[發明專利]I/O模塊

在審

• 申請號: 201410587537.2
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104597800A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 谷村和紀;渡邊郁知;丹波守;江間伸明;松田高明
• 申請（專利權）人: 橫河電機株式會社
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張天舒

技術領域

本發明涉及一種I/O模塊。

本申請基于2013年10月31日向日本申請的特愿2013-226263而主張優先權，在此引用其內容。

背景技術

當前，在車間、工廠等中，構建有過程控制系統，該過程控制系統控制工業過程中的各種狀態量(例如，壓力、溫度、流量等)，實現高級的自動操作。這樣的過程控制系統大概是如下結構，即，經由I/O模塊將被稱為現場儀器的現場設備(測定器、操作器)連接到控制器上，通過控制器與測定器(例如，傳感器)的測定結果相對應而控制操作器(例如，致動器)，從而控制上述各種狀態量。

在過程控制系統中所使用的現場儀器與測定對象以及操作對象相對應而存在多種，輸入/輸出的信號的信號形式也多樣化。例如，存在如下等結構，即，對“4～20mA”信號等模擬信號進行輸入/輸出的結構；對“24V”的數字信號進行輸入/輸出的結構；對觸點信號進行輸入/輸出的結構；以及對熱電偶信號進行輸出的結構。由此，在現有的過程控制系統中，與現場儀器相對應的I/O電路是針對每個現場儀器而設置的。

在過程控制系統中所設置的I/O電路的數量，大致與車間等的規模相對應地增減，有時在大規模的車間等中超過1萬個。由此，即使I/O電路單體的成本并不那么高，有時過程控制系統整體的I/O電路的總成本也相當高。為此，需要減少I/O電路的數量而降低成本。

在美國專利第8392626號說明書中，公開有一種電路(以下，稱為通用電路)，該電路能夠與占現場儀器的大多數的、對所述模擬信號、所述數字信號進行輸入/輸出的現場儀器連接。具體而言，美國專利第8392626號說明書中所公開的通用電路，是能夠進行所述模擬信號的輸入、所述模擬信號的輸出、所述數字信號的輸入或者所述數字信號的輸出的電路。如果利用具有多個這樣的通用電路的I/O模塊(以下，稱為通用I/O模塊)，則與針對每個信道設置與現場儀器的種類相對應的I/O電路的情況相比，由于能夠向1個通用I/O模塊的多個信道中連接多種現場儀器，因此能夠期待成本的降低。

可以認為，如果利用能夠連接上述的大多數的現場儀器的通用I/O模塊，則能夠降低I/O模塊的總數，因此能夠可靠地實現成本的降低。然而，由于現場儀器的種類不同，仍然存在不能夠與所述通用I/O模塊連接的現場儀器。

例如，經由基金會現場總線(Foundation?Fieldbus：注冊商標)進行通信的現場儀器，并非單純地進行過程值的發送、設定值的接收，需要進行協議處理。為此，如果要將這樣的現場儀器連接至通用I/O模塊，則有時電路的復雜程度增大，面積·成本·消耗電力等增大。另外，例如輸出熱電偶信號的現場儀器由于熱電偶信號的電壓過低而無法與通用I/O模塊連接。為此，需要與低電壓相對應的專用I/O模塊，如果追加這樣的專用I/O模塊，則導致I/O模塊的總數、成本增加。

發明內容

本發明的一個方式提供一種I/O模塊，該I/O模塊與現有技術相比能夠與多種現場儀器連接。

本發明的一個方式的I/O模塊可以具備：基座板，其具有與多個現場儀器電連接的多個連接端子；多個通用電路，它們與所述多個連接端子相對應地設置在所述基座板上，能夠進行來自所述現場儀器的模擬信號的輸入、向所述現場儀器的模擬信號的輸出、來自所述現場儀器的數字信號的輸入、以及向所述現場儀器的數字信號的輸出；以及選擇模塊，其可拆裝地設置在所述基座板上，具有第1電路，該第1電路設置在所述多個連接端子中的第1連接端子、以及與所述第1連接端子相對應的所述多個通用電路中的第1通用電路之間，能夠對所述第1連接端子以及所述第1通用電路之間的信號進行發送/接收。

在上述I/O模塊中，所述第1電路可以是一邊使所述第1連接端子以及所述第1通用電路之間電絕緣，一邊以能夠進行信號的發送/接收的方式將所述第1連接端子以及所述第1通用電路之間連接的電路。。

在上述I/O模塊中，所述第1電路可以具備光耦合器。

在上述I/O模塊中，所述第1電路可以是進行使在所述第1連接端子以及所述第1通用電路之間發送/接收的信號放大或者衰減的處理的電路。

在上述I/O模塊中，還可以具備信號處理電路，該信號處理電路設置在所述基座板上，與所述多個通用電路連接，對在與所述現場儀器之間發送/接收的信號進行處理。所述選擇模塊可以與所述第1通用電路連接，并且與所述信號處理電路連接。