【事件の表示】
　
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２７５３３８９号の特許請求の範囲第１項ないし第６項に記載された発明についての特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
　本件特許第２７５３３８９号発明についての出願は、平成２年１１月２８日に出願され、平成１０年２月２７日にその特許の設定登録がなされ、その後株式会社山武により特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年８月２７日に訂正請求がされた後、訂正拒絶理由通知に対して手続補正書が提出されたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
２−１．訂正請求に対する補正の適否について
　訂正請求書の補正は、手交により通知された訂正の拒絶の理由に対して、特許法第１７条の４第１項の規定に基づいてなされたものであって、以下のとおりに補正するものである。
　訂正請求書に添付された全文訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜６に記載された「処理手段」を「仮想フィールド機器」に補正する。
　請求項１の末尾の「識別する手段とを備えた処理手段を有することを特徴とするフィールドバス・システム」という記載を「識別する手段とを備えた仮想フィールド機器を有し、前記アナログ信号形フィールド機器は、前記伝送路に対して１台の仮想フィールド機器を介して複数接続し得ることを特徴とするフィールドバス・システム」に補正する。
　請求項３における「前記各アナログ信号形フィールド機器のアナログ信号を含む通信信号と伝送路の間で用いられる」という記載を「前記各アナログ信号形フィールド機器が入出力するアナログ信号を含む通信信号と前記伝送路の間で用いられる」に補正する。
　上記手続補正書による手続補正は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜６における「処理手段」を、該「処理手段」に対応する具体的な手段である「仮想フィールド機器」に補正するものであり、また請求項１における「仮想フィールド機器」に接続される「アナログ信号形フィールド機器」の数を限定するものである。また請求項３における、「アナログ信号形フィールド機器」と「アナログ信号を含む通信信号」の関係をより明確にするものであるから、特許請求の範囲の減縮及び明瞭でない記載の釈明を目的とし、訂正明細書に記載された範囲内の補正であって、訂正請求の要旨を変更するものではない。
　そして該補正により、訂正後の特許請求の範囲の記載が不明瞭であるという訂正の拒絶の理由は解消された。
　
２−２．訂正の内容
　特許権者が求めている訂正事項は以下のとおりである。
（訂正事項１）
　請求項１における「当該アナログ信号形フィールド機器と前記伝送路間に接続され、前記アナログ信号形フィールド機器が入出力する信号と前記伝送路上で使用される通信信号との相互変換を行う処理手段と、前記複数のアナログ信号形フィールド機器が入出力する信号手段について、いずれのアナログ信号形フィールド機器の信号であるかを識別する手段とを備えたことを特徴とするフィールドバス・システム」という記載を「当該アナログ信号形フィールド機器が入出力する信号と前記伝送路上で使用される通信信号との相互変換を行う手段と、前記複数のアナログ信号形フィールド機器が入出力する信号手段について、何れのアナログ信号形フィールド機器の信号であるかを識別する手段とを備えた仮想フィールド機器を有し、前記アナログ信号形フィールド機器は前記伝送路に対して１台の仮想フィールド機器を介して複数接続し得ることを特徴とするフィールドバス・システム」に訂正する。
（訂正事項２）
　請求項２における「前記処理手段は、当該アナログ信号形フィールド機器が」という記載を「前記仮想フィールド機器は、前記アナログ信号形フィールド機器が」に訂正する。
（訂正事項３）
　請求項３〜６における「前記処理手段」という記載を「前記仮想フィールド機器」に訂正する。
（訂正事項４）
　請求項３における「前記各アナログ信号形フィールド機器のアナログ信号を含む通信信号と伝送路の間で用いられる」という記載を「前記各アナログ信号形フィールド機器が入出力するアナログ信号を含む通信信号と前記伝送路の間で用いられる」に訂正する。
（訂正事項５）
　明細書第９頁第１８行〜第１０頁第１５行（特許公報第３頁第５欄第１３行〜第２８行）の〔課題を解決するための手段〕の欄の記載を特許請求の範囲の記載に対応したものに訂正する。
（訂正事項６）
　明細書第１５頁第９−１０行（特許公報第４頁第７欄第１０行）、明細書第１６頁第５行（特許公報第４頁第７欄第２５行）、明細書第１８頁第１７行（特許公報第４頁第８欄第１９行）、明細書第１９頁第５行（特許公報第４頁第８欄第２６行）、及び同頁第９行（特許公報第４頁第８欄第２９−３０行）における「フィールド機器６」という記載を「仮想フィールド機器６」に訂正する。
　
