(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測確度報告機能を有するフィールド機器であって、
プロセスパラメータを検知するセンサと、
前記フィールド機器内部の温度を検知する温度センサと、
検知されたプロセスパラメータの関数として計測値を生成し、保存されている係数と前記フィールド機器内の温度とに基づいて、前記計測値の計測精度値を計算するためのプロセッサと、
前記計測値に基づく前記フィールド機器の計測出力と、および前記計測精度値に基づく診断出力を送信する通信インターフェースとを備え、
前記計測精度値は、前記フィールド機器の全推定誤差と前記フィールド機器が最後に校正されてからの経過時間を表す基準時間に基づく安定性誤差とを含み、
前記全推定誤差は、保存されているセンサの基準確度と、前記フィールド機器内の温度とに基づいて、前記プロセッサにより計算されることを特徴とするフィールド機器。
【請求項２】
前記診断出力は、前記計測精度値と、保存されている所要の性能限界との比較の関数であ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】
前記診断出力は、前記フィールド機器の校正が必要であることの指示を提供す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４】
前記プロセッサは、センサにより検知されたプロセスパラメータが、範囲外であることを確認し、フィールド機器の校正が必要であることの指示を提供する診断出力を生成することを特徴とする請求項３に記載のフィールド機器。
【請求項５】
前記範囲外のプロセスパラメータは、過圧であることを特徴とする請求項４に記載のフィールド機器。
【請求項６】
前記診断出力は、前記フィールド機器の校正が必要となるまでの時間の指示を提供す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７】
前記計測精度値に基づく情報を表示するローカルディスプレイをさらに備え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８】
前記ローカルディスプレイは、前記フィールド機器の全推定誤差、当該フィールド機器に付随する一次的素子の推定誤差、安定性誤差および全算出誤差の少なくとも１つを含む情報を表示するようになっていることを特徴とする請求項７に記載のフィールド機器。
【請求項９】
前記ローカルディスプレイは、次の校正が必要となるまでのカウントダウンを表示することを特徴とする請求項７に記載のフィールド機器。
【請求項１０】
前記プロセッサは、センサにより検知されたプロセスパラメータが、範囲外であることを確認し、前記フィールド機器の校正が必要であることの指示を、ローカルディスプレイに表示させることを特徴とする請求項７に記載のフィールド機器。
【請求項１１】
前記範囲外のプロセスパラメータは、過圧であることを特徴とする請求項１０に記載のフィールド機器。
【請求項１２】
前記プロセスパラメータは圧力であり、前記全推定誤差は、保存されているセンサの基準確度、温度効果、および静的なライン圧力に関連した静的効果に基づいて、プロセッサにより計算され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１３】
前記計測精度値は、前記フィールド機器に付随した一次的素子の全推定誤差をさらに含んで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１４】
前記一次的素子の全推定誤差は、保存されているセンサの基準確度と、前記フィールド機器の温度に関連する温度効果とに基づいて、プロセッサにより計算されることを特徴とする請求項１３に記載のフィールド機器。
【請求項１５】
前記プロセスパラメータは圧力であり、前記一次的素子の全推定誤差は、前記保存されているセンサの基準確度と、前記温度効果と、静的なライン圧力に関連した静的効果とに基づいて、プロセッサにより計算されることを特徴とする請求項１４に記載のフィールド機器。
【請求項１６】
前記安定性誤差を計算する際にプロセッサによって使用される、最新の校正時から経過した動作時間の基準を与える基準時間回路をさらに含んで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１７】
