(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュールにおいて、
複数のＨＡＲＴフィールド機器に各々連結され、該当ＨＡＲＴフィールド機器から直流信号とＨＡＲＴ通信信号が重なった信号が入力されると、入力された信号から直流信号とＨＡＲＴ通信信号を検出して各々出力する複数の入力端処理部と、
前記各入力端処理部から各々出力される直流信号とＨＡＲＴ通信信号を提供される制御信号に応じて順次出力するマルチプレクサーと、
前記マルチプレクサーから順次出力される各チャネル別直流信号を各々デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換処理部と、
前記マルチプレクサーから順次出力される各チャネル別ＨＡＲＴ通信信号を各々復調するＨＡＲＴモデムと、及び
前記マルチプレクサーに制御信号を提供し、前記Ａ／Ｄ変換処理部とＨＡＲＴモデムから出力されるデジタル信号を処理する制御部と、を含むことを特徴とする、差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項２】
前記マルチプレクサーは、
前記各入力端処理部から出力される各チャネル別直流信号を、前記制御部で提供する制御信号に応じて順次前記Ａ／Ｄ変換処理部に出力するアナログマルチプレクサー、及び
前記各入力端処理部から出力される各チャネル別ＨＡＲＴ通信信号を、前記制御部で提供する制御信号に応じて順次前記ＨＡＲＴモデムに出力するＨＡＲＴマルチプレクサー、を含むことを特徴とする請求項１に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項３】
前記各入力端処理部は、直流信号を差動信号で出力し、自身が出力するＨＡＲＴ通信信号の認識に用いられる接地電位が該当ＨＡＲＴフィールド機器の接地電位と同じになるようにする絶縁接地端を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項４】
前記ＨＡＲＴマルチプレクサーは、現在順序のＨＡＲＴ通信信号を認識する時、該当入力端処理部に対応する絶縁接地端の接地電位を利用することを特徴とする、請求項２または３に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項５】
前記入力端処理部は、該当ＨＡＲＴフィールド機器から入力される電流信号を検出する電流検出抵抗と、
前記電流検出抵抗とＨＡＲＴアナログ入力モジュールの接地との間に直列連結された絶縁用キャパシタと絶縁用抵抗と、
該当ＨＡＲＴフィールド機器から入力される電流信号からＨＡＲＴ通信信号を検出するＨＡＲＴ通信信号検出用キャパシタと、及び
差動信号を調節して出力するために、前記電流検出抵抗の両端とＨＡＲＴアナログ入力モジュールの接地との間に各々連結される第１コンディショニング抵抗と第２コンディショニング抵抗と、を含み、
前記絶縁接地端は、前記絶縁用キャパシタと絶縁用抵抗との接点であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項６】
前記ＨＡＲＴマルチプレクサーは、前記各入力端処理部から出力されるＨＡＲＴ通信信号が各々受信される複数の信号入力端、及び前記各入力端処理部の絶縁接地端に各々連結される複数の接地端を含むことを特徴とする、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項７】
前記ＨＡＲＴマルチプレクサーは、前記複数の信号入力端のうち特定の信号入力端と、前記複数の接地端のうち特定の接地端との間に印加されるＨＡＲＴ通信信号を選択的に出力することを特徴とする、請求項２乃至６のいずれか一項に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項８】
前記ＨＡＲＴマルチプレクサーの現在選択された接地端は、ＨＡＲＴ通信信号を認識するために用いる共通接地に連結されることを特徴とする、請求項２乃至７のいずれか一項に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項９】
前記Ａ／Ｄ変換処理部は、差動増幅器とＡ／Ｄ変換機とを含み、
前記差動増幅器は、前記アナログマルチプレクサーから見た前記Ａ／Ｄ変換機の入力インピーダンスを増加させ、前記Ａ／Ｄ変換機から見た前記アナログマルチプレクサーのインピーダンスを減少させることを特徴とする、請求項１または２に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【請求項１０】
