(57)【要約】【課題】低コストで、通信回路の送信部の状態を診断する。【解決手段】ＣＰＵの処理機能として通信制御部１１と診断部１３を設ける。診断部１３は、通信回路２の送信部２１からの送信信号のレベルを監視し、通信制御部１１が送信部２１を非通信状態から通信状態にしたときの送信信号のレベルの変化に基づいて、通信回路２の送信部２１の正常／異常の状態を診断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信回路の送信部を制御するように構成された通信制御部と、
前記送信部から送出された送信信号のレベルを監視して、前記通信制御部が前記送信部を非通信状態から通信状態にしたときの前記送信信号のレベルの変化に基づいて、前記送信部の状態を診断するように構成された診断部と
を備える送信部状態診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載された送信部状態診断装置において、
前記診断部は、
前記送信部が通信状態にあるときに、送信すべきデータが前記送信部へ送られたにもかかわらず、前記送信信号のレベルが、前記送信部が非通信状態にあるときのレベルから変化しない場合、前記送信部の状態が異常であると診断するように構成されている
ことを特徴とする送信部状態診断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された送信部状態診断装置において、
前記通信制御部と前記診断部とは１つの演算装置によって実現されている
ことを特徴とする送信部状態診断装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載された送信部状態診断装置において、
前記送信部と前記通信制御部とは、
１つのフィールド機器に設けられ、
前記診断部は、
前記フィールド機器とネットワークを介して接続されたサーバに設けられている
ことを特徴とする送信部状態診断装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載された送信部状態診断装置において、
前記送信部から送出された送信信号のレベルを変換して前記診断部に送るように構成されたレベル変換回路
をさらに備えることを特徴とする送信部状態診断装置。
【請求項６】
通信回路の送信部を制御する通信制御ステップと、
前記送信部から送出された送信信号のレベルを監視して、前記通信制御ステップによって前記送信部を非通信状態から通信状態にしたときの前記送信信号のレベルの変化に基づいて、前記送信部の状態を診断する診断ステップと
を備えることを特徴とする送信部状態診断方法。
【請求項７】
請求項６に記載された送信部状態診断方法において、
前記診断ステップは、
前記送信部が通信状態にあるときに、送信すべきデータが前記送信部へ送られたにもかかわらず、前記送信信号のレベルが、前記送信部が非通信状態にあるときのレベルから変化しない場合、前記送信部の状態が異常であると診断する
ことを特徴とする送信部状態診断方法。
【請求項８】
データを外部に送出する送信部を少なくとも含む通信回路と、
各種演算処理を実行する演算処理部と、前記通信回路の送信部を制御する通信制御部と、前記送信部から送出された送信信号のレベルを監視して、前記通信制御部が前記送信部を非通信状態から通信状態にしたときの前記送信信号のレベルの変化に基づいて、前記送信部の状態を診断する診断部として動作するように構成された演算装置と、
少なくとも前記演算装置によって演算処理されたデータを記憶するように構成された記憶装置とを備え、
前記送信部は、前記通信制御部によって制御され、前記記憶装置に記憶されたデータを送出するように構成されている
ことを特徴とするフィールド機器。
【請求項９】
請求項８に記載されたフィールド機器において、
前記診断部は、
前記送信部が通信状態にあるときに、送信すべきデータが前記送信部へ送られたにもかかわらず、前記送信信号のレベルが、前記送信部が非通信状態にあるときのレベルから変化しない場合、前記送信部の状態が異常であると診断するように構成されている
