JP2002175102A - Measurement terminal device - Google Patents

Measurement terminal device

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JP2002175102A
JP2002175102A JP2000370912A JP2000370912A JP2002175102A JP 2002175102 A JP2002175102 A JP 2002175102A JP 2000370912 A JP2000370912 A JP 2000370912A JP 2000370912 A JP2000370912 A JP 2000370912A JP 2002175102 A JP2002175102 A JP 2002175102A
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Japan
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measurement
terminal device
digital
function
analog
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JP2000370912A
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Norikazu Kato
範一 加藤
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make unnecessary such complicated circuit designing for every function and the increase of the device size, cost-up, and maintenance that may occur when various computing operations are carried out to an analogue measurement signal and the computing result is transmitted to a device in higher order via analogue transmission. SOLUTION: In an input/output circuit 1, respective measurement signals are converted into digital values to be inputted. In a digital computing part 2 and a data storage part 3, digital computing is carried out on each of the measurement signals converted into the digital values for every computing function by a software structure. The input/output circuit 1 converts the computing result into an analogue signal and outputs it to an analogue transmission passage. A program and setting data stored in the data storage part are downloaded from the outside for changing the computing function.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種計測信号に対
して各種の機能演算を行い、この演算結果をアナログ伝
送路を介して上位の装置に伝送する計測端末装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring terminal device for performing various functional calculations on various measurement signals and transmitting the calculation results to a higher-level device via an analog transmission line.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄鋼産業や石油プラントなどに設備され
る遠方監視制御システムは、各制御所の各部位に多数の
計測器を設けて電圧・温度・圧力などの計測信号を得、
制御所側に設けられる各子局はこれら計測信号を伝送仕
様に合わせたアナログ信号に変換、さらには所期の演算
処理をしてアナログ信号に変換し、アナログ伝送路を介
して親局に伝送するようにしている。
2. Description of the Related Art A remote monitoring control system installed in a steel industry, an oil plant, or the like is provided with a large number of measuring instruments at each part of each control station to obtain measurement signals such as voltage, temperature, and pressure.
Each slave station installed at the control station converts these measurement signals into analog signals that match the transmission specifications, and then performs the required arithmetic processing to convert them to analog signals, which are transmitted to the master station via analog transmission lines. I am trying to do it.

【0003】同様に、発電機設備や電動機設備の制御シ
ステムでは、各部位の計測信号に対して計測回路が種々
の演算処理を施して制御システム本体に伝送するように
している。
Similarly, in a control system of a generator facility or a motor facility, a measurement circuit performs various arithmetic processing on a measurement signal of each part and transmits the signal to a control system body.

【0004】アナログ計測信号の伝送仕様は、例えば電
流式ではDC4〜20mA、電圧式ではDC1〜5Vな
ど取り決められている。計測信号に対する演算処理は、
複数の計測信号同士の加減算や比率演算、積算、乗除
算、開平演算、温度/圧力補正演算などを行う。
[0004] The transmission specification of the analog measurement signal is regulated such as, for example, 4 to 20 mA DC for the current type and 1 to 5 V DC for the voltage type. The arithmetic processing for the measurement signal
It performs addition and subtraction of a plurality of measurement signals, ratio calculation, integration, multiplication / division, square root calculation, temperature / pressure correction calculation, and the like.

【0005】以上の演算及び変換機能をもつ計測端末装
置は、計測信号のほとんどがアナログ量で求められ、伝
送信号がアナログ量であるため、オペアンプ回路やディ
スクリート電子回路を使った機能別のハードウェア構成
にされている。
In the measurement terminal device having the above-described arithmetic and conversion functions, since most of the measurement signals are obtained in analog quantities and the transmission signals are in analog quantities, hardware for each function using an operational amplifier circuit or a discrete electronic circuit is used. Is configured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の遠方監視制御シ
ステムの子局など、計測端末装置は、計測信号の入力条
件などの違いにより、演算機能別にオペアンプ回路やデ
ィスクリート電子回路を個別に新規設計する必要があ
る。また、多数の計測信号を収集・伝送する計測端末装
置ではハードウェア構成が複雑になると共に大型化する
問題があった。
A measuring terminal device such as a slave station of the above-mentioned remote monitoring control system newly newly designs an operational amplifier circuit and a discrete electronic circuit for each arithmetic function according to a difference in measurement signal input conditions and the like. There is a need. In addition, a measurement terminal device that collects and transmits a large number of measurement signals has a problem that the hardware configuration is complicated and the size is increased.