２−３．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項１は、訂正前の特許請求の範囲の請求項１に記載された「前記アナログ信号形フィールド機器が入出力する信号と前記伝送路上で使用される通信信号との相互変換を行う処理手段」と「前記複数のアナログ信号形フィールド機器が入出力する信号手段について、いずれのアナログ信号形フィールド機器の信号であるかを識別する手段」とを備えた手段が、実施例における「仮想フィールド機器」に対応することを明確にするものである。また、「仮想フィールド機器」に接続される「アナログ信号形フィールド機器」の数について限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮及び明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。
　そして、「前記アナログ信号形フィールド機器は、前記伝送路に対して１台の仮想フィールド機器を介して複数接続し得る」点は願書に添付した明細書第１２頁第１６〜２０行（特許公報第３頁第６欄第１５〜１７行）「仮想フィールド機器６は、伝送路５を介して外部電源４から供給される電力により動作し、伝送路５とフィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃとの間に配置される。」の記載に基づくものであるから、願書に添付した明細書及び図面の範囲の訂正であり、新規事項に該当せず、かつ実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
　上記訂正事項２，３は、上記訂正事項１の請求項１の訂正に伴って請求項１を引用する請求項２〜６の「前記処理手段」という記載を、「前記仮想フィールド機器」に訂正するものであるから、明瞭でない記載の釈明を目的とし、願書に添付した明細書及び図面の範囲の訂正であり、新規事項の追加に該当せず、かつ実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
　上記訂正事項４は請求項３に記載された「各アナログ信号形フィールド機器のアナログ信号を含む通信信号」をアナログ信号形フィールド機器とアナログ信号を含む通信信号の関係をより明確にするための訂正であるから明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。
　そして、「前記各アナログ信号形フィールド機器が入出力するアナログ信号を含む通信信号」とした点は願書に添付した明細書第１３頁第１０〜１８行（特許公報第３頁第６欄第２７〜３４行）「また、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃが前記アナログ電流信号とディジタル信号をのせて双方向の通信を行うものである場合、仮想フィールド機器６は、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃとの間で、伝送路５ａ，５ｂ，５ｃを介してアナログ信号だけでなくディジタル信号の通信をも行うことになり、フィールドバスとフィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃとの間の通信プロトコル変換器の役割を果たす。」の記載に基づくものであるから、願書に添付した明細書及び図面の範囲の訂正であり、新規事項に該当せず、かつ実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
　上記訂正事項６，７は、上記訂正事項１〜５の特許請求の範囲の訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載の整合を図るため、明瞭でない記載の釈明を目的とするものであるから、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、新規事項に該当せず、かつ実質的に特許請求の範囲を拡張し又は変更するものではない。
　
２−４．独立特許要件の判断
（訂正後の請求項１〜６に係る発明）
　訂正後の請求項１〜６に係る発明は、その特許請求の範囲の請求項１〜６に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「１．一対の伝送線からなる伝送路に対し、物理量を検出及び／又は操作量の出力を行うフィールド機器と、当該フィールド機器の監視及び／又は制御を行う上位機器とをそれぞれ接続し、前記伝送路に接続された各機器間で前記伝送路を介してディジタル信号を用いて通信を行うフィールドバス・システムにおいて、
　少なくとも入出力する信号にアナログ信号を含む複数のアナログ信号形フィールド機器と、
　当該アナログ信号形フィールド機器が入出力する信号と前記伝送路上で使用される通信信号との相互変換を行う手段と、前記複数のアナログ信号形フィールド機器が入出力する信号について、何れのアナログ信号形フィールド機器の信号であるかを識別する手段とを備えた仮想フィールド機器を有し、
　前記アナログ信号形フィールド機器は前記伝送路に対して１台の仮想フィールド機器を介して複数接続し得ることを特徴とするフィールド・バスシステム。
２．請求項１において、
　前記仮想フィールド機器は、前記アナログ信号形フィールド機器が入出力するアナログ信号に、重畳若しくは時分割にて送受信されるディジタル信号を変復調し通信する手段と、前記アナログ信号形フィールド機器の前記アナログ信号の送信又は受信する手段とを備えたことを特徴とするフィールドバス・システム。
３．請求項１において、
