专利名称：现场仪表的制作方法
技术领域：
本发明涉及根据检测值调整流过两线式的传送通路的电流值的现场仪表。
背景技术：
一直以来，作为在差压/压力发送器、电磁流量计、位置控制器等使用两线式 的传送通路的现场仪表中，存在搭载有CPU，在仪表本身的检测功能和控制功能之外， 还具有向外部输出自己的动作状态(正常/异常)和脉冲输出这样的次要功能的结构。另外，本身的检测功能和控制功能通常连续进行，与此相对，次要的功能根据 来自CPU的指令，周期性或非周期性地起作用，在此之外不发挥功能。即，根据来自 CPU的指令，仅在需要的时候使次要功能起作用。在两线式的现场仪表中，不是利用从电源专用的供给线传送来的电力，而是必 须利用从两线式的传送通路传送来的4 20mA的电流，生成自己的动作电源。艮口，
4 20mA的电流作为输出检测值时的调整范围的电流使用，因此，必须利用4mA以下的 电流进行本来的检测功能和控制功能。此处，如果使上述次要功能总是发挥作用，则对 本来的检测功能和控制功能的动作产生妨碍。因此，次要的功能仅在需要时起作用(例 如，参照专利文献1(日本特开平11-183575号公报))。图4表示现有的两线式的现场仪表的主要部分的结构。该图中，100A为现场仪 表，200A为经由两线式的传送通路AL(AL1，AL2)与该现场仪表100A连接的上位装置 (监视装置)。该例中，现场仪表100A为差压、压力发送器。现场仪表100A包括传感器部1A，当受到压力、差压时，根据其大小产生模 拟信号；A/D变换器2A，将来自该传感器IA的模拟信号变换为数字信号；CPU3A，对 从该A/D变换器2A输出的数字信号进行采样，求取压力、差压的检测值；D/A变换器 4A，将该CPU3A求出的数字的检测值变换为对应的规定的电流范围(4 20mA)的模拟 信号；通信部5A，将该D/A变换器4A输出的模拟信号输出至两线式的传送通路AL; 电压调节器(第一电源部)6A，基于从两线式的传送通路AL得到的4 20mA的电流生 成稳定的直流电压V1(DC6.5V)作为第一电源；电压调节器7A，接受来自该电压调节器 6A的电源供给，生成稳定的直流电压V2(DC3V)作为第二电源；报警驱动电路8A;切 换开关9，设置在电压调节器7A与报警驱动电路8A之间；ROMlOA ；以及RAM11A。在该现场仪表100A中，CPU3A接受来自电压调节器7A的电源的供给而动作， 访问RAMI 1A，并且根据存储于ROMlOA中的程序进行动作。在ROMlOA中存储有 对来自A/D变换器2A的数字信号进行采样，求取压力、差压的检测值，并向监视装置 200A进行通知的检测值处理程序；以及，检测在自己的设备内产生的异常，使切换开关 9A导通的切换开关控制程序。另外，在图 4中，作为CPU3A的功能块，表示了检测值运算部3A1、切换开关 控制部3A2，但该检测值运算部3A1、切换开关控制部3A2作为依据CPU3A中的程序的 处理功能而实现。
此外，在该例中，报警驱动电路8为利用具有发光部和受光部的光电耦合器的 接点输出电路。此时，当切换开关9A导通时，来自电压调节器7A的电流作为驱动电流 流过报警驱动电路(光电耦合器)8A的发光部，来自接受该驱动电流而发光的发光部的光 被受光部接受，受光部侧的接点输出导通，设置在外部的报警电路300A动作。另外，使报警驱动电路8A为光电耦合器的理由是，为了确保输入输出的电绝缘 性，使得不会产生将对CPU3A的处理动作造成影响的噪声。但是，在上述的现场仪表100A中，在报警驱动电路8A中作为流向光电耦合器 的发光部的驱动电流需要为ImA以上的电流，因此，在作为CPU3A使用高性能的CPU 的情况下，驱动CPU3A的电力变得不足。因此，在现有的现场仪表100A中，在作为CPU3A希望使用高性能的CPU时， 不得不放弃搭载报警驱动电路8A。此外，只有忍受CPU的性能下降(本来的处理功能 的性能的下降)，使CPU所需要的电力下降，才能够搭载报警驱动电路8A。