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Title:
FIELD DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/133782
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a field device which determines whether or not an abnormality which was detected (step S201) is the type of abnormality which may not allow the output of a burn-out H signal (step S202), and sets a signal output for the abnormality to a burn-out L signal (step S203) when the type of abnormality was one which may not allow the output of a burn-out H signal (for example, an abnormality in the D/A converter or the power supply). Therefore, a burn-out L signal is always output for an abnormality judged likely not to be able to output a burn-out H signal, and the certainty of reporting an abnormality when burn-out H is set is enhanced.

Inventors:
OHYA, Kentaro (2-7-3 Marunouch, Chiyoda-ku Tokyo 19, 10064, JP)
Application Number:
JP2009/057846
Publication Date:
November 05, 2009
Filing Date:
April 20, 2009
Export Citation:
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Assignee:
YAMATAKE CORPORATION (2-7-3, Marunouchi Chiyoda-ku Tokyo, 19, 10064, JP)
株式会社 山武 (〒19 東京都千代田区丸の内2丁目7番3号 Tokyo, 10064, JP)
International Classes:
G08C19/02; G01L19/12
Attorney, Agent or Firm:
YAMAKAWA, Masaki et al. (4th Floor Sanno Park Tower,11-1, Nagatacho 2-chome, Chiyoda-ku, Tokyo 04, 10061, JP)
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Claims:
 2線式の伝送路を流れる電流の値を所定の電流範囲を通常の調整範囲として計測値に応じて調整する電流値調整手段と、
 自己の機器内で生じる各種の異常を検出する異常検出手段と、
 この異常検出手段によって異常が検出された場合に、前記通常の調整範囲の上限値を上回るレベルの第1のバーンアウト信号を前記伝送路に出力するのか、前記通常の調整範囲の下限値を下回るレベルの第2のバーンアウト信号を前記伝送路に出力するのかの設定を可能とするバーンアウト方向設定手段と、
 前記異常検出手段によって検出された異常に対して前記第1のバーンアウト信号を出力することができるか否かを判断し、前記第1の出力信号を出力することができないと判断した場合、その異常に対して出力する信号を前記第2のバーンアウト信号とするバーンアウト方向変更手段と
 を備えることを特徴とするフィールド機器。
 請求項1に記載されたフィールド機器において、
 前記バーンアウト方向変更手段は、
 前記異常検出手段によって異常が検出された場合、その異常が前記第1のバーンアウト信号を出力することができない可能性のある種別の異常であるか否かを判別する異常種別判別手段と、
 この異常種別判別手段によって前記第1のバーンアウト信号を出力することができない可能性のある種別の異常と判別された場合、その異常に対して出力する信号を前記第2のバーンアウト信号とするバーンアウト信号変更手段と
 を備えることを特徴とするフィールド機器。
 請求項1に記載されたフィールド機器において、
 前記バーンアウト方向変更手段は、
 前記異常検出手段によって異常が検出された場合、前記バーンアウト方向設定手段によるバーンアウト信号の設定状態を確認するバーンアウト信号設定状態確認手段と、
 このバーンアウト信号設定状態確認手段によって前記第1のバーンアウト信号を出力する設定状態にあることが確認された場合、前記第1のバーンアウト信号を実際に出力することができるか否かをチェックし、前記第1のバーンアウト信号を実際に出力することができなかった場合、その異常に対して出力する信号を前記第2のバーンアウト信号とするバーンアウト信号変更手段と
 を備えることを特徴とするフィールド機器。
 請求項1に記載されたフィールド機器において、
 前記第1のバーンアウト信号が前記伝送路に出力するバーンアウト信号として予め固定的に設定されている
 ことを特徴とするフィールド機器。
Description:
フィールド機器

 この発明は、2線式の伝送路を流れる電流 の値を所定の電流範囲(例えば、4~20mA)を通常 調整範囲として計測値に応じて調整するフ ールド機器に関するものである。