　前記仮想フィールド機器は、複数のアナログ信号形フィールド機器を接続する接続手段と、前記複数のアナログ信号形フィールド機器との交信を順次切り替える手段と、前記各アナログ信号形フィールド機器が入出力するアナログ信号を含む通信信号と前記伝送路に用いられるディジタル信号の通信信号との間で信号変換を行い、該信号変換されたディジタル信号を記憶する記憶手段と、当該記憶手段に記憶された内容を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするフィールドバス・システム。
４．請求項３において、
　前記記憶手段は、前記仮想フィールド機器に接続される前記アナログ信号形フィールド機器に対する設定値、及び各アナログ信号形フィールド機器のアドレスを記憶し、
　前記上位機器は、前記伝送路を介して、前記設定値の設定変更、及び前記アドレスによる各機器の指定を行うようにしたことを特徴とするフィールドバス・システム。
５．請求項１において、
　前記仮想フィールド機器は、前記上位機器側から供給される電力を受電し、
　自己電源に変換する手段と、前記仮想フィールド機器に接続される前記アナログ信号形フィールド機器の電源に変換する手段を有する電源変換手段とを備えたことを特徴とするフィールドバス・システム。
６．請求項５において、
　前記電源変換手段は、前記仮想フィールド機器に接続されるアナログ信号形フィールド機器の数に応じて当該変換電力を可変する手段を有することを特徴するフィールドバス・システム。」
（引用刊行物）
　訂正前の請求項１〜６に係る発明に対して、当審が通知した取消理由で引用した刊行物１（山武ハネウエル制御技術研究報告「SavemationREVIEW」1989-6Vol.7 1989年6月1日発行）には「スマートインターフェース」に関して以下の事項が記載されている。
(ａ)「これらのことからスマートセンサと上位システムとの間に『プロトコル変換器』の必要性が浮び上ってくる。このプロトコル変換器をスマートインターフェース（以下　ＳＩＦ）と呼ぶこととする。
ＳＩＦの使命は次のようになるだろう。
(１)スマートセンサと既存の上位システムとの結合をはかること
(２)スマートセンサのもつ多変量情報を上位システムへ提供すること
(３)スマートセンサの内部ステータスを上位システムへ提供すること
(４)スマートセンサの内部データベースの変更をオンラインで可能にすること
(５)スマートセンサのメンテナンスサポートを行なうこと」（第１８頁右欄第１〜１５行）
(ｂ)「3.1 ＳＩＦの構造とシステム
　図.2にＳＩＦの外観イメージ，図.3に回路ブロック図を，図.4にＳＩＦで構築するフィールドシステムを示す。
　ＳＩＦはロワーモジュールとアッパーモジュールの２つから構成される。ロワーモジュールはスマートセンサと上位システムの接続を電気的に切換えてアッパーモジュールへデータを取り込む『切換回路』が内蔵されている。アッパーモジュールは，ＣＰＵ，メモリや通信Ｉ／Ｆなどの電子回路が搭載されている。またスマートコミュニケータ専用のコネクタがアッパモジュール前面に用意されている。
　スマートセンサからの内部ステータスや，プロセス変量を含む多変量情報はロワーモジュールの切換回路を経由して通信Ｉ／Ｆへ取り入れられる。その情報はＣＰＵで解読され，プロセス変量については上位システム入力に対応したプロトコル変換が行われＳＩＦの出力となる。」（第１８頁右欄第１８〜３３行）
(ｃ)「3.2 上位システムとの結合
　フィールドバスへの移行過程に伴って，スマートセンサと上位システムとの間には種々の接続形態が発生する（図.5）
　ＳＩＦはこれらの接続形態に対して用意される必要があると同時に、各移行段階に容易に適応できる基本構造をもっていなければならない。このためにＳＩＦはロワーモジュールとアッパーモジュールの分離構造がとられ，アッパーモジュールの変換のみで各プロトコルへの対応が可能となっている。
　また制御系の信頼性を低下させないための対策も大切である。このためにロワーモジュール内の切換回路は数個のダイオード，抵抗とわずか１個のトランジスタで構成され，アッパーモジュールが取りはずされるとスマートセンサと上位システムの接続が自動的に保たれるようになっている。」（第２０頁第１〜１６行）
(ｄ)図.4には、「ＳＩＦのフィールドシステム」において、１台の「上位コントローラ」に対し複数の「ＳＩＦ」が接続されること、該複数の「ＳＩＦ」の各々に対し１台の「スマートセンサー」が接続されること、がみてとれる。
（対比・判断）
＜訂正後の請求項１に係る発明について＞
　訂正後の請求項１に係る発明と上記刊行物１に記載された発明とを対比すると、訂正後の請求項１に係る「上位機器」，「アナログ信号形フィールド機器」，「仮想フィールド機器」は刊行物１の「上位システム」，「スマートセンサ」，「ＳＩＦ（スマートインターフェース）」にそれぞれ対応しており、刊行物１において、上記(ａ)〜(ｃ)の記載より、ＳＩＦがフィールドバスへの移行過程に伴うスマートセンサと上位システム間の種々の接続形態に対応しその結合をはかるためのプロトコル変換器であることが理解でき、この点では訂正後の請求項１に係る「仮想フィールド機器」と類似するものの、上記（ｄ）記載の「ＳＩＦで構築されるフィールドシステム」において、複数のスマートセンサは各々１対１の関係で複数のＳＩＦに接続されているから、複数のスマートセンサから入出力される信号について何れのスマートセンサからの信号であるかを識別する手段をＳＩＦは具備しないことがわかる。