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种能够不使本来的处理功能的 性能下降而使仅在需要的时候起作用的次要功能发挥作用的现场仪表。为了达成上述目的，本发明设置有电流值调整单元，其根据检测值调整流过 两线式的传送通路的电流值；第一电源部，其根据流过传送通路的电流生成第一电源； 第二电源部，其接受来自该第一电源部的电源的供给，生成第二电源；处理部，其接受 来自该第二电源部的电源的供给，进行规定的处理动作；电流控制元件，其设置在从第 一电源部向第二电源部的电流的供给通路；以及负载电路，其设置在从第一电源部向 第二电源部的电流的分流通路，并且在处理部设置有电流控制元件控制单元，其根据需 要，控制电流控制元件的元件状态，将负载电路的动作所需要的量从流过供给通路流向 第二电源部的电流中分流至分流通路。在本发明中，处理部根据需要控制电流控制元件的元件状态，将负载电路的动 作所需要的量从流过供给通路流向第二电源部的电流中分流至分流通路。即，在不需 要次要功能起作用的情况下，流过供给通路的电流不分流至分流通路地输送至第二电源 部。在需要次要功能起作用的情况下，处理部控制电流控制元件的元件状态，使流过供 给通路的电流分流至分流通路。此时，向分流通路分流的电流是负载电路动作所需要的 量。分流至该分流通路的电流通过负载电路输送至第二电源部。由此，向第二电源部供 给来自供给通路的电流和来自分流通路的电流的汇流电流。此时，供给至第二电源部的 电流的量与不需要次要功能起作用时的情况相同，因此，向处理部的供给电力不会变得 不足。由此，能够不使本来的处理功能的性能下降而使仅在需要时起作用的次要功能发 挥作用。根据本发明，在从第一电源部向第二电源部的电流的供给通路上设置有电流控 制元件，在从第一电源部向第二电源部的电流的分流通路上设置有负载电路，在处理部 中设置有根据需要控制电流控制元件的元件状态，使负载电路的动作所需要的量从流过 供给通路流向第二电源部的电流中分流至分流通路的电流控制元件控制单元，因此，在 需要使次要功能起作用时，将来自供给通路的电流和来自分流通路的电流的汇流电流供给至第二电源部，供给至第二电源部的电流的量与不需要次要功能起作用的情况下相 同，向处理部的供给电力不会变得不足，能够不使本来的处理功能的性能下降而使仅在 需要时起作用的次要功能发挥作用。
图1是表示本发明的现场仪表的一实施方式的主要部分的框图；图2是表示该现场仪表中作为电流控制元件使用FET时的电路例子的主要部分 的图；图3是表示该现场仪表中作为计数器电路的脉冲输出电路使用报警驱动电路时 的电路例的主要部分的图；以及图4是表示现有的两线式的现场仪表的主要部分的结构的框图。
具体实施例方式以下基于附图详细说明本发明。图1是表示本发明的现场仪表的一实施例的主 要部分的框图。该图中，100是本发明的现场仪表，200是经由两线式的传送通路L(L1、 L2)与该现场仪表100连接的上位装置(监视装置)。该例中，现场仪表100为差压、压 力发送器。现场仪表100包括传感器部1，当受到压力、差压时，根据其大小产生模拟 信号；A/D变换器2，其将来自该传感器1的模拟信号变换为数字信号；CPU3，其对从 该A/D变换器2输出的数字信号进行采样，求取压力、差压的检测值；D/A变换器4， 其将该CPU3求出的数字的检测值变换为对应的规定的电流范围(4 20mA)的模拟信 号；通信部5，其将该D/A变换器4输出的模拟信号输出至两线式的传送通路L ；电压 调节器(第一电源部)6，其基于从两线式的传送通路L得到的4 20mA的电流生成稳 定的直流电压V1(DC6.5V)作为第一电源；电压调节器7，其接受来自该电压调节器6的 电源供给，生成稳定的直流电压V2(DC3V)作为第二电源；报警驱动电路8; ROMlO ； RAMll ；以及电流控制元件12。该现场仪表100与现有的现场仪表100A的最大的不同点是，在从电压调节器6 向电压调节器7的电流的供给通路LA上设置有电流控制元件12 ；在从电压调节器6向电 压调节器7的电流的分流通路LB上设置有报警驱动电路8 ；以及利用CPU3根据需要控 制电流控制元件12的元件状态。另外，作为电流控制元件12，例如使用MOS-FET、J型FET、双极型晶体管、 可变电阻元件等。在该实施例中，为了方便说明，表示作为电流控制元件12使用可变电 阻元件的情况。此时，CPU3控制电流控制元件12的电阻值，以作为电流控制元件12的 元件状态。
