド機器10は、同じく伝送路40を介してコミュニケータなどの通信端末30と接続し、設定データなどの任意のデータを変調して生成した送信信号を伝送路40の直流電流に重畳して出力することにより当該データを通信端末30へ通知する。
The two-
本実施の形態では、計測値の通知に用いる電流範囲を下回る第1の電流値に直流電流を制限することにより、2線式フィールド機器10で検出した異常発生を上位装置20へ通知し、直流電流を第1の電流値に制限している期間に送信信号を直流電流に重畳して出力する場合は、第1の電流より大きくかつ送信信号の振幅下端値Iblowが当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値以上となる第2の電流値に直流電流を制御するようにしたものである。
In the present embodiment, by limiting the direct current to the first current value lower than the current range used for the notification of the measurement value, the abnormality detected by the two-
次に、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる2線式フィールド機器10の構成について詳細に説明する。
この2線式フィールド機器10には、2線式伝送インターフェース部(以下、2線式I/F部という)11、アナログ信号処理部12、デジタル信号処理部13、電源部14、計測部15、記憶部16、および伝送制御部17が設けられている。
Next, the configuration of the two-
The two-
2線式伝送I/F部11は、伝送路40の2本の伝送線からなるループに対して電源部14とともに直列接続されて、2線式伝送方式とデジタル伝送方式とに基づきデータ通信を行う回路部からなり、2線式伝送方式に基づいてアナログ信号処理部12からのアナログ出力信号に基づき伝送路40に流れる直流電流(ループ電流)を4〜20mAの範囲内で所定の電流値に制御する機能(定電流源)と、デジタル伝送方式に基づいてデジタル信号処理部13で生成された送信信号を伝送路40の直流電流に重畳して出力するとともに、上位装置20または通信端末30から伝送路40の直流電流に重畳して出力された送信信号を受信してデジタル信号処理部13へ出力する機能とを有している。
The two-wire transmission I /
アナログ信号処理部12は、D/A変換を含むアナログ信号処理を行う回路部からなり、伝送制御部17から出力された計測値(デジタル値)をD/A変換することにより、その計測値に応じたアナログ出力信号を生成して2線式伝送I/F部11へ出力する回路部である。
デジタル信号処理部13は、変調/復調を含むデジタル信号処理を行う回路部からなり、伝送制御部17から出力されたデータ(デジタル値)を周波数変調することにより送信信号を生成して2線式伝送I/F部11へ出力する機能と、2線式伝送I/F部11から出力された上位装置20や通信端末30からの信号を復調することにより上位装置20や通信端末30から送信された各種コマンドを含むデータを生成して伝送制御部17へ出力する機能とを有している。
The analog
The digital
電源部14は、伝送路40の2本の伝送線からなるループに対して2線式伝送I/F部11とともに直列接続されて、上位装置20から供給されて伝送路40に流れる直流電流から当該機器の動作電源を生成して各部へ供給する機能を有している。
計測部15は、任意のセンサを制御するインターフェース回路からなり、当該センサで計測した所望のプロセス変数の計測値を取得し、その計測値を伝送制御部17へ出力する機能を有している。
記憶部16は、メモリなどの記憶装置からなり、伝送制御部17での処理に用いる計測値、設定データ、プログラムなどの各種情報を格納する機能を有している。これら情報は、2線式伝送I/F部11などの入出力インターフェースを介して上位装置20、通信端末30、あるいは記録媒体から読み込まれ、あるいは計測部15を介してセンサから取得されて記憶部16へ格納される。
The
The
The
伝送制御部17は、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、周辺回路に含まれるメモリなどの記憶装置からプログラムを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラムとを協働させて、2線式フィールド機器10で2線式伝送方式とデジタル伝送方式に基づくデータ通信を実現する機能部である。
この伝送制御部17は、計測部15から出力された計測値をアナログ信号処理部12へ出力することにより当該計測値を上位装置20へ通知する機能と、周辺回路に含まれるメモリなどの記憶装置から設定データなどの所定のデータを読み込んでデジタル信号処理部13へ出力することにより当該データを通信端末30へ通知する機能と、デジタル信号処理部13から受け取った通信端末30からデータを処理しまたは記憶部16へ格納する機能とを有している。
The
The
また、伝送制御部17は、計測値の通知に用いる4〜20mAの電流範囲を下回る異常通知電流値(第1の電流値)Iwに直流電流値Ioutを制限することにより(バーンアウト信号)、2線式フィールド機器10で検出した異常発生を上位装置20へ通知する機能と、直流電流値Ioutを異常通知電流値Iwに制限している期間に送信信号を直流電流に重畳して出力する場合は、異常通知電流値Iwより大きくかつ送信信号の振幅下端値Iblowが当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値Imin以上となる異常通知送信電流値(第2の電流値)Iwsendに直流電流値Ioutを制御する機能を有している。
Further, the
[2線式フィールド機器の動作]
次に、図2および図3を参照して、本発明の一実施の形態にかかる2線式フィールド機器の動作について説明する。図2は、本発明の一実施の形態にかかる2線式フィールド機器の異常通知処理を示すフローチャートである。図3は、本発明の一実施の形態にかかる2線式フィールド機器の異常通知動作を示す信号波形図である。
[Operation of 2-wire field device]
Next, the operation of the two-wire field device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing abnormality notification processing of the two-wire field device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a signal waveform diagram showing an abnormality notification operation of the two-wire field device according to the embodiment of the present invention.