 従来より、差圧・圧力発信器、電磁流量 、ポジショナなどの2線式の伝送路を用いる フィールド機器にはCPUを搭載して、機器本来 の計測機能や制御機能の他に自己の機器内で 生じる異常を診断する異常診断機能を有する ものが存在する。

 例えば、差圧・圧力発信器は、圧力や差 を受けるとその大きさに応じたアナログ信 を生じるセンサ部と、このセンサ部からの ナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変 器と、このA/D変換器から出力されるデジタ 信号をサンプリングして圧力・差圧の計測 を求めるCPUと、このCPUが求めたデジタルの 測値を対応する所定の電流範囲(4~20mA)のア ログ信号に変換するD/A変換器と、このD/A変 器から出力されるアナログ信号を2線式の伝 路に出力する通信部と、2線式の伝送路から 得られる4~20mAの電流に基づいて自己の機器内 の各部への動作電源を生成する電源部などを 有している。

 この差圧・圧力発信器は、自己の機器内 生じる各種の異常を検出する機能を備えて り、この異常の検出は機器内蔵のCPUや異常 断回路によって行われる。この機能によっ 異常が検出された場合、CPUは、計測値を出 する際の4~20mAの電流範囲(通常の調整範囲) は異なるレベルの信号をバーンアウト信号 して2線の伝送路へ出力する。これにより、2 線の伝送路を流れる電流を監視する上位装置 (監視装置)へ、自己の機器内で異常が生じた とが通知される。

 なお、バーンアウト信号には通常の調整 囲の上限値を上回るレベルのバーンアウトH 信号と、通常の調整範囲の下限値を下回るレ ベルのバーンアウトL信号とがあり、機器毎 予めどちらか一方のバーンアウト信号が異 検出時の伝送路への出力信号として選択設 される(例えば、文献1(実公平6-25073号公報), 献2(特開平8-247881号公報)参照)。

 図11にバーンアウト信号を出力する際の 般的な処理動作のフローチャートを示す。 の場合、CPUは、自己の機器内で生じる異常 検出されると(ステップS101)、バーンアウト 号としてバーンアウトH信号が設定されてい のか、バーンアウトL信号が設定されている のかをチェックする(ステップS102)。

 このバーンアウト信号の設定は、例えば 場出荷段階において、ディップスイッチな によって行われる。なお、現場においても ディップスイッチなどを操作することによ て、選択設定することが可能である。

 ここで、バーンアウトH信号が設定されて いれば、その設定されているバーンアウトH 号を伝送路に出力する(ステップS103(図12参照 ))。バーンアウトL信号が設定されていれば、 その設定されているバーンアウトL信号を伝 路に出力する(ステップS104(図13参照))。

しかしながら、このような動作を行うフィ ールド機器において、自己の機器内で生じる 異常には、その生じた異常に起因して、20mA 超える出力を出すことができないものがあ 。例えば、D/A変換器や電源部に異常が生じ 場合、伝送路に20mAを超える出力を出すこと できないことがある。

 すなわち、異常検出時の伝送路への出力 号としてバーンアウトH信号が設定されてい る場合、D/A変換器や電源部の異常を検出して も、20mAを上回るバーンアウトH信号を出力す ことができず、伝送路を流れる電流の値が4 ~20mAの通常の調整範囲内でドリフトしてしま ことがある(図14参照)。このため、上位の監 視装置に自己の機器内での異常を通知するこ とができないという事例が発生し、異常通知 を確実に行うことができないという問題が生 じていた。