前記診断出力は、前記計測値を送信する度に、第２の変数として送信され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１８】
プロセスパラメータの計測方法であって、
フィールド機器のプロセスセンサによってプロセスパラメータを検知する工程と、
前記フィールド機器内の温度を検知する工程と、
前記検知されたプロセスパラメータを表す前記フィールド機器での計測値を生成する工程と、
前記計測値に基づいて計測出力を提供する工程と、
保存されている係数と、前記フィールド機器内の温度とに基づいて、計測精度値を計算する工程と、
前記計測精度値に基づいて計測精度診断出力を提供する工程とを含み、
前記計測精度値は、前記フィールド機器の全推定誤差と前記フィールド機器が最後に校正されてからの経過時間を表す基準時間に基づく安定性誤差とを含み、
前記全推定誤差は、保存されているセンサの基準確度と、前記フィールド機器内の温度とに基づいて、前記プロセッサにより計算されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記全推定誤差は、さらに静的効果の関数でもあることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記計測精度診断出力を提供する工程は、
前記計測精度値を所要の性能限界と対比する工程と、
前記対比の関数として前記計測精度診断出力を生成する工程とを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
計測制御装置の校正に影響を与える範囲外の条件の発生を検知する工程と、
範囲外の条件の発生が検知された場合に、校正の必要性を示す前記計測精度診断出力を生成させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記計測値は圧力値であり、前記範囲外の条件は過圧であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記計測精度診断出力は、第２の変数を含んで、前記計測出力と共に通信されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業プロセス制御システム用のフィールド機器に係る。より詳しくは、本発明は、計測されたプロセスパラメータを表す計測値と、このプロセスパラメータの計測の不確かさを表す計測精度値とを提供することができるフィールド機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールド機器は、圧力、温度、流量、液面高さ、導電率、ｐＨ等を含む種々のプロセスパラメータを計測・制御するための機器である。このような機器は、製造業、炭化水素の処理、水圧粉砕、およびさらに液状炭化水素の抽出、大量の流体の処理、食料や飲料の調製、水や空気の分配、ならびに環境管理、薬剤、接着剤、樹脂、薄膜および熱可塑性プラスチックの精度の高い製造等の種々の産業に用いられている。
【０００３】
フィールド機器は、（プロセスパラメータを計測あるいは検出するように構成されている）プロセストランスミッタと、（このようなプロセスパラメータを変更あるいは制御して目標値を達成するように構成されている）プロセスコントローラとを有している。さらに汎用的なフィールド機器は、圧力／温度トランスミッタ等のマルチセンサ型トランスミッタと、センサとコントローラの両方の機能をもつ一体型コントローラとを有している。このような汎用的な機器は、一体化された流量制御器と静水圧タンクゲージシステムを有し、圧力、温度、液面高さ、流量等の多くの関連するプロセスパラメータを計測・制御している。
【０００４】
流量計およびこれに付随するトランスミッタは、流体処理において重要な役割を果たすとともに、多岐にわたる様々な技術が用いられている。このような流量計には、機械的な回転の関数として流量を表すタービン流量計、圧力の関数として流量を表す差圧センサ、熱伝導率の関数として流量を表す質量流量計、振動効果の関数として流量を表す渦巻流量計またはコリオリ流量計、イオンを含む水等のプロセス流体の導電率および磁場を通過するときに流体を横断して生成される起電力を利用する磁気流量計等があるが、これらに限定するものではない。
【０００５】