ことを特徴とするフィールド機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信部状態診断装置および方法ならびにフィールド機器に関し、特にフィールド機器などに搭載されている通信回路の送信部の状態を診断する送信部状態診断装置および方法、ならびに通信回路の送信部の状態を診断する機能を有するフィールド機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流量制御機能を備えた電動制御弁やポジショナなどのフィールド機器には、コントローラからの制御信号や各種センサからの検出信号に基づいて所定の演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）や、コントローラや監視装置等の外部装置と信号の送受信を行う通信回路が搭載されている。このうち通信回路は、外部装置からの信号を受信する受信部と、ＣＰＵによって演算されたデータを外部装置へ送信する送信部とを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１４１２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のフィールド機器には、通信回路の送信部の正常／異常の状態を診断する機能は設けられていないために、いわゆる操作端、すなわちフィールド機器側で送信部の故障診断を行うことができなかった。仮に送信部の正常／異常の状態を診断するためには、例えば、送信部からの送信信号を全てフィードバックしてプロトコルまで診断するようにして、送信部の状態を診断するというような方法が考えられる。しかし、これを実現するためには、プロトコルの診断を処理する能力がＣＰＵに求められ、高コストとなる。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低コストで、通信回路の送信部の状態を診断することができる送信部状態診断装置および方法ならびにフィールド機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために本発明は、通信回路（２）の送信部（２１）を制御するように構成された通信制御部（１１）と、前記送信部から送出された送信信号のレベルを監視して、前記通信制御部が前記送信部を非通信状態から通信状態にしたときの前記送信信号のレベルの変化に基づいて、前記送信部の状態を診断するように構成された診断部（１３）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、通信制御部が送信部を非通信状態から通信状態にしたときの送信信号のレベルの変化のみを捉えることにより、送信部の状態を診断する。例えば、送信部が通信状態にあるときに、送信すべきデータが送信部へ送られたにもかかわらず、送信信号のレベルが、送信部が非通信状態にあるときのレベルから変化しない場合、送信部の状態が異常であると診断する。
【０００８】
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、通信制御部が送信部を非通信状態から通信状態にしたときの送信信号のレベルの変化のみを捉えるのみでよいので、ＣＰＵパワーを必要とせず、通信回路の送信部の状態を低コストで診断することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る送信部状態診断装置を含むフィールド機器の要部を示す図である。
【図２】図２は、このフィールド機器における特徴的な動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部状態診断装置を含むフィールド機器の要部を示す図である。
【図４】図４は、ネットワークを介してフィールド機器に接続されたクラウド側のサーバに診断部を設けるようにした例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る送信部状態診断装置２００を含むフィールド機器１００の要部を示す図である。
【００１２】
このフィールド機器１００は、ＣＰＵや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、演算装置（ＣＰＵ）１と、通信回路２と、記憶装置（バッファ）３とを備えている。
【００１３】
このフィールド機器１００において、演算装置１は、ＣＰＵの処理機能として通信制御部１１と演算処理部１２と診断部１３とを備えている。また、通信回路２は、出力ラインＬ１を通して外部装置（図示せず）へ送信信号を送る送信部２１と、入力ラインＬ２を通して外部装置から受信信号を受ける受信部２２とを備えている。
【００１４】
演算装置１において、通信制御部１１は、通信回路２の送信部２１を制御する。演算処理部１２は、各種センサ５０１からの検出信号や操作器５０２からの操作信号などに基づいて各種の演算処理を実行する。演算処理部１２で演算処理されたデータなどは記憶装置３に記憶される。通信制御部１１は、送信すべきデータが生じた場合、送信部２１を通信状態とするとともに、そのデータを記憶装置３から読み出して送信部２１へ送り、送信部２１から送信信号として出力ラインＬ１を通して外部装置へ送出する。