 本発明は、このような課題を解決するた になされたもので、その目的とするところ 、異常通知の確実性を高めることができる ィールド機器を提供することにある。

 このような目的を達成するために、本発 は、2線式の伝送路を流れる電流の値を所定 の電流範囲を通常の調整範囲として計測値に 応じて調整する電流調整手段と、自己の機器 内で生じる各種の異常を検出する異常検出手 段と、この異常検出手段によって異常が検出 された場合に、通常の調整範囲の上限値を上 回るレベルの第1のバーンアウト信号(バーン ウトH信号)を伝送路に出力するのか、通常 調整範囲の下限値を下回るレベルの第2のバ ンアウト信号(バーンアウトL信号)を伝送路 出力するのかの設定を可能とするバーンア ト方向設定手段と、異常検出手段によって 出された異常に対してバーンアウトH信号を 出力することができるか否かを判断し、バー ンアウトH信号を出力することができないと 断した場合、その異常に対して出力する信 をバーンアウトL信号とするバーンアウト方 変更手段とを設けたものである。

 この発明では、検出された異常に対して ーンアウトH信号を出力することができるか 否かが判断され、バーンアウトH信号を出力 ることができないと判断されると、その異 に対して出力する信号がバーンアウトL信号 される。これにより、バーンアウトH信号を 出力することができないと判断された異常に ついては、必ずバーンアウトL信号が出力さ ることになり、バーンアウトH設定時の異常 知の確実性が高まる。

 本発明によれば、検出された異常に対し バーンアウトH信号を出力することができる か否かを判断し、バーンアウトH信号を出力 ることができないと判断した場合、その異 に対して出力する信号をバーンアウトL信号 するようにしたので、バーンアウトH信号を 出力することができないと判断した異常につ いてはバーンアウトL信号を出力するように て、バーンアウトH設定時の異常通知の確実 を高めることができるようになる。

図1は、本発明に係るフィールド機器の 一実施例(実施例1)の概略を示すブロック図で ある。 図2は、このフィールド機器における伝 送制御部の処理動作の第1例を示すフローチ ートである。 図3は、この処理動作の第1例における ーンアウトH設定時のバーンアウト信号の出 状態を示すタイムチャートである。 図4は、この処理動作の第1例を採用し 場合の伝送制御部の機能ブロック図である 図5は、このフィールド機器における伝 送制御部の処理動作の第2例を示すフローチ ートである。 図6は、この処理動作の第2例における ーンアウトH設定時のバーンアウト信号の出 状態を示すタイムチャートである。 図7は、この処理動作の第2例を採用し 場合の伝送制御部の機能ブロック図である 図8は、本発明に係るフィールド機器の 他の実施例(実施例2)の概略を示すブロック図 である。 図9は、このフィールド機器における伝 送制御部の処理動作の第1例を示すフローチ ートである。 図10は、このフィールド機器における 送制御部の処理動作の第2例を示すフローチ ャートである。 図11は、従来のフィールド機器におけ バーンアウト信号を出力する際の一般的な 理動作のフローチャートである。 図12は、この一般的な処理動作におけ バーンアウトH設定時のバーンアウト信号の 出力状態を示すタイムチャートである。 図13は、この一般的な処理動作におけ バーンアウトL設定時のバーンアウト信号の 出力状態を示すタイムチャートである。 図14は、従来のフィールド機器におけ バーンアウトH設定時の問題を説明するため のタイムチャートである。

 以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明 る。
〔実施例1〕
 図1はこの発明に係るフィールド機器の一実 施例の概略を示すブロック図である。
 同図において、100は本発明に係るフィール 機器、200はこのフィールド機器100に2線式の 伝送路L(L1,L2)を介して接続された上位装置(監 視装置)である。この例では、フィールド機 100を差圧・圧力発信器としている。

 フィールド機器100は、圧力や差圧を受け とその大きさに応じたアナログ信号を生じ センサ部1と、このセンサ部1からのアナロ 信号をデジタル信号に変換するA/D変換器2と このA/D変換器2から出力されるデジタル信号 をサンプリングして圧力・差圧の計測値を求 めるCPU3と、このCPU3が求めたデジタルの計測 を対応する所定の電流範囲(4~20mA)のアナロ 信号に変換するD/A変換器4と、このD/A変換器4 から出力されるアナログ信号を2線式の伝送 Lに出力する通信部5と、2線式の伝送路Lから られる4~20mAの電流に基づいて自己の機器内 各部への動作電源Vccを生成する電源部6と、 異常検出時の伝送路Lへの出力信号をバーン ウトH信号とするのかバーンアウトL信号とす るのかの選択設定を可能とするディップスイ ッチ7と、ROM8と、RAM9とを備えている。

