(57)【要約】【課題】障害対応に際し、他の機器への影響を小さくする。【解決手段】自己機器用の制御ロジックと他機器用の制御ロジックとを制御ユニット３に搭載する。この制御ユニット３を他機器用の制御ロジックを動作させたまま着脱可能にアクチュエータ２に装着する。アクチュエータ２やバルブ１に故障が発生した場合、制御ユニット３をアクチュエータ２から取り外し、アクチュエータ２やバルブ１の交換を行う。制御ユニット３は、アクチュエータ２から取り外されても、他機器用の制御ロジックの動作を継続するので、他の機器の制御が停止されることはない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己の機器を制御する自己機器用の制御ロジックと、通信線を介して接続された他の機器を制御する他機器用の制御ロジックとを搭載したフィールド機器において、
前記自己機器用の制御ロジックと前記他機器用の制御ロジックとを搭載した制御ユニットと、この制御ユニットの装着部とを備え、
前記制御ユニットは、
前記他機器用の制御ロジックを動作させたまま着脱可能に前記装着部に装着されている
ことを特徴とするフィールド機器。
【請求項２】
請求項１に記載されたフィールド機器において、
前記制御ユニットへの給電が前記通信線を介して行われる
ことを特徴とするフィールド機器。
【請求項３】
請求項１に記載されたフィールド機器において、
流体の流れを規制する弁体と、前記弁体を収容した弁本体と、前記弁体の弁軸を駆動するアクチュエータとを備え、
前記制御ユニットは、
前記アクチュエータに対して着脱可能とされている
ことを特徴とするフィールド機器。
【請求項４】
請求項３に記載されたフィールド機器において、
前記通信線に接続されるツールから、前記アクチュエータの動作状態を確認のうえ、前記制御ユニットを介する前記アクチュエータへの給電および制御を停止することが可能とされている
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】
この発明は、制御ロジックを搭載したフィールド機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ファウンデーションフィールドバス（Foundation Fieldbus）などフィールド機器のネットワーク化が進むとともに、フィールド機器に制御機能を搭載するようになってきている。
【０００３】
例えば、ビル空調制御システムでは、バルブにアクチュエータを組み付けて制御弁とし、この制御弁に制御ロジックを搭載することにより、設定流量に合致するように、流体の流れを制御するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
一方、商用ビルなどでは、スペースの効率の一層の向上が問われており、機械室の占有面積を縮小したいというビルオーナのニーズが強まっている。このニーズに応えるため、従来自動制御盤に収められていたコントローラの機能をフィールド機器に搭載するようにして、機械室内に設置していた自動制御盤をなくそうという提案がなされている。
【０００５】
例えば、上述した制御弁の場合、流体の流れを制御する自己機器用の制御ロジックとは別に、通信線を介して接続された他の機器を制御する他機器用の制御ロジックを搭載することにより、従来自動制御盤に収められていたコントローラの機能の一部を制御弁に移すようにする。
【０００６】
ビル内には、このようなフィールド機器が多数存在するので、これらのフィールド機器に他機器用の制御ロジックを移せば、自動制御盤に収められていたコントローラの機能の全部をフィールド機器に移し、機械室内に設置していた自動制御盤をなくすことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１１５２７１号公報
【特許文献２】特開２００９−３０８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、フィールド機器に他機器用の制御ロジックを搭載すると、そのフィールド機器の障害対応で電源をオフとしたり、部品交換をしなければならないような時に、他の機器の制御まで停止してしまうという問題が生じる。
【０００９】
例えば、アクチュエータやバルブに故障が発生したとする。但し、制御弁に搭載された制御ロジックには問題はないものとする。この場合、制御弁への電源をオフとし、故障が発生したアクチュエータやバルブの交換を行う。この時、電源をオフとすることにより、自己機器用の制御ロジックだけではなく、他機器用の制御ロジックまで機能しなくなり、他の機器の制御まで停止してしまう。
【００１０】
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、障害対応に際し、他の機器への影響を小さくすることが可能な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】