【００１５】
演算装置１において、診断部１３は、送信部２１から送出された送信信号のレベルを監視して、通信制御部１１が送信部２１を非通信状態から通信状態にしたときの送信信号のレベルの変化に基づいて、送信部２１の状態を診断する。具体的には、送信部２１が通信状態にあるときに、送信すべきデータが送信部２１へ送られたにもかかわらず、送信信号のレベルが、送信部２１が非通信状態にあるときのレベルから変化しない場合、送信部２１の状態が異常であると診断する。
【００１６】
このフィールド機器１００において、送信部状態診断装置２００は、通信制御部１１と診断部１３とから構成されている。送信部状態診断装置２００において、通信制御部１１は、送信すべきデータが生じると、通信回路２の送信部２１を通信状態とするとともに、そのデータを記憶装置３から読み出して通信回路２の送信部２１に送る（図２に示すステップＳ１０１）。これと同時に、通信制御部１１は、送信すべきデータを通信回路２の送信部２１に送ったことを診断部１３へ知らせる（ステップＳ１０２）。
【００１７】
ここで、通信回路２の送信部２１が正常であれば、送信すべきデータを受けた後、所定時間Ｔが経過するまでの間に、送信部２１はそのデータを送信信号として出力する。すなわち、送信部２１が非通信状態にあるとき、送信部２１からの送信信号のレベルが「Ｌ」レベルを維持しているものとした場合、送信部２１からの送信信号のレベルが変化する。すなわち、「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベル、「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへと、レベル変化が生じる。
【００１８】
診断部１３は、送信部２１にデータを送ったという通信制御部１１からの知らせを受けた後（ステップＳ１０２）、上記の所定時間Ｔとして定められた待機時間ＴＷの経過後（ステップＳ１０３）、送信部２１からの送信信号のレベルが送信部２１が非通信状態（アイドル状態）にあるときのレベルから変化したか否かをチェックする（ステップＳ１０４）。具体的には、送信部２１からの送信信号が出力される出力ラインＬ１の電圧ＶＰ１を監視し、この電圧（以下、監視電圧と呼ぶ。）ＶＰ１が送信部２１が非通信状態にあるときの値から変化したか否かをチェックする。
【００１９】
上述したように、通信回路２の送信部２１が正常であれば、送信部２１は、送信すべきデータを受けた後、所定時間Ｔが経過するまでの間に、そのデータを送信信号として出力する。これにより、送信部２１からの送信信号は、それまでの「Ｌ」レベルを維持している状態から、レベル変化を生じる状態となる。
【００２０】
診断部１３は、ステップＳ１０３での待機時間ＴＷの経過後、送信信号のレベルが送信部２１が非通信状態にあるときのレベルから変化したことを確認すると（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、通信回路２の送信部２１は正常であると診断する（ステップＳ１０５）。
【００２１】
これに対し、待機時間ＴＷが経過したにもかかわらず、送信信号のレベルが送信部２１が非通信状態にあるときのレベルから変化しないことを確認すると（ステップＳ１０４のＮＯ）、診断部１３は、通信回路２の送信部２１は異常であると診断する（ステップＳ１０６）。
【００２２】
このように、本実施の形態によれば、通信制御部１１が送信部２１を非通信状態から通信状態にしたときの送信信号のレベルの変化のみを捉えるのみでよいので、ＣＰＵパワーを必要とせず、通信回路２の送信部２１の状態を低コストで診断することができるようになる。また、送信信号のレベルの変化を捉えるだけでよいので、いろいろな通信に適用でき、汎用性に富むものとなる。
【００２３】
なお、図１に示した例では、送信部２１が非通信状態にあるとき、送信部２１からの送信信号のレベルが「Ｌ」レベルを維持しているものとしたが、「Ｈ」レベルを維持するものであってもよい。この場合も、上述と同様にして、通信回路２の送信部２１の正常／異常の状態が診断されるものとなる。
【００２４】
［第２の実施の形態］
図３に、本発明の第２の実施の形態に係る送信部状態診断装置２０１を含むフィールド機器１０１の要部を示す。本実施の形態に係る送信部状態診断装置２０１では、監視電圧ＶＰ１を診断部１３が認識できる電圧（ＣＰＵが認識できる電圧）に合わせるために、レベル変換回路４を設けている。
【００２５】