 このフィールド機器100において、CPU3は、 RAM9にアクセスしながら、ROM8に格納されたプ グラムに従って動作する。ROM8には、A/D変換 器2からのデジタル信号をサンプリングして 力・差圧の計測値を求めて監視装置200へ通 する計測値処理プログラムに加え、本実施 特有のプログラムとして、自己の機器内で じる各種の異常を検出して監視装置200へ通 する異常診断プログラムが格納されている

 なお、図1では、CPU3における機能ブロッ して、計測値演算部3-1,伝送制御部3-2,異常検 出部3-3を示しているが、この計測値演算部3-1 ,伝送制御部3-2,異常検出部3-3はCPU3でのプログ ラムに従う処理機能として実現される。

 このCPU3内の機能ブロックにおいて、計測 値演算部3-1は、A/D変換器2からのデジタル信 をサンプリングして圧力・差圧の計測値を め、デジタルの計測値としてD/A変換器4へ出 する。

 異常検出部3-3は、センサ部1,A/D変換器2,CPU 3,D/A変換器4,通信部5および電源部6の出力を監 視し、これら各部の異常を自己の機器内で生 じる各種の異常として検出する。なお、CPU3 ついては、計測値演算部3-1からの出力を監 することによって、CPU3自身の異常を診断す 。この異常検出部3-3が請求項1に記載の発明 にける異常検出手段に対応する。

 伝送制御部3-2は、ディップスイッチ7から のバーンアウト信号の選択設定状態を入力と し、このディップスイッチ7からのバーンア ト信号の選択設定状態に従って、異常検出 3-3での異常検出時の伝送路Lへの出力信号を ーンアウトH信号とするのかバーンアウトL 号とするのかを決定し、通信部5へ指示する また、このバーンアウト信号の決定に際し 、異常検出部3-3によって検出された異常に してバーンアウトH信号を出力することがで きるか否かを判断し、バーンアウトH信号を 力することができないと判断した場合、そ 異常に対する伝送路Lへの出力信号をバーン ウトL信号とする。この伝送制御部3-2が請求 項1に記載の発明におけるバーンアウト方向 更手段に対応し、ディップスイッチ7が請求 1に記載の発明におけるバーンアウト方向設 定手段に対応する。

〔処理動作の第1例:バーンアウトH信号を出力 することができない可能性が高いと判断した 場合にバーンアウトL信号とする例〕
 図2に伝送制御部3-2において実行される処理 動作の第1例を示す。この処理動作の第1例に いて、伝送制御部3-2は、異常検出部3-3で異 が検出されると(ステップS201)、その異常の 別を判別する(ステップS202)。このステップS 202での異常の種別を判別する処理機能が請求 項2に記載の発明における異常種別判別手段 対応する。

 ここで、異常の種別がD/A変換器4や電源部 6の異常であった場合、バーンアウトH信号を 力することができない可能性が高いと判断 、その異常に対する伝送路Lへの出力信号を バーンアウトL信号とする(ステップS203)。こ ステップS203でのバーンアウトL信号とする処 理機能が請求項2に記載の発明におけるバー アウト変更手段に対応する。

 ステップS202において、異常の種別がD/A変 換器4や電源部6の異常でなかった場合、伝送 御部3-2は、バーンアウトH信号を出力するこ とができる可能性が高いと判断し、ディップ スイッチ7からのバーンアウト信号の選択設 状態に従って(ステップS204)、バーンアウト 号の出力を行う。

 この場合、バーンアウトH信号が設定され ていれば、伝送路Lへの出力信号をバーンア トH信号とし(ステップS205)、バーンアウトL信 号が設定されていれば、伝送路Lへの出力信 をバーンアウトL信号とする(ステップS206)。

