(57)【要約】【課題】  ＣＰＵの異常が検出された場合にＣＰＵの動作を確実に停止させ、ＣＰＵの消費電流を確実バーンアウト値に維持できる２線式伝送器を実現する。【解決手段】  ＣＰＵの処理出力を入力し電流出力信号に変換する出力部と、前記ＣＰＵの異常を監視し異常検出時に前記電流出力信号をバーンアウトさせる操作信号を発生する警報装置を有する２線式伝送器おいて、  前記操作信号により、前記出力部への入力を前記ＣＰＵの処理出力からバーンアウト設定出力に切換える第１の切換えスイッチ手段と、  前記操作信号により、前記ＣＰＵのクロック周波数を定常周波数より低い周波数に切換える第２の切換えスイッチ手段と、  前記操作信号の発生期間中、前記ＣＰＵを強制的にリセットさせる強制リセット手段と、を有する。【選択図】                    図１
2005070997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵの処理出力を入力し電流出力信号に変換する出力部と、前記ＣＰＵの異常を監視し異常検出時に前記電流出力信号をバーンアウトさせる操作信号を発生する警報装置を有する２線式伝送器おいて、
前記操作信号により、前記出力部への入力を前記ＣＰＵの処理出力からバーンアウト設定出力に切換える第１の切換えスイッチ手段と、
前記操作信号により、前記ＣＰＵのクロック周波数を定常周波数より低い周波数に切換える第２の切換えスイッチ手段と、
前記操作信号の発生期間中、前記ＣＰＵを強制的にリセットさせる強制リセット手段と、
を有することを特徴とする２線式伝送器。
【請求項２】
前記警報装置は、前記ＣＰＵが正常時に発生する周期的なクリア信号を受信して再トリガされると共に、前記クリア信号が所定期間受信されないときに前記ＣＰＵに対してリセット信号を発信するウォッチドックタイマを有することを特徴とする請求項１記載の２線式伝送器。
【請求項３】
前記警報装置は、前記リセット信号が所定回数発生したときに前記操作信号を発生する警報部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の２線式伝送器。
【請求項４】
前記警報装置は、前記バーンアウト設定出力を発生するＢＯＳ設定部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の２線式伝送器。
【請求項５】
前記第２の切換えスイッチ手段で切換えられる前記ＣＰＵのクロック周波数は、前記ウォッチドックタイマのクロック発生部より供給されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の２線式伝送器。
【請求項６】
前記第２の切換えスイッチ手段で切換えられる前記ＣＰＵのクロック周波数は、前記ＣＰＵの定常周波数より低い周波数を発生するクロック発生部より供給されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の２線式伝送器。
【請求項７】
前記第２の切換えスイッチ手段で切換えられる前記ＣＰＵのクロック周波数は、周波数ゼロの接地電位であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の２線式伝送器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理部にＣＰＵを用いた２線式伝送器におけるＣＰＵ異常時のバーンアウトに関する。
【背景技術】
【０００２】
２線式伝送器におけるＣＰＵ異常時のバーンアウトに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−６０２８７号公報
【０００４】
図４は、従来の２線式伝送器の構成例を示す機能ブロック図である。点線の領域Ａが対象となる２線式伝送器部分である。１は信号処理の主体となるＣＰＵであり、フィールドのセンサ２による物理量の測定信号をＡＤ変換器３を介して入力し、処理出力ＯＵＴ１を発生する。
【０００５】
４は、ＣＰＵ１の異常を監視する監視装置であり、ウォッチドッグタイマ４１、警報部４２、ＢＯＳ設定部４３よりなる。５は、ＣＰＵ１のクロック信号ＣＬＫ１を発生するクロック発生部、６はウォッチドッグタイマ４１のクロック信号ＣＬＫ２を発生するクロック発生部である。
【０００６】
図５は、監視装置４の動作を説明するタイムチャートである。（Ａ）は、ＣＰＵ１が動作しているときに発生する周期的クリア信号ＣＬＲの波形であり、ウォッチドッグタイマ４１の動作時間より短い周期を有し、ウォッチドッグタイマ４１に入力され、周期的にこれをクリアし再トリガする。
【０００７】
図５（Ｂ）は、ウォッチドッグタイマ４１より発生するＣＰＵ１のリセット信号ＲＳの波形である。このリセット信号ＲＳは、時刻ｔ１よりＣＬＲの入力がない状態がウォッチドッグタイマ４１の動作時間Ｔに達した時刻ｔ２で発生し、以下時間Ｔの経過ごとに発生してＣＰＵ１に供給される。
【０００８】
図５（Ｃ）は、警報部４２より発生するバーンアウト操作信号ＢＯＳの波形である。警報部４２はウォッチドッグタイマ４１より発生するリセット信号ＲＳを入力してカウントし、カウント値が所定値を超えた時刻ｔ３にバーンアウト操作信号ＢＯＳを発生する。