【００１１】
このような目的を達成するために本発明は、自己の機器を制御する自己機器用の制御ロジックと、通信線を介して接続された他の機器を制御する他機器用の制御ロジックとを搭載したフィールド機器において、自己機器用の制御ロジックと他機器用の制御ロジックとを搭載した制御ユニットと、この制御ユニットの装着部とを備え、制御ユニットは、他機器用の制御ロジックを動作させたまま着脱可能に装着部に装着されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、自己機器用の制御ロジックと他機器用の制御ロジックとは制御ユニットに搭載されており、この制御ユニットは装着部に装着されている。例えば、本発明において、フィールド機器を制御弁とし、アクチュエータやバルブに故障が発生したとする。但し、制御弁に搭載された制御ロジックには問題はないものとする。この場合、制御ユニットを装着部から外し、アクチュエータやバルブの交換を行う。制御ユニットは、装着部から外されても、他機器用の制御ロジックの動作を継続する。したがって、アクチュエータやバルブの交換に際し、他の機器の制御が停止されることはない。なお、搭載された制御ロジックに問題がある場合は、制御ユニットを交換する間、他の機器の制御が停止されることになるが、全体として見た場合の影響度は小さい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、自己機器用の制御ロジックと他機器用の制御ロジックとを制御ユニットに搭載し、この制御ユニットを他機器用の制御ロジックを動作させたまま着脱可能に装着部に装着するようにしたので、制御ユニットを装着部から外しても、他機器用の制御ロジックの動作が継続されるものとなり、障害対応に際し、他の機器への影響を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るフィールド機器の一実施の形態（制御弁）の要部を示す構成図である。
【図２】この制御弁におけるアクチュエータやバルブを交換する際の手順を示すフローチャートである。
【図３】通信ケーブル（通信線）にツールを接続した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るフィールド機器の一実施の形態（制御弁）の要部を示す構成図である。
【００１６】
同図において、１はバルブ、２はバルブ１に組み付けられたアクチュエータ、３はアクチュエータ２に着脱可能に装着された制御ユニットである。このバルブ１とアクチュエータ２と制御ユニット３とで制御弁（バルブアクチュエータ）１００が構成されている。
【００１７】
〔バルブ〕
バルブ１は、流体の流れを規制する弁体１−１と、この弁体１−１を収容した弁本体１−２とを備え、弁体１−１には弁軸１−３が軸着されている。この弁体１−１に軸着された弁軸１−３の先端は、弁本体１−２の外壁の一部として形成された台座面１−４より外側に突き出ている。
【００１８】
〔アクチュエータ〕
アクチュエータ２は、モータ（駆動回路）２−１と、モータ２−１の回転トルクを減速して弁軸１−３に伝達する減速歯車機構２−２と、弁軸１−３の回転角度を検出するポテンショメータ（回転角度検出器）２−３とを備えている。
【００１９】
〔制御ユニット〕
制御ユニット３は、カード状とされ、制御部３−１と、通信部３−２と、電源部３−３と、通信コネクタ３−４とを備え、アクチュエータ２にコネクタ４を介して着脱可能に装着されている。すなわち、コネクタ４は雌側のコネクタ４−１と雄側の４−２とに分かれており、コネクタ４−１とコネクタ４−２との結合を解除することによって、制御ユニット３をアクチュエータ２から取り外すことができるようになっている。また、制御ユニット３には、通信コネクタ３−４を介して、外部の機器との間の通信を可能とする通信ケーブル（通信線）５に接続されている。
【００２０】
制御ユニット３において、制御部３−１は、プロセッサやメモリ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、メモリには自己の機器を制御する自己機器用の制御プログラム（自己機器用の制御ロジック）と通信ケーブル５を介して接続された他の機器を制御する他機器用の制御プログラム（他機器機用の制御ロジック）とが格納されている。
【００２１】
制御部３−１は、自己機器用の制御ロジックに従って、ポテンショメータ２−３が検出する弁軸１−３の回転角度Ｓｐｖを弁体１−１の実開度θｐｖに変換し、この実開度θｐｖを弁本体１−２内を流れる流体の実流量Ｑｐｖに変換し、この流体の実流量Ｑｐｖが設定流量Ｑｓｐに合致するように、モータ２−１を駆動する。また、制御部３−１は、他機器用の制御ロジックに従って、他の機器を制御する制御信号を生成する。
【００２２】