しばしばこのプロセス制御のループのチェックまたは診断を行って、このプロセス制御ループ内のフィールド機器の動作と性能を検証することが好ましい。さらに具体的には、この制御ループで侵襲的方法を用いることなく、あるいは、トランスミッタを制御ループおよび産業プロセス制御システムから取り外すことなく、制御室から遠隔的に各々のプロセストランスミッタの性能を検証するのが好ましい。現状では、診断能力は、この制御ループおよびトランスミッタの電子回路の性能に関連した情報を得ることに限定されている。
【０００６】
例えば、制御室は、トランスミッタの電子回路からテスト信号を発信させ、プロセス制御ループ全体に伝播させることができる。制御室は、発信されたテスト信号の大きさと特性を知っているので、トランスミッタとプロセス制御ループがテスト信号に適切に応答しているか否かを検証することができる。こうして制御室は、疑似センサ出力を生成し、この電子回路とプロセス制御ループが同様の対応をすることをチェックする。
【０００７】
しかし、プロセス制御ループは、センサ自体（外部条件の影響を受け、また経時的に変化する）の機能を検証することはできない。たとえば、疑似的なテスト信号は、センサが、損傷を受けていないこと、そして有効な圧力信号を生成していることを実証しない。
【０００８】
フィールド機器で行われる計測を表すデータが、後の検査が行えるように保存されることは通常のことである。１つまたは複数のプロセスパラメータを時間の関数として表すために、チャート紙が用いられることもある。蓄積されたデータは、政府の関係部門や他の民間セクター（公益事業会社、消費者、省庁の監督を受ける化学メーカー、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）や米国環境保護庁（ＥＰＡ）のような政府機関の統制を受ける顧客等）にも提供される。しかし、この蓄積されたデータは、計測値の信頼性に関する情報を含んでいない。
【０００９】
性能に関して、エンジニアや購入者は、公開された基準確度に基づいて、フィールド機器（たとえばプロセストランスミッタ）を選択する。フィールド機器が設置された場合、このフィールド機器からの計測値の確度は、基準確度に加えて、多くの要因に依存する。これらの要因は、フィールド機器に付随する誤差を含む可能性があり、また同様にフィールド機器で検出される計測可能な信号を生成するのに用いられる（オリフィスプレートやブラフボディのような）一次的素子（primary element）に付随する誤差も含む。これらの誤差は、温度効果、ライン圧力効果、長期間ドリフト、校正に影響を与えるような（たとえば過圧等の）範囲外の暴露等から生ずる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この結果、フィールド機器が稼働中の場合、実際の動作の正確さは分からない。プロセスは、プロセスパラメータの計測に関連した所要の性能（または許容される誤差）を有している筈であるが、フィールド機器がそれらの限度内で動作しているかどうかを任意の時刻で判断するのは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るフィールド機器は、プロセスパラメータを検知するセンサと、フィールド機器内部の温度を検知する温度センサと、この検知されたプロセスパラメータの関数として計測値を生成し、保存されている係数と当該フィールド機器内の温度とに基づいて当該計測値の計測精度値を計算するためのプロセッサと、この計測値に基づく当該フィールド機器の計測出力および当該計測精度値に基づく診断出力を送信する通信インターフェースとを備える。この計測精度値は、当該フィールド機器の全推定誤差と当該フィールド機器が最後に校正されてからの経過時間を表す基準時間に基づく安定性誤差とを含み当該プロセッサにより計算される。
【００１２】
本発明の一態様によれば、上記の計測精度値は、推定誤差と安定性誤差を含む。プロセッサは、この計測精度値を、自身に保存されている所要の性能限界と比較する。また、通信インターフェースは、この計測精度値が、所要の性能限界内か否かの指示を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】全推定誤差および安定性誤差をリアルタイムで計算することができ、この計算に基づいて実際の動作確度の指示として計測精度値を提供することができるフィールド機器のブロック図である。