【０００９】
図４に戻り、警報装置４内のＢＯＳ設定部４３は、２線式伝送器の電流出力Ｉｏｕｔを定常状態のスパン例えば４〜２０ｍＡの下限値４ｍＡ以下の値（バーンアウト値）に強制的に低下させるためのバーンアウト設定出力ＯＵＴ２を発生する。
【００１０】
７は、バーンアウト操作信号ＢＯＳで操作される切換えスイッチ手段であり、ＣＰＵ１の処理出力ＯＵＴ１又はＢＯＳ設定部４３の設定出力ＯＵＴ２を選択的に切換えて出力部８に入力させる。通常の動作時では図示のようにＯＵＴ１を選択し、ＢＯＳの発生時にはＯＵＴ２を選択する。
【００１１】
出力部８は、通常の動作時では切換えスイッチ手段７を介してＣＰＵ１の処理出力ＯＵＴ１を入力し、ＤＡ変換処理をした後に一対の伝送線１０, １０´を介して遠隔地の受信装置１１に所定スパン（例えば４〜２０ｍＡ）の電流出力Ｉｏｕｔを発信する。警報部４２よりバーンアウト操作信号ＢＯＳが発生した場合はバーンアウト設定出力ＯＵＴ２を入力し、電流出力Ｉｏｕｔをバーンアウト値（例えば３.５ｍＡ）に低下させる。
【００１２】
９は伝送器各部への動作電圧を供給する電源部であり、全消費電流は電流出力Ｉｏｕｔの下限値（４ｍＡ）以下とされている。１０, １０´は電流出力Ｉｏｕｔを受信装置１１に供給する一対の伝送線であり、受信装置１１内の受信抵抗１１ａ及び直流電源１１ｂの直列回路に接続されている。
【００１３】
１２はフィールドバスであり、受信装置１１はこのフィールドバス１２を介して上位装置１３と通信し、電流出力Ｉｏｕｔがバーンアウト値になったことを伝え、上位装置１３は２線式伝送器のＣＰＵ異常を検出する。
【００１４】
バーンアウト操作信号ＢＯＳは、切換えスイッチ手段７を操作すると共にＣＰＵ１に入力される。ＣＰＵ１はＢＯＳを入力すると異常処理として無限ループを実行するようにプログラムされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような構成をとる従来の２線式伝送器では次のような問題点があった。
（１）監視装置４がＣＰＵ１の異常を検出してバーンアウト操作信号ＢＯＳを発生すると、ＣＰＵ１はＢＯＳをみて異常処理プログラムを実行するが、そもそもＣＰＵ１は異常であるから、異常処理プログラムを実行できない可能性がある。
【００１６】
（２）ＣＰＵ１の異常は、電流出力Ｉｏｕｔを下げてバーンアウト値とすることで上位装置１３に通知されるが、ＣＰＵ１の暴走により多大の電流を消費すれば電流出力Ｉｏｕｔのバーンアウト値を維持できず、異常通知のエラーにつながるおそれがある。
【００１７】
従って本発明が解決しようとする課題は、ＣＰＵの異常が検出された場合にＣＰＵの動作を確実に停止させ、２線式伝送式の消費電流を確実にバーンアウト値に維持できる２線式伝送器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）ＣＰＵの処理出力を入力し電流出力信号に変換する出力部と、前記ＣＰＵの異常を監視し異常検出時に前記電流出力信号をバーンアウトさせる操作信号を発生する警報装置を有する２線式伝送器おいて、
前記操作信号により、前記出力部への入力を前記ＣＰＵの処理出力からバーンアウト設定出力に切換える第１の切換えスイッチ手段と、
前記操作信号により、前記ＣＰＵのクロック周波数を定常周波数より低い周波数に切換える第２の切換えスイッチ手段と、
前記操作信号の発生期間中、前記ＣＰＵを強制的にリセットさせる強制リセット手段と、
を有することを特徴とする２線式伝送器。
【００１９】
（２）前記警報装置は、前記ＣＰＵが正常時に発生する周期的なクリア信号を受信して再トリガされると共に、前記クリア信号が所定期間受信されないときに前記ＣＰＵに対してリセット信号を発信するウォッチドックタイマを有することを特徴とする（１）記載の２線式伝送器。
【００２０】
（３）前記警報装置は、前記リセット信号が所定回数発生したときに前記操作信号を発生する警報部を有することを特徴とする（１）又は（２）記載の２線式伝送器。
【００２１】
（４）前記警報装置は、前記バーンアウト設定出力を発生するＢＯＳ設定部を有することを特徴とする（１）乃至（３）いずれかに記載の２線式伝送器。
【００２２】
（５）前記第２の切換えスイッチ手段で切換えられる前記ＣＰＵのクロック周波数は、前記ウォッチドックタイマのクロック発生部より供給されることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の２線式伝送器。
【００２３】
（６）前記第２の切換えスイッチ手段で切換えられる前記ＣＰＵのクロック周波数は、前記ＣＰＵの定常周波数より低い周波数を発生するクロック発生部より供給されることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の２線式伝送器。
【００２４】