前記絶縁用抵抗は、前記電流検出抵抗より１００倍以上大きい抵抗値を有することを特徴とする、請求項５に記載の差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュールに関し、特に、アナログ信号に対する雑音特性が向上した差動構造を維持しながらも効率的にＨＡＲＴ通信が行うことができるようにした入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業現場においてアナログ入力モジュールは、食品包装機械、各種工業窯炉、半導体製造装置、プラスチック成形機械等種々の分野にわたって利用されており、最近、高機能、知能型トランスミッターとこれの効率的管理に対する必要性が増大しながらトランスミッターとＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）通信機能が求められている。
【０００３】
ＰＬＣは、以前に使用されていた制御盤（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐａｎｅｌ）にあるリレー、タイマー、計数器などの機能を集積回路（ＩＣ）とトランジスターなどの半導体素子に代替させ、基本的な順次制御機能に演算機能を追加することによってプログラム制御が可能にした汎用制御装置である。
【０００４】
現在、トランスミッターで最も多く採択されている通信方式は、ＨＡＲＴ（Ｈｉｇｈｗａｙ  Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）通信規約に従う。
【０００５】
ＨＡＲＴ通信方式は、産業標準として用いられる４ｍＡ〜２０ｍＡのアナログ信号にデジタル通信機能が追加された形態で、二線方式計測器の情報利用及び管理に優れた改善効果がある。
【０００６】
ＨＡＲＴ通信方式は、アナログ信号と共に付加的な情報で計測した測定値（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｖａｒｉａｂｌｅ）をデジタル信号で出力する。そして、ＨＡＲＴ通信方式は、各種媒介変数（Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）を設定し、伝送器を遠隔地で矯正（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）でき、故障診断まで可能であって、制御室で現場計測機の作動と関連する豊富な情報を有して、現場の状況をより立体的にモニターすることができる。
【０００７】
最近飛躍的に発展したＰＬＣは、順次分散制御システムの領域に拡張されて行き、これに伴って、分散制御システムで主に用いられたＨＡＲＴ通信機能はＰＬＣでも必要な状況になった。
【０００８】
ＨＡＲＴ通信の物理的な基本形態は、４ｍＡ〜２０ｍＡのアナログ測定信号上に、１２００ｂｐｓの周波数偏移方式（ＦＳＫ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号を低レベルで重複したものである。このようなＨＡＲＴ通信信号の平均値は０であるため、ＦＳＫ信号をアナログ信号に影響を与えないように処理することができる。
【０００９】
一方、ＰＬＣなどの産業用機器に用いられるアナログ入力モジュールが、ＨＡＲＴ通信機能を有する各種ＨＡＲＴフィールド機器と連結される場合、このような製品は、アナログ信号をデジタル信号に変換する機能、及びＨＡＲＴフィールド機器とＨＡＲＴ通信を行う機能を共に備えなければならない。
【００１０】
アナログ入力モジュールでＨＡＲＴ通信信号を作って解釈することは、ＨＡＲＴモデムを介して行われる。この役割が正常に行われるためには、ＨＡＲＴ通信信号の接地電位がアナログ入力モジュールの入力端からＨＡＲＴモデムに伝達されるまで持続的に維持されなければならない。
【００１１】
単一終端（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｅｎｄｅｄ）形態の入力端は、このような条件に必要な構造を提供するが、多チャンネル構造のアナログ入力モジュールに複数のトランスミッターが連結された場合、チャネル間の絶縁状態が壊れる問題と共に、雑音（Ｎｏｉｓｅ）特性の良い差動形態の構造を放棄しなければならない問題を抱いている。
【００１２】
即ち、検出されたＨＡＲＴ通信信号を、ＨＡＲＴモデムで正常に認識するためには、ＨＡＲＴ通信信号の電位がＨＡＲＴ通信信号を処理する各要素で全て同じでなければならず、このために用いられる単一終端構成は、アナログ入力モジュールに連結された各ＨＡＲＴフィールド機器の接地が共通であることを意味する。
【００１３】
例えば、チャネル別に各々連結された複数のＨＡＲＴフィールド機器の接地が全部アナログ入力モジュールの接地に共通連結されて同じ接地電位として作用することになる。
【００１４】
これは、各ＨＡＲＴフィールド機器のうちいずれか一つの接地に異常が発生した場合、構造的に他のＨＡＲＴフィールド機器とアナログ入力モジュールの信号接地にその異常が伝播する可能性があることを意味する。
