[发明专利]同步装置和现场设备

说明书

技术领域

本发明涉及对执行信号处理的多个处理单元的操作进行同步的同步装置，并且还涉及具有该装置的现场设备。

要求于2012年3月23日提交的日本专利申请第2012-068040号的优先权，该日本专利申请的内容通过引用并入本文中。

背景技术

本申请中下面将引用或认同的所有专利、专利申请、专利公开、科技文献等的全部内容将通过引用并入本文，以更加充分地描述本发明所属领域的状态。

通常，为了在车间和工厂等中实现高级的自动操作，已经实现了分布式控制系统（DCS），在这些DCS中，被称作现场设备的现场装备（诸如测量仪器和致动器）经由通信装置连接至控制各现场设备的控制器。在这些分布式控制系统中，由各现场设备测量到的诸如流量、压力、温度、湿度（物理量）之类的测量数据被各控制器采集，并且由这些控制器响应于采集到的测量数据来操作（控制）这些现场设备，从而调节流量等。

在上述现场设备中，能够测量流量等的现场设备通常被构造为具有：检测单元，其检测流体等；信号处理单元，其对来自检测单元的检测信号进行信号处理，以确定流量等；和输出单元，其将由信号处理单元进行的处理的结果作为测量数据输出到外部。上述信号处理单元经常被分成预处理单元和后处理单元，其中预处理单元对来自检测单元的检测信号进行预处理（诸如滤波），而后处理单元对由预处理单元处理后的信号进行后处理以确定流量等，并且还控制输出单元。

传统的现场设备通常是其中输出单元连接至模拟传输线路（例如，用于传输4至20mA信号的传输线路）的模拟传输类型，这样的现场设备将来自信号处理单元的处理结果转换成模拟信号，并将该模拟信号输出至模拟传输线路。相反，近年来，已经开始使用混合传输类型（智能传输类型）的现场设备，其能够将数字信号叠加到模拟信号上，并在模拟传输线路上传输模拟信号和数据信号。日本未审查专利申请首次公开No.2010-134752公开了能够在模拟传输和混合传输之间进行切换的现场设备。

在现场设备中，由于检测单元电连接至被检测对象（例如，流体或流体流经的管道），因此在连接至外部装置（例如，控制器）的输出单元和检测单元之间需要电隔离。在上述模拟传输类型的现场设备中，由于响应于信号处理单元（后处理单元）的处理结果仅将模拟信号从输出单元输出至模拟传输线路，因此在信号处理单元（后处理单元）和输出单元之间几乎总是电隔离的。

与此相反，上述混合传输类型的现场设备响应于信号处理单元（后处理单元）的处理结果而将数据信号叠加到模拟信号上，并输出结果。为此，在混合传输类型的现场设备中，如果在信号处理单元（后处理单元）和输出单元之间提供电隔离，则不仅需要将信号处理单元（后处理单元）的处理结果输入输出单元所经由的路径隔离，而且还需要将数字信号（叠加到模拟信号上的数字信号）输入输出单元所经由的路径隔离，从而存在增加成本的问题。

如果这样，在上述混合传输类型的现场设备中，可以预见的是在信号处理单元的预处理单元和后处理单元之间提供电隔离的情况下将不会出现上述的成本增加。然而，在现场设备中，需要将在检测单元中对流体的检测、在信号处理单元中的信号处理、和在输出单元中的输出与测量流量等的定时同步。如果信号处理单元的预处理单元和后处理单元电隔离，则存在噪声经由隔离电路侵入的问题、或者隔离电路中出现的信号衰落引起信号处理单元的预处理单元和后处理单元之间的同步精度劣化的问题。这些问题不仅在预处理单元和后处理单元经由隔离电路连接时出现，而且还在经由连接线路（诸如会出现噪声叠加或信号衰落的传输线路）进行连接时出现。

发明内容

一种同步装置，其同步对输入信号执行预处理的第一处理单元的操作和对来自所述第一处理单元的信号进行后处理的第二处理单元的操作，所述同步装置可以包括：计数单元，其配置为以比规定所述第一处理单元中的预处理定时的第一基准信号的周期充分短的周期进行操作，并且在其已经计数达到已设置的目标计数值时，输出规定所述第二处理单元中的后处理定时的第二基准信号；相位控制单元，其配置为根据所述计数单元在输入所述第一基准信号时的计数值来产生用于控制所述第二基准信号相对于所述第一基准信号的相位差的控制值；以及滤波单元，其配置为对已由所述相位控制单元产生的控制值进行滤波，以确定将在所述计数单元中设置的目标计数值。

所述滤波单元可以将使得所述第二基准信号相对于所述第一基准信号的相位差逐渐接近预定相位差的值确定为将在所述计数单元中设置的目标计数值。