【0007】また、システムの違いによって計測端末装
置へ要求される機能が異なり、少しの数値仕様が異なる
場合にも計測端末装置の再設計などを必要とし、システ
ムの構築にはコストアップの問題があった。
Further, the functions required of the measuring terminal device are different depending on the system, and even if the numerical specifications are slightly different, redesigning of the measuring terminal device is required. there were.

【0008】さらに、ハードウェア構成では、経年変化
などで動作が不安定になり易く、保守点検にも多くの負
担が強いられる。
Further, in the hardware configuration, the operation tends to be unstable due to aging or the like, and a heavy burden is imposed on maintenance and inspection.

【0009】本発明の目的は、上記の課題を解決した計
測端末装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a measuring terminal device which solves the above-mentioned problems.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による計測端末装
置は、各種計測アナログ信号を一旦ディジタル量に変換
して収集し、ディジタル演算によって各種の演算を行
い、演算結果を再びアナログ信号に戻して上位の装置に
伝送するようにし、これら演算機能をソフトウェア構成
で実現することで装置の小型化を図り、演算機能の変更
等には外部からプログラムの変更(書替え)で済むよう
にすることで演算機能別の設計を不要にしたもので、以
下の構成を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A measuring terminal device according to the present invention converts various measured analog signals into digital quantities once, collects them, performs various calculations by digital calculation, and returns the calculation results to analog signals again. By transmitting the data to a higher-level device and realizing these calculation functions in a software configuration, the size of the device can be reduced. The calculation functions can be changed by externally changing (rewriting) a program. It eliminates the need for design for each function and features the following configuration.

【0011】アナログ信号になる各種の計測信号に対し
て各種の機能演算を行い、この演算結果をアナログ伝送
路を介して上位の装置に伝送する計測端末装置であっ
て、前記各計測信号をディジタル量に変換して取り込む
入力手段と、前記ディジタル量に変換された各計測信号
に対してソフトウェア構成で演算機能毎にディジタル演
算する演算手段と、前記演算結果をアナログ信号に変換
して前記アナログ伝送路に出力する出力手段とを備えた
ことを特徴とする。
[0011] A measurement terminal device that performs various functional calculations on various measurement signals that become analog signals and transmits the calculation results to a higher-level device via an analog transmission path. Input means for converting into a quantity, taking in the digital signal, computing means for performing a digital computation for each computation function with a software configuration for each measurement signal converted to the digital quantity, and converting the computation result into an analog signal and transmitting the analog signal Output means for outputting to a road.

【0012】また、前記プログラムと設定データは、外
部から前記データ記憶部にダウンロードして演算機能を
変更する手段を備えたことを特徴とする。
Further, the program and the setting data are provided with means for externally downloading the program and the setting data to the data storage unit to change the arithmetic function.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
計測端末装置10のブロック構成図であり、各計測信号
に対する演算機能をソフトウェア構成で実現するマイク
ロプロセッサ構成とする。
FIG. 1 is a block diagram of a measuring terminal device 10 according to an embodiment of the present invention. The measuring terminal device 10 has a microprocessor configuration for realizing a calculation function for each measurement signal by a software configuration.

【0014】アナログ入出力回路1は、各種計測器から
のアナログ計測信号を時分割で切り替えて取り込み、各
計測信号をディジタル信号に変換(A/D変換)してデ
ィジタル演算部2のメモリに転送する。また、アナログ
入出力回路1は、ディジタル演算部2からの演算結果に
なるディジタルデータが転送されたときに、このデータ
をアナログ信号に変換(D/A変換)してアナログ伝送
路の信号仕様に変更して出力する。
The analog input / output circuit 1 switches and takes in analog measurement signals from various measuring instruments in a time-division manner, converts each measurement signal into a digital signal (A / D conversion), and transfers it to the memory of the digital operation unit 2. I do. The analog input / output circuit 1 converts the data into an analog signal (D / A conversion) when digital data, which is a calculation result from the digital calculation unit 2, is transferred from the digital calculation unit 2 to meet the signal specifications of the analog transmission line. Change and output.