【００１５】
また、周知のように単一終端形態の信号入力回路では、共通モード（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｅ）雑音を除去できないため、接地が共通である回路では共通モード雑音が流入する経路がチャネルに比例して増加する。
【００１６】
このような問題点を構造的に解決するための一つの方法として、各チャネルが個別的に信号処理回路を有するように構成できるが、この場合、チャネル数だけの信号処理部品が必要となって製作コストが上昇する結果を招く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従って、本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、複数チャネルの信号を共通構成要素を用いて処理し、ＨＡＲＴ通信信号処理に必要な単一終端構成を維持できるようにした入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュールを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、アナログ入力モジュールの入力端を差動で構成すると共に、各チャネルに連結されたＨＡＲＴフィールド機器の接地異常が、他チャネルに影響を及ぼさないようにして、ＨＡＲＴ通信をより一層効率的に運営できるようにした入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するための本発明に係る差動入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュールによれば、複数のＨＡＲＴフィールド機器に各々連結され、該当ＨＡＲＴフィールド機器から直流信号とＨＡＲＴ通信信号が重なった信号が入力されると、入力された信号から直流信号とＨＡＲＴ通信信号を検出して各々出力する複数の入力端処理部、前記各入力端処理部から各々出力される直流信号とＨＡＲＴ通信信号を提供される制御信号に応じて順次出力するマルチプレクサー、前記マルチプレクサーから順次出力される各チャネル別直流信号を各々デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換処理部、前記マルチプレクサーから順次出力される各チャネル別ＨＡＲＴ通信信号を各々復調するＨＡＲＴモデム、及び前記マルチプレクサーに制御信号を提供し、前記Ａ／Ｄ変換処理部とＨＡＲＴモデムから出力されるデジタル信号を処理する制御部を含むことができる。
【００２０】
前記マルチプレクサーは、前記各入力端処理部から出力される各チャネル別直流信号を、前記制御部で提供する制御信号に応じて順次前記Ａ／Ｄ変換処理部に出力するアナログマルチプレクサー、及び前記各入力端処理部から出力される各チャネル別ＨＡＲＴ通信信号を、前記制御部で提供する制御信号に応じて順次前記ＨＡＲＴモデムに出力するＨＡＲＴマルチプレクサーを含む。
【００２１】
前記各入力端処理部は、直流信号を差動信号で出力し、自身が出力するＨＡＲＴ通信信号の認識に用いられる接地電位が該当ＨＡＲＴフィールド機器の接地電位と同じになるようにする絶縁接地端を含む。
【００２２】
前記ＨＡＲＴマルチプレクサーは、現在順序のＨＡＲＴ通信信号を認識する時該当入力端処理部に対応する絶縁接地端の接地電位を利用する。
【００２３】
前記入力端処理部は、該当ＨＡＲＴフィールド機器から入力される電流信号を検出する電流検出抵抗、前記電流検出抵抗とＨＡＲＴアナログ入力モジュールの接地との間に直列連結された絶縁用キャパシタと絶縁用抵抗、該当ＨＡＲＴフィールド機器から入力される電流信号からＨＡＲＴ通信信号を検出するＨＡＲＴ通信信号検出用キャパシタ、及び差動信号を調節して出力するために、前記電流検出抵抗の両端とＨＡＲＴアナログ入力モジュールの接地との間に各々連結される第１コンディショニング抵抗と第２コンディショニング抵抗を含み、前記絶縁接地端は、前記絶縁用キャパシタと絶縁用抵抗との接点である。
【００２４】
前記ＨＡＲＴマルチプレクサーは、前記各入力端処理部から出力されるＨＡＲＴ通信信号が各々入力される複数の信号入力端、及び前記各入力端処理部の絶縁接地端に各々連結される複数の接地端を含む。
【００２５】
前記ＨＡＲＴマルチプレクサーは、前記複数の信号入力端のうち特定の信号入力端と、前記複数の接地端のうち特定の接地端との間に印加されるＨＡＲＴ通信信号を選択的に出力する。
【００２６】
前記ＨＡＲＴマルチプレクサーの現在選択された接地端は、ＨＡＲＴ通信信号を認識するために用いる共通接地に連結される。
【００２７】
前記Ａ／Ｄ変換処理部は、差動増幅器とＡ／Ｄ変換機を含み、前記差動増幅器は、前記アナログマルチプレクサーから見た前記Ａ／Ｄ変換機の入力インピーダンスを増加させ、前記Ａ／Ｄ変換機から見た前記アナログマルチプレクサーのインピーダンスを減少させる機能を行う。
