(57)【要約】【課題】セキュリティを確保しつつインターネット等の公衆回線に接続することができるフィールド機器等を提供する。【解決手段】フィールド機器は、プロセス制御に用いられる第１情報の通信処理、及び自機の自己診断を行って診断結果を示す第２情報の生成処理を行う第１処理部と、無線通信を行う第１無線部を有しており、第１処理部に対して少なくとも第２情報の読出要求を行い、読出要求により得られる第２情報を無線信号にして第１無線部から送信する送信処理を行う第２処理部と、予め規定された規則に従って、第２処理部から第１処理部に対して行われる要求の許可又は拒絶を行うセキュリティ部とを備えるフィールド機器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス制御に用いられる第１情報の通信処理、及び自機の自己診断を行って診断結果を示す第２情報の生成処理を行う第１処理部と、
無線通信を行う第１無線部を有しており、前記第１処理部に対して少なくとも前記第２情報の読出要求を行い、前記読出要求により得られる前記第２情報を無線信号にして前記第１無線部から送信する送信処理を行う第２処理部と、
予め規定された規則に従って、前記第２処理部から前記第１処理部に対して行われる要求の許可又は拒絶を行うセキュリティ部と、
を備えるフィールド機器。
【請求項２】
前記規則は、前記第２処理部から前記第１処理部に対して行われる要求の種別と、要求の対象となる情報の種別とに基づいて規定されている、請求項１記載のフィールド機器。
【請求項３】
前記セキュリティ部は、前記第１情報又は前記第２情報に対する書込要求が、前記第１無線部を介して行われたものである場合には前記書込要求を拒絶する、請求項１又は請求項２記載のフィールド機器。
【請求項４】
前記第２処理部には、一意に定まる識別情報が割り当てられており、
前記第２処理部は、前記読出要求により得られる前記第２情報に前記識別情報を付して無線信号にして前記第１無線部から送信する、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のフィールド機器。
【請求項５】
前記セキュリティ部は、前記第１処理部及び前記第２処理部の何れか一方に設けられている、請求項１から請求項４の何れか一項に記載のフィールド機器。
【請求項６】
前記第２処理部は、外部機器と近距離無線通信を行う第２無線部を更に有する、請求項１から請求項５の何れか一項に記載のフィールド機器。
【請求項７】
前記セキュリティ部は、前記第１情報又は前記第２情報に対する書込要求が、前記第２無線部を介して行われたものである場合には、前記書込要求を許可する、請求項６記載のフィールド機器。
【請求項８】
前記第１無線部は、低消費電力長距離無線通信を行う、請求項１から請求項７の何れか一項に記載のフィールド機器。
【請求項９】
前記第１処理部は、前記第１情報の通信に用いられる伝送線に流れる電流から、少なくとも前記第１処理部の動作に必要となる電力を生成する電源部を備える、請求項１から請求項８の何れか一項に記載のフィールド機器。
【請求項１０】
前記第２処理部は、前記電源部から供給される電力を蓄えて少なくとも前記第１無線部の動作に必要となる電力を得る蓄電部を備える、請求項９記載のフィールド機器。
【請求項１１】
前記第２処理部は、前記第２処理部の動作に必要となる電力を供給する電池を備える、請求項９記載のフィールド機器。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか一項に記載のフィールド機器と、
前記フィールド機器から送信される前記第２情報の収集を行う収集装置と、
を備える情報収集システム。
【請求項１３】
前記フィールド機器の制御を行うとともに、自装置の自己診断を行って診断結果を示す第３情報の生成処理を行うコントローラを更に備え、
前記収集装置は、前記フィールド機器から送信される前記第２情報に加えて前記コントローラから送信される前記第３情報の収集を行う、
請求項１２記載の情報収集システム。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１の何れか一項に記載のフィールド機器から前記第２情報を送信するステップと、
前記フィールド機器から送信される前記第２情報の収集を行うステップと、
を有する情報収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールド機器、情報収集システム、情報収集方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラントや工場等（以下、これらを総称する場合には、単に「プラント」という）においては、分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が構築されており、高度な自動操業が実現されている。この分散制御システムは、フィールド機器と呼ばれる現場機器（測定器、操作器、表示器、報知器、その他の機器）を制御するコントローラが、幾つかの制御ループ毎に分散配置される制御システムである。
【０００３】
このような分散制御システムでは、コントローラが、測定器（例えば、センサ）の測定結果を取得し、測定結果に応じて操作器（例えば、アクチュエータ）の操作量を求め、この操作量に応じて操作器を操作する、といった動作が繰り返される。このため、コントローラとフィールド機器との間では、測定器の測定結果や操作器の操作量等のプロセス制御に用いられる情報がやりとりされる。
【０００４】
以下の特許文献１には、コントローラを介することなく、フィールド機器にアクセスすることが可能な従来の分散制御システムが開示されている。具体的に、以下の特許文献１に開示された分散制御システムでは、フィールド機器がワイヤレストランシーバと無線通信可能に構成されている。ワイヤレストランシーバを用いてフィールド機器と無線通信を行うことで、分散制御システムのコントローラによってはアクセスされないフィールド機器の機能にアクセスしたり、コントローラとの間の通信が不可になったフィールド機器にアクセスしたりすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平１０−５０８１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１に開示された分散制御システムにおいて、フィールド機器と無線通信を行うために用いられる機器は、プラント内で使用されるワイヤレストランシーバである。このため、フィールド機器の各種情報がプラントの外部に漏洩したり、プラントの外部からフィールド機器にアクセスされたりするといったセキュリティ上の問題は生じないと考えられる。
【０００７】
しかしながら、ＩｏＴ（Internet Of Things：モノのインターネット）又はＩＩｏＴ（Industrial Internet Of Things：産業用ＩｏＴ）と呼ばれる技術を用いてフィールド機器をインターネットに接続する場合には、第三者がフィールド機器にアクセス可能な状態になると考えられる。前述の通り、コントローラとフィールド機器との間では、プロセス制御に用いられる情報がやりとりされることから、フィールド機器をインターネットに接続する場合には、十分なセキュリティを確保する必要がある。尚、インターネットは公衆回線の一例であり、インターネット以外の公衆回線を介して、第三者がフィールド機器にアクセス可能な状態になることも考えられる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、セキュリティを確保しつつインターネット等の公衆回線に接続することができるフィールド機器、及びセキュリティを確保しつつフィールド機器から情報を収集することができる情報収集システム及び情報収集方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によるフィールド機器（１〜５）は、プロセス制御に用いられる第１情報の通信処理、及び自機の自己診断を行って診断結果を示す第２情報の生成処理を行う第１処理部（１０）と、無線通信を行う第１無線部（２５）を有しており、前記第１処理部に対して少なくとも前記第２情報の読出要求を行い、前記読出要求により得られる前記第２情報を無線信号にして前記第１無線部から送信する送信処理を行う第２処理部（２０）と、予め規定された規則に従って、前記第２処理部から前記第１処理部に対して行われる要求の許可又は拒絶を行うセキュリティ部（１５）と、を備える。