在该现场仪表100中，CPU3接受来自电压调节器7的电源的供给而动作，访问 RAM11,并且根据存储于ROMlO中的程序进行动作。在ROMlO中存储有对来自A/D 变换器2的数字信号进行采样，求取压力、差压的检测值，并向监视装置200进行通知的 检测值处理程序；以及，作为本实施例特有的程序、检测在自己的设备内产生的异常， 控制电流控制元件12的电阻值的电流控制元件控制程序。
另外，在图1中，作为CPU3的功能块，表示了检测值运算部3-1、电流控制元 件控制部3-3，但该检测值运算部3-1、电流控制元件控制部3-3作为依据CPU3中的程 序的处理功能而实现。此外，报警驱动电路8为利用具有发光部和受光部的光电耦合器 的接点输出电路。(不需要使次要的功能起作用的情况)在不需要使次要的功能起作用的情况下，即在不需要使报警驱动电路8动作的 情况下，电流控制元件控制部3-3使电流控制元件12的电阻值为0。由此，流过供给通 路LA的电流IA不会被分流通路LB分流，而送至电压调节器7。此处，令流过分流通 路LB的电流为IB，则ΙΒ = 0。(需要使次要功能起作用的情况) 在需要使次要功能起作用的情况下，即在需要使报警驱动电路8动作的情况 下，电流控制元件控制部3-3控制电流控制元件12的电阻值，使流过供给通路LB的电流 分流于分流通路LB。此时，向分流通路LB分流的电流IB为报警驱动电路8进行动作 所需要的量。作为流向报警驱动电路8中光电耦合器的发光部的驱动电流，需要为ImA以上 的电流。电流控制元件控制部3-3通过调整电流控制元件12的电阻值控制流过供给通路 LA的电流IA，将此前流过供给通路LA的电流IA的一部分向分流通路LB分流，确保将 报警驱动电路8进行动作所需要的驱动电流作为分流电流IB。由此，分流电流IB在报警驱动电路(光电耦合器)8的发光部中作为驱动电流流 动，来自接受该驱动电流而发光的发光部的光在受光部被接受，受光部侧的接点输出导 通，设置在外部的报警电路300动作。供给至报警驱动电路8的分流电流IB，通过报警驱动电路8的发光部，送至电 压调节器7。由此，向电压调节器7供给来自供给通路LA的电流IA和来自分流通路LB 的电流IB的汇流电流。此时，供给电压调节器7的电流的量与不需要使报警驱动电路8 动作时相同，因此，对CPU3的供给电力不会变得不足。由此，能够不使CPU3的性能 下降(不使本来的处理功能的性能下降)而使报警驱动电路8动作。在该实施例中，CPU3根据需要控制电流控制元件12的电阻值，使在供给通路 LA中流动的向电压调节器7的电流IA分流至分流通路LB，但此时，在判断使在供给通 路LA流动的向电压调节器7的电流IA分流至分流通路LB时并不会对自己的处理动作造 成影响的情况下，可以允许电流控制元件12的电阻值的控制。例如，作为电流控制元件控制部3-3的一个功能，设置电流控制元件控制允许 部3-2，其在判断使在供给通路LA流动的向电压调节器7的电流IA分流至分流通路LB 时并不会对自己的处理动作造成影响的情况下，允许电流控制元件12的电阻值的控制。 此时，使在供给通路LA流动的向电压调节器7的电流IA分流至分流通路LB而使报警 驱动电路8动作时，可能会由于电源变动的产生等而对CPU3的处理动作造成影响的情况 下，事先推知该情况而禁止电流控制元件12的电阻值的控制。由此，能够不对CPU3的 本来的处理功能造成影响而使报警驱动电路8动作。