（７）前記第２の切換えスイッチ手段で切換えられる前記ＣＰＵのクロック周波数は、周波数ゼロの接地電位であることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の２線式伝送器。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）異常検出後、ＣＰＵ１のクロック周波数が低下するためにＣＰＵの消費電流が低減する。２線式伝送器の回路全体の消費電流がバーンアウト電流値でまかなえる程度にクロック周波数を選んでおけば、確実にバーンアウト動作させることができる。
【００２６】
（２）バーンアウト操作信号ＢＯＳが継続している期間はＣＰＵ１に強制的なリセットがかかり動作できなくなるため、プログラムの暴走による予期せぬ事故を防ぐことができ、リセットすることによりＣＰＵ１の消費電流をさらに低下させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用した２線式伝送器の一実施例を示す機能ブロック図である。図４で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付し説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。
【００２８】
図１において、１００はＢＯＳで操作される第１の切換えスイッチ手段である。この切換えスイッチ手段は、図４で説明した切換えスイッチ手段７と同一機能を有し、ＣＰＵ１の処理出力ＯＵＴ１又はＢＯＳ設定部４３の設定出力ＯＵＴ２を選択的に切換えて出力部８に入力させる。通常の動作時では図示のようにＯＵＴ１を選択し、ＢＯＳの発生時にはＯＵＴ２を選択する。
【００２９】
２００は、バーンアウト操作信号ＢＯＳで操作される第２の切換えスイッチ手段であり、第１の切換えスイッチ手段１００と連動する。通常の動作時では、図示のようにクロック発生部５で発生するＣＰＵ１のクロック信号ＣＬＫ１を選択してＣＰＵ１に供給するが、ＢＯＳ発生時にはウォッチドックタイマ４１のクロック発生部６のクロック信号ＣＬＫ２を選択してＣＰＵ１に供給する。
【００３０】
通常、ウォッチドックタイマ４１のクロック信号ＣＬＫ２の周波数は、クロック信号ＣＬＫ１の周波数に比較してはるかに低い周波数であるから、ＢＯＳ発生期間中は通常のクロック周波数よりはるかに低い周波数のクロック信号がＣＰＵ１に供給されることになり、ＣＰＵ１の消費電流は大幅に低下する。
【００３１】
３００は、強制リセット手段である。このリセット手段の機能は、ウォッチドッグタイマ４１からのリセット信号ＲＳ及びバーンアウト操作信号ＢＯＳを入力するＯＲゲート機能であり、どちらか一方又は双方が存在するときにＣＰＵ１はリセットされる。従って、ウォッチドッグタイマ４１からのリセット信号ＲＳが存在しない期間でもＢＯＳが発生していればＣＰＵ１は強制的にリセットされ、このリセットでＣＰＵ１の消費電流をさらに低下させることができる。
【００３２】
以上説明した図１の実施例では、バーンアウト操作信号ＢＯＳ発生中に第２の切換えスイッチ手段２００により切換えるＣＰＵ１のクロックは、ウォッチドッグタイマ４１のクロック発生部６のクリック信号ＣＬＫ２を利用することを特徴としている。
【００３３】
図２は、本発明の他の実施例を示す機能ブロック図であり、バーンアウト操作信号ＢＯＳ発生中に第２の切換えスイッチ手段２００により切換えるＣＰＵ１のクロックは、別途設けたクロック発生部４００よりのクロック信号ＣＬＫ３を利用することを特徴としている。この構成によれば、低下させるＣＰＵ１のクロック周波数を任意に設定できるメリットがある。
【００３４】
図３は、本発明の更に他の実施例を示す機能ブロック図であり、バーンアウト操作信号ＢＯＳ発生中に第２の切換えスイッチ手段２００により切換えるＣＰＵ１のクロックは、周波数ゼロの接地電位としてクロック供給を停止させた点を特徴としている。この構成によれば周波数を下げるためのクロック発生部が不要となり、コスト低減に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を適用した２線式伝送器の一実施例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の更に他の実施例を示す機能ブロック図である。
【図４】従来の２線式伝送器の構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】監視装置の動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  ２線式伝送器
１  ＣＰＵ
２  センサ
３  ＡＤ変換器
４  監視装置
４１  ウォッチドッグタイマ
４２  警報部
４３  ＢＯＳ設定部
５  クロック発生部
６  クロック発生部
８  出力部
９  電源部
１０, １０´  伝送線
１１  受信装置
１２  フィールドバス
１３  上位装置
１００  第１の切換えスイッチ手段
２００  第２の切換えスイッチ手段
３００  強制リセット手段
【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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