【００１０】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記規則が、前記第２処理部から前記第１処理部に対して行われる要求の種別と、要求の対象となる情報の種別とに基づいて規定されている。
【００１１】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記セキュリティ部が、前記第１情報又は前記第２情報に対する書込要求が、前記第１無線部を介して行われたものである場合には前記書込要求を拒絶する。
【００１２】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記第２処理部には、一意に定まる識別情報が割り当てられており、前記第２処理部が、前記読出要求により得られる前記第２情報に前記識別情報を付して無線信号にして前記第１無線部から送信する。
【００１３】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記セキュリティ部が、前記第１処理部及び前記第２処理部の何れか一方に設けられている。
【００１４】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記第２処理部が、外部機器（ＴＭ）と近距離無線通信を行う第２無線部（２７）を更に有する。
【００１５】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記セキュリティ部が、前記第１情報又は前記第２情報に対する書込要求が、前記第２無線部を介して行われたものである場合には、前記書込要求を許可する。
【００１６】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記第１無線部が、低消費電力長距離無線通信を行う。
【００１７】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記第１処理部が、前記第１情報の通信に用いられる伝送線（ＣＢ）に流れる電流から、少なくとも前記第１処理部の動作に必要となる電力を生成する電源部（１７）を備える。
【００１８】
また、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記第２処理部が、前記電源部から供給される電力を蓄えて少なくとも前記第１無線部の動作に必要となる電力を得る蓄電部（２８）を備える。
【００１９】
或いは、本発明の一態様によるフィールド機器は、前記第２処理部が、前記第２処理部の動作に必要となる電力を供給する電池（ＢＴ）を備える。
【００２０】
本発明の一態様による情報収集システム（ＳＹ１、ＳＹ２）は、上記の何れかに記載のフィールド機器（１〜５）と、前記フィールド機器から送信される前記第２情報の収集を行う収集装置（ＳＶ）と、を備える。
【００２１】
また、本発明の一態様による情報収集システムは、前記フィールド機器の制御を行うとともに、自装置の自己診断を行って診断結果を示す第３情報の生成処理を行うコントローラ（ＣＴ）を更に備え、前記収集装置が、前記フィールド機器から送信される前記第２情報に加えて前記コントローラから送信される前記第３情報の収集を行う。
【００２２】
本発明の一態様による情報収集方法は、上記の何れかに記載のフィールド機器から前記第２情報を送信するステップと、前記フィールド機器から送信される前記第２情報の収集を行うステップと、を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、セキュリティを確保しつつフィールド機器をインターネット等の公衆回線に接続することができ、セキュリティを確保しつつフィールド機器から情報を収集することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるフィールド機器のセキュリティ部で規定されている規則の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるセンサ値の送信動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態における診断情報の送信動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による情報収集システムの要部構成を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるフィールド機器のセキュリティ部で規定されている規則の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるフィールド機器の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３実施形態によるフィールド機器の動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第４実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第６実施形態による情報収集システムの要部構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態によるフィールド機器、情報収集システム、情報収集方法について詳細に説明する。以下では、まず、本発明の実施形態の概要について説明し、続いて、本発明の実施形態の詳細について説明する。
【００２６】
〔概要〕
１９９０年頃よりも前の分散制御システムは、コントローラとフィールド機器とがアナログ信号線（例えば、４−２０ｍＡアナログ信号線）によって接続されたアナログのシステムであった。このような分散制御システムでは、コントローラとフィールド機器との間で、プロセス制御に用いられる情報（測定器の測定結果や操作器の操作量等）がアナログ信号でやりとりされていた。尚、プロセス制御の一例として、測定結果である流体の流量値（センサ値）に応じて、流体の流れるバルブの開度（操作量）を変更して、流体の流量を調整する制御が挙げられる。
【００２７】
１９９０年頃以降になると、ディジタル化された分散制御システムが現れてきた。この分散制御システムでは、コントローラ及びフィールド機器がインテリジェント化され、自己診断機能（自身の状態を診断する機能）が設けられるようになった。このような分散制御システムでは、コントローラとフィールド機器との間で、プロセス制御に用いられる情報がディジタル信号でやりとりされ、コントローラ及びフィールド機器における自己診断結果を示す情報がディジタル信号で上位の機器管理サーバに収集されるようになった。また、近年においては、上記のコントローラとフィールド機器との間のディジタル信号のやりとりが、工業用無線通信によって行われることもある。
【００２８】
ここで、プラントには、プラントの運転を行う運転員と、プラントの保全を行う作業員とが存在する。プラントの運転員は、プロセス制御に用いられる情報を監視し、問題があれば即座に対応して、プラントの操業が適切に行われるようにする責務を有する。これに対し、プラントの作業員は、プラントに設けられた機器、装置、設備等の点検を行い、必要であれば修理や交換等を行って、機器、装置、設備等が適切に動作するようにする責務を有する。
【００２９】
