(57)【要約】      （修正有）【課題】フィールド機器側で将来的に通信不具合が起こる可能性を予測して上位装置に通知すること。【解決手段】上位装置２０との間で通信を行うように構成されたフィールド機器１０において、前記フィールド機器１０に、前記上位装置２０との間で行う通信の速度を診断する通信速度診断手段１２１を設けたことを特徴とするもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位装置との間で通信を行うように構成されたフィールド機器において、
前記フィールド機器に、前記上位装置との間で行う通信の速度を診断する通信速度診断手段を設けたことを特徴とするフィールド機器。
【請求項２】
前記通信速度診断手段は、
前記上位装置から送られてくる所定の通信データの通信速度を検出する通信速度検出部と、
前記通信速度検出部で検出された通信速度が所定の閾値を超えたら通信速度異常と判定する通信速度異常判定部と、
前記通信速度異常判定部の通信速度異常判定結果を前記上位装置に通知する通信速度異常通知部、
とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器。
【請求項３】
前記通信速度診断手段は、
前記通信データが周波数変調されている場合は１フレームの通信速度に基づき通信速度異常を診断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィールド機器。
【請求項４】
前記通信速度診断手段は、
フィールド機器側で将来的に通信不具合が起こる可能性を予測して前記上位装置に通知することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のフィールド機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールド機器に関し、詳しくは、通信品質の診断に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、フィールド機器の一般的な接続例を示すブロック図である。図６において、温度計、圧力伝送器、バルブポジショナなどのフィールド機器１０には、上位装置２０との間で通信を行うための通信インタフェース１１が設けられていて、通信インタフェース１１にはＣＰＵ１２が接続されている。なお、ＣＰＵ１２には、フィールド機器１０の温度や圧力や流量などのそれぞれの測定対象に応じた所定のセンサ１３が接続されるとともに、メモリ１４も接続されている。
【０００３】
フィールド機器１０は、上位装置２０から送られてきた通信データをＣＰＵ１２で解析し、フレーミングエラー、パリティエラー、オーバーランエラーなどの異常な通信データを検出した場合には、所定のアラームを上位装置２０に送信する。
【０００４】
ところで、フィールド機器１０と上位装置２０との間の通信に不具合が発生すると、通信状態の回復や原因解析などに時間をとられることになり、その間のプラントの稼働に影響を及ぼすことになる。
【０００５】
特許文献１には、ノイズによる通信障害が顕在化する前の段階で、早期に前兆現象を検出して警報を出力する通信品質診断装置の技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０００８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、従来のフィールド機器１０では、上位装置２０との間の通信の不具合発生に起因するプラントの稼働に対する影響を最小限に抑制するための特別な対策は講じられておらず、通信の不具合が発生した場合にはたとえば代替のフィールド機器で対処することが考えられる。
【０００８】
しかし、プラントシステムが複数種類のフィールド機器で構成されている場合に、全種類の代替フィールド機器を準備しておくことは、結果的には無駄な設備投資になる可能性が大きく、現実的ではない。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、フィールド機器側で将来的に通信不具合が起こる可能性を予測して上位装置に通知することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
上位装置との間で通信を行うように構成されたフィールド機器において、
前記フィールド機器に、前記上位装置との間で行う通信の速度を診断する通信速度診断手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のフィールド機器において、
前記通信速度診断手段は、
前記上位装置から送られてくる所定の通信データの通信速度を検出する通信速度検出部と、
前記通信速度検出部で検出された通信速度が所定の閾値を超えたら通信速度異常と判定する通信速度異常判定部と、
前記通信速度異常判定部の通信速度異常判定結果を前記上位装置に通知する通信速度異常通知部、
とで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のフィールド機器において、
前記通信速度診断手段は、
前記通信データが周波数変調されている場合は１フレームの通信速度に基づき通信速度異常を診断することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のフィールド機器において、
前記通信速度診断手段は、
フィールド機器側で将来的に通信不具合が起こる可能性を予測して前記上位装置に通知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
これらにより、フィールド機器は、通信データの通信速度を常に監視できることから、通信エラーにはならない微小なノイズも検出でき、フィールド機器側で将来的に通信不具合が起こる可能性を予測して上位装置に通知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の通信速度検出部１２１の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】ＨＡＲＴ通信方式に基づく通信データの具体例図である。
