(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出して電気信号に変換して受信側に伝送する対象伝送器とデジタル通信を行うサポートツールにおいて、各種伝送器の演算部の演算プログラムを格納している各種演算格納部を具備し、前記各種演算格納部から前記対象伝送器の演算部の前記演算プログラムを読み出すと共に、前記対象伝送器の種類とバージョン及び演算パラメータを前記デジタル通信により前記対象伝送器から受信して、前記対象伝送器の演算部と同等の模擬演算部を内部に生成することを特徴とするサポートツール。
【請求項２】
前記電気信号が入力されて前記模擬演算部により前記対象伝送器と同等の演算を実行してその結果をオンライン表示することを特徴とする請求項１に記載のサポートツール。
【請求項３】
模擬信号が入力されて前記模擬演算部により前記対象伝送器と同等の演算を実行してその結果をシミュレート表示することを特徴とする請求項１に記載のサポートツール。
【請求項４】
前記模擬演算部を複数の機能ブロックに分割構成し、各機能ブロック毎の演算結果を分割表示することを特徴とする請求項１又は２又は３に記載のサポートツール。
【請求項５】
前記模擬演算部のパラメータを変更して演算し、意図するパラメータを決定し、決定パラメータを前記デジタル通信により前記対象伝送器の演算部に設定することを特徴とする請求項１又は２又は３に記載のサポートツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量を検出して電気信号に変換して受信側に伝送する対象伝送器とデジタル通信を行うサポートツールに係り、特に対象伝送器のパラメータ設定・診断に便利なサポートツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は対象伝送器に従来のサポートツールとしてのハンドヘルドターミナルを接続した構成を示すブロック図である。図５では、圧力伝送器の場合を例示している。
【０００３】
対象伝送器１０はプロセス変数などの物理量が圧力センサ１１で電気信号に変換されて入力され、直流電源１２からは受信計器が接続される負荷１３を介して直流電力が供給されている。電気信号は２線式伝送路Ｌ１、Ｌ２に電流信号Ｉとして伝送され、負荷１３の両端に生じる電圧変化を受信計器で検出して、プロセス変数を知る。
【０００４】
対象伝送器１０は、圧力センサ１１で変換された電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１４、演算部１５とメモリ１６などを有しマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）で構成された演算処理手段１７、演算処理手段１７での処理結果をアナログ値に変換するＤ／Ａコンバータ１８、このアナログ値を４ｍＡ〜２０ｍＡの電流信号に変換して２線式伝送路Ｌ１、Ｌ２に出力する出力手段１９、２線式伝送路Ｌ１、Ｌ２に存在するデジタル信号と演算処理手段１７とのデータの送受を行う通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）２０などから構成されている。
【０００５】
図６は図５に示す演算部１５の演算の詳細を示すブロック図である。演算部１５は、調整部２１、レンジ設定部２２、開平・リニア選択部２３、折れ線近似設定部２４、フイルタ設定部２５、出力反転部２６などの機能ブロックがカスケードに接続されて構成されている。
【０００６】
調整部２１ではゼロ調整、スパン設定などのパラメータ設定を行い、レンジ設定部２２はレンジの上限値と下限値等のパラメータの設定部分であり、同時に単位設定のパラメータの設定も行う。
【０００７】
開平・リニア選択部２３は、出力モードの通信パラメータとして、入力信号を開平演算して出力するか、リニアで出力するかを選択する必要があるので、その選択をする部分である。
【０００８】
折れ線近似設定部２４は、入力の圧力の％値に対して折れ線近似演算をして出力する。例えば、異形タンクの液位計測で比例出力を得たい場合、入力対出力の関係が直線関係になるように折れ線関数を設定するが、このとき折れ点を２次元座標で表示しなければならない。折れ線近似設定部２４はこの折れ点をパラメータとして設定する部分である。この他のパラメータとして、折れ線近似機能を許可するか禁止するかを設定するパラメータも必要である。
【０００９】
フイルタ設定部２５は、フイルタのローカット点などをパラメータ設定する。そして、出力反転部２６はデジタル値を内部演算で逆転させる機能であり、結果としては４―２０ｍＡのアナログ値を逆転させる。この設定をするかどうかのパラメータ設定も必要である。
【００１０】
以上は、設定すべきパラメータの一部を例示したものであるが、プロセス量を測定し圧力伝送器で出力するために設定すべきパラメータは、以上の他にもサブ機能として複雑に数多く存在する。
【００１１】
図５に戻り、サポートツールとしてのハンドヘルドターミナル２７は、図５に示す２線式伝送路Ｌ１、Ｌ２に接続され、通信インターフェイス２０を介して演算処理手段１７とのデータの送受を行う。これにより、このハンドヘルドターミナル２７は対象伝送器１０の演算部１５に以上述べたような各種のパラメータの設定をする。
【００１２】
特許文献１には、サポートツールからの通信指令により伝送器に物理量に関連する疑似信号を入力して入出力特性が設計値どおりか否かの確認をするシミュレーション技術が開示されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−８５２８８号公報
