传送器及其复制方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种传送器，无需增加任何的硬件构件，即可复制它的内部信号处理功能。这一传送器利用多个计算步骤，将输入信转换成输出信号，并包含反向计算机构，用以使朝反方向执行多个的计算步骤。

Transmitter and its reproduction method

An object of the present invention is to provide a transmitter capable of reproducing an internal signal processing function without adding any hardware component. The transmitter utilizes a plurality of calculation steps to convert an input signal into an output signal and includes a reverse computing mechanism for performing a plurality of calculation steps in the opposite direction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种传送器，其利用具多数步骤计算的机构，将关联于程序变量的输入信号，转换成预定的输出信号；以及关于复制该传送器的方法。
技术介绍
公知技术文献中，有关于利用具多数步骤计算的机构，将关联于程序变量的输入信号转换成预定的输出信号的传送器，例如振动式差压传送器，包括有如下非专利文献横河技报Vol.36 No.1(1992)P21-P28，“DPharp电子式差压传送器”。近来，正在促进安全装置系统(SIS)的标准化，用以保护人体免于伤害、以及用以保护环境和设备。结果造成市场对下述传送器的需求，该传送器能满足于安全整体等级(safety integrity level，SIL)第2级“也就是说，危险降低系数(RRF)(即操作要求的失败机率的倒数)，会落在100至1000的范围”。为了符合这一市场需求，于要求安全性及可靠性的系统中，通常使用2台以上的传送器。如果传感器具高可靠性，且不要求双重冗余(dual redundant)化，则该传送器本身可以为单数个，而其信号处理功能为可复制。图1为一功能方块图，显示具有复制内部信号处理功能的公知技术差压传送器的例子。一由实线所圈住的区域A，表示2线式差压传送器，该差压传送器，被输入一程序变量PV(压力、差压等)，传送4-20mA的电流输出信号Io，并具有与主机通信的功能、及通知该传送器本身的异常与从该主机取得信息的功能。在差压传送器A中，符号1表示振动式压力传感器，用以输出关联于程序变量PV的2个频率信号。由于该传感器的构造与工作原理，已揭示在上述的非专利文献1中，以下并不再做详述。符号2与3分别表示已双重冗余化的第1与第2计算器，并从压力传感器1分别输入2个频率而加以计数。符号4与5分别表示已双重冗余化的第1与第2微处理器，分别从第1计算器2与第2计算器3，输入脉冲信号并加以计算。在第1微处理器4中，符号41表示第1计算机构，用以对来自第1计算器2的脉冲信号，进行多数步骤计算以及脉冲宽度调制，而产生计算值输出Do1；同样地，在第2微处理器5中，符号51表示第2计算机构，用以对来自第2计算器3的脉冲信号，进行多数步骤计算以及脉冲宽度调制，而产生计算值输出Do2。符号6表示EFPROM，用以保留系数等，而能够在由第1计算机构41所进行的修正计算期间，被予以参照。ROM7与ROM8为存储机构，使用在第1计算机构41所执行的计算。同样地，符号9表示EFPROM，用以保留系数等，而能够在由第2计算机构51所进行的修正计算期间，被予以参照。ROM10与ROM11为存储机构，使用在第2计算机构51所执行的计算。第1微处理器4为主处理器，在正常状态下，该处理器的第1计算机构41的计算值输出Do1，会被转换成电流输出信号Io并被传送出；而第2微处理器5为次处理器，该处理器的第2计算机构51的计算值输出Do2，功能仅为检查其与第1计算机构41的计算值输出Do1的一致性。在第1微处理器4中，符号42表示比较器，且第1计算机构41的计算值输出Do1与第2计算机构51的计算值输出Do2皆被输入至比较器42。