【図２】フィールド機器による全推定誤差および安定性誤差の計算を図示する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、フィールド機器１０のブロック図であり、このフィールド機器は、プロセスセンサモジュール１２、信号処理回路１４、中央処理装置（ＣＰＵ）１６、不揮発性メモリ１８、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２０、温度センサ２２、基準時間回路２４、通信インターフェース２６、電圧レギュレータ２８およびターミナルブロック３０を備えている。フィールド機器１０は、ターミナルブロック３０において、通信媒体３２と接続している。通信媒体３２は、２本の導線を捩った導線対であってよく、検知されたプロセスパラメータを表すアナログの４〜２０ｍＡの電流の伝送、およびＨＡＲＴ通信プロトコルによるデジタル通信を行うことができる。代替として、通信媒体３２は、ファンデーションフィールドバス(FoundationFieldbus)のような通信プロトコルを用いた、双方向デジタル通信を行う通信バスであってよい。また、通信は、ワイヤレスＨＡＲＴのような無線式の通信プロトコルで行われてもよい。
【００１５】
センサモジュール１２は、プロセス変数を検知し、これを表すセンサ信号を信号処理回路１４へ送る。プロセス変数となるのは、差圧、ゲージ圧、絶対圧、温度、流量、液面高さ、導電率、ｐＨ等である。センサモジュール１２は、複数のプロセス変数を検知しうるマルチセンサ型のものでもよい。
【００１６】
信号処理回路１４は、通常、Ａ／Ｄ変換回路、フィルタ回路、センサ信号をＣＰＵ１６で使用しうるフォーマットの信号に置き換える回路等を備えているが、ここでは、デジタル化されフィルタリング処理を施されたセンサ信号をＣＰＵ１６へ与えるため、１つまたは複数のシグマ−デルタＡ／Ｄ変換回路およびデジタルフィルタを備えているものとする。
【００１７】
ＣＰＵ１６は、フィールド機器１０の動作を統合する役割を果たす。ＣＰＵ１６は、受け取ったデータを処理する。すなわちセンサモジュール１２で生成され、信号処理回路で処理されたセンサ信号を受け取って保存するとともに、計測値を生成して通信インターフェース２６およびターミナルブロック３０を介して通信媒体３２へ供給する。この計測値は、プロセスセンサモジュール１２によって検知されたプロセスパラメータ（複数）の値を表す。さらに、ＣＰＵ１６は、温度センサ２２からの温度データ、基準時間回路２４から得られる基準時間を用い、不揮発性メモリ１８に保存されている係数を共に用いて、この計測値に付随する全推定誤差（ＴＰＥ）および安定性誤差（ＳＥ）を計算する。制御室から受け取った要求により、この全推定誤差および安定性誤差は、通信媒体３２を介して報告され、または各通信での第２変数として通信される。
【００１８】
さらに、他の計測精度値である、全推定誤差と安定性誤差の和を表す全算出誤差がＣＰＵ１６によって、不揮発性メモリ１８に保存されている要求性能限界と比較されてよい。もし全算出誤差が要求性能を超えた場合には、ＣＰＵ１６は、警告あるいは警報を発生させ、通信媒体３２を介して外部へ伝達させる。この警告あるいは警報を生成するか否かの決定は、不揮発性メモリ１８に保存されているユーザの選択に基づくようにしてよい。
【００１９】
また、ＣＰＵ１６は、センサ信号をモニターして、計測値の不確かさに影響を与える範囲外の条件が発生したか否かを判断してよい。例えば、圧力センサが大きな過圧条件に曝されると、校正に影響する可能性があり、通常予定されるよりも早くフィールド機器１０の再校正が必要になる可能性がある。
【００２０】
通常、ＣＰＵ１６は、不揮発性メモリ１８およびＲＡＭ２０のような記憶装置と接続されたマイクロプロセッサである。なお、フラッシュメモリのような他のタイプメモリを、ＣＰＵ１６と接続させて用いることもできる。
【００２１】
不揮発性メモリ１８は、ＣＰＵ１６が用いる、動作確度を判断する診断ルーチンを実行するのに必要なプログラムを含む、アプリケーションプログラムを格納している。不揮発性メモリ１８は、全推定誤差と安定性誤差の計算に用いられる係数および定数、および要求性能限界を格納している。さらに不揮発性メモリ１８は、環境設定データ、校正データ、およびＣＰＵ１６がフィールド機器１０の動作を制御するために必要とする情報を保存する。
【００２２】