上述のディジタル化された分散制御システムでは、性質の異なる２つの情報（プロセス制御に用いられる情報、自己診断結果を示す情報）が用いられる。プロセス制御に用いられる情報は、プラントの運転員によって管理されるべき情報であり、生産物の品質や生産性に直結することから、リアルタイムで監視制御する必要がある情報である。これに対し、自己診断結果を示す情報は、プラントの作業員によって管理されるべき情報であり、生産物の品質や生産性に直結せず、急激に変化することは考えられない場合が多いことから、数時間〜数ヶ月に１回程度の頻度で確認すれば良い情報である。
【００３０】
このような性質の異なる２つの情報は、完全に分離されてプラントの運転員及びプラントの作業員によって個別に管理されることが望ましい。しかしながら、現状の分散制御システムにおいて、自己診断結果を示す情報は、プロセス制御に用いられる情報を扱うコントローラを経由して機器管理サーバに収集されるため、上記の性質の異なる２つの情報を完全に分離するのは困難である。このため、例えば、自己診断に関する設定の変更を行うだけであっても、プロセス制御に用いられる情報を扱うコントローラの設定変更が必要になることもある。
【００３１】
ここで、上記の性質の異なる２つの情報の経路を分ければ、上記の性質の異なる２つの情報を完全に分離することができると考えられる。例えば、ＩｏＴ又はＩＩｏＴと呼ばれる技術を用いてフィールド機器をインターネットに接続し、自己診断結果を示す情報をインターネットに接続された収集装置で収集すれば、自己診断結果を示す情報をプロセス制御に用いられる情報から完全に分離できると考えられる。しかしながら、フィールド機器を、第三者によるアクセスが容易なインターネットに接続する場合には、十分なセキュリティを確保する必要がある。尚、インターネット以外の公衆回線にフィールド機器を接続する場合も同様である。
【００３２】
本発明の実施形態では、プロセス制御に用いられる第１情報の通信処理、及び自機の自己診断を行って診断結果を示す第２情報の生成処理を行う第１処理部と、無線通信を行う第１無線部を有する第２処理部との間に、セキュリティ部を設けるようにしている。そして、第２処理部から第１処理部に対して行われた要求を、予め規定された規則に従って、セキュリティ部で許可又は拒絶することで、セキュリティを確保するようにしている。
【００３３】
〔第１実施形態〕
〈フィールド機器の構成〉
図１は、本発明の第１実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態のフィールド機器１は、センサモジュール１０（第１処理部）と無線モジュール２０（第２処理部）とを備えており、プロセス制御に用いられるセンサ値（第１情報）の送信と、自機の自己診断結果を示す診断情報（第２情報）の送信とを別経路で行う。
【００３４】
フィールド機器１は、伝送線ＣＢを介して分散制御システムの核をなすコントローラ（図示省略）に接続されている。尚、伝送線ＣＢは、例えば４−２０ｍＡアナログ信号線である。但し、伝送線ＣＢは、４−２０ｍＡアナログ信号線に制限される訳ではなく、他のアナログ信号線であっても良く、ディジタル信号線であっても良い。また、フィールド機器１は、公衆回線に無線接続される。尚、本実施形態では、公衆回線の一種であるインターネットにフィールド機器１が無線接続される場合を例に挙げて説明する。フィールド機器１は、上記のセンサ値を、伝送線ＣＢを介して不図示のコントローラに送信し、上記の診断情報を無線信号にして送信する。尚、フィールド機器１から送信された診断情報は、インターネットに接続された収集装置（図示省略）に収集される。
【００３５】
センサモジュール１０は、センサ１１、演算部１２、格納部１３、通信部１４、セキュリティ部１５、内部通信部１６、及び電源部１７を備える。このような構成のセンサモジュール１０は、プロセス制御に用いられるセンサ値の送信処理（伝送線ＣＢを介した送信処理）を行う。また、センサモジュール１０は、フィールド機器１の自己診断を行って診断情報の生成処理を行う。
【００３６】
センサ１１は、測定対象である物理量（例えば、温度、圧力、流量等）を測定し、その測定結果をセンサ値として出力する。演算部１２は、センサ１１から出力されるセンサ値を取り込んで格納部１３に格納させ、格納部１３に格納されたセンサ値を読み出して、必要に応じて所定の処理をしてから通信部１４に送信させる。また、演算部１２は、フィールド機器１の自己診断を行い、その診断結果を示す診断情報を生成して格納部１３に格納させる。尚、診断情報には、例えばフィールド機器１の周囲温度を示す情報、電源部１７の出力電圧（電源電圧）を示す情報、フィールド機器１の内部回路の異常を示す情報、フィールド機器１の各部において処理した値の異常を示す情報、その他のフィールド機器１の状態を示す情報が含まれる。
【００３７】
また、演算部１２は、無線モジュール２０から出力されてくる要求のうち、セキュリティ部１５で許可された要求に応じた処理を行う。例えば、格納部１３に格納された診断情報の読出要求が無線モジュール２０から出力されてきて、セキュリティ部１５で許可された場合には、演算部１２は、格納部１３に格納された診断情報を読み出して、無線モジュール２０に応答として出力する。
【００３８】
格納部１３は、演算部１２から出力されるセンサ値、演算部１２で生成される診断情報を格納する。また、格納部１３は、センサ１１に関する設定情報、及び自己診断に関する設定情報を格納する。尚、格納部１３は、無線モジュール２０に設けられる無線部２５（詳細は後述する）に関する設定情報を格納しても良い。この格納部１３は、例えばフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）或いはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ＲＯＭ）等の不揮発性メモリで実現される。尚、格納部１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリで実現されても良い。
【００３９】
通信部１４は、伝送線ＣＢに接続されており、演算部１２で読み出されたセンサ値を、伝送線ＣＢを介して送信する。具体的に、通信部１４は、演算部１２で読み出されたセンサ値が含まれる通信フレームを生成して伝送線ＣＢに送出する。尚、ここでは、通信部１４が通信フレームの生成を行うとしているが、通信フレームの生成は演算部１２が行うようにしても良い。
【００４０】
セキュリティ部１５は、予め規定された規則に従って、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求の許可又は拒絶を行う。尚、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求のうち、セキュリティ部１５によって許可されたもののみが演算部１２に入力される。このセキュリティ部１５は、無線モジュール２０によってインターネットに接続されるフィールド機器１のセキュリティを確保するために設けられる。具体的に、セキュリティ部１５は、プロセス制御に用いられるセンサ値や診断情報が扱われるセンサモジュール１０に対する攻撃や不正なアクセスが行われるのを防止するために設けられる。
【００４１】
ここで、セキュリティ部１５で用いられる上記の規則は、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求の種別と、要求の対象となる情報の種別とに基づいて規定されている。つまり、セキュリティ部１５は、無線モジュール２０が、センサモジュール１０で用いられる情報のうちのどの情報に対し、どのような要求を行うのか、に応じて上記の許可又は拒絶を行う。
【００４２】
図２は、本発明の第１実施形態におけるフィールド機器のセキュリティ部で規定されている規則の一例を示す図である。図２に示す例では、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求の種別として、「読出要求（Read）」、「書込要求（Write）」が規定されており、要求の対象となる情報の種別として「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」、「診断設定」、「無線設定」が規定されている。尚、「センサ設定」は、センサ１１に関する設定情報であり、「診断設定」は、自己診断に関する設定情報であり、「無線設定」は、無線モジュール２０に設けられる無線部２５（詳細は後述する）に関する設定情報である。