【0015】このような機能をもつアナログ入出力回路
1は、例えば、入力回路はマルチプレクサとサンプルホ
ールド回路とA/D変換器で構成され、入力アナログ信
号をディジタルデータへ変換する。また、出力回路は、
データバッファとD/A変換器とアナログ送信回路で構
成され、入力ディジタルデータをアナログ信号へ変換す
る。
In the analog input / output circuit 1 having such a function, for example, the input circuit is composed of a multiplexer, a sample hold circuit, and an A / D converter, and converts an input analog signal into digital data. The output circuit is
It is composed of a data buffer, a D / A converter, and an analog transmission circuit, and converts input digital data into an analog signal.

【0016】ディジタル演算部2は、書替え可能な半導
体メモリを含む構成のデータ記憶部2にバス結合され、
データ記憶部3に書替え可能にして記憶するプログラム
と設定データを使って、各計測信号の同期した取り込み
のための入出力回路1の制御と、各計測信号に対する個
別の演算実行と、演算結果を入出力回路1に順次転送す
る制御を行う。
The digital operation unit 2 is bus-connected to a data storage unit 2 having a configuration including a rewritable semiconductor memory.
Using a program and setting data that are rewritably stored in the data storage unit 3, control of the input / output circuit 1 for synchronously capturing each measurement signal, execution of individual calculations for each measurement signal, and calculation results Control for sequentially transferring data to the input / output circuit 1 is performed.

【0017】ディジタル演算部2とデータ記憶部3によ
り実現する演算機能は、従来と同じに、複数の計測信号
同士の加減算、比率演算、積算、乗除算、開平演算、温
度/圧力補正演算などであり、これらは演算プログラム
の実行によりなされる。
The operation functions realized by the digital operation unit 2 and the data storage unit 3 are the same as those of the prior art, such as addition and subtraction of a plurality of measurement signals, ratio operation, integration, multiplication / division, square root operation, temperature / pressure correction operation, and the like. These are performed by executing an arithmetic program.

【0018】なお、計測端末装置10としては、上位の
装置になる親局や制御装置本体に対するデータ伝送に際
して、所定の通信プロトコルに従った通信が要求される
場合にはその機能もソフトウェア構成で設ける。
When data according to a predetermined communication protocol is required for data transmission to a master station or a control device main body which is a higher-level device, the function of the measuring terminal device 10 is also provided by a software configuration. .

【0019】以上の構成によれば、アナログ信号になる
各計測信号を入出力回路1によって一旦ディジタルデー
タに変換し、このディジタルデータによる各種の機能演
算を行い、演算結果をアナログ信号に戻して上位の装置
に伝送する。
According to the above configuration, each measurement signal that becomes an analog signal is temporarily converted into digital data by the input / output circuit 1, various functions are calculated based on the digital data, and the calculation result is returned to the analog signal to be converted to an analog signal. To the device.

【0020】これにより、計測端末装置10は、要求さ
れる各種の演算機能毎のハードウェア回路が不要にな
り、構成要素の簡略化とその小型化を図ることができ
る。また、使用する演算機能は、データ記憶部3に書込
むプログラムによって任意に変更できるし、新たな機能
の追加が容易になり、計測端末装置へ要求される機能の
違いや、数値仕様が異なる場合にもデータの書替えで済
み、計測端末装置の再設計などが不要になる。さらに、
経年変化などで動作が不安定になることなく、保守点検
をほとんど不要にする。
As a result, the measuring terminal device 10 does not require a hardware circuit for each of the various required arithmetic functions, and the components can be simplified and the size thereof can be reduced. In addition, the arithmetic function to be used can be arbitrarily changed by a program written in the data storage unit 3, and new functions can be easily added. When the function required for the measurement terminal device is different or the numerical specification is different. In addition, the data can be rewritten, eliminating the need to redesign the measurement terminal device. further,
Operation is not unstable due to aging, etc., and maintenance is almost unnecessary.