温度センサ２２は、フィールド機器１０のハウジング内における温度を検知する。温度センサ２２によって検知される温度は、ＣＰＵ１６での全推定誤差の成分の一つである温度効果の決定に使用される。
【００２３】
基準時間回路２４は、計測値の安定性誤差を計算する際に用いるフィールド機器の動作時間をＣＰＵ１６に与える。基準時間回路２４は、リアルタイムの時間、またはフィールド機器１０における最新の校正から経過した時間（基準時間）もしくはフィールド機器を設置してから経過した時間（稼働年数）を、ＣＰＵ１６に与える。
【００２４】
通信インターフェース２６は、フィールド機器１０と通信媒体３２によって形成されるループまたはネットワークとのインターフェースとして働く。通信インターフェース３２は、ＣＰＵ１６から受け取ったデータを、アナログ式でもデジタル式でも出力することができる。また、通信インターフェース２６は、通信媒体３２からメッセージを受け取り、これをＣＰＵ１６へ供給する。
【００２５】
電圧レギュレータ２８は、ターミナルブロック３０と接続されており、フィールド機器１０のすべての部品の電源に用いられる安定化電圧をもたらす。図１に示す実施形態では、フィールド機器１０は、有線方式の通信媒体３２を介して、情報を送りかつ受け取るとともに、通信媒体３２から電源も受ける。他の実施形態では、フィールド機器１０は、無線方式のフィールド機器であってよく、この場合電圧レギュレータ２８への電源は、フィールド機器１０に付属したバッテリもしくは環境発電デバイスによって供給されてよい。または通信を行わない有線式電力バスから供給されてよい。この場合、通信インターフェース２６は、無線トランシーバを備えることとなる。
【００２６】
フィールド機器１０の計測値に付随する計測精度値の計算は、定期的に、または新しい計測値が得られる時のような特定のイベントに対応して行われる。ＣＰＵ１６は、全推定誤差ＴＰＥと安定性誤差ＳＥの計算において、不揮発性メモリ１８に保存されている係数を利用する。これらの係数は、ＣＰＵ１６のＲＯＭにハードコードされてよく、または製造時に不揮発性メモリ１８にロードされてよい。
【００２７】
フィールド機器１０の全推定誤差（ＴＰＥγ；TotalProbableError）の計算式は、下記の式(１)によって表すことができる。
ＴＰＥγ＝((基準確度)2＋(温度効果)2＋(静的効果)2)1/2     (１)
ここで、基準確度とは、不揮発性メモリに保存されているセンサに固有の値であり、フィールド機器の現在の動作範囲に依存するものである。ここで、この動作範囲は、フィールド機器１０を環境設定する際に不揮発性メモリ１８に保存される、範囲の上限および範囲の広さによって定義される。
【００２８】
温度効果は、フィールド機器の温度の関数として変化する誤差成分である。温度センサ２２は、ＣＰＵ１６に、温度値を提供する。この温度表示数値は、不揮発性メモリ１８に保存された係数に適用され、温度効果の誤差成分を生成する。
【００２９】
静的効果は、静的なライン圧力効果のことである。この誤差成分は、例えば圧力または流量に関する計測値を提供するフィールド機器に存在する。温度を計測するような、他のタイプのフィールド機器においては、この静的効果は、全推定誤差（ＴＰＥγ）の計算には存在しない。（静的なライン圧力の検知を含む）複数のパラメータを検知する機能を有するフィールド機器の場合、静的効果は、計測された静的ライン圧力に不揮発性メモリ１８に保存されている係数を乗ずることによって計算することができる。
【００３０】
静的なライン圧力を検知する能力のないフィールド機器の場合には、静的効果は、フィールド機器に対して予想される静的ライン圧力の範囲を表す、予めユーザが入力する値に基づいてよい。このユーザが入力する範囲の値は、通常、フィールド機器の環境設定の際に入力され、不揮発性メモリ１８に保存される。代替として、フィールド機器１０と同じネットワークにゲージ圧トランスミッタが存在する場合には、静的圧力は、ゲージ圧トランスミッタからネットワークを介して入力されてもよい。
【００３１】
一次的素子（primary element）とともに用いられる計測制御装置の場合、この一次的素子に付随する全推定誤差（ＴＰＥP）を求めるための計算も行われてよい。場合によっては、この一次的素子の全推定誤差ＴＰＥPは、フィールド機器の全推定誤差ＴＰＥγよりも大きくなることもある。
【００３２】