【００４３】
図２に示す例では、「読出要求」については、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」、「診断設定」、「無線設定」の全てについて「許可（Accept）」が規定されている。これに対し、「書込要求」については、「診断設定」及び「無線設定」については「許可（Accept）」が規定されているが、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」については「拒絶（Block）」が規定されている。「センサ値」及び「センサ設定」は、プロセス制御に係る重要な情報であり、「診断情報」は、フィールド機器１の状態を示す重要な情報であるから、内容の変更が可能な「書込要求」を「拒絶」するように規定されている。
【００４４】
図１に戻り、内部通信部１６は、無線モジュール２０に設けられた内部通信部２３（詳細は後述する）に接続され、内部通信部２３との間で各種情報の送受信を行う。この内部通信部１６は、センサモジュール１０と無線モジュール２０との間で各種情報の授受を可能とするために設けられる。尚、内部通信部１６は、無線モジュール２０に設けられた内部通信部２３に対し、電源部１７で生成される電力を供給することも可能である。
【００４５】
電源部１７は、伝送線ＣＢに流れる電流から、少なくともセンサモジュール１０が動作するために必要となる電力を生成する。尚、電源部１７は、フィールド機器１が動作するために必要となる電力（センサモジュール１０に加えて無線モジュール２０等が動作するため必要となる電力）を生成するようにしても良い。電源部１７で生成された電力は、センサモジュール１０の各ブロックに供給される。また、電源部１７で生成された電力は、内部通信部１６を介して、無線モジュール２０にも供給される。
【００４６】
無線モジュール２０は、タイミング生成部２１、演算部２２、内部通信部２３、格納部２４、及び無線部２５（第１無線部）を備える。このような無線モジュール２０は、フィールド機器１を無線通信可能にするものである。無線モジュール２０を備えることにより、例えばフィールド機器１をインターネットに無線接続することができる。無線モジュール２０は、センサモジュール１０に対して少なくとも診断情報の読出要求を行い、読出要求によって得られる診断情報を無線信号にして無線部２５から送信する送信処理を行う。
【００４７】
ここで、無線モジュール２０は、センサモジュール１０に対して取り付け可能に構成されていることが望ましい。例えば、予めフィールド機器１に設けられたスロットに無線モジュール２０を介挿することで、無線モジュール２０が、センサモジュール１０に取り付けられるようにすることが望ましい。このようにすることで、例えばフィールド機器１のコストを低減することができるとともに、既にコントローラに伝送線ＣＢを介して接続された状態で設置されているフィールド機器１に後付けして事後的に無線通信可能にすることができる。尚、無線モジュール２０は、フィールド機器１に最初から組み込まれていても良い。また、無線モジュール２０は、取り外し可能に構成されていても良く、取り外しができないように構成されていても良い。
【００４８】
タイミング生成部２１は、無線通信を行うためのタイミングを規定するタイミング信号を生成する。演算部２２は、タイミング生成部２１で生成されるタイミング信号で規定されるタイミングで、無線部２５で無線通信を行わせるための処理を行う。例えば、演算部２２は、センサモジュール１０の格納部１３に格納された診断情報を無線信号にして無線部２５から送信させるための処理を行う。
【００４９】
具体的に、演算部２２は、センサモジュール１０に対して、センサモジュール１０の格納部１３に格納された診断情報の読出要求を行う。また、演算部２２は、格納部２４に格納された識別情報（詳細は後述する）を読み出す。演算部２２は、上記の読出要求によって得られる診断情報に、格納部２４から読み出した識別情報を付したものを、無線部２５に無線信号にして送信させる。診断情報に識別情報が付されることで、診断情報の送信元を容易に特定することができる。
【００５０】
内部通信部２３は、センサモジュール１０に設けられた内部通信部１６に接続され、内部通信部１６との間で各種情報の送受信を行う。この内部通信部２３は、内部通信部１６とともに、センサモジュール１０と無線モジュール２０との間で各種情報の授受を可能とするために設けられる。尚、内部通信部２３は、内部通信部１６から供給される電力を受け取ることも可能である。内部通信部２３が受け取った電力は、無線モジュール２０の各ブロックに供給される。
【００５１】
格納部２４は、予め無線モジュール２０に割り当てられた一意に定まる識別情報を格納する。この識別情報は、無線モジュール２０（或いは、無線モジュール２０が設けられたフィールド機器１）を特定するために用いられる情報であり、例えばＩＰアドレスや、ＥＵＩ６４フォーマットのアドレスを用いることができる。また、格納部２４は、無線部２５に関する設定情報を格納しても良い。尚、無線部２５に関する設定情報は、センサモジュール１０の格納部１３及び無線モジュール２０の格納部２４の何れか一方に格納される。格納部２４は、不揮発性メモリで実現されても良く、揮発性メモリで実現されても良い。尚、格納部２４は、上記の識別情報を格納する必要があることから、不揮発性メモリで実現されるのが望ましい。
【００５２】
無線部２５は、演算部２２から出力される信号を無線信号にして送信する。例えば、無線部２５は、演算部２２によって識別情報が付された診断情報が含まれる通信フレームを生成して無線信号にして送信する。尚、ここでは、無線部２５が通信フレームの生成を行うとしているが、通信フレームの生成は演算部２２が行うようにしても良い。また、無線部２５は、外部から送信されてくる無線信号を受信して演算部２２に出力する。無線部２５は、例えば低消費電力長距離無線通信が可能な通信路（ＬＰＷＡＮ：Low Power Wide Area Network）を介した無線通信を行う。上記の低消費電力長距離無線通信は、例えば、ＬｏＲａ（登録商標）等の通信規格に準拠した無線通信である。
【００５３】
ここで、フィールド機器１は、無線モジュール２０によってインターネットに無線接続される。このため、例えば、センサモジュール１０の格納部１３に格納された各種情報に対する要求（読出要求、書込要求）が、インターネットを介してフィールド機器１に送信されてくることが考えられる。インターネットを介して送信されてくる上記の要求は、無線部２５で受信されて演算部２２に出力された後に、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に出力される。このため、インターネットを介して上記の要求が送信されてきた場合には、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求は、無線モジュール２０の無線部２５を介して行われる（無線部２５が要求元になって行われる）ということができる。
【００５４】
〈フィールド機器の動作〉
次に、本発明の第１実施形態によるフィールド機器の動作について説明する。以下では、センサ値をコントローラに送信する際の動作（センサ値の送信動作）と、診断情報をインターネットに接続された収集装置に送信する動作（診断情報の送信動作）について説明する。
【００５５】
《センサ値の送信動作》
