(57)【要約】【課題】漏洩電流による外乱を速やかに検出できる通信システムを提供する。【解決手段】信号処理部２０では、受信抵抗器１３および受信抵抗器１４により発生する電圧信号Ｖ２をＡＤ変換し、プロセス値として出力する。また、信号処理部２０では、電圧信号Ｖ１および電圧信号Ｖ２に基づく演算を実行し、ＨＡＲＴ送受信回路１１や結合コンデンサ１２の故障により発生する漏洩電流を検出する。【選択図】図１
2008108017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電流と交流信号とを重畳し、通信バスを介して通信を行う通信システムにおいて、
前記バスを介して伝送された直流電流を受信する受信手段と、
前記交流信号を、前記通信バスを介して送受信する送受信回路と、
前記送受信回路からの、前記受信手段へ影響を与える漏洩電流を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記検出手段は、前記漏洩電流が流れる経路上に配置された抵抗器と、
前記抵抗器に発生する電圧に基づいて前記漏洩電流を検知する信号処理部と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記受信手段は、前記抵抗器を用いて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電流と交流信号とを重畳した通信を行う通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセスオートメーション用制御機器として、ＨＡＲＴ通信協会が提唱しているＨＡＲＴ機器が各社より各種販売されている。ＨＡＲＴ機器では、古くからの業界標準であったアナログ４−２０ｍＡ信号に１．２ｋＨｚおよび２．２ｋＨｚの周波数信号を重畳した信号により外部と通信を行うことができる。
【０００３】
図３は、伝送器などの外部機器からの直流電流信号を受ける電流入力モジュールの構成を示している。外部機器３０からの直流電流信号は、通信バス３１を介して電流入力モジュール４０に入力され、受信抵抗４３により電圧信号Ｖ０に変換される。その電圧信号Ｖ０をＡＤ変換した値をプロセス値として取り扱う。
【０００４】
一方、電流入力モジュール４０には、上記の周波数信号を送受信するＨＡＲＴ送受信回路４１が設けられ、直流信号を遮断するための結合コンデンサ４２を介して通信バス３１に接続されている。
【０００５】
特許文献１には、ＨＡＲＴ機器を分散型制御システムに接続するためのＨＡＲＴ機器通信装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１８８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ＨＡＲＴ送受信回路４１や結合コンデンサ４２の故障により発生した漏洩電流により、直流電流信号に外乱が与えられた場合、外部機器３０の真のプロセス値とは異なる値がプロセス値として認識される。図４は直流電流信号への外乱を例示しており、故障により生じた漏洩電流により直流電流信号がオフセットし、プロセス値が誤認される様子を示している。このような場合には、電流入力モジュール４０から誤った入力値（プロセス値）が上位に伝達されてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、漏洩電流による外乱を速やかに検出できる通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の通信システムは、直流電流と交流信号とを重畳し、通信バスを介して通信を行う通信システムにおいて、前記バスを介して伝送された直流電流を受信する受信手段と、前記交流信号を、前記通信バスを介して送受信する送受信回路と、前記送受信回路からの、前記受信手段へ影響を与える漏洩電流を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
この通信システムによれば、送受信回路からの漏洩電流を検出するので、漏洩電流に基づく外乱を速やかに検出することができる。
【００１０】
前記検出手段は、前記漏洩電流が流れる経路上に配置された抵抗器と、前記抵抗器に発生する電圧に基づいて前記漏洩電流を検知する信号処理部と、を具備してもよい。
【００１１】
前記受信手段は、前記抵抗器を用いて構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の通信システムによれば、送受信回路からの漏洩電流を検出するので、漏洩電流に基づく外乱を速やかに検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１および図２を参照して、本発明による通信システムの一実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、一実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、通信バス３１を介して外部機器３０に接続された電流入力モジュール１０を備える。