たとえばフィールド機器１０が差圧を検知している場合、通常、検知される差圧を生成するために、オリフィス板の形態の一次的素子が用いられる。この一次的素子に対するＴＰＥの計算は、流出係数を含む、上記式(１)に類似した式を用いて行うことができる。ＴＰＥPの計算における基準確度、温度効果および静的効果の各係数は、フィールド機器の全推定誤差ＴＰＥγの計算に用いられるものとは異なっていてよい。
【００３３】
安定性誤差（ＳＥ；Stability Error）は、不揮発性メモリ１８に保存されている安定性誤差係数、および最新の校正時から経過した動作時間（基準時間回路２４からＣＰＵ１６に与えられる）を用いて計算される。ＳＥの計算式（方程式(２)）は以下の通りである。
ＳＥ＝（安定性誤差係数×最新の校正時から経過した動作時間）    (２)
【００３４】
フィールド機器の全推定誤差ＴＰＥγ、一次的素子の推定誤差（ＴＰＥP）および安定性誤差（ＳＥ）は、通信媒体３２を介して送られてくる要求に応じて、またはそれぞれの計測値に関連して、報告される。さらに、全算出誤差ＴＣＥも計算され、フィールド機器１０が使用されている特定のプロセスにおいて許容される誤差を表す、所要の性能限界と比較されてよい。
全算出誤差ＴＣＥは、フィールド機器の全推定誤差、一次的素子の全推定誤差、および安定性誤差の和である：
ＴＣＥ＝ＴＰＥγ＋ＴＰＥP＋ＳＥ                                (３)
場合によっては、一次的素子が使用されず、すなわちこの一次的素子に付随する別個の全推定誤差は、計算されない。これらの場合、全算出誤差ＴＣＥは、ＴＰＥγとＳＥの合計となる。
【００３５】
所要の性能限界は、ユーザが選択し、フィールド機器の環境設定の時に入力される。この所要の性能限界は、フィールド機器が用いられる特定のプロセスに固有のものであり、フィールド機器のメーカーが指定するこのフィールド機器の確度とは異なっていて（たとえばこれよりも厳しくなくとも）よい。
【００３６】
全算出誤差が所要の性能限界よりも大きいときは、フィールド機器１０は、警告または警報の形態の出力を提供する。警告または警報が生成されるべきか否かの決定は、ユーザが選択してよく、このユーザの選択は、ＣＰＵ１６で使用できるよう、不揮発性メモリ１８に保存される。
【００３７】
また、全算出誤差が所要の性能限界を上回るときには、再校正が必要になる。再校正が行われると、最新の再校正からの動作時間が再設定される。したがって、安定性誤差も、再校正直後に再度初期化設定される。
【００３８】
たとえ全算出誤差が所要の性能限界を上回らなくても、再校正が必要となる条件が発生し得る。フィールド機器１０は、このフィールド機器の校正に影響を与えるような範囲外の条件（例えば過圧）に曝される可能性がある。この範囲外の条件は、プロセスに固有な限界というよりも、むしろフィールド機器に固有の限界である。すなわち、範囲外の圧力は、プロセスの警報を生じるが、このフィールド機器の再校正をまだ必要とするものではない。
【００３９】
フィールド機器に固有の範囲外となる限界を上回った場合には、ＣＰＵ１６は、再校正の必要性を示す警告または警報を発生させる。この警報は、全算出誤差が所要の性能限界を上回ったことによる再校正の必要性を示す警告または警報と同じであってよい。
【００４０】
ＣＰＵ１６は、警告または警報を送信することに加えて、通信インターフェース２６が、推定される次の校正を行うまでの時間を示すメッセージを送るようにさせる。この次の校正までの時間は、上記の所要の性能限界との全算出誤差の比較に基づいて推定することができる。
【００４１】
幾つかの実施形態では、フィールド機器１０は、ローカルディスプレイ４０を備えてもよい（図１参照）。ローカルディスプレイ４０に表示される情報は、全算出誤差、フィールド機器または一次的素子（またはその両方）の全推定誤差、安定性誤差および次の校正までの時間を含んでよい。ローカルディスプレイ４０は、棒グラフや次の校正までのカウントダウンなども表示してよい。このようなカウントダウンは、全算出誤差の所要の性能限界との比較に基づいて行われてよい。ローカルディスプレイ４０は、迅速な再校正が必要となる範囲外の条件の指示も含んでよい。
【００４２】
図２は、ＣＰＵ１６によって実施される、全推定誤差、安定性誤差および全算出誤差から成る計測精度値の計算における精度診断１００の１つの実施形態を示す流れ図である。精度診断１００は、定期的に、または新しい計測値の計算のような特定のイベントの結果として開始される（工程１０２）。