図３は、本発明の第１実施形態におけるセンサ値の送信動作を示すフローチャートである。尚、図３に示すフローチャートの処理は、一定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で行われる。処理が開始されると、まず、センサモジュール１０において、センサ１１から出力されるセンサ値を取り込んで格納部１３に格納させる処理が演算部１２によって行われる（ステップＳ１１）。
【００５６】
次に、センサモジュール１０において、格納部１３に格納されたセンサ値を読み出して通信部１４に出力する処理が演算部１２によって行われる（ステップＳ１２）。そして、センサモジュール１０において、センサ値（演算部１２から出力されたセンサ値）が含まれる通信フレームを生成して伝送線ＣＢに送出する処理が通信部１４で行われる（ステップＳ１３）。以上の処理によって、センサ１１のセンサ値が、伝送線ＣＢを介して不図示のコントローラに送信される。
【００５７】
《診断情報の送信動作》
図４は、本発明の第１実施形態における診断情報の送信動作を示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートの処理は、例えば数時間〜数ヶ月に１回程度の頻度で行われる。処理が開始されると、まず、センサモジュール１０において、フィールド機器１の自己診断を行って、その診断結果を示す診断情報を生成する処理が演算部１２によって行われる（ステップＳ２１）。次に、センサモジュール１０において、生成された診断情報を格納部１３に格納する処理が演算部１２によって行われる（ステップＳ２２）。
【００５８】
次いで、無線モジュール２０において、格納部２４に格納された識別情報を読み出す処理が演算部２２によって行われる（ステップＳ２３）。続いて、無線モジュール２０において、センサモジュール１０に対し、格納部１３に格納された診断情報の読出要求を行う処理が演算部２２によって行われる（ステップＳ２４）。診断情報の読出要求は、無線モジュール２０の内部通信部２３及びセンサモジュール１０の内部通信部１６を介してセキュリティ部１５に入力される。
【００５９】
すると、セキュリティ部１５において、無線モジュール２０の演算部２２から出力された読出要求（診断情報の読出要求）を許可するか否かが判断される（ステップＳ２５）。ここで、図２を参照すると、「診断情報」の「読出要求（Read）」については、「許可（Accept）」が規定されているため、ステップＳ２５の判断結果は「ＹＥＳ」になる。これにより、無線モジュール２０の演算部２２から出力された読出要求は、センサモジュール１０の演算部１２に入力される。
【００６０】
診断情報の読出要求が演算部１２に入力されると、センサモジュール１０において、格納部１３に格納された診断情報を読み出し、無線モジュール２０に応答として出力する処理が演算部１２によって行われる（ステップＳ２６）。演算部１２から出力された診断情報は、センサモジュール１０のセキュリティ部１５及び内部通信部１６並びに無線モジュール２０の内部通信部２３を順に介して演算部２２に入力される。
【００６１】
すると、無線モジュール２０において、入力された診断情報に識別情報（ステップＳ２３で読み出した識別情報）を付して無線部２５に出力する処理が演算部２２によって行われる。そして、無線モジュール２０において、診断情報及び識別情報が含まれる通信フレームを生成して無線部２５から無線信号にして送信する処理が無線部２５によって行われる（ステップＳ２７）。以上の処理によって、フィールド機器１の診断情報が、インターネットを介して不図示の収集装置に送信される。
【００６２】
尚、図２を参照すると、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」の「書込要求（Write）」については、「拒絶（Block）」が規定されている。このため、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対し、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」の「書込要求」が出力された場合には、ステップＳ２５の判断結果が「ＮＯ」になって、図４に示す一連の処理は終了する。つまり、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」の「書込要求」は、セキュリティ部１５で拒絶されて、演算部１２には入力されない。
【００６３】
以上の通り、本実施形態のフィールド機器１は、センサモジュール１０にセキュリティ部１５を設け、無線モジュール２０がセンサモジュール１０に対して行った要求を、予め規定された規則に従って、セキュリティ部１５で許可又は拒絶するようしている。これにより、プロセス制御に用いられるセンサ値や診断情報が扱われるセンサモジュール１０に対する攻撃や不正なアクセスは、セキュリティ部１５で拒絶されるため、セキュリティを確保することができる。
【００６４】
〈情報収集システム〉
図５は、本発明の第１実施形態による情報収集システムの要部構成を示す図である。図５に示す情報収集システムＳＹ１は、フィールド機器１と機器管理サーバＳＶ（収集装置）とを備えており、フィールド機器１から低消費電力長距離無線通信が可能な通信路Ｎ１を介して送信される診断情報（第２情報）を機器管理サーバＳＶで収集する。機器管理サーバＳＶは、例えばインターネットに接続されており、上記の通信路Ｎ１及びインターネットを介した診断情報を収集する。
【００６５】
ここで、フィールド機器１は、分散制御システム１００に接続される。分散制御システム１００は、フィールド機器１０１，１０２とコントローラ１１０とを備えており、プロセス制御に用いられる情報をアナログ信号でやりとりする従来のアナログのシステムである。フィールド機器１０１は、センサの測定結果をアナログ信号で送信する従来のセンサ機器である。フィールド機器１０２は、送信されてくるアナログの制御信号によって制御される従来のアクチュエータ機器である。フィールド機器１０１，１０２は、自己診断機能を備えていない。
【００６６】
コントローラ１１０は、フィールド機器１０１から送信されてくるセンサの測定結果（アナログ信号）を取得し、取得した測定結果に応じた制御信号（アナログ信号）を送信してフィールド機器１０２を制御する従来のコントローラである。フィールド機器１０１は、伝送線ＣＢ１によってコントローラ１１０に接続され、フィールド機器１０２は、伝送線ＣＢ２によってコントローラ１１０に接続される。伝送線ＣＢ１，ＣＢ２は、例えば、４−２０ｍＡアナログ信号線である。
【００６７】
本実施形態のフィールド機器１は、伝送線ＣＢ３によって従来のコントローラ１１０に接続される。伝送線ＣＢ３は、例えば、４−２０ｍＡアナログ信号線である。フィールド機器１は、伝送線ＣＢ３を介してセンサ値（アナログ信号）をコントローラ１１０に送信する。このように、本実施形態のフィールド機器１は、従来の分散制御システム１００に何ら変更を加えることなく、従来の分散制御システム１００に接続することが可能である。
【００６８】
また、本実施形態のフィールド機器１は、自己診断機能を備えており、自己診断の診断結果を示す診断情報を無線信号で送信することが可能である。このため、フィールド機器１から無線信号で送信された診断情報を収集する機器管理サーバＳＶを設けて情報収集システムＳＹ１を構築するだけで診断情報の収集を行うことができる。つまり、本実施形態の情報収集システムＳＹ１は、従来の分散制御システム１００に何ら変更を加えることなく、診断情報の収集を行うことができる。
【００６９】
また、本実施形態の情報収集システムＳＹ１は、フィールド機器１から無線信号で送信された診断情報を、機器管理サーバＳＶで収集するようにしている。このように、本実施形態の情報収集システムＳＹ１では、フィールド機器１の診断情報が、プロセス制御に用いられる情報を扱うコントローラ１１０を経由することなく機器管理サーバＳＶに収集されるため、プロセス制御に用いられる情報とフィールド機器１の診断情報とを完全に分離することができる。これにより、性質の異なる２つの情報（プロセス制御に用いられる情報、フィールド機器１の診断情報）をプラントの運転員及びプラントの作業員が個別に管理することができるようになる。例えば、プラントの作業員は、プラントの運転員の都合を気にすることなく、自己診断に関する設定を変更することができる。