【００２８】
前記絶縁用抵抗は、前記電流検出抵抗より１００倍以上大きい抵抗値を有してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る入力端を有するＨＡＲＴアナログ入力モジュールによれば、ＨＡＲＴアナログ入力モジュールのアナログ信号処理が差動で行われるため、共通モード（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｍｏｄｅ）の雑音が、アナログ信号に影響を及ぼさないようにすることができる。
【００３０】
そして、単一Ａ／Ｄ変換機とＨＡＲＴモデムを有してもチャネル数だけのＡ／Ｄ変換機とＨＡＲＴモデムを用いたのと同様の絶縁特性が得られ、各チャネルに連結されたＨＡＲＴフィールド機器の接地電位に発生したエラーが他チャネルに影響を及ぼさないようにすることができる。
【００３１】
また、本発明は、ＨＡＲＴ通信のための単一終端形態の構成と、アナログ信号の雑音特性を改善するための差動形態の構造を同時に達成して、小コストで信頼性の高い計測とＨＡＲＴ通信を運営できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るＨＡＲＴアナログ入力モジュールに対するブロック構成を示す図面である。
【図２】図１に図示された入力端処理部の詳細回路構成を示す図面である。
【図３】図１に図示されたＨＡＲＴマルチプレクサーの詳細構成を示す図面である。
【図４】図２と図３の構造を反映したＨＡＲＴアナログ入力モジュールの具体的な回路構成を示す図面である。
【図５】図１と図４に示した制御部によってＨＡＲＴマルチプレクサーを制御する過程を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して本発明に係る好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明に係るＨＡＲＴアナログ入力モジュールに対するブロック構成を示す図面である。
【００３５】
図１を参照すると、本発明に係るＨＡＲＴアナログ入力モジュール２００は、多数のＨＡＲＴフィールド機器１１０、１２０、１３０、１４０と連結されるもので、複数の入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０、アナログマルチプレクサー２５０、Ａ／Ｄ変換処理部２６０、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０、ＨＡＲＴモデム２８０、及び制御部２９０を含むことができる。図１には、４個のチャネルを有する例を示したが、チャネルの数は必要に応じて多様に構成されてもよい。
【００３６】
複数のＨＡＲＴフィールド機器１１０、１２０、１３０、１４０各々は、各入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０に１：１対応して連結され、各入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０は、自身と連結されたＨＡＲＴフィールド機器１１０、１２０、１３０、１４０から直流信号とＨＡＲＴ通信信号（変調したデジタル信号）が重なった信号の入力を受けて、該当直流信号とＨＡＲＴ通信信号を各々検出して出力する。ここで、検出された直流信号は、アナログマルチプレクサー２５０に各々出力され、検出されたＨＡＲＴ通信信号は、各々ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０に出力される。
【００３７】
ＨＡＲＴフィールド機器１１０、１２０、１３０、１４０は、センサーやバルブなどＨＡＲＴ通信機能を有する機器であり、各入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０に入力される信号は、４ｍＡ〜２０ｍＡの直流信号にＨＡＲＴ通信信号が重なった信号である。
【００３８】
直流信号は、流量、圧力、温度などの測定値やバルブ開放度などを示す値であり、ＨＡＲＴ通信信号は、デジタルデータがＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式により１２００Ｈｚや２２００Ｈｚの周波数信号に変調した信号である。ＨＡＲＴ通信信号には、必要に応じて多様な情報を載せることができる。
【００３９】
特に、各入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０は、直流信号を差動信号に出力するように構成され、ＨＡＲＴアナログ入力モジュール２００がＨＡＲＴ通信信号の認識に用いる接地電位が、該当入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０に連結されたＨＡＲＴフィールド機器１１０、１２０、１３０、１４０の接地電位と同じになるようにするための絶縁接地端を提供する。