　よって、訂正後の請求項１における「前記複数のアナログ信号形フィールド機器が入出力する信号について、何れのアナログ信号形フィールド機器の信号であるかを識別する手段」及び「前記アナログ信号形フィールド機器は前記伝送路に対して１台の仮想フィールド機器を介して複数接続し得ること」は、上記刊行物１には記載されておらず、また示唆もされていない。
　そして訂正後の請求項１に係る発明は上記構成を具備することによって、明細書記載の作用効果を奏するものであり、訂正後の請求項１に係る発明が上記刊行物１に記載された発明であるとも、刊行物１に記載のものから容易に発明をすることができたものともいえない。
＜訂正後の請求項２〜６に係る発明について＞
　訂正後の請求項２〜６に係る発明は訂正後の請求項１に係る発明を更に限定したものであるから上記訂正後の請求項１に係る発明についての判断と同様の理由により刊行物１に記載された発明であるとも、刊行物１に記載のものから容易に発明をすることができたものともいえない。
　
  したがって、訂正後の請求項１〜６に係る発明は特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
　
２−５．訂正についての結論
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条２〜４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議申立てについての判断
３−１．本件特許発明
　本件請求項１〜６に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜６に記載された事項により特定されるとおりのものである。
　
３−２．申立ての理由の概要
　申立人株式会社山武は訂正前の請求項１，２に係る発明は甲第１号証（刊行物１と同じ）に記載の発明と同一のものであり、特許法第２９条第１項の規定により特許を受けることができないものであり、また、訂正前の請求項３乃至６に係る発明は、甲第１号証の記載に基づいて容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、特許法第１１３条第２号の規定により取り消すべきものであると主張している。
　
３−３．判断
  上記「２−４．独立特許要件の判断」の欄で示したように本件請求項１〜６に係る発明は取消理由通知で示した刊行物１に記載された発明と同一であるとも、また、刊行物１から容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　
４．むすび
　したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては本件発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１〜６に係る発明を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年３月１日（２０００．３．１）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
（訂正事項１）
　請求項１における　「当該アナログ信号形フィールド機器と前記伝送路間に接続され、前記アナログ信号形フィールド機器が入出力する信号と前記伝送路上で使用される通信信号との相互変換を行う処理手段と、前記複数のアナログ信号形フィールド機器が入出力する信号手段について、いずれのアナログ信号形フィールド機器の信号であるかを識別する手段とを備えたことを特徴とするフィールドバス・システム」という記載を特許請求の範囲の減縮及び明瞭でない記載の釈明を目的として「当該アナログ信号形フィールド機器が入出力する信号と前記伝送路上で使用される通信信号との相互変換を行う手段と、前記複数のアナログ信号形フィールド機器が入出力する信号手段について、何れのアナログ信号形フィールド機器の信号であるかを識別する手段とを備えた仮想フィールド機器を有し、前記アナログ信号形フィールド機器は前記伝送路に対して１台の仮想フィールド機器を介して複数接続し得ることを特徴とするフィールドバス・システム」に訂正する。
（訂正事項２）
　請求項２における「前記処理手段は、当該アナログ信号形フィールド機器が」という記載を明瞭でない記載の釈明を目的として、「前記仮想フィールド機器は、前記アナログ信号形フィールド機器が」に訂正する。
（訂正事項３）
　請求項３〜６における「前記処理手段」という記載を明瞭でない記載の釈明を目的として、「前記仮想フィールド機器」に訂正する。
（訂正事項４）
　請求項３における「前記各アナログ信号形フィールド機器のアナログ信号を含む通信信号と伝送路の間で用いられる」という記載を明瞭でない記載の釈明を目的として、「前記各アナログ信号形フィールド機器が入出力するアナログ信号を含む通信信号と前記伝送路の間で用いられる」に訂正する。
（訂正事項５）
　明瞭でない記載の釈明を目的として、明細書第９頁第１８行〜第１０頁第１５行（特許公報第３頁第５欄第１３行〜第２８行）の〔課題を解決するための手段〕の欄の記載を特許請求の範囲の記載に対応したものに訂正する。
（訂正事項６）