【００７０】
〔第２実施形態〕
〈フィールド機器の構成〉
図６は、本発明の第２実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。尚、図６においては、図１に示した構成に相当する構成には、同一の符号を付してある。図６に示す通り、本実施形態のフィールド機器２は、図１に示すフィールド機器１の無線モジュール２０に近距離無線部２７（第２無線部）が追加された構成である。つまり、本実施形態のフィールド機器２は、端末装置ＴＭ（外部機器）との間の近距離無線通信を可能としたものである。
【００７１】
ここで、フィールド機器２と端末装置ＴＭとの間で行われる近距離無線通信は、ＮＦＣ（Near Field Communication）である。ここで、ＮＦＣとは、通信する装置間の距離が、例えば数十ｃｍ以下である場合に可能となる通信（非接触通信）を意味し、通信する装置の筐体が接触した状態で行われる通信も含まれる。
【００７２】
近距離無線部２７は、端末装置ＴＭから非接触で給電される電力によって動作する。近距離無線部２７は、端末装置ＴＭから非接触で給電された場合に、端末装置ＴＭとの間で近距離無線通信を行って各種情報の授受を行う。つまり、近距離無線部２７は、所謂パッシブ動作を行う。近距離無線部２７は、無線モジュール２０の演算部２２に接続されており、端末装置ＴＭから送信された情報を演算部２２に出力し、端末装置ＴＭに送信する報を演算部２２から取得する。例えば、近距離無線部２７は、演算部２２から取得した情報が含まれる通信フレームを生成して無線信号にして送信する。尚、ここでは、近距離無線部２７が通信フレームの生成を行うとしているが、通信フレームの生成は演算部２２が行うようにしても良い。
【００７３】
端末装置ＴＭは、例えば、フィールド機器２の保全や、フィールド機器２の各種設定を行うためのものである。端末装置ＴＭは、近距離無線部２７との間で近距離無線通信を行うことで、センサモジュール１０の格納部１３に格納された情報や、無線モジュール２０の格納部２４に格納された情報に対してアクセス（読み出し、書き込み）することができる。この端末装置ＴＭは、例えばスマートフォン、タブレット、パソコン等の汎用情報機器、又はフィールド機器２の保全を行うための専用端末である。
【００７４】
本実施形態のフィールド機器２が備える無線モジュール２０では、無線部２５による無線通信に加えて、近距離無線部２７による近距離無線通信が行われる。このため、本実施形態のフィールド機器２では、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求が、無線モジュール２０の無線部２５を介して行われる（無線部２５が要求元になって行われる）場合に加えて、無線モジュール２０の近距離無線部２７を介して行われる（近距離無線部２７が要求元になって行われる）場合がある。このため、本実施形態のフィールド機器２では、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求の許可又は拒絶を行う規則（後者の場合における規則）が追加されている。
【００７５】
図７は、本発明の第２実施形態におけるフィールド機器のセキュリティ部で規定されている規則の一例を示す図である。図７に示す通り、セキュリティ部１５で用いられる規則は、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求の種別と、要求の対象となる情報の種別と、要求元とに基づいて規定されている。つまり、セキュリティ部１５は、要求元が無線モジュール２０のどこであり、センサモジュール１０で用いられる情報のうちのどの情報に対し、どのような要求を行うのか、に応じて上記の許可又は拒絶を行う。
【００７６】
図７に示す例では、要求元として「無線部（無線部２５）」、「近距離無線部（近距離無線部２７）」が規定されている。そして、要求元の各々について、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求の種別として、「読出要求（Read）」、「書込要求（Write）」が規定されており、要求の対象となる情報の種別として「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」、「診断設定」、「無線設定」が規定されている。
【００７７】
図７に示す例において、要求元が「無線部」である場合には、図２と同じ内容が規定されている。つまり、「読出要求」については、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」、「診断設定」、「無線設定」の全てについて「許可（Accept）」が規定されている。「書込要求」については、「診断設定」及び「無線設定」については「許可（Accept）」が規定されているが、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」については「拒絶（Block）」が規定されている。
【００７８】
これに対し、要求元が「近距離無線部」である場合には、「読出要求」及び「書込要求」について、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」、「診断設定」、「無線設定」の全てについて「許可」が規定されている。近距離無線部２７によって近距離無線通信が行われる場合には、センサモジュール１０に対する攻撃や不正なアクセス等が遠方から（例えば、インターネットを介して）行われることはないと考えられるため、センサモジュール１０にアクセスする条件が緩和されている。
【００７９】
このため、セキュリティ部１５は、例えば、「センサ値」、「センサ設定」、「診断情報」に対する「書込要求」が無線部２５を介して行われた（無線部２５が要求元になって行われた）場合には、その「書込要求」を拒絶する。これに対し、セキュリティ部１５は、上記の「書込要求」が近距離無線部２７を介して行われた（近距離無線部２７が要求元になって行われた）場合には、その「書込要求」を許可する。尚、セキュリティ部１５は、例えば演算部２２によって各要求に対して付与された要求元の情報に基づいて要求の許可又は拒絶を行う。
【００８０】
〈フィールド機器の動作〉
図８は、本発明の第２実施形態によるフィールド機器の動作の一例を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、フィールド機器２と端末装置ＴＭとの間で近距離無線通信が行われる際の動作を示すものである。図８に示すフローチャートの処理は、端末装置ＴＭが近距離無線部２７に近接配置され、端末装置ＴＭから非接触で給電される電力によって近距離無線部２７が動作したときに開始される。
【００８１】
処理が開始されると、まず、近距離無線通信を行って端末装置ＴＭから送信されるアクセス情報を取得する処理が、無線モジュール２０の近距離無線部２７で行われる（ステップＳ３１）。上記のアクセス情報は、端末装置ＴＭがフィールド機器２に対して行うアクセスの種別（読み出し、書き込み等）と、アクセスの対象となる情報の種別（センサ値、診断情報等）とを含む情報である。ここでは、理解を容易にするために、近距離無線部２７で取得されたアクセス情報には、上記のアクセスの種別として「読み出し」が含まれ、上記のアクセスの対象となる情報の種別として「センサ値」が含まれているとする。
【００８２】
次に、無線モジュール２０において、センサモジュール１０に対し、上記のアクセス情報に応じた要求（ここでは、センサ値の読出要求）を出力する処理が演算部２２によって行われる（ステップＳ３２）。演算部２２から出力された要求は、無線モジュール２０の内部通信部２３及びセンサモジュール１０の内部通信部１６を介してセキュリティ部１５に入力される。