【００４０】
例えば、入力端処理部２１０で検出して出力するＨＡＲＴ通信信号を処理する際、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０とＨＡＲＴモデム２８０など、ＨＡＲＴ通信信号を認識しなければならないＨＡＲＴアナログ入力モジュール２００の全ての要素が入力端処理部２１０の絶縁接地端電位を接地電位として利用することになる。
【００４１】
アナログマルチプレクサー２５０は、各入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０から出力される直流信号を入力を受けて制御部２９０で提供される制御信号に応じて順次出力し、Ａ／Ｄ変換処理を単一構成要素を利用して行えるようにする。この時、アナログマルチプレクサー２５０の入出力信号は差動信号である。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換処理部２６０は、アナログマルチプレクサー２５０から順次出力される直流信号をデジタル信号に変換する。ここで、Ａ／Ｄ変換処理部２６０は、差動増幅器２６１とＡ／Ｄ変換機２６２とを含んでもよい。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換処理部２６０の差動増幅器２６１は、アナログマルチプレクサー２５０から見たＡ／Ｄ変換機２６２の入力インピーダンスを増加させ、Ａ／Ｄ変換機２６２から見たアナログマルチプレクサー２５０のインピーダンスを低くする役割を果たし、Ａ／Ｄ変換機２６２は、差動増幅器２５０から出力される信号をデジタル信号に変換する。
【００４４】
差動増幅器２６１は、差動信号の入力を受けて単一終端形態の出力としてＡ／Ｄ変換機２６２に伝達することもでき、差動信号の入力を受けて差動形態の出力としてＡ／Ｄ変換機２６２に伝達することもできる。
【００４５】
ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０は、各入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０から出力される各ＨＡＲＴ通信信号の入力を受けて、制御部２９０で提供される制御信号に応じて順次ＨＡＲＴモデム２８０に次々と出力し、複数のチャネルに入力されるＨＡＲＴ通信信号を単一ＨＡＲＴモデム２８０を利用して処理できるようにする。ここで、ＨＡＲＴモデム２８０は、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０から順次出力されるＨＡＲＴ通信信号を各々復調処理する。
【００４６】
特に、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０は、現在順序のＨＡＲＴ通信信号を認識して出力する時、該当入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０に対応する絶縁接地端の接地電位を利用するように構成される。即ち、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０は、チャネルの数により構成や形態が変わるが、各チャネルのＨＡＲＴ通信信号を処理する際、該当チャネルに対応する接地電位を個別的に利用するようにスイッチングされる。
【００４７】
制御部２９０は、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等を利用して構成されてもよく、ＨＡＲＴアナログ入力モジュール２００を全体的に制御する。特に、アナログマルチプレクサー２５０とＨＡＲＴマルチプレクサー２７０に制御信号を提供して、複数のチャネルから入力される直流信号とＨＡＲＴ通信信号を順次処理できるようにし、Ａ／Ｄ変換処理部２６０とＨＡＲＴモデム２８０から出力されるデジタル信号を処理する。
【００４８】
図２は、図１に図示した入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０の具体的な回路構成を示す図面である。
【００４９】
図２を参照すると、入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０は、自身と連結されたＨＡＲＴフィールド機器１１０、１２０、１３０、１４０から入力される電流信号を検出するための電流検出抵抗２１１、ＨＡＲＴ通信信号の立場から見て単一終端で動作し、直流信号の立場から見て開放状態になって差動で動作するようにする絶縁用キャパシタ２１２、絶縁用キャパシタ２１２とＨＡＲＴアナログ入力モジュール２００の接地との間に直列連結されてチャネル別に絶縁された信号ループを作る絶縁用抵抗２１３、電流信号に重なっているＨＡＲＴ通信信号を検出するＨＡＲＴ通信信号検出用キャパシタ２１４、差動構造の信号調節のため第１コンディショニング抵抗２１５と第２コンディショニング抵抗２１６を含むことができる。