【００４３】
ＣＰＵ１６は、フィールド機器１０の範囲の上限値および範囲の広さを取得する（工程１０４）。この範囲の上限値および範囲の広さは、不揮発性メモリ１８に保存されている値であり、製造時、またはフィールド機器の環境設定の際に入力される。
【００４４】
ＣＰＵ１６は、次に不揮発性メモリ１８から（複数の）定格誤差を取得する（工程１０６）。保存されているこれらの定格誤差は、基準確度（Ｒｆ．Ａｃｃ）の係数、温度効果（Ｔｅｍｐ．Ｅｆｆｅｃｔ）の係数、静的圧力効果（Ｓｔａｔｉｃ．Ｅｆｆｅｃｔ）の係数、および安定性誤差（ＳＥ）の係数である。これらの係数は、全推定誤差および安定性誤差の計算に用いられる。
【００４５】
ＣＰＵ１６は、次に温度センサ２２から温度値を取得する（工程１０８）。この温度値は、フィールド機器１０の内部温度を表すものである。これはフィールド機器の全推定誤差（ＴＰＥγ）の温度効果（Ｔｅｍｐ．Ｅｆｆｅｃｔ）の成分を計算する際に用いられる。
【００４６】
ＣＰＵ１６は、次に静的圧力を取得するが、これは１つの値であってよく、または範囲であってよい（工程１１０）。この静的圧力に関する情報は、センサ１２の１つによる計測値であるか、静的なライン圧力を計測する他のトランスミッタから得られた値であってよく、またはフィールド機器１０の環境設定の際に、ユーザによって設定される範囲であってよい。
【００４７】
ＣＰＵ１６は、フィールド機器の全推定誤差を計算する（工程１１２）。この計算において、ＣＰＵ１６は、基準確度の係数、温度効果の係数、および静的圧力効果の係数等の不揮発性メモリ１８に保存されている係数を、温度計測、静的圧力、範囲の上限値および広さ、と共に用いる。幾つかの実施形態では、静的圧力効果は存在しない（フィールド機器１０が温度トランスミッタであるような場合）。フィールド機器１０とともに一次的素子が使用される場合には、ＣＰＵ１６は、フィールド機器の全推定誤差ＴＰＥγと一次的素子の全推定誤差ＴＰＥPを求めるために、計算を２度行ってよい。
【００４８】
ＣＰＵ１６は、次に基準時間回路２４から、動作時間を取得する（工程１１４）。次にＣＰＵ１６は、不揮発性メモリ１８から得られる安定性誤差の係数と、最新の校正からの全動作時間とを用いて、安定性誤差（ＳＥ）を計算する。
【００４９】
全推定誤差（複数）と安定性誤差の計算が終了すると、ＣＰＵ１６は、全推定誤差（複数）と安定性誤差を合計して、全算出誤差ＴＣＥを生成する。ついで、ＣＰＵ１６は、ＴＣＥを所要の性能限界ＲＰＬ（RequiredPerformanceLimit）と対比する（工程１１８）。ＴＣＥがこの所要の性能限界よりも大きいときには、ＣＰＵ１６は警告または警報を発生させる（工程１２０）。警告が生成されるか、あるいは警報が生成されるかの決定は、不揮発性メモリ１８に保存されているユーザーの選択に基づく。
【００５０】
ＴＣＥが所要の性能限界と等しいかまたはこれよりも小さいときには、ＣＰＵ１６は、再校正を要する範囲外の条件（たとえば過圧または過温度上昇）が生じたか否かを判断する（工程１２２）。範囲外の条件が生じた場合には、警告または警報が生成される（工程１２０）。範囲外の条件が生じていない場合、あるいは警告または警報が生成された場合には、精度診断１００を終了する（工程１２４）。
【００５１】
全推定誤差（複数）と安定性誤差をリアルタイムで計算することにより、フィールド機器１０は、このフィールド機器が提供する計測値に関連した実際の動作確度の指示として計測精度値を提供することができる。フィールド機器１０は、実際のプロセス変数と比較されるセンサの誤差を動的に計算することができる。この結果、プロセスのオペレータは、プロセスが所定の限界内にあることを計測が示しているかどうかだけでなく、その計測を行うフィールド機器が、所要の性能限界内で作動しているかどうかも評価することができる。
【００５２】
以上、本発明を好ましい実施形態に即して説明してきたが、当業者であれば、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、子細な部分に変更を加えることもできるであろう。
【図１】
0005820368.tif 000002
【図２】
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