　明細書第１５頁第９−１０行（特許公報第４頁第７欄第１０行）、明細書第１６頁第５行（特許公報第４頁第７欄第２５行）、明細書第１８頁第１７行（特許公報第４頁第８欄第１９行）、明細書第１９頁第５行（特許公報第４頁第８欄第２６行）、及び同頁第９行（特許公報第４頁第８欄第２９−３０行）における「フィールド機器６」という記載を明瞭でない記載の釈明を目的として、「仮想フィールド機器６」に訂正する。
（５４）【発明の名称】
フィールドバス・システム
（５７）【特許請求の範囲】
１．一対の伝送線からなる伝送路に対し、物理量を検出及び／又は操作量の出力を行うフィールド機器と、当該フィールド機器の監視及び／又は制御を行う上位機器とをそれぞれ接続し、前記伝送路に接続された各機器間で前記伝送路を介してディジタル信号を用いて通信を行うフィールドバス・システムにおいて、
　　少なくとも入出力する信号にアナログ信号を含む複数のアナログ信号形フィールド機器と、
　　当
該ア
う手
た仮想フィールド機器を有し、
　　
前記アナログ信号形フィールド機器は、前記伝送路に対して１台の仮想フィールド機器を介して複数接続し得る
２．請求項１において、
　　前記
仮想フィールド機器
前記
３．請求項１において、
　　前記
仮想フィールド機器
が入出力する
前記
４．請求項３において、
　　前記記憶手段は、前記
仮想フィールド機器
　　前記上位機器は、前記伝送路を介して、前記設定値の設定変更、および前記アドレスによる各機器の指定を行うようにしたことを特徴とするフィールドバス・システム。
５．請求項１において、
　　前記
仮想フィールド機器
　　自己電源に変換する手段と、前記
仮想フィールド機器
６．請求項５において、
　　前記電源変換手段は、前記
仮想フィールド機器
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
　本発明は、２線式伝送路上で信号伝送を行うフィールド機器に係り、特に、フイールドバスヘのシステム移行、および、システム拡張が容易であるフィールドバス・システムに関する。
〔従来の技術〕
　いわゆるフィールド機器と称される機器は各種プラントの圧力、温度、流量などの物理量を検出し、その値を電気信号に変換し、伝送路を介して上位機器へ伝送したり、また、逆に、上位機器から伝送される制御信号を受信し、プラントのバルブなどを制御しているのが通常である。
　そして、該電気信号の伝送は、信号がアナログ信号の場合に、規格化されており、フィールド機器と上位機器との間は、４〜２０ｍＡのアナログ電流信号の伝送が行われている。また、一般的にはフィールド機器と上位機器との間は、アナログ信号での一方向通信が行われていた。
　しかし、近年、半導体集積回路技術の向上により、マイクロプロセッサ内蔵のフィールド機器が開発され実用化されてきている。これによれば、前記伝送路上で一方向のアナログ信号の通信のほかに、双方向のディジタル信号の通信を行い、フィールド機器のレンジ設定，自己診断などを遠隔から指令できるようになってきている。この種の装置は、例えば、特開昭５８−４８１９８号公報，特開昭５９−２０１５３５号公報などに開示されている。
　具体的な例を第４図を用いて説明する。同図は、外部電源を必要とするアナログ電流出力形のフィールド機器に関する装置構成例を示している。フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃは外部電源４から供給される電力により動作し、検出した物理量に対応した電流を伝送路に流す定電流源としてアナログ電流信号を出力し、上位受信機器３は、伝送路に直列に挿入された抵抗を流れる前記アナログ電流信号（以下、アナログ信号という）を抵抗の両端の電位差の検出により受信し、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃの指示値として使用している。上位通信機器２は、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃと上位機器３，外部電源４との間に接続され、フィールド機器１とディジタル信号で双方向の通信を行っている。
　この伝送路で信号を伝送する方式としては、アナログ信号上にディジタル信号をのせて、アナログ信号に影響を与えないようにディジタル信号の通信を行う方式、アナログ信号とディジタル信号とを切り換えて信号伝送する方式、およびディジタル信号のみによる信号伝送方式、とが知られている。
　また、最近、複数台のフィールド機器を同一伝送路上に接続し、双方向のディジタル信号だけで通信を行うシステムとしてフィールドバス・システムが提案されている。フィールドバス・システムの代表的な構成例を第５図を用いて説明する。同図は、複数台のフィールド機器と上位機器とが伝送路を介してツリー形に接続された装置構成例を示している。フィールド機器１ａ′，１ｂ′，１ｃ′は、伝送路５′を介して、外部電源４′から供給される電力により動作し、伝送路５′を介して、順番に上位機器３′とディジタル信号で双方向の通信を行い、検出した物理量の送信、制御値の受信などの処理を行う。上位通信機器２′は、フィールド機器１ａ′，１ｂ′，１ｃ′と上位機器３′，外部電源４′との間に接続され、フィールド機器１ａ′，１ｂ′，１ｃ′などとディジタル信号で双方向の通信を行っている。また、ターミネータ７は、直列に接続した抵抗とコンデンサで構成され、伝送路５′の両端に接続される。