【００８３】
すると、セキュリティ部１５において、アクセス情報に応じた要求（センサ値の読出要求）を許可するか否かが判断される（ステップＳ３３）。ここで、図７を参照すると、要求元が「近距離無線部」である場合には、「センサ値」の「読出要求（Read）」については、「許可（Accept）」が規定されているため、ステップＳ３３の判断結果は「ＹＥＳ」になる。これにより、アクセス情報に応じた要求は、センサモジュール１０の演算部１２に入力される。
【００８４】
アクセス情報に応じた要求が演算部１２に入力されると、その要求が演算部１２によって実施される（ステップＳ３４）。具体的には、センサモジュール１０において、格納部１３に格納されたセンサ値を読み出し、無線モジュール２０に応答として出力する処理が演算部１２によって行われる。演算部１２から出力されたセンサ値は、センサモジュール１０のセキュリティ部１５及び内部通信部１６、無線モジュール２０の内部通信部２３及び演算部２２を順に介して近距離無線部２７に入力される。
【００８５】
すると、無線モジュール２０において、近距離無線通信を行って、アクセス情報に応じた要求の実施結果を端末装置ＴＭに送信する処理が近距離無線部２７によって行われる（ステップＳ３５）。具体的には、センサ値が含まれる通信フレームを生成し、生成した通信フレームを無線信号にして近距離無線通信によって端末装置ＴＭに送信する処理が近距離無線部２７によって行われる。以上の処理によって、端末装置ＴＭから送信されたアクセス情報に応じた要求の実施結果が、端末装置ＴＭに取得される。
【００８６】
以上の通り、本実施形態のフィールド機器２は、無線モジュール２０に近距離無線部２７を設け、端末装置ＴＭとの間で近距離無線を行ってアクセス情報を取得し、アクセス情報に応じた要求を実施している。そして、端末装置ＴＭとの間で近距離無線を行ってアクセス情報に応じた要求の実施結果を送信するようにしている。これにより、端末装置ＴＭを用いて、フィールド機器２の保全や、フィールド機器２の各種設定を行うことができる。ここで、フィールド機器２の保全や各種設定は、端末装置ＴＭを用いて非接触で行うことができるため、フィールド機器２が防爆の必要がある場所（防爆エリア）に設置されていても問題はない。
【００８７】
〔第３実施形態〕
図９は、本発明の第３実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。尚、図９においては、図１に示した構成に相当する構成には、同一の符号を付してある。図９に示す通り、本実施形態のフィールド機器３は、図１に示すフィールド機器１の無線モジュール２０に蓄電部２８を設けた構成である。
【００８８】
センサモジュール１０から無線モジュール２０に供給される電力が不足すると、無線部２５による無線通信の通信距離が短くなったり、無線部２５による無線通信ができなくなったりすることが考えられる。本実施形態のフィールド機器３は、無線モジュール２０に蓄電部２８を設け、無線部２５による無線通信が行われる場合に、蓄電部２８に蓄積された電力を無線部２５に供給することで、無線部２５における電力不足を防止するものである。
【００８９】
蓄電部２８は、センサモジュール１０の電源部１７から無線モジュール２０に供給される電力（一部の電力）を蓄積する。例えば、蓄電部２８は、センサモジュール１０の内部通信部１６及び無線モジュール２０の内部通信部２３を介して供給される電力の一部を蓄積する。尚、センサモジュール１０の電源部１７と蓄電部２８とを接続し、電源部１７から蓄電部２８に直接供給される電力を蓄積するようにしても良い。蓄電部２８としては、大容量のコンデンサや、スーパーキャパシタ（例えば、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等）を用いることができる。
【００９０】
無線モジュール２０では、無線部２５で無線通信を行うために必要な電力が蓄電部２８に蓄積されるまでスリープ状態が維持される。無線部２５で無線通信を行うために必要な電力が蓄電部２８に蓄積された後に、上記のスリープ状態が解除され、センサモジュール１０から必要な情報（例えば、診断情報）を取得して無線部２５から無線信号にして送信する動作が行われる。無線部２５によって無線通信が行われるときに、蓄電部２８に蓄積された電力が無線部２５に供給される。
【００９１】
図１０は、本発明の第３実施形態によるフィールド機器の動作を説明するための図である。図１０では、蓄電部２８に流れる電流の経時変化の一例を示すグラフと、蓄電部２８に現れる電圧の経時変化の一例を示すグラフとを示している。尚、前者のグラフでは、蓄電部２８に流入する電流（充電電流Ｉ１）と、蓄電部２８から流出する電流（放電電流Ｉ２）とを図示している。
【００９２】
図１０に示す例では、時刻ｔ１まで無線モジュール２０におけるスリープ状態が維持されている。よって、図１０中の時刻ｔ１まで、センサモジュール１０から無線モジュール２０に供給される電力が蓄電部２８に蓄積される。図１０に示す通り、蓄電部２８に電力が蓄積されている間、蓄電部２８の充電電流Ｉ１は一定であり、蓄電部２８に現れる電圧は徐々に上昇する。尚、蓄電部２８に現れる電圧が所定の電圧になって、蓄電部２８への電力の蓄積が終了すると、図１０に示す通り、蓄電部２８に流れる充電電流Ｉ１は零になり、蓄電部２８の電圧は一定になる。
【００９３】
また、図１０に示す例では、時刻ｔ２においてタイミング生成部２１から演算部２２にタイミング信号が出力されて、無線モジュール２０におけるスリープ状態が解除され、時刻ｔ２〜ｔ３の間に無線部２５による無線通信が行われている。よって、図１０中の時刻ｔ２〜ｔ３の間は、蓄電部２８に蓄積された電力が無線部２５に供給される。蓄電部２８から無線部２５への電力供給が行われている間は、図１０に示す通り、充電電流Ｉ１よりも大きな一定の放電電流Ｉ２が流れ、蓄電部２８に現れる電圧が徐々に下降する。尚、無線部２５による無線通信が終了する時刻ｔ３を経過すると、無線モジュール２０は再びスリープ状態になり、蓄電部２８への電力の蓄積が再開される。
【００９４】
このように、本実施形態では、無線モジュール２０に蓄電部２８を設け、無線部２５による無線通信が行われる場合に、蓄電部２８に蓄積された電力を無線部２５に供給するようにしている。これにより、無線部２５における電力不足を防止することができ、無線部２５による無線通信の通信距離が短くなったり、無線部２５による無線通信ができなくなったりすることを防ぐことができる。
【００９５】
〔第４実施形態〕
図１１は、本発明の第４実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。尚、図１１においては、図１に示した構成に相当する構成には、同一の符号を付してある。図１１に示す通り、本実施形態のフィールド機器４は、図１に示すフィールド機器１の無線モジュール２０に電池ＢＴを設けた構成である。
【００９６】
センサモジュール１０が稼働している状態で、無線モジュール２０を後付けすると、センサモジュール１０から無線モジュール２０に供給される電力が急激に増加して、電源周りのトラブルが生ずる可能性が考えられる。本実施形態のフィールド機器４は、無線モジュール２０に電池ＢＴを設け、無線モジュール２０で必要となる電力を電池ＢＴから得るようにすることで、電源周りのトラブルを防止するものである。
【００９７】
電池ＢＴは、無線モジュール２０の各ブロックに対して電力を供給する。電池ＢＴとしては、例えば、一次電池、二次電池、燃料電池、コンデンサ、キャパシタ（スーパーキャパシタを含む）を用いることができる。或いは、電池ＢＴとして、環境発電（所謂、太陽電池等のエナジーハーベスト）を行うものを用いることもできる。
【００９８】
このように、本実施形態では、無線モジュール２０に電池ＢＴを設け、無線モジュール２０で必要となる電力を電池ＢＴから得るようにしている。これにより、センサモジュール１０の電源部１７から無線モジュール２０に供給される電力を少なくする（或いは、無くす）ことができる。その結果、センサモジュール１０の稼働状態を維持しながら、無線モジュール２０を確実に後付けすることができる。