制御ユニット３において、通信部３−２は、制御部３−１と通信コネクタ３−４との間に位置し、制御部３−１と外部の機器（他の機器を含む外部の機器）との間の信号の送受信を行う。上述した設定流量Ｑｓｐは、通信ケーブル５を介して外部の機器から送られてくる。また、上述した他の機器を制御する制御信号は、通信ケーブル５を介して他の機器へ送られる。
【００２３】
制御ユニット３において、電源部３−３は、通信ケーブル５に流れている電流（信号が重畳される電流）から電源を生成し、制御部３−１および通信部３−２に供給する。また、コネクタ４を介して、モータ（駆動回路）２−１に電源を供給する。
【００２４】
〔アクチュエータやバルブの交換〕
図２にアクチュエータ２やバルブ１を交換する際の手順を示す。この制御弁１００において、搭載されている制御ロジックには問題はないが、すなわち制御ユニット３の動作には問題はないが、アクチュエータ２やバルブ１に故障が発生したような場合、この手順に従ってアクチュエータ２やバルブ１を交換する。
【００２５】
先ず、作業者は、図３に示すように、通信ケーブル（通信線）５にツール２００を接続し、対象の制御弁（バルブアクチュエータ）１００の状態を確認する（ステップＳ１０１）。
【００２６】
ここで、制御弁１００のアクチュエータ２が停止状態でなければ（ステップＳ１０２のＮＯ）、作業者は、制御ユニット３を介するアクチュエータ２への給電および制御をツール２００から停止させる（ステップＳ１０３）。すなわち、制御ユニット３において、自己機器用の制御ロジックに従う動作を停止させる。
【００２７】
そして、作業者は、制御ユニット３をアクチュエータ２から取り外す（ステップＳ１０４）。この場合、制御ユニット３では、他機器用の制御ロジックに従う動作は停止されておらず、そのまま継続しているので、他の機器の制御が停止されることはない。
【００２８】
そして、作業者は、ツール２００の画面上で、制御弁１００以外の機器の制御が正常動作中であることを確認し（ステップＳ１０５）、アクチュエータ２やバルブ１の交換を行う（ステップＳ１０６）。そして、交換後のアクチュエータ２に、制御ユニット３を装着する（ステップＳ１０７）。そして、ツール２００の画面上で、全ての制御が正常動作していることを確認する（ステップＳ１０８）。
【００２９】
このように、本実施の形態の制御弁１００によれば、制御ユニット３をアクチュエータ２から取り外しても、制御ユニット３では他機器用の制御ロジックに従う動作が継続されるので、アクチュエータ２やバルブ１の交換に際し、他の機器の制御が停止されるということがなくなる。
【００３０】
なお、制御ユニット３に搭載された制御ロジックに問題がある場合には、すなわち制御ユニット３の動作に問題がある場合には、制御ユニット３を交換する間、他の機器の制御が停止されることになるが、全体として見た場合の影響度は小さい。
【００３１】
また、上述した実施の形態では、フィールド機器として制御弁（バルブアクチュエータ）を例にとって説明したが、センサなどのフィールド機器についても同様にして構成することができる。
【００３２】
センサの場合、センサでの計測値を上位装置へ送ったりするプログラムが自己機器用の制御プログラム（自己機器用の制御ロジック）であり、この自己機器用の制御プログラムと合わせて他機器用の制御プログラム（他機器用の制御ロジック）を制御ユニットに搭載し、この制御ユニットを他機器用の制御ロジックを動作させたまま着脱可能に装着部に装着するようにする。
【００３３】
また、上述した実施の形態では、制御ユニット３への給電を通信ケーブル５を介して行うようにしているが、通信ケーブル５とは独立した給電ケーブルを設け、この給電ケーブルを介して制御ユニット３への給電を行うようにしてもよい。
【００３４】
また、上述した実施の形態では、モータ２−１への給電を制御ユニット３から行うようにしているが、必ずしも制御ユニット３から行うようにしてなくてもよい。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、自己機器用の制御ロジックや他機器用の制御ロジックをプログラムとしてメモリに格納するようにしているが、ハード回路として構築するようにしてもよい。
【００３６】
〔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】
【００３７】
１…バルブ、１−１…弁体、１−２…弁本体、１−３…弁軸、１−４…台座面、２…アクチュエータ、２−１…モータ（駆動回路）、２−２…減速歯車機構、２−３…ポテンショメータ（回転角度検出器）、３…制御ユニット、３−１…制御部、３−２は通信部、３−３…電源部、３−４…通信コネクタ、４…コネクタ、５は通信ケーブル（通信線）、１００…制御弁（バルブアクチュエータ）、２００…ツール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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