2線式フィールド機器10の伝送制御部17は、異常が発生していない正常動作時には、計測部15で検出された計測値(デジタル値)をアナログ信号処理部12へ順次出力する。アナログ信号処理部12は、この計測値をD/A変換し、その計測値に応じたアナログ出力信号を生成して2線式伝送I/F部11へ出力する。2線式伝送I/F部11は、2線式伝送方式に基づいてアナログ信号処理部12からのアナログ出力信号に基づき伝送路40に流れる直流電流値Ioutを制御する。これにより、計測値に応じた直流電流値Ioutの直流電流51が2線式フィールド機器10から伝送路40へ出力される。
The
上位装置20は、伝送路40の2本の伝送線からなるループに対して直列接続された直流電源(24VDC)と負荷抵抗Rとを有しており、2線式伝送I/F部11側の2線式伝送I/F部11で実現される定電流源に応じた直流電流を供給する機能と、負荷抵抗Rの両端に生じた電圧に基づき伝送路40の直流電流値Ioutを検出する機能と、その直流電流値Ioutに基づき2線式フィールド機器10から通知された計測値を取得する機能と、検出した直流電流値Ioutが所定の異常通知電流基準値以下を示す場合は、2線式フィールド機器10に異常が発生していることを検出する機能とを有している。
The
したがって、2線式フィールド機器10から伝送路40へ出力された直流電流は、計測値に応じてその直流電流値Ioutが変化する。この直流電流値Ioutは、上位装置20の負荷抵抗Rの両端電圧として検出され、その両端電圧から得た直流電流値Ioutに基づき2線式フィールド機器10からの計測値として上位装置20に受け取られる。
Accordingly, the direct current output from the two-
また、2線式フィールド機器10の伝送制御部17は、上位装置20や通信端末30からの要求コマンドに応じてあるいは自発的に、上位装置20や通信端末30に対してデータを送信する場合、そのデータをデジタル信号処理部13へ出力する。デジタル信号処理部13は、伝送制御部17から出力されたデータ(デジタル値)をデジタル伝送方式に基づいて周波数変調することにより送信信号を生成して2線式伝送I/F部11へ出力する。2線式伝送I/F部11は、デジタル信号処理部13で生成された送信信号を伝送路40の直流電流に重畳して出力する。
Further, when the
通信端末30は、伝送路40に接続されて、伝送路40を流れる直流電流に重畳している送信信号を受信する機能と、受信した送信信号をデジタル伝送方式に基づき復調して元のデータを取得する機能と、任意のデータをデジタル伝送方式に基づき周波数変調して送信信号を生成する機能と、生成した送信信号を伝送路40を流れる直流電流に重畳して出力する機能とを有している。
したがって、2線式フィールド機器10から伝送路40を流れる直流電流に重畳された送信信号は、通信端末30で受信されて復号され、2線式フィールド機器10からのデータとして通信端末30に受け取られる。
The
Therefore, the transmission signal superimposed on the direct current flowing through the
このようにして、異常が発生していない正常動作時には、図3の時刻T1以前の期間に示すように、2線式フィールド機器10で得られたプロセス変数を示す計測値が、伝送路40の直流電流値Ioutを用いて上位装置20へ常時通知される。また、必要に応じて、伝送路40の直流電流に送信信号が重畳することにより、所望データが2線式フィールド機器10から通信端末30へ通知される。
In this way, during normal operation in which no abnormality has occurred, as shown in the period before time T1 in FIG. 3, the measured value indicating the process variable obtained by the two-
時刻T1において、2線式フィールド機器10の伝送制御部17が、計測部15で検出された計測値から判断した異常や、2線式フィールド機器10内部での異常を検出した場合、その異常発生を上位装置20へ通知するため、図2に示す異常通知処理を開始する。
まず、伝送制御部17は、アナログ信号処理部12へ出力する計測値に代えて、計測値の通知に用いる4〜20mAの電流範囲を下回る異常通知電流値(第1の電流値)Iwに対応するデータをアナログ信号処理部12へ出力する(ステップ100)。これにより、2線式伝送I/F部11から伝送路40に対して異常通知電流値Iwの直流電流(バーンアウト信号)が出力され、上位装置20は、この異常通知電流値Iwを検出して2線式フィールド機器10に異常が発生したことを認識する。
When the
First, instead of the measurement value output to the analog
その後、伝送制御部17は、通信端末30とのデジタル伝送に用いる送信信号の送出を開始するか判断し(ステップ101)、送信信号を送出する必要がない場合は(ステップ101:NO)、検出された異常が終了したか判断する(ステップ105)。ここで、異常が終了していない場合は(ステップ105:NO)、ステップ101へ戻って、異常通知状態を継続する。
一方、ステップ105において、検出された異常が終了した場合(ステップ105:YES)、伝送制御部17は、計測部15で検出された計測値(デジタル値)をアナログ信号処理部12へ順次出力し(ステップ106)、一連の異常通知処理を終了する。