另外，在上述实施例中，为了方便说明，表示了作为电流控制元件12使用可变 电阻元件的情况，但如上所述也可以使用J型FET、双极型晶体管等元件。图2中表示作为电流控制元件12使用FET时的电路例的主要部分。在该图中，Dl是作为报警驱动 电路8的发光部而设置的发光二极管，FTl是作为报警驱动电路8的受光部而设置的光电 晶体管，光电晶体管FTl插入连接在连结报警电路300的电源301和报警灯等负载302的 串联电路中。此外，在上述实施例中，使报警驱动电路8为光电耦合器，但当然并不限定于光电耦合器。通过作为报警驱动电路8，使用具有接受来自分流通路LB的电流IB的供 给而动作的输入部以及通过该输入部的动作而导通的输出部的、使输入部和输出部电绝 缘的绝缘型开关，能够确保输入输出的电绝缘性，使得不产生会对CPU3的处理动作造成 影响的噪声。此外，在上述实施例中，作为报警电路300的接点输出电路使用了报警驱动电 路8，但如图3所示，也可以是作为具有计数器401的计数器电路400的脉冲输出电路使 用报警驱动电路8。此外，也可以代替报警驱动电路8而设置报警灯，或设置报警蜂鸣
ο此外，在上述实施例中，使接受来自电压调节器7的电源的供给而进行规定的 动作的处理部为CPU3，但并非必须为CPU，也可以是具有同样的处理功能的硬件电路。产业上的可利用性本发明的现场仪表，作为根据检测值调整流过两线式的传送通路的电流值的现 场仪表，能够应用于工艺控制等各种领域。
权利要求
1.一种现场仪表，其特征在于，包括电流值调整单元，其根据检测值调整流过两线式的传送通路的电流值；第一电源部，其根据流过所述传送通路的电流生成第一电源；第二电源部，其接受来自该第一电源部的电源的供给，生成第二电源；处理部，其接受来自该第二电源部的电源的供给，进行规定的处理动作；电流控制元件，其设置在从所述第一电源部向所述第二电源部的电流的供给通路；以及负载电路，其设置在从所述第一电源部向所述第二电源部的电流的分流通路，其中，所述处理部具有电流控制元件控制单元，其根据需要，控制所述电流控制元件的元 件状态，将所述负载电路的动作所需要的量从流过所述供给通路流向所述第二电源部的 电流中分流至所述分流通路。
2.如权利要求1所述的现场仪表，其特征在于所述处理部为中央运算处理装置，其进行包括根据检测值调整流向所述传送通路的 电流值的处理动作的处理，作为所述规定的处理动作。
3.如权利要求1所述的现场仪表，其特征在于所述处理部具有在判断为将流过所述供给通路的流向所述第二电源部的电流分流至 所述分流通路不会影响自己的处理动作的情况下，允许对所述电流控制元件的元件状态 进行控制的单元。
4.如权利要求1所述的现场仪表，其特征在于 所述负载电路是绝缘型开关，该绝缘型开关包括输入部，其接受来自所述分流通路的电流的供给而动作；以及 输出部，其通过该输入部的动作而导通，并且所述输入部和所述输出部电绝缘。
全文摘要
本发明提供现场仪表。在从电压调节器(6)向电压调节器(7)的电流的供给通路上(LA)设置有电流控制元件(可变电阻元件)(12)。在从电压调节器(6)到电压调节器(7)的电流的分流通路上(LB)设置有报警驱动电路(8)。在需要使报警驱动电路(8)动作的情况下，电流控制元件控制部(3-3)控制电流控制元件(12)的电阻值，使流过供给通路(LA)的电流IA分流至分流通路(LB)。此时，向分流通路(LB)分流的电流IB为报警驱动电路(8)进行动作所需要的量。此时，向电压调节器(7)供给电流IA和IB的汇流电流，与使报警驱动电路(8)动作前相同，因此，向CPU(3)的供给电力不会变得不足。
文档编号G05F1/00GK102016741SQ20098011483
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月20日 优先权日2008年4月28日
发明者大矢健太郎, 泽田秀雄 申请人:株式会社山武