【００５０】
ＨＡＲＴフィールド機器１１０、１２０、１３０、１４０から入力された電流信号は、電流検出抵抗２１１を介してＨＡＲＴフィールド機器１１０、１２０、１３０、１４０の接地（ＡＧ１）に流れてループ電流１９０を構成し、ループ電流１９０にはＨＡＲＴ通信信号が重なっている。ＨＡＲＴ通信信号は、ＦＳＫ方式で変調されており、１２００Ｈｚと２２００Ｈｚの二種類周波数で１と０を表現する。
【００５１】
キャパシタは、周波数が低いほどインピーダンスが大きくなるため、高周波成分だけがキャパシタを通過することができる。周波数が０である直流成分が流入すると、インピーダンスが無限大になって信号が遮断されるため、交流信号であるＨＡＲＴ通信信号だけがＨＡＲＴ通信信号検出用キャパシタ２１４を通過することができる。
【００５２】
ＨＡＲＴ通信信号検出用キャパシタ２１４は、ＨＡＲＴ通信信号の受信動作と送信動作により区分されて動作するように構成してもよい。例えば、一方は、ＨＡＲＴ送信用として用い、他方は、ＨＡＲＴ受信用として用いてもよい。
【００５３】
絶縁用キャパシタ２１２は、４ｍＡ〜２０ｍＡの直流信号に対しては開放状態で動作するため、４ｍＡ〜２０ｍＡの直流信号は、完全な差動で構成することができる。この時、第１コンディショニング抵抗２１５の接点、及び第２コンディショニング抵抗２１６の接点を介して、アナログマルチプレクサー２５０に差動信号が入力される。
【００５４】
また、交流信号で載せられて来るＨＡＲＴ通信信号の立場から見て、絶縁用キャパシタ２１２は短絡状態で動作し、該当ＨＡＲＴフィールド機器１１０の接地ＡＧ１とＨＡＲＴアナログ入力モジュールの接地ＡＧが、絶縁用キャパシタ２１２を介してカップリングされる形態となる。
【００５５】
従って、ＨＡＲＴアナログ入力モジュール２００でＨＡＲＴ通信信号を認識する時用いる共通接地ＡＧが、該当入力端処理部２１０に連結されたＨＡＲＴフィールド機器１１０の接地ＡＧ１電位と同じになるようにするための絶縁接地端は、絶縁用キャパシタ２１２と絶縁用抵抗２１３の接点Ｓ１Ｂになるように構成することができる。
【００５６】
この時、絶縁用抵抗２１３の抵抗値は、電流検出抵抗２１１の抵抗値より非常に大きく構成することが好ましい。例えば、絶縁用抵抗２１３の抵抗値は、電流検出抵抗２１１に比べて１００倍以上になるように構成することができる。
【００５７】
図３と図４を参照して、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０に係る具体的な実施形態を説明する。
【００５８】
図３は、図１に図示されたＨＡＲＴマルチプレクサーの詳細構成を示す図面であり、図４は、図２と図３の構造を反映したＨＡＲＴアナログ入力モジュールの具体的な回路構成を示す図面である。
【００５９】
図３及び図４を参照すると、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０は、各入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０のＨＡＲＴ通信信号出力端Ｓ１Ａ、Ｓ２Ａ、Ｓ３Ａ、Ｓ４Ａに各々連結されて、各チャネルのＨＡＲＴ通信信号の入力を受ける複数の信号入力端と、各入力端処理部２１０、２２０、２３０、２４０の絶縁接地端Ｓ１Ｂ、Ｓ２Ｂ、Ｓ３Ｂ、Ｓ４Ｂに各々連結される複数の接地端を有する。
【００６０】
ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０のＥＮ端には、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０の動作可否を決める制御信号が入力され、Ａ０とＡ１端にはチャネルを選択する制御信号が入力される。
【００６１】
デコーダーとドライバー２７１は、Ａ０とＡ１端に入力される制御信号に応じて、信号入力端の一つを信号出力端ＤＡにスイッチングし、該当信号出力端に対応する接地端をＨＡＲＴマルチプレクサー２７０の接地出力端ＤＢにスイッチングする。この時、接地出力端ＤＢは共通接地ＡＧに連結されている。
【００６２】
共通接地ＡＧとは、ＨＡＲＴアナログ入力モジュール２００においてＨＡＲＴ通信信号を認識するために共通に用いる接地をいう。
【００６３】
ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０の接地出力端ＤＢは、いずれか一つの入力端処理部が提供する絶縁接地端とも連結されるため、結果的に、共通接地ＡＧは、現在のチャネルに対応するＨＡＲＴフィールド機器の接地（ＡＧ１〜ＡＧ４のうちいずれか一つ）と同じ電位を有する。これは、該当チャネルのＨＡＲＴ通信信号を正しく認識できることを意味する。