この送信部状態診断装置２０１において、レベル変換回路４は、トランジスタＴｒ１と抵抗Ｒ１，Ｒ２とから構成されている。トランジスタＴｒ１のコレクタは、抵抗Ｒ１を介して電源電圧Ｖｃｃの入力ラインに接続されている。トランジスタＴｒ１のエミッタは接地されており、トランジスタＴｒ１のベースは抵抗Ｒ２を介して出力ラインＬ１に接続されている。また、抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒ１のコレクタとの接続点Ｐ１に生じる電圧が監視電圧ＶＰ１として、診断部１３へ送られるものとされている。
【００２６】
送信部２１が非通信状態にあるとき、送信部２１からの送信信号のレベルが「Ｌ」レベルを維持しているものとした場合、出力ラインＬ１に生じる「Ｌ」レベルの電圧が、レベル変換回路４の抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴｒ１のベースに与えられる。これにより、トランジスタＴｒ１がオフとされ、送信部２１からの送信信号のレベルが「Ｌ」レベルを維持している間、診断部１３には、抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒ１のコレクタとの接続点Ｐ１に生じる電源電圧Ｖｃｃが監視電圧ＶＰ１として与えられる。
【００２７】
これに対し、送信部２１が通信状態となり、送信部２１からの送信信号のレベルがそれまでの「Ｌ」レベルを維持している状態から、レベル変化を生じる状態となると、出力ラインＬ１に生じる「Ｈ」レベルの電圧が、レベル変換回路４の抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴｒ１のベースに与えられる。これにより、トランジスタＴｒ１がオンとされ、診断部１３には、監視電圧ＶＰ１として接地電位が与えられる。
【００２８】
診断部１３は、送信部２１が通信状態にあるときに、送信すべきデータが送信部２１へ送られたにもかかわらず、監視電圧ＶＰ１が電源電圧Ｖｃｃから接地電位に変化しない場合、送信部２１の状態が異常であると診断する。診断部１３での基本的な動作は、第１の実施の形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【００２９】
なお、この実施の形態では、レベル変換回路４としてトランジスタＴｒ１を用いた回路構成を示したが、ＪＦＥＴやＭＯＳＦＥＴなど、どのようなタイプのスイッチング素子を用いても構わない。
【００３０】
［第３の実施の形態］
図４に、本発明の第３の実施の形態に係る送信部状態診断装置２０２を含むネットワークシステム６００の要部を示す。このネットワークシステム６００では、ネットワーク３００を介してフィールド機器１０２に接続されたクラウド側のサーバ４００に、診断部１３を設けるようにしている。
【００３１】
また、このネットワークシステム６００では、フィールド機器１０２にインタフェース（Ｉ／Ｆ）５を設け、通信回路２における送信部２１からの送信信号のレベルや、演算装置１における通信制御部１１が送信部２１を非通信状態から通信状態にしたことを知らせる情報などを、ネットワーク３００を介してクラウド側のサーバ４００における診断部１３に送るようにしている。
【００３２】
このネットワークシステム６００において、送信部状態診断装置２０２は、フィールド機器１０２側に設けられている演算装置１における通信制御部１１と、クラウド側のサーバ４００に設けられている診断部１３とで構成されている。クラウド側のサーバ４００において、診断部１３は、ＣＰＵの処理機能として設けられている。クラウド側のサーバ４００における診断部１３での基本的な動作は、第１の実施の形態と同じであるので、その詳しい説明は省略する。
【００３３】
なお、クラウド側のサーバ４００における診断部１３での診断結果は、ネットワーク３００を介してフィールド機器１０２に返送するようにしてもよいし、ネットワーク３００に接続されているユーザの端末に送るなどしてもよい。
【００３４】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…演算装置、２…通信回路、３…記憶装置、４…レベル変換回路、１１…通信制御部、１２…演算処理部、１３…診断部、２１…送信部、１００，１０１，１０２…フィールド機器、２００，２０１，２０２…送信部状態診断装置、３００…ネットワーク、４００…クラウド側のサーバ、６００…ネットワークシステム、Ｔｒ１…トランジスタ、ＶＰ１…監視電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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