【図５】ＨＡＲＴ通信方式で用いられる通信速度診断部１２１の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図６】フィールド機器の一般的な接続例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図６と共通する部分には同一の符号を付けている。図１において、ＣＰＵ１２には、通信速度診断部１２１が設けられている。
【００１７】
図２は、図１の通信速度診断部１２１の具体的な構成例を示すブロック図である。図２において、通信速度診断部１２１は、通信速度検出部１２１ａと、通信速度異常判定部１２１ｂと、通信速度異常通知部１２１ｃとで構成されている。
【００１８】
通信速度検出部１２１ａは、上位装置２０から送られてくる通信データの「１バイト分の送信時間」を監視検出する。
【００１９】
通信速度異常判定部１２１ｂは、検出された通信速度が所定の閾値を超えた時に、診断結果の異常と判定する。
【００２０】
通信速度異常通知部１２１ｃは、診断結果として異常判定をした場合、その結果をアラームとして上位装置２０に通知する。
【００２１】
図２のように構成される通信速度診断部１２１の動作を、図３のタイミングチャートを用いて説明する。図３において、（ａ）は上位装置２０からフィールド機器１０に送られてくる１フレームの通信データを示し、（ｂ）は上位装置２０からフィールド機器１０に送られてくる１バイト分の通信データＤ０，Ｄ１，・・・，Ｄｎを示している。
【００２２】
通信速度検出部１２１ａは、図３（ｂ）に示す１バイト分の通信データＤ０，Ｄ１，・・・，Ｄｎについて受信が完了したタイミングを記録し、次の１バイト分の通信データを受信完了するまでの検出時間ｔｄを計測する。そして、検出時間ｔｄから通信速度を算出し、メモリ１４に保存する。
【００２３】
通信速度異常判定部１２１ｂは、通信速度検出部１２１ａで検出された通信速度が所定の閾値を超えているかどうかを判定する。また、１フレームにおける通信速度の平均値や標準偏差も判定基準とする。
【００２４】
通信速度異常通知部１２１ｃは、通信速度異常判定部１２１ｂで診断異常と判定された結果をアラームとして上位装置２０に通知する。
【００２５】
そして、通信速度異常通知部１２１ｃは、通信速度検出部１２１ａで検出された通信速度が所定の閾値を超えていない場合であっても、通信速度の変化の推移などを記録しておくことにより、将来的に通信不具合が起こる可能性を予測して上位装置に通知することができる。
【００２６】
これにより、フィールド機器１０と上位装置２０との間の通信に不具合が発生する前のたとえば定期点検の機会に、該当するフィールド機器を交換するなどの適切な不具合防止対策を施すことができ、プラントの長期の安定操業を維持できる。
【００２７】
なお、直流４〜２０ｍＡ信号にデジタル信号を重畳して多数の信号を伝送するように構成されたＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）（登録商標）通信方式の場合は、周波数変調であることから、通信データの１バイト分の送信時間がデータにより異なる。そこで、この場合は、１フレームの通信速度を計算して異常を検出する。
【００２８】
ＨＡＲＴ通信方式における異常検出動作について、図４および図５を用いて説明する。      
【００２９】
図４は、ＨＡＲＴ通信方式に基づく通信データの具体例図であり、直流４〜２０ｍＡ信号に、デジタル信号列「１００１１０１１０」が重畳されている。
【００３０】
図５はＨＡＲＴ通信方式で用いられる通信速度診断部１２１の具体的な構成例を示すブロック図であり、図２と共通する部分には同一の符号を付けている。図５と図２の相違点は、図５の通信速度診断部１２１には通信速度計算部１２１ｄが追加されていることである。図５において、通信速度検出部１２１ａは、通信速度異常判定部１２１ｂに接続されるとともに、通信速度計算部１２１ｄに接続されている。通信速度計算部１２１ｄは、通信速度異常判定部１２１ｂに接続されている。
【００３１】
通信速度検出部１２１ａは、受信データ（１００１１０１１０）と１フレームの通信時間の「実測値」を取得して通信速度異常判定部１２１ｂに出力するとともに、受信データ（１００１１０１１０）を通信速度計算部１２１ｄに出力する。
【００３２】
通信速度計算部１２１ｄは、受信データから１フレームの通信速度を計算して通信速度の「計算値」を求め、通信速度異常判定部１２１ｂに出力する。
【００３３】
通信速度異常通知部１２１ｃは、通信速度検出部１２１ａで取得した「実測値」と通信速度異常判定部１２１ｂで計算により求めた「計算値」とを取り込んで比較して異常の有無を判定し、診断結果として異常判定をした場合、その結果をアラームとして上位装置２０に通知する。
【００３４】
以上説明したように、本発明に基づくフィールド機器によれば、通信データの通信速度を常に監視することにより通信エラーにはならない微小なノイズも検出でき、フィールド機器側で将来的に通信不具合が起こる可能性を予測して上位装置に通知できるフィールド機器を実現できる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  フィールド機器
１１  通信インタフェース１１
１２  ＣＰＵ
１２１  通信速度診断部
１２１ａ  通信速度検出部
１２１ｂ  通信速度異常判定部
１２１ｃ  通信速度異常通知部
１２１ｄ  通信速度計算部
１３  センサ
１４  メモリ
２０  上位装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図４】
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