　第４図の既存のシステムから第５図のフィールドバス・システムへ移行する場合は、伝送路５に接続される機器は、全てフィールドバス・システムでの通信形態に対応したものに変更する必要があるが、伝送路５はそのまま使用することが可能なため、容易にシステムの移行が行え、かつ、伝送路５上に接続するフィールド機器の台数が増やせることからシステムの拡張が容易であるとされている。
〔発明が解決しようとする課題〕
　しかし、前記した従来技術にあっては、既存システムからフィールドバス・システムヘの移行を行う際に、伝送路以外はすべて一度に変更する必要がある。
　このため、フィールドバス・システムを利用しようとする際には、その当初に過大な設備費が必要となるという問題がある。特に、既存システムで使用されているフィールド機器を一時継続してそのまま使用し、徐々にフィールドバス・システムへ移行させるというようなことはできないため、フィールド機器は全て変更せねばならず、上記当初の設備費は避けられないため、コストパフォーマンスの点で既存システムヘの適用が困難であった。
　本発明の第一の目的は、既存のアナログ信号を用いるシステムから、段階を経て徐々にフィールドバスへ移行することのできるフィールドバス・システムを提供することにある。
　本発明の第二の目的は、フィールドバスに対応できない既存システムの機器を存続させつつ、フィールドバス・システムを稼動させることが可能な仮想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〕
　上記目的を達成するための本発明の特徴は、一対の伝送線からなる伝送路に対し、物理量を検出及び／又は操作量の出力を行うフィールド機器と、当該フィールド機器の監視及び／又は制御を行う上位機器とをそれぞれ接続し、前記伝送路に接続された各機器間で前記伝送路を介してディジタル信号を用いて通信を行うフィールドバス・システムにおいて、少なくとも入出力する信号にアナログ信号を含む複数のアナログ信号形フィールド機器と、当該アナログ信号形フィールド機器が入出力する信号と前記伝送路上で使用される通信信号との相互変換を行う手段と、前記複数のアナログ信号形フィールド機器が入出力する信号について、何れのアナログ信号形フィールド機器の信号であるかを識別する手段とを備えた仮想フィールド機器を有し、前記アナログ信号形フィールド機器は、前記伝送路に対して１台の仮想フィールド機器を介して複数接続し得ることである。
〔作用〕
　本提案によるフィールドバス・システムは、伝送路と直接接続されるが、既存のフィールドバス対応でないフィールド機器は、当該フィールド機器をディジタル信号型フィールド機器として代替処理する手段を介して伝送路へ接続される。これにより、既存のフィールドバス対応でないフィールド機器は、動作するための電力も含めて、送受信する信号が本提案による代替処理する手段を介して伝送路から供給され、例えば、アナログ電流出力形のフィールド機器の場合、その出力信号である４〜２０ｍＡのアナログ電流信号は、本提案によるフィールド機器内でディジタル信号に変換され、仮想的に送信される。また、アナログ電流入力形のフィールド機器の場合は、逆に、その入力信号である４〜２０ｍＡのアナログ電流信号は、本提案によるフィールド機器内で仮想的に受信され、ディジタル信号からアナログ電流信号に変換され出力される。
　それによって、既存のアナログ信号形のフィールド機器を使用したままの状態で、フィールドバス・システムへ移行できるので、少なくとも、上位機器と外部電源だけをフィールドバス対応にするだけでフィールドバス・システムが実現できる。
　さらに、フィールド機器をフィールドバス対応に交換するときは、その接続を直接、伝送路からの接続に変更するだけなので、必要に応じて、段階的にフィールドバス・システムへ移行できる。
〔実施例〕
　以下、図面を用いて、本発明の一実施例を説明する。
　第１図は、本発明を用いたフィールドバス・システムの装置構成図である。
　同図において、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃは、出力信号（または、入力信号）が４〜２０ｍＡのアナログ電流信号であり、その信号にディジタル信号をのせて双方向の通信を行なえるものであり、各種プラントにおけるプロセスの圧力，温度，流量などの物理量を検出してその値を送信したり、または、バルブなどの制御量を受信したりするものである。仮想フィールド機器６は、伝送路５を介して外部電源４から供給される電力により動作し、伝送路５とフィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃとの間に配置される。本実施例においては、仮想フィールド機器６がフィールド側のジャンクション・ボックス（中継箱）内に設置した例を示すが、これは、他の、例えば上位機器側に配置することもできる。