【0021】図2は、計測端末装置を上位のホストコン
ピュータと結合した計測システムの構成例を示す。少な
くとも1つの計測端末装置10とホストコンピュータ1
1とはアナログ伝送路12で結合され、計測端末装置1
0で入力した各種計測信号およびその演算結果を伝送路
12の伝送仕様に合わせてホストコンピュータ11に送
信し、ホストコンピュータ11では受信したアナログ信
号をディジタルデータに変換して取り込み、ディジタル
量による各種の処理を行う。
FIG. 2 shows an example of the configuration of a measurement system in which a measurement terminal device is connected to a host computer at a higher level. At least one measurement terminal device 10 and host computer 1
1 is connected to the measurement terminal device 1 by an analog transmission line 12.
The various measurement signals input at 0 and the calculation results thereof are transmitted to the host computer 11 in accordance with the transmission specifications of the transmission line 12, and the host computer 11 converts the received analog signals into digital data and takes them in. Perform processing.

【0022】逆に、ホストコンピュータ11による計測
制御を行う場合には、ホストコンピュータ11からアナ
ログ伝送路12を介して計測端末装置10の入出力回路
1へアナログ制御信号を伝送し、この制御信号を基にし
て、ディジタル演算部2が計測制御を実行する。
Conversely, when performing measurement control by the host computer 11, an analog control signal is transmitted from the host computer 11 to the input / output circuit 1 of the measurement terminal device 10 via the analog transmission line 12, and the control signal is transmitted. Based on this, the digital operation unit 2 executes measurement control.

【0023】ここで、計測端末装置10には、その前面
パネル10Aにデータ通信用コネクタ10Bを設ける。
このコネクタ10Bは、図1中に接続態様を示すよう
に、インタフェース回路10Cを介してディジタル演算
部2およびデータ記憶部3にバス結合され、データ記憶
部3内のプログラムおよび設定データの書替えのための
ダウンロードを可能にする。
Here, the measuring terminal device 10 is provided with a data communication connector 10B on the front panel 10A.
As shown in FIG. 1, the connector 10B is bus-connected to the digital operation unit 2 and the data storage unit 3 via the interface circuit 10C to rewrite programs and setting data in the data storage unit 3. Enables downloading.

【0024】これら情報のダウンロードは、携帯型パソ
コン13をデータロガーとして信号ケーブル13Aによ
りコネクタ接続し、パソコン13側からの情報通信で行
われる。このデータ記憶部3の書替えは、パソコン13
の設定画面から前記の各演算機能を選択および必要な設
定データ値をキー入力し、データ通信の実行でなされ
る。
The downloading of the information is performed by information communication from the personal computer 13 by connecting the portable personal computer 13 as a data logger with a connector via a signal cable 13A. The rewriting of the data storage unit 3 is performed by the personal computer 13
Is selected by selecting each arithmetic function from the setting screen and inputting necessary setting data values by key, and executing data communication.

【0025】なお、データ記憶部3の書替えは、ホスト
コンピュータ11からのアナログデータ伝送によりダウ
ンロードすることもできる。
The rewriting of the data storage unit 3 can be downloaded by transmitting analog data from the host computer 11.

【0026】図3は、本発明の他の実施形態を示し、演
算処理プログラムを内蔵した計測端末装置10のブロッ
ク構成を示す。計測端末装置10には不揮発性半導体メ
モリ4をバス結合で内蔵し、さらにパネル面にディップ
スイッチ5を設け、このディップスイッチ5にはインタ
フェース回路6によってバスに結合しておく。メモリ4
には各計測信号に対する全ての演算処理プログラムを機
能別に書込んでおき、こられプログラムのうち、ディッ
プスイッチ5で指定されるプログラムをディジタル演算
部2が判定し、指定されたプログラムをメモリ4から読
み出して演算処理を実行する。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, and shows a block configuration of a measuring terminal device 10 having a built-in arithmetic processing program. The non-volatile semiconductor memory 4 is built in the measurement terminal device 10 by bus connection, and a dip switch 5 is provided on the panel surface. The dip switch 5 is connected to the bus by an interface circuit 6. Memory 4
, All arithmetic processing programs for each measurement signal are written by function, and among these programs, the digital arithmetic unit 2 determines the program specified by the dip switch 5 and stores the specified program from the memory 4. Read and execute arithmetic processing.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、各種計
測アナログ信号を一旦ディジタル量に変換して収集し、
ディジタル演算によって各種の演算を行い、演算結果を
再びアナログ信号に戻して上位の装置に伝送するように
したため、各種の演算機能をソフトウェア構成で実現で
き、各演算機能別のハードウェア回路が不要になり、装
置の小型化、コストダウンを図ることができる。
As described above, according to the present invention, various measured analog signals are temporarily converted into digital quantities and collected,
Various operations are performed by digital operation, and the operation results are converted back to analog signals and transmitted to the higher-level device. Therefore, various operation functions can be realized with a software configuration, eliminating the need for a hardware circuit for each operation function. Therefore, the size and cost of the device can be reduced.