【００１４】
特許文献２には、複雑なパラメータの設定・調整の誤操作を低減して、安全性が確保できるようにしたハンドヘルドターミナルが開示されている。
【００１５】
【特許文献２】特開平７−９８７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、このようなサポートツールとしての従来のハンドヘルドターミナルは、これにより演算部のパラメータを設定する機能しかなく、これによりパラメータを設定しても設定情報が多いため、対象伝送器の演算部の演算処理が複雑となり、入力値に対して正しい出力値が得られているかどうかを確認することはユーザにとって、容易ではないという課題がある。
【００１７】
また、対象伝送器の演算部における演算が、各演算ごとにプロセス値がどのように変化していくかをユーザが全てを確認することが難しい。このため、演算部の入力値と出力値とから全体を推測する場合が多く、演算部での内部演算の把握が難しいので、問題発生時の解決が難しいという課題もある。
【００１８】
従って、本発明の目的は、ユーザが入力値に対して正しい出力値が得られているかを容易に確認できると共に、対象伝送器のパラメータ設定がユーザの意図する設定になっているか否かの診断ができ、さらに対象伝送器なしでも任意の入力値に対する対象伝送器の振る舞いを確認して最適のパラメータ設定のできるサポートツールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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、物理量を検出して電気信号に変換して受信側に伝送する対象伝送器とデジタル通信を行うサポートツールにおいて、各種伝送器の演算部の演算プログラムを格納している各種演算格納部を具備し、先の各種演算格納部から先の対象伝送器の演算部の前記演算プログラムを読み出すと共に、先の対象伝送器の種類とバージョン及び演算パラメータを先のデジタル通信により先の対象伝送器から受信して、先の対象伝送器の演算部と同等の模擬演算部を内部に生成するようにしたものである。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、先の電気信号が入力されて先の模擬演算部により先の対象伝送器と同等の演算を実行してその結果をオンライン表示するようにしたものである。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、模擬信号が入力されて先の模擬演算部により先の対象伝送器と同等の演算を実行してその結果をシミュレート表示するようにしたものである。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかに記載の発明において、先の模擬演算部を複数の機能ブロックに分割構成し、各機能ブロック毎の演算結果を分割表示するようにしたものである。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１又は請求項２又は請求項３のいずれかに記載の発明において、先の模擬演算部のパラメータを変更して演算し、意図するパラメータを決定し、決定パラメータを先のデジタル通信により先の対象伝送器の演算部に設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
以上の請求項１，２，３，４又は５に記載した本発明手段は、対象伝送器の演算部と同等の模擬演算部をサポートツールの内部に生成して、この模擬演算部で対象伝送器の演算部の複雑なパラメータ設定に誤りがないことをサポートツール上で確認でき、誤りがあればサポートツール内でシミュレートを実行し、正しいパラメータ設定を確立した上で、対象伝送器に設定情報をデジタル通信によりダウンロードできる効果がある。
【００２５】
次に、請求項２に記載した発明手段によれば、オンライン状態で、サポートツール内でユーザの意図する出力値が得られる設定になっていることを確認できる効果がある。
【００２６】
また、請求項３に記載した発明手段によれば、オフライン状態で、任意の疑似信号値と対象伝送器のパラメータ設定を実行し、サポートツール上でシミュレート出力の確認ができる効果がある。
【００２７】
さらに、請求項４に記載した発明手段によれば、模擬演算部を複数の機能ブロックに分割構成し、各機能ブロック毎の演算結果を分割表示するようにしたので、任意の入力値に対する対象伝送器の振る舞いを機能ブロックごとに確認して調整できるので、問題発生時に早期に解決できる効果がある。
【００２８】
請求項５に記載した発明手段によれば、模擬演算部のパラメータを各種変更して演算し、意図するパラメータを予め決定し、決定パラメータを先のデジタル通信により先の対象伝送器の演算部に設定することができるので、最適なパラメータを設定できるメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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、対象伝送器にサポートツールを接続した構成を示すブロック図を示す。図１では、従来と同様に圧力伝送器の場合を例示している。以下の説明においては、図５、図６に示す従来の対象伝送器と同一の機能を有する部分には同一の符号を付して適宜にその説明を省略する。
【００３０】
図１におけるサポートツール３０は、PC（パーソナルコンピュータ）ツールを想定して説明する。サポートツール３０は、インターフェイス部３１、各種演算格納部３２、演算処理手段３３、Ａ／Ｄコンバータ３４、入力部３５，表示出力手段３６、表示部３７、入力切替手段３８などで構成されている。