　この仮想フィールド機器６は、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃに対する電力を、伝送路５ａ，５ｂ，５ｃを介して供給し、かつ、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃのアナログ出力信号を受信してディジタル信号とし、その値を仮想的にフィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃの出力信号として、フィールドバス・システム上で、通信を行う。また、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃが、前記アナログ電流信号とディジタル信号をのせて双方向の通信を行なうものである場合、仮想フィールド機器６は、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃとの間で、伝送路５ａ，５ｂ，５ｃを介してアナログ信号だけでなくディジタル信号の通信をも行うことになり、フィールドバスとフィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃとの間の通信プロトコル変換の役割を果たす。フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃが、前記アナログ電流信号のみである場合、仮想フィールド機器６は、フィールドバスに対して仮想的に、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃの代役を果たすように動作する。例えば、このフィールド機器１ｃをフィールドバス対応に変更したり、新たにフィールドバス対応のフィールド機器を追加して、システム変更・拡張する場合、フィールドバス対応のフィールド機器１ｄは、フィールドバス用の伝送路５上に接続し、直接、伝送路５を通じて外部電源４から動作電力の供給を受け、かつ、フィールドバス上に接続された機器（上位機器３，上位通信機器２，など）と通信を行う。ここで、仮想フィールド機器６が消費する電力は、仮想フィールド機器６の内部回路の他に、フィールド機器１ａ，１ｂ，１ｃの消費電力も含んでいる。したがって、フィールド機器１ｃなどの接続を外した場合に仮想フィールド機器６で消費する電力を制御すれば、フィールドバス対応のフィールド機器１ｄを追加しても、伝送路５を通じて外部電源４から供給する動作電力の値は、大きくは変化しない。
　上位機器３は、仮想フィールド機器６，１ｄ、上位通信機器２などのフィールドバス対応機器と伝送路５を介して、ディジタル信号の通信を行い、フィールド機器の検出した各種物理量（圧力，温度，流量など）を受信し、また、プラントの制御情報として、バルブなどのフィールド機器へ制御信号を送信している。
　上位通信機器２は、伝送路５上の任意の場所に接続でき、上位通信機器２内にあるディスプレイやキーボードを操作することにより、
仮想
　次に、第２図，第３図を用いて、仮想フィールド機器６の動作について、詳細に説明する。第２図は、接続する既存のフィールド機器８ａ〜８ｎが、前記アナログ信号出力形であり、かつ、ディジタル信号をのせて双方向の通信を行なうものである場合の例である。第３図は、同様に接続する既存のフィールド機器９ａ〜９ｎが、前記アナログ信号入力形であり、かつ、ディジタル信号をのせて双方向の通信を行なうものである場合の例である。
　本実施例では、接続する既存のフィールド機器がアナログ信号形であり、かつ、ディジタル信号をのせて双方向の通信を行なうものである場合のみについて、説明するが、前記アナログ電流信号のみである場合も、仮想的に
仮想
　第２図において、ＤＣ−ＤＣコンバータ６０９は、伝送路を介して外部電源より加えられる電圧から仮想フィールド機器６自身が動作するための電圧ＶＤＤ、およびフィールドバス対応でないフィールド機器８ａ〜８ｎへ電力を供給するため、アナログ信号受信器６１２ａ，６１２ｂ，…，６１２ｎに供給する電圧Ｅａ，Ｅｂ，…，Ｅｎを作りだす。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ６０９はフィールドバス５を介して供給される電力を一定にするように制御し、接続されるアナログ信号形フィールド機器８ａ〜８ｎの数により前記電力値は、変化する。
　アナログ信号受信器６１２ａ，６１２ｂ，…，６１２ｎは、フィールドバス対応でないフィールド機器８ａ〜８ｎへ電力を供給するための電源と、そのフィールド機器８ａ〜８ｎの出力信号である４〜２０ｍＡのアナログ電流信号を検出する受信器で構成されており、その出力信号は、例えば、１〜５Ｖのアナログ信号としてマルチプレクサ６１０へ入力される。マルチプレクサ６１０では、Ｉ／Ｏインターフェイス６０５からの指令により、順次、切り換えながらその信号をＡ／Ｄ変換器６０４へ取り込み、ディジタル信号にしてＲＡＭ６０２へ格納する。これらの一連の処理は、ＲＯＭ６０３の中にプログラムされたデータをもとに、マイクロプロセッサ６０１により制御されている。
　また、変復調器６１３ａ，６１３ｂ，…，６１３ｎは、接続された既存のフィールド機器の前記アナログ信号に重畳、もしくは、前記アナログ信号と切り換える形でディジタル信号の双方向通信を行うためのインターフェイス回路である。前記ディジタル信号は、送受信回路６０７からの出力を、その対応した変復調器６１３ａ，６１３ｂ，…，６１３ｎへ出力するように、Ｉ／Ｏインターフェイス６０５からの指令で、マルチプレクサ６１１によって選択された変復調器６１３ａ，６１３ｂ，…，６１３ｎにより変調された信号として出力される。前記変復調器６１３ａ，６１３ｂ，…，６１３ｎが出力する信号は、例えば、周波数変調のようにディジタル信号の“１”，“０”に対応する２種類の周波数信号のほか、振幅変調のように信号の大きさで“１”，“０”に対応するもの、位相変調のように２種類の位相が、“１”，“０”に対応するもの等が用いられる。また、逆に、接続された既存のフィールド機器８ａ〜８ｎから出力されるディジタル信号は、前記変復調器６１３ａ，６１３ｂ，…，６１３ｎで復調され、送受信回路６０７を通じて受信される。