Thereafter, the
On the other hand, when the detected abnormality ends in step 105 (step 105: YES), the
また、異常通知電流値Iwを出力している状態で、通信端末30とのデジタル伝送に用いる送信信号を送信する場合、図3の時刻T2に示すように、ステップ101において、通信端末30とのデジタル伝送に用いる送信信号の送出を開始すると判断される(ステップ101:YES)。
この場合、伝送制御部17は、まず、異常通知電流値Iwに代えて、異常通知電流値Iwより大きくかつ送信信号の振幅下端値Iblowが当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値Imin以上となる異常通知送信電流値(第2の電流値)Iwsendに対応するデータをアナログ信号処理部12へ出力し(ステップ102)、通信端末30へ送信するデータをデジタル信号処理部13へ出力する(ステップ103)。
Further, when a transmission signal used for digital transmission with the
In this case, the
これにより、2線式伝送I/F部11から伝送路40に対して異常通知送信電流値Iwsendの直流電流が出力されるとともに、この直流電流に送信信号が重畳されて出力される。
したがって、図3に示すように、送信信号52が出力される時刻T2から時刻T3の期間には、伝送路40の直流電流値が異常通知電流値Iwより大きい異常通知送信電流値Iwsendに制御されるため、送信信号52の振幅下端値Iblowが、当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値Iminを下回ることがなくなる。
As a result, a DC current having an abnormality notification transmission current value Iwsend is output from the two-wire transmission I /
Therefore, as shown in FIG. 3, during the period from time T2 to time T3 when the
その後、伝送制御部17は、送信信号の送出が終了した後(ステップ104:YES)、ステップ100へ戻って、異常通知電流値Iwに対応するデータをアナログ信号処理部12へ出力する。これにより、2線式伝送I/F部11から伝送路40に対して異常通知電流値Iwの直流電流が出力される。
Thereafter, the
このように、本実施の形態では、2線式フィールド機器10で異常が検出された場合、計測値の通知に用いる電流範囲を下回る異常通知電流値(第1の電流値)Iwに直流電流値Ioutを制限することにより、検出した異常発生を上位装置20へ通知し、直流電流値を異常通知電流値Iwに制限している期間に送信信号を直流電流に重畳して出力する場合は、異常通知電流値Iwより大きくかつ送信信号の振幅下端値Iblowが当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値以上となる異常通知送信電流値(第2の電流値)Iwsendに直流電流を制御する。
As described above, in the present embodiment, when an abnormality is detected in the two-
したがって、異常発生通知時に送信信号を出力した場合でも、送信信号の振幅下端値Iblowが、2線式フィールド機器10に必要な最低動作電流値Iminを下回ることがなくなり、2線式フィールド機器10の安定動作を実現できる。
Therefore, even when a transmission signal is output at the time of notification of occurrence of abnormality, the lower limit amplitude value Iblow of the transmission signal does not fall below the minimum operating current value Imin required for the two-
図3において、実際には、最低動作電流値Imin、異常通知電流値Iw、送信信号振幅Ibppは、2線式フィールド機器10を使用する上で予め決定される固定値である。したがって、送信信号52の振幅下端値Iblowが最低動作電流値Imin以上に制御するには、異常通知送信電流値Iwsendを少なくともImin+Ibpp/2とすればよい(Iwsend≧Imin+Ibpp/2)。なお、異常発生通知時に送信信号を出力する場合でも、異常発生を継続して上位装置20へ通知する必要があるため、異常通知送信電流値Iwsendは、異常通知上限電流値Iw0以下とする必要がある。また、伝送路40に流れる直流電流の低下や電源部11に設けられた安定化コンデンサなどの条件に起因して2線式伝送I/F部11から出力される実際の送信信号振幅が通常の値Ibppより小さくなることがあり、このような場合、異常通知送信電流値Iwsendも通常時のImin+Ibpp/2より小さい値となる。したがって、実際の異常通知送信電流値Iwsendは固定的な値ではなく、各種条件に応じて変動する。