【００９９】
〔第５実施形態〕
図１２は、本発明の第５実施形態によるフィールド機器の要部構成を示すブロック図である。尚、図１２においては、図１に示した構成に相当する構成には、同一の符号を付してある。図１２に示す通り、本実施形態のフィールド機器５は、図１に示すフィールド機器１のセンサモジュール１０に設けられていたセキュリティ部１５を、無線モジュール２０に設けた構成である。セキュリティ部１５は、無線モジュール２０において、演算部２２と内部通信部２３との間に設けられる。
【０１００】
本実施形態において、無線モジュール２０からセンサモジュール１０に対して行われる要求の許可又は拒絶は、無線モジュール２０に設けられたセキュリティ部１５で行われる。セキュリティ部１５で拒絶された要求は、センサモジュール１０に入力されることはないため、第１実施形態と同様に、プロセス制御に用いられるセンサ値や診断情報が扱われるセンサモジュール１０に対する攻撃や不正なアクセスが行われるのを防止することができる。
【０１０１】
また、無線モジュール２０が、センサモジュール１０に対して取り付け可能に構成されている場合には、セキュリティ部１５を備えないセンサモジュール１０のみを有するフィールド機器に、セキュリティ部１５を備える無線モジュール２０を取り付けることで、セキュリティ部１５を後付けすることができる。これにより、センサモジュール１０にセキュリティ部１５が設けられていなくとも、センサモジュール１０に対する攻撃や不正なアクセスが行われるのを防止することができる。
【０１０２】
尚、セキュリティ部１５は、センサモジュール１０又は無線モジュール２０に設けられている必要は必ずしも無く、センサモジュール１０及び無線モジュール２０とは別に設けられていても良い。例えば、セキュリティ部１５は、センサモジュール１０と無線モジュール２０とは別に、センサモジュール１０と無線モジュール２０との間に設けられていても良い。
【０１０３】
〔第６実施形態〕
図１３は、本発明の第６実施形態による情報収集システムの要部構成を示す図である。尚、図１３においては、図５に示した構成に相当する構成には、同一の符号を付してある。図１３に示す情報収集システムＳＹ２は、フィールド機器１、コントローラＣＴ、及び機器管理サーバＳＶ（収集装置）を備えており、フィールド機器１から送信される診断情報（第２情報）に加えて、コントローラＣＴから送信される診断情報（第３情報）を機器管理サーバＳＶで収集する。尚、フィールド機器１及びコントローラＣＴの診断情報は、低消費電力長距離無線通信が可能な通信路Ｎ１を介して送信される。
【０１０４】
コントローラＣＴは、図５に示す従来のコントローラ１１０に、自己診断部３１及び無線部３２を追加した構成である。従って、フィールド機器１０１，１０２とコントローラＣＴとによって、プロセス制御に用いられる情報をアナログ信号でやりとりする従来のアナログの分散制御システム１００が構築されている。
【０１０５】
自己診断部３１は、コントローラＣＴの自己診断を行って、その診断結果を示す診断情報（第３情報）の生成処理を行う。無線部３２は、自己診断部３１で生成された診断情報を無線信号にして送信する。無線部３２は、図１に示す無線部２５と同様に、例えば低消費電力長距離無線通信が可能な通信路（ＬＰＷＡＮ）を介した無線通信を行う。
【０１０６】
このように、本実施形態では、図５に示す従来のコントローラ１１０に自己診断部３１及び無線部３２を設けた構成のコントローラＣＴを用意し、コントローラＣＴの診断情報を無線信号で送信するようにしている。そして、フィールド機器１から送信される診断情報に加えて、コントローラＣＴから送信される診断情報を機器管理サーバＳＶで収集するようにしている。これにより、本実施形態の情報収集システムＳＹ２では、フィールド機器１の診断情報に加えて、コントローラＣＴの診断情報を、プロセス制御に用いられる情報から完全に分離することができる。
【０１０７】
以上、本発明の実施形態によるフィールド機器、情報収集システム、情報収集方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。上述した第１〜第６実施形態は、適宜組み合わせ可能である。例えば、第２〜第５実施形態によるフィールド機器２〜５を、第１実施形態による情報収集システムＳＹ１や第６実施形態による情報収集システムＳＹ２に適用することができる。
【０１０８】
また、例えば、第２実施形態によるフィールド機器２の構成を、第３〜第５実施形態によるフィールド機器３〜５に適用し、第３〜第５実施形態によるフィールド機器３〜５を、無線モジュール２０に近距離無線部２７が設けられた構成にすることができる。また、例えば、第５実施形態によるフィールド機器５の構成を、第２〜第４実施形態によるフィールド機器２〜４に適用し、第２〜第４実施形態によるフィールド機器２〜４を、無線モジュール２０にセキュリティ部１５が設けられた構成にすることができる。
【０１０９】
また、例えば、第４実施形態によるフィールド機器４の構成を、第３実施形態によるフィールド機器３に適用し、第３実施形態によるフィールド機器３を、蓄電部２８とともに電池ＢＴが設けられた構成にすることができる。このような構成の場合には、蓄電部２８の充電が完了しているときには蓄電部２８の電力で無線通信を行うことで、電池ＢＴの電力消費を抑えて電池ＢＴの寿命を延ばすことができる。これに対し、蓄電部２８の充電が完了していないときには電池ＢＴの電力で無線通信を行うことで、無線モジュール２０のスリープ状態を無くして常時無線通信を行うことができる。
【０１１０】
尚、上述した実施形態では、フィールド機器１〜５が、センサ機器（例えば、流量計や温度センサ等）であるものとして説明した。しかしながら、フィールド機器１〜５は、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントの現場に設置される機器であって良い。
【０１１１】
フィールド機器１〜５がアクチュエータである場合には、例えばバルブ等が設けられる。そして、通信部１４が、伝送線ＣＢを介して送信されてきた操作量を示す情報を受信し、演算部１２が、通信部１４で受信された操作量を示す情報を格納部１３に格納し、演算部１２が、その操作量を示す情報に所定の処理を行った情報によってバルブ等を操作する動作が行われる。
【０１１２】
ここで、フィールド機器１〜５が設置されるプラントとしては、化学等の工業プラントの他、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水やダム等を管理制御するプラント等がある。尚、上記のプラントは、あくまでも例示であり、上記のプラントに制限される訳ではない点に注意されたい。
【符号の説明】
【０１１３】
１〜５    フィールド機器
１０      センサモジュール
１５      セキュリティ部
１７      電源部
２０      無線モジュール
２５      無線部
２７      近距離無線部
２８      蓄電部
ＢＴ      電池
ＣＢ      伝送線
ＣＴ      コントローラ
ＳＹ１    情報収集システム
ＳＹ２    情報収集システム
ＳＶ      機器管理サーバ
ＴＭ      端末装置
【図１】
2020107060.tif 000003
【図２】
2020107060.tif 000004
【図３】
2020107060.tif 000005
【図４】
2020107060.tif 000006
【図５】
2020107060.tif 000007
【図６】
2020107060.tif 000008
【図７】
2020107060.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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