　ここで、既存のアナログ信号形のフィールド機器８ａ〜８ｎと
仮想
　この既存のアナログ信号形のフィールド機器８ａ〜８ｎと
仮想
仮想
　フィールドバス５との通信も同様に、変復調器６０８がディジタル信号の双方向通信を行うためのインターフェイス回路となり、送受信回路６０７からの出力である送信信号を、例えば、マンチェスタコードのような符号化処理を行いフィールドバスへ出力する。また、フィールドバスからの受信信号は、変復調器６０８にて復号化されて、送受信回路６０７へ入力される。
　このような構成において、仮想フィールド機器６は、フィールドバス５上の独自のアドレスを持たずに、接続された複数台のアナログ信号形フィールド機器８ａ〜８ｎのアドレスをＲＡＭ６０２に記憶しておき、フィールドバス５からの通信データ内のアドレスと一致する場合、仮想的に、仮想フィールド機器６が各アナログ信号形フィールド機器８ａ〜８ｎの処理を行う。ここで、各アナログ信号形フィールド機器８ａ〜８ｎの出力値は、定期的に、Ａ／Ｄ変換器６０４でＡ／Ｄ変換されＲＡＭ６０２に記憶してあり、また、各アナログ信号形フィールド機器８ａ〜８ｎの設定値等も、事前に、フィールドバス５との通信によりＲＡＭ６０２に記憶してあるので、フィールドバス５から出力値の送信を要求された場合は、各アナログ信号形フィールド機器８ａ〜８ｎと通信することなく、仮想フィールド機器６が、代替処理を行う。そして、フィールドバス５からの要求で、各アナログ信号形フィールド機器８ａ〜８ｎと通信を行う必要がある場合は、前述の通り、仮想フィールド機器６は、フィールドバス５と既存のアナログ信号形のフィールド機器８ａ〜８ｎとの間で、プロトコル変換の役割を果たす。
　次に、第３図により、仮想フィールド機器６に接続するフィールドバス対応でないフィールド機器９ａ〜９ｎが、アナログ信号入力形である場合の実施例を説明する。第２図の実施例と同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ６０９は伝送路を介して外部電源より加えられる電圧から仮想フィールド機器６自身が動作するための電圧ＶＤＤ、および、フィールドバス対応でないフィールド機器９ａ〜９ｎへ電力を供給するため、アナログ信号送信器６１５ａ，６１５ｂ，…，６１５ｎに供給する電圧Ｅａ′，Ｅｂ′，…，Ｅｎ′を作りだす。アナログ信号送信器６１５ａ，６１５ｂ，…，６１５ｎは、フィールドバス対応でないフィールド機器９ａ〜９ｎへ電力を供給するための電源と、そのフィールド機器９ａ〜９ｎの入力信号である４〜２０ｍＡのアナログ電流信号を出力する送信器で構成されており、その入力信号は、例えば、１〜５Ｖのアナログ信号としてマルチプレクサ６１０を介してＤ／Ａ変換器６１４から入力される。マルチプレクサ６１０の切り換え信号は、マイクロプロセッサ６０１の指令により、Ｉ／Ｏインターフェイス６０５から入力される。アナログ信号送信器６１５ａ，６１５ｂ，…，６１５ｎの中には、サンプルホールド回路とダンピング回路が内蔵されており、Ｄ／Ａ変換器６１４からの入力値更新は、フィールドバスからの更新要求があった場合に実施される。
　本実施例において、アナログ信号入力形のフィールド機器９ａ〜９ｎとの通信、および、フィールドバス５との通信は、第２図の実施例で説明した内容と、すべて同一である。
　第２図では、接続する既存のフィールド機器がアナログ信号出力形の例を、第３図ではアナログ信号入力形の例をしめしたが、この構成は、両者が混在しても同様に、適用することができる。
　本実施例によれば、既存のアナログ信号形フィールド機器とフィールドバス対応のフィールド機器が、同じ制御システム上で共存できるという効果がある。また、必要最低限の変更のみで、フィールドバス・システムが実現できるという効果がある。
〔発明の効果〕
　以上、説明したことから明らかなように、既存フィールド機器の代替処理を行う仮想フィールド機器をフィールドバス上に設置することにより、既存の制御システムに使用されているフィールドバス対応でないフィールド機器を使用したまま、フィールドバス・システムに移行できるという効果がある。
　さらに、前記フィールドバス対応でない機器を、フィールドバス対応のものに置き換えるときに、その接続を変更するだけで、容易に置き換えができ、かつ、フィールドバス対応機器への交換が、フィールドバス上の他の機器側の設定を変更することなく行え、徐々に制御システムを、移行できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるフィールドバス・システムの一実施例を示す装置構成図、第２図は本発明による仮想フィールド機器の一実施例を示すブロック図、第３図は本発明による仮想フィールド機器の別の実施例を示すブロック図、第４図は従来のフィールド機器の装置構成の一例を示す図、第５図は最近考えられているフィールドバス・システムの一例を示す図である。
１Ａ，１ｂ，１ｃ…アナログ信号形フィールド機器、１ａ′，１ｂ′，１ｃ′，１ｄ′…フイールドバス対応フィールド機器、２…上位通信機、３，３′…上位機器、４，４′…外部電源、５，５ａ′，５ｂ′，５ｃ′…伝送路、６…仮想フィールド機器、７…ターミネータ、８ａ〜８ｎ…アナログ信号出力形フィールド機器、９ａ〜９ｎ…アナログ信号入力形フィールド機器。