In FIG. 3, the minimum operating current value Imin, the abnormality notification current value Iw, and the transmission signal amplitude Ibpp are actually fixed values that are determined in advance when the two-
一般的な上位装置20には、2線式フィールド機器10からのバーンアウト信号を検出する基準として異常通知上限電流値Iw0が設けられているため、異常通知電流値Iwとして異常通知上限電流値Iw0を利用すれば、異常発生通知時に送信信号を出力した場合でも、送信信号の振幅下端値Iblowが、2線式フィールド機器10に必要な最低動作電流値Iminを下回る可能性は少ない。
しかしながら、これら異常通知上限電流値Iw0は、上位装置20や伝送路40の長さなどの設置環境によってばらつきが生ずる。したがって、各種の上位装置に接続可能な2線式フィールド機器10を設計する場合には、多くの上位装置20で正確に検出されるよう2線式フィールド機器10の異常通知電流値Iwを低めに設定する必要がある。
Since the
However, the abnormality notification upper limit current value Iw0 varies depending on the installation environment such as the length of the
本実施の形態のように、直流電流値を異常通知電流値Iwに制限してバーンアウト信号を出力している期間に送信信号を直流電流に重畳して出力する場合に、異常通知電流値Iwより大きくかつ送信信号の振幅下端値Iblowが当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値以上となる異常通知送信電流値(第2の電流値)Iwsendに直流電流を制御することにより、異常通知電流値Iwを異常通知上限電流値Iw0より低い電流値に設定でき、異常通知上限電流値Iw0にばらつきがあっても、多くの場合これに対応することができ、極めて汎用性のある2線式フィールド機器を実現できる。 As in the present embodiment, when the direct current value is limited to the abnormality notification current value Iw and the burnout signal is output and the transmission signal is superimposed on the direct current and output, the abnormality notification current value Iw By controlling the direct current to an abnormality notification transmission current value (second current value) Iwsend that is larger and the amplitude lower limit value Iblow of the transmission signal is equal to or greater than the minimum operating current value necessary for the two-wire field device, The notification current value Iw can be set to a current value lower than the abnormality notification upper limit current value Iw0, and even if there is a variation in the abnormality notification upper limit current value Iw0, this can be dealt with in many cases, and it is extremely versatile. Formula field devices can be realized.
なお、異常通知上限電流値Iw0と最低動作電流値Iminとの差が送信信号振幅Ibpp/2より大きい場合、多少のマージンImを確保して、異常通知送信電流値をIwsend=Imin+Ibpp/2+Imとしてもよく、より確実に安定動作を実現できる。 When the difference between the abnormality notification upper limit current value Iw0 and the minimum operating current value Imin is larger than the transmission signal amplitude Ibpp / 2, a slight margin Im is secured, and the abnormality notification transmission current value is set to Iwsend = Imin + Ibpp / 2 + Im. Well, stable operation can be realized more reliably.