【００６４】
ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０の信号出力端ＤＡは、ＨＡＲＴモデム２８０の入力に連結され、ＨＡＲＴモデム２８０に現在チャネルで検出されたＨＡＲＴ通信信号が伝えられる。
【００６５】
図５は、図１及び図４に示した制御部２９０がＨＡＲＴマルチプレクサー２７０を制御する過程の一例を示すフローチャートであり、制御部２９０は、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０のＥＮ、Ａ０、Ａ１値を設定して、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４を介したＨＡＲＴ通信が順に行われるように制御する。
【００６６】
つまり、制御部２９０は、現在順序のチャネルｎを介して通信を行うため（Ｓ３１１）、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０のＥＮ、Ａ０、Ａ１値を設定する（Ｓ３１２）。
【００６７】
ここで、ＥＮは、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０の動作可否を決め、ＥＮがハイ（Ｈｉｇｈ）状態である時、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０が動作すると仮定する。Ａ０とＡ１はどのチャネルを選択するかを決める。
【００６８】
例えば、Ａ０とＡ１端子の状態がロー（Ｌｏｗ）−ロー、ハイ−ロー、ロー−ハイ、ハイ−ハイ状態である時、各々、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４を選択するように構成できる。
【００６９】
すると、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０は、現在選択されたチャネルから受信されるＨＡＲＴ信号をＨＡＲＴモデム２８０に伝達し、ＨＡＲＴモデム２８０がこれを復調することによって、現在チャネルを介したＨＡＲＴ通信が行われる（Ｓ３１３）。
【００７０】
図４を参照すると、チャネル１を介してＨＡＲＴ通信を行う際は、Ｓ１ＡとＳ１Ｂとの間でＨＡＲＴ通信信号が認識され、チャネル２を介してＨＡＲＴ通信を行う際は、Ｓ２ＡとＳ２Ｂとの間でＨＡＲＴ通信信号が認識され、チャネル３を介してＨＡＲＴ通信を行う際は、Ｓ３ＡとＳ３Ｂとの間でＨＡＲＴ通信信号が認識され、チャネル４を介してＨＡＲＴ通信を行う際は、Ｓ４ＡとＳ４Ｂとの間でＨＡＲＴ通信信号が認識される。
【００７１】
即ち、各チャネルの通信順序でＨＡＲＴマルチプレクサー２７０の接地端もＳ１Ｂ、Ｓ２Ｂ、Ｓ３Ｂ、Ｓ４Ｂ順に選択され、ＨＡＲＴマルチプレクサー２７０の接地電位は、ＨＡＲＴモデム２８０の接地電位でもある。
【００７２】
チャネル１を介して通信を行う際に同じ電位を有する接地は、ＡＧ１、Ｓ１Ｂ、ＡＧであり、チャネル２を介して通信を行う際に同じ電位を有する接地は、ＡＧ２、Ｓ２Ｂ、ＡＧであり、チャネル３を介して通信を行う際に同じ電位を有する接地は、ＡＧ３、Ｓ３Ｂ、ＡＧであり、チャネル４を介して通信を行う際に同じ電位を有する接地は、ＡＧ４、Ｓ４Ｂ、ＡＧである。
【００７３】
このように、任意のチャネルでＨＡＲＴ通信が行われる時、接地電位を共有するＨＡＲＴフィールド機器は、ただ一つだけであるため、チャネル間の絶縁特性を維持できるため、あるＨＡＲＴフィールド機器の接地で発生した異常は伝播しない。
【００７４】
上述した実施形態は、本発明の理解を助けるためのものであって、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で当業者によって多様に変形して実施できることは明らかである。
【符号の説明】
【００７５】
１１０、１２０、１３０、１４０    ＨＡＲＴフィールド機器
２００    ＨＡＲＴアナログ入力モジュール
２１０、２２０、２３０、２４０    入力端処理部
２１１    電流検出抵抗
２１２    絶縁用キャパシタ
２１３    絶縁用抵抗
２１４    ＨＡＲＴ通信信号検出用キャパシタ
２１５    第１コンディショニング抵抗
２１６    第２コンディショニング抵抗
２５０    アナログマルチプレクサー
２６０    Ａ／Ｄ変換処理部
２６１    差動増幅器
２６２    Ａ／Ｄ変換機
２７０    ＨＡＲＴマルチプレクサー
２８０    ＨＡＲＴモデム
２９０    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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