【００１６】
電流入力モジュール１０は、１．２ｋＨｚおよび２．２ｋＨｚの周波数信号を送受信するＨＡＲＴ送受信回路１１と、ＨＡＲＴ送受信回路１１および通信バス３１間で直流成分を遮断する結合コンデンサ１２と、直列接続された受信抵抗器１３および受信抵抗器１４と、受信抵抗器１３および受信抵抗器１４により発生する電圧信号Ｖ１および電圧信号Ｖ２に基づく演算を行う信号処理部２０と、を備える。
【００１７】
受信抵抗器１３、受信抵抗器１４および信号処理部２０は検出手段として機能する。
【００１８】
信号処理部２０では、受信抵抗器１３および受信抵抗器１４により発生する電圧信号Ｖ２または電圧信号Ｖ１をＡＤ変換し、プロセス値として出力する。
【００１９】
また、信号処理部２０では、電圧信号Ｖ１および電圧信号Ｖ２に基づく演算を実行し、ＨＡＲＴ送受信回路１１や結合コンデンサ１２の故障により発生する漏洩電流を検出する。
【００２０】
漏洩電流は受信抵抗器１４のみに流れ、受信抵抗器１３には流れないため、受信抵抗器１３の抵抗値をＲ２、受信抵抗器１４の抵抗値をＲ１、外部機器３０が出力する電流信号をＩ、漏洩電流をＩａとすると、
電圧信号Ｖ１＝（Ｉ＋Ｉａ）×Ｒ１
電圧信号Ｖ２＝（Ｉ＋Ｉａ）×Ｒ１＋Ｉ×Ｒ２
である。
【００２１】
したがって、漏洩電流がない場合には、電圧信号Ｖ２／電圧信号Ｖ１の値（電圧信号Ｖ１と電圧信号Ｖ２の比）が、（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１となる。しかし、漏洩電流がある場合には、電圧信号Ｖ１と電圧信号Ｖ２の比に誤差が生じ、上記の値からずれる。このため、漏洩電流を速やかに検出することができる。漏洩電流が検出されるとプロセス値の出力を停止することにより、上位側への誤ったプロセス値の出力を回避できる。
【００２２】
図２は、別の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図２の例では、電流入力モジュール１０Ａは、１．２ｋＨｚおよび２．２ｋＨｚの周波数信号を送受信するＨＡＲＴ送受信回路１１と、ＨＡＲＴ送受信回路１１および通信バス３１間で直流成分を遮断する結合コンデンサ１５と、結合コンデンサ１５と直列に接続された検出抵抗器１６と、直流電流を電圧に変換する受信抵抗器１７と、検出抵抗器１６および受信抵抗器１７により発生する電圧信号Ｖ３および電圧信号Ｖ４に基づく演算を行う信号処理部２０Ａと、を備える。
【００２４】
検出抵抗器１６および信号処理部２０Ａは検出手段として機能する。また、受信抵抗器１７は検出手段として機能する。
【００２５】
信号処理部２０Ａでは、受信抵抗器１７により発生する電圧信号Ｖ３をＡＤ変換し、プロセス値として出力する。
【００２６】
また、信号処理部２０Ａでは、検出抵抗器１６に発生する電圧信号Ｖ３−電圧信号Ｖ４をモニタし、漏洩電流を検出する。正常時には電圧信号Ｖ３−電圧信号Ｖ４がゼロであるため、電圧信号Ｖ３−電圧信号Ｖ４の値に基づいて漏洩電流の発生を迅速に検出することができる。漏洩電流が検出されるとプロセス値の出力を停止することにより、上位側への誤ったプロセス値の出力を回避できる。
【００２７】
以上説明したように、上記実施形態の通信システムによれば、漏洩電流に基づく電圧変動を検知して漏洩電流を検出しているので、故障検出に関する自己診断機能を向上させることができる。また、誤った情報の出力を防止することができる。
【００２８】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、直流電流と交流信号とを重畳したバスを介して通信を行う通信システムに対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態の通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】別実施形態の通信システムの構成を示すブロック図。
【図３】従来の通信システムの構成を示すブロック図。
【図４】直流電流信号への外乱を例示する図。
【符号の説明】
【００３０】
１１    ＨＡＲＴ送受信回路（送受信回路）
１３，１４，１６  受信抵抗器（受信手段、検出手段）
１７    検出抵抗器（検出手段）
２０    信号処理部（検出手段）
３１    通信バス
【図１】
2008108017.tif 000003
【図２】
2008108017.tif 000004
【図３】
2008108017.tif 000005
【図４】
2008108017.tif 000006