 この処理動作の第1例におけるバーンアウ トH設定時のバーンアウト信号の出力状態の イムチャートを図3に示す。このタイムチャ トからも分かるように、この処理動作の第1 例において、D/A変換器4や電源部6の異常が生 た場合、すなわちバーンアウトH信号を出力 することができない可能性が高いと判断され る異常が生じた場合、必ずバーンアウトL信 が出力されることになり、バーンアウトH設 時の異常通知の確実性が高まる。

 図4にこの処理動作の第1例を採用した場 の伝送制御部3-2の機能ブロック図を示す。 図において、3A1は異常種別判別部、3A2はバ ンアウトL強制出力部、3A3はバーンアウト選 設定状態確認部、3A4はバーンアウトH出力部 、3A5はバーンアウトL出力部であり、異常種 判別部3A1が図2に示したフローチャートにお るステップS202に対応する処理動作を行い、 バーンアウトL強制出力部3A2がステップS203に 応する処理動作を行い、バーンアウト選択 定状態確認部3A3がステップS204に対応する処 理動作を行い、バーンアウトH出力部3A4がス ップS205に対応する処理動作を行い、バーン ウトL出力部3A5がステップS206に対応する処 動作を行う。

 なお、この処理動作の第1例において、バ ーンアウトH信号を出力することができない 能性のある種別の異常とバーンアウトH信号 出力することができる可能性の高い種別の 常とが同時に発生した場合には、バーンア トH信号を出力することができない可能性の ある種別の異常を優先して、バーンアウトL 号を出力するようにする。

〔処理動作の第2例:バーンアウトH信号を実際 に出力することができないと判断した場合に バーンアウトL信号とする例〕
 図5に伝送制御部3-2において実行される処理 動作の第2例を示す。この処理動作の第2例に いて、伝送制御部3-2は、異常検出部3-3で異 が検出されると(ステップS201)、ディップス ッチ7からのバーンアウト信号の選択設定状 態を確認する(ステップS302)。このステップS30 2での処理機能が請求項3に記載の発明におけ バーンアウト信号選択設定状態確認手段に 応する。

 ここで、ディップスイッチ7からのバーン アウト信号の選択設定状態がバーンアウトH 号とされていれば、バーンアウトH信号を実 に出力することができるか否かをチェック る(ステップS303)。

 この場合、通信部5に対して伝送路Lへの 号の出力を禁止したうえ、計測値演算部3-1 バーンアウトH信号に応じた電流値の出力指 を与え、この出力指示に対するD/A変換器4の 出力値を観察することによって、バーンアウ トH信号を実際に出力することができるか否 をチェックする。

 ステップ303において、バーンアウトH信号 を実際に出力することができなかった場合、 伝送制御部3-2は、その異常に対する伝送路L の出力信号をバーンアウトL信号とする(ステ ップS304)。すなわち、通信部5へ指示を与え、 伝送路LにバーンアウトL信号を出力する。こ ステップS303,S304での処理が請求項3記載の発 明におけるバーンアウト信号変更手段に対応 する。

 ステップS303において、バーンアウトH信 を実際に出力することができた場合、伝送 御部3-2は、ディップスイッチ7からのバーン ウト信号の選択設定状態通り、伝送路Lへの 出力信号をバーンアウトH信号とする(ステッ S305)。

 なお、ステップS302において、ディップス イッチ7からのバーンアウト信号の選択設定 態がバーンアウトL信号とされていた場合に 、その選択設定状態に従って即座に伝送路L への出力信号をバーンアウトL信号とする(ス ップS306)。

 この処理動作の第2例におけるバーンアウ トH設定時のバーンアウト信号の出力状態の イムチャートを図6に示す。このタイムチャ トからも分かるように、この処理動作の第2 例において、バーンアウトH信号を実際に出 することができない異常が生じた場合、必 バーンアウトL信号が出力されることになり バーンアウトH設定時の異常通知の確実性が 高まる。