然后，在预定条件下，检查输出Do1与Do2间的一致性。若在该多个两输出间发现有任何的不一致，则输出警告指令AL。符号43表示输出选择器，用以在预定状态下选择第1计算机构41的计算值输出Do1。当接受到来自比较器42的警告指令AL时，输出选择器43会选择来自警告信号发生器44的烧毁信号Da，并将该信号输入至输出机构12。符号13为指示器，用以处理第1微处理器4所提供的信息。在经由输出选择器43来输入第1计算机构41的计算值输出Do1的正常状态下，输出机构12会将数字计算值输出Do1转换成模拟值，产生具有4-20mA变化范围(span)的电流输出信号Io，并将该信号传送至外部的传送线路14。在经由输出选择器43从警告信号发生器44输入烧毁信号Da的非正常状态下，输出机构12会将数字烧毁信号Da转换成模拟值，产生具3.2mA或21.6mA的烧毁电流输出信号，并将该信号传送至外部的传送线路14。符号15表示插入在传送线路14内的外部DC电源装置；符号16表示连接至传送线路14的维修用携带式通信器；符号17表示同样连接在传送线路14的主机；符号18表示连接在输出机构12的通信接口。通信接口18与第1微处理器4进行通信，并利用重叠于传送线路14的数字信号，通知主机17有异常发生，而从主机获得各种情报。接着，针对在第1计算机构41与第2计算机构51所执行的多数步骤计算的细节，将藉由以第1计算机构41为代表例来加以说明。首先，从来自第1计算器2的脉冲信号，来计算出传感器频率fc及fr。在第1步骤计算41a中，依据下列方程式，该方程式使用已算出的fc及fr与代表传感器特性的常数A、B及C，来计算出差压信号X。X=A·fc2+B·fr2+C---(Eq.1-1)]]>在第2步骤计算41b中，依据下列方程式使用已算出的X值与修正系数Ki，该修正系数Ki为动态的系数取决于温度及静压并储存在EEPROM6，来计算对温度及静压进行修正的差压dpcomp。dpcomp=Σi=0mki·Xi---(Eq.1-2)]]>在第3步骤计算41c中，对已算出值的dpcomp，依据下列方程式，来计算出已被尺度化在urv(100％)至lrv(0％)的使用者指定范围的差压dpscaled。dpscaled=dpcomp-lrvurv-lrv---(Eq.1-3)]]>在第4步骤计算41d中，依据下述多项式，使用已算出值的dpcomp及储存在EEPROM6且取决于温度的动态的修正系数Ci，来计算被脉冲调制的数字信号pwm。pwm=Σi=0nci·dpscaledi---(Eq.1-4)]]>将经由上述讨论的四个步骤所计算出的数字信号pwm的值，输入至比较器42作为第1微处理器4的计算值输出Do1；并且经由输出选择器43输入至输出机构12，而转换成4-20mA的电流输出信号Io。基于多数计算步骤51a至51d的计算，其中该多个计算步骤皆是由第2微处理器5的第2计算机构51执行且皆输入有来自第2计算器3的脉冲信号，相同于基于多数计算步骤41a至41b的计算，其中该多个计算步骤皆是由如上所述的第1微处理器的第1计算机构41执行。将计算值输出Do2导入至比较器42并与Do1进行比较。比较器42会比较计算值输出Do1和Do2。如果该多个输出超过了预定允许条件且不一致时，比较器会判断该情况为传送异常，输出警告指令AL，使输出选择器43切换至警告信号发生器44，导致电流输出信号Io进入烧毁状态，并通知主机17有传送器异常。符号45表示自我诊断机构，用以执行压力传感器1的异常诊断(在振动式传感器时的频率异常或振动停止)；或者是当计算器2或3的信号停止、或者一段特定的期间内传送器输出中断或没有改变时，检查微处理器本身确认操作异常的可能性。若自我诊断机构45检测到任何异常，它会将信号Ds传送至输出选择器43，导致电流输出信号Io进入至烧毁状态。使用于一要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传送器，用以接收一程序变量的输出，并藉由执行多个的计算步骤，将该程序变量转换成预定的输出信号，该传送器包含：反向计算机构，用以朝向与通常计算方向相反的方向进行该多个的计算步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉野广树，小山越太郎，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]