【００３１】
演算処理手段３３は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３９、メモリ４０、模擬演算部１５Ａなどを有しており、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３９はメモリ４０を利用しながら模擬演算部１５Ａでの演算を実行すると共に、インターフェイス部３１、各種演算格納部３２、演算処理手段３３、Ａ／Ｄコンバータ３４、入力部３５，表示出力手段３６、表示部３７、入力切替手段３８、などをも制御する。
【００３２】
各種演算格納部３２には、全ての種類・バージョンの伝送器のマイクロプロセッサの全演算プログラムが格納されている。例えば、伝送器の種類としては、圧力・差圧伝送器の他に、流量伝送器、温度伝送器など各種のものが含まれる。叉、各伝送器にはバージョンがあり、各バージョン毎に演算プログラムが予め格納されている。
【００３３】
マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３９は、対象伝送器１０と、インターフェイス部３１―２線式伝送路Ｌ１、Ｌ２―通信Ｉ／Ｆ２０―演算処理手段１７の経路を介して、対象伝送器１０の演算部１５の種類・バージョン及びパラメータをデジタルデータとして読み出し、この結果を用いて各種演算格納部３２から対象伝送器１０に対応する演算部を読み出し、模擬演算部１５Ａとしてサポートツール３０に内蔵するハードディスクなどに生成する。
【００３４】
このようにして生成された模擬演算部１５Ａには、対象伝送器１０、つまり図６に示す演算部１５の調整部２１、レンジ設定部２２、開平・リニア選択部２３、折れ線近似設定部２４、フイルタ設定部２５、出力反転部２６と、実質的に同等の機能ブロックである調整部２１Ａ、レンジ設定部２２Ａ、開平・リニア選択部２３Ａ、折れ線近似設定部２４Ａ、フイルタ設定部２５Ａ、出力反転部２６Ａがサポートツール３０内に生成される。
【００３５】
この場合の模擬演算部１５Ａは、各機能ブロックである調整部２１Ａ、レンジ設定部２２Ａ、開平・リニア選択部２３Ａ、折れ線近似設定部２４Ａ、フイルタ設定部２５Ａ、出力反転部２６Ａの出力端からそれぞれ出力信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４、ＯＵＴ５、及びＯＵＴとして表示出力手段３６に出力される。
【００３６】
表示出力手段３６は、これらの出力信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４、ＯＵＴ５、及びＯＵＴを表示部３７で表示できるように処理し、表示部３７は表示出力手段３６で処理された結果を表示する。
【００３７】
また、入力切替手段３８は、圧力センサ１１からＡ／Ｄコンバータ３４でデジタル信号に変換されたオンラインデータである圧力信号と、入力部３５から入力されたオフラインデータである模擬信号を切り替えて模擬演算部１５Ａに入力する。
【００３８】
入力切替手段３８で切り替えられたオンラインデータである圧力信号が入力された場合は、模擬演算部１５Ａにより対象伝送器１０と同等の演算を実行してその結果を表示部３７にオンライン表示をする。
【００３９】
また、入力切替手段３８で切り替えられたオフラインデータである模擬信号が入力された場合は、模擬演算部１５Ａにより対象伝送器１０と同等の演算を実行してその結果を表示部３７にシミュレート表示をする。
【００４０】
さらに、各表示に際しては、出力信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４、及びＯＵＴ５からの出力を表示部３７で分割表示をして、入力値に対する対象伝送器１０の振る舞いを機能ブロックごとに確認して、不具合があれば、各ブロックごとにパラメータを変更するなどして調整できるので、不具合が発生した時に早期に問題解決できる効果がある。
【００４１】
なお、模擬演算部１５Ａでは、パラメータを各種変更して演算し、意図するパラメータを予め決定した上で、決定したパラメータをインターフェイス部３１を介してデジタル通信により対象伝送器１０の演算部１５に設定することもできる
【００４２】
図２は、表示部３７での圧力伝送器の表示画面の一例を示したものである。４１は入力圧がオンライン入力かオフライン入力かの選択表示部である。４２は入力圧の大きさを示す圧力表示部である。
【００４３】
４３は圧力の単位を、４４はレンジ上限値を、４５はレンジ下限値を表示するレンジ表示部、４６は出力を反転する、つまり４ｍＡ〜２０ｍＡ出力を２０ｍＡ〜４ｍＡに逆転させてアナログ出力するか否かの反転選択表示部である。
【００４４】
４７は入力信号を開平演算して出力するか、リニアで出力するかの選択表示を示す出力選択表示部である。４８は出力モードを表示するモード表示部である。４９はフィルタのローカット点を表示するローカット表示部である。
【００４５】
５０は演算全体の入出力特性をグラフで示す入出力表示部である。５１は対象伝送器のアナログ出力値、圧力値、圧力％値などを表示するアナログ出力表示部である。５２は各機能ブロックの出力値ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、及びＯＵＴ４の圧力値を表示する分割出力表示部である。この場合はＯＵＴ５の圧力値は省略された例を示している。
【００４６】
図３は以上の構成において、オンラインでパラメータ設定が正しいことを確