 この処理動作の第2例では、バーンアウト H信号を実際に出力することができるか否か 確認することにより、例えば電力不足でバ ンアウトH信号を出力することができないよ な場合でも、代わりバーンアウトL信号が出 力されるものとなり、さらに異常通知の確実 性が高められる。

 図7にこの処理動作の第2例を採用した場 の伝送制御部3-2の機能ブロック図を示す。 図において、3B1はバーンアウト選択設定状 確認部、3B2はバーンアウトH出力シミュレー 部、3B3はバーンアウトH出力部、3B4はバーン アウトL強制出力部、3B5はバーンアウトL出力 であり、バーンアウト選択設定状態確認部3 B1が図5に示したフローチャートにおけるステ ップS302に対応する処理動作を行い、バーン ウトH出力シミュレート部3B2がステップS303に 対応する処理動作を行い、バーンアウトH出 部3B3がステップS305に対応する処理動作を行 、バーンアウトL強制出力部3B4がステップS30 4に対応する処理動作を行い、バーンアウトL 力部3B5がステップS306に対応する処理動作を 行う。

 なお、この処理動作の第2例において、バ ーンアウトH信号を実際に出力することがで ない異常と実際に出力することができる異 とが同時に発生した場合には、バーンアウ H信号を実際に出力することができない異常 優先して、バーンアウトL信号を出力するよ うにする。

〔実施例2〕
 上述した実施例1では、バーンアウトH信号 バーンアウトL信号との選択設定を可能とす ディップスイッチ7を備えたフィールド機器 を例にとって説明したが、異常検出時の伝送 路への出力信号をバーンアウトH信号のみと たフィールド機器についても実施例1で説明 た本発明における特徴的な技術を適用する とができる。

 図8に異常検出時の伝送路への出力信号の 設定をバーンアウトH信号のみとしたフィー ド機器の構成(実施例2)を示す。このフィー ド機器101は、図1に示したフィールド機器100 設けられていたようなディップスイッチ7を 有しておらず、伝送制御部3-2に対して異常検 出時の伝送路Lへの出力信号としてバーンア トH信号が予め固定的に設定されている。

〔処理動作の第1例〕
 このフィールド機器101における伝送制御部3 -2が実行する処理動作の第1例のフローチャー トを図9に示す。この場合、伝送制御部3-2は 異常検出部3-3で異常が検出されると(ステッ S401)、その異常の種別を判別する(ステップS 402)。ここで、異常の種別がD/A変換器4や電源 6の異常であった場合、バーンアウトH信号 出力することができない可能性が高いと判 し、その異常に対する伝送路Lへの出力信号 バーンアウトL信号とする(ステップS403)。異 常の種別がD/A変換器4や電源部6の異常でなか た場合、伝送路Lへの出力信号をバーンアウ トH信号とする(ステップS404)。

 このフィールド機器101における伝送制御 3-2が実行する処理動作の第2例のフローチャ ートを図10に示す。この場合、伝送制御部3-2 、異常検出部3-3で異常が検出されると(ステ ップS501)、バーンアウトH信号を実際に出力す ることができるか否かをチェックする(ステ プS502)。ここで、バーンアウトH信号を実際 出力することができなかった場合、その異 に対する伝送路Lへの出力信号をバーンアウ L信号とする(ステップS503)。バーンアウトH 号を出力することができた場合、伝送路Lへ 出力信号をバーンアウトH信号とする(ステ プS504)。

 なお、上述した実施例1,2では、伝送制御 3-2や異常検出部3-3での処理をCPU3でのプログ ラムに従う処理機能として実現するようにし たが、伝送制御部3-2や異常検出部3-3と同様の 処理機能を有する異常診断回路を別途設ける ようにしてもよい。

 本発明のフィールド機器は、2線式の伝送 路を流れる電流の値を計測値に応じて調整す るフィールド機器として、プロセス制御など 様々な分野で利用することが可能である。