【0028】また、演算機能の変更等には外部からプロ
グラムの変更で済み、演算機能別の再設計が不要にな
る。
Further, the change of the arithmetic function or the like can be achieved only by changing the program from the outside, and the redesign for each arithmetic function is not required.

【0029】また、経年変化などで動作が不安定になる
ことがなく、保守点検がほとんど不要になる。
Further, the operation does not become unstable due to aging or the like, and maintenance and inspection are almost unnecessary.

【0030】特に、計測信号をアナログ伝送する既設の
遠方監視制御システムや制御システムでは、既存の計測
端末装置を交換するのみで済む。
Particularly, in an existing remote monitoring control system or control system that transmits a measurement signal in an analog manner, it is only necessary to replace an existing measurement terminal device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を示す計測端末装置のブロッ
ク構成図。
FIG. 1 is a block configuration diagram of a measurement terminal device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の計測端末装置による計測システムの構
成例。
FIG. 2 is a configuration example of a measurement system using the measurement terminal device of the present invention.

【図3】本発明の他の実施形態を示す計測端末装置のブ
ロック構成図。
FIG. 3 is a block diagram of a measuring terminal device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1…入出力回路 2…ディジタル演算部 3…データ記憶部 4…不揮発性半導体メモリ 5…ディップスイッチ 6、10C…インタフェース回路 10…計測端末装置 10B…データ通信用コネクタ 13…携帯型パソコン[Description of Signs] 1 ... I / O circuit 2 ... Digital operation unit 3 ... Data storage unit 4 ... Nonvolatile semiconductor memory 5 ... Dip switch 6, 10C ... Interface circuit 10 ... Measurement terminal device 10B ... Data communication connector 13 ... Portable Type personal computer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アナログ信号になる各種の計測信号に対
して各種の機能演算を行い、この演算結果をアナログ伝
送路を介して上位の装置に伝送する計測端末装置であっ
て、 前記各計測信号をディジタル量に変換して取り込む入力
手段と、 前記ディジタル量に変換された各計測信号に対してソフ
トウェア構成で演算機能毎にディジタル演算する演算手
段と、 前記演算結果をアナログ信号に変換して前記アナログ伝
送路に出力する出力手段とを備えたことを特徴とする計
測端末装置。
1. A measurement terminal device for performing various function calculations on various measurement signals that become analog signals and transmitting the calculation results to a higher-level device via an analog transmission path. An input means for converting the measurement result into a digital quantity, capturing the measurement signal converted into the digital quantity, performing a digital calculation for each calculation function with a software configuration for each calculation function, converting the calculation result into an analog signal, An output means for outputting to an analog transmission path.
【請求項2】 前記プログラムと設定データは、外部か
ら前記データ記憶部にダウンロードして演算機能を変更
する手段を備えたことを特徴とする計測端末装置。
2. A measuring terminal device, comprising: means for externally downloading the program and setting data to the data storage unit to change an arithmetic function.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015005043A (en) * 2013-06-19 2015-01-08 株式会社東芝 Data repeater
US9869988B2 (en) 2014-03-07 2018-01-16 Mitsubishi Electric Corporation Programmable controller system for performing analog-to-digital conversion based on an adjustable conversion characteristic table

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