10…2線式フィールド機器、11…2線式伝送I/F部、12…アナログ信号処理部、13…デジタル信号処理部、14…電源部、15…計測部、16…記憶部、17…伝送制御部、20…上位装置、30…通信端末、40…伝送路、51…直流電流、52…送信信号、Iout…直流電流値、Imin…最低動作電流値、Iw…異常通知電流値(第1の電流値)、Iwsend…異常通知送信電流値(第2の電流値)、Iw0…異常通知上限電流値、Ibpp…送信信号振幅、Iblow…振幅下端値。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記伝送制御部は、
前記計測値の通知に用いる電流範囲を下回る第1の電流値に前記直流電流を制限することにより異常発生を前記上位装置へ通知し、
前記直流電流を前記第1の電流値に制限している期間に前記送信信号を前記直流電流に重畳して出力する場合は、前記第1の電流より大きくかつ前記送信信号の振幅下端値が当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値以上となる第2の電流値に前記直流電流を制御する
ことを特徴とする2線式フィールド機器。 A power supply unit that is connected to a host device and a communication terminal via a transmission line and generates an operating power supply for the device from a direct current flowing in the transmission line, and controls the direct current to a current value corresponding to a desired measurement value In this way, the measured value is notified to the host device, and the transmission signal generated by modulating desired data is superimposed on the direct current to output the data to the host device or the communication terminal. A two-wire field device comprising a transmission control unit,
The transmission control unit
Notifying the host device of the occurrence of abnormality by limiting the direct current to a first current value that is lower than the current range used for notification of the measurement value,
When the transmission signal is superimposed on the direct current and output during the period in which the direct current is limited to the first current value, the lower end amplitude value of the transmission signal is larger than the first current The two-wire field device is characterized in that the direct current is controlled to a second current value that is equal to or higher than a minimum operating current value required for the two-wire field device.
前記第2の電流値は、前記最低動作電流値に前記送信信号の振幅値の1/2を加算した電流値からなることを特徴とする2線式フィールド機器。 The two-wire field device according to claim 1,
The two-wire field device characterized in that the second current value is a current value obtained by adding 1/2 of the amplitude value of the transmission signal to the minimum operating current value.
前記伝送制御部により、前記計測値の通知に用いる電流範囲を下回る第1の電流値に前記直流電流を制限することにより異常発生を前記上位装置へ通知するステップと、
前記伝送制御部により、前記直流電流を前記第1の電流値に制限している期間に前記送信信号を前記直流電流に重畳して出力する場合は、前記第1の電流より大きくかつ前記送信信号の振幅下端値が当該2線式フィールド機器に必要な最低動作電流値以上となる第2の電流値に前記直流電流を制御するステップと
を備えることを特徴とする異常通知制御方法。 A power supply unit that is connected to a host device and a communication terminal via a transmission line and generates an operating power supply for the device from a direct current flowing in the transmission line, and controls the direct current to a current value corresponding to a desired measurement value In this way, the measured value is notified to the host device, and the transmission signal generated by modulating desired data is superimposed on the direct current to output the data to the host device or the communication terminal. An abnormality notification control method used in a two-wire field device including a transmission control unit,
Notifying the host device of the occurrence of abnormality by limiting the direct current to a first current value lower than a current range used for notification of the measurement value by the transmission control unit;
When the transmission control unit outputs the transmission signal superimposed on the DC current during a period in which the DC current is limited to the first current value, the transmission signal is larger than the first current and the transmission signal And a step of controlling the direct current to a second current value at which a lower end amplitude value of the current becomes equal to or greater than a minimum operating current value necessary for the two-wire field device.
前記第2の電流値は、前記最低動作電流値に前記送信信号の振幅値の1/2を加算した電流値からなることを特徴とする異常通知制御方法。
In the abnormality notification control method according to claim 3,
The abnormality notification control method, wherein the second current value is a current value obtained by adding 1/2 of the amplitude value of the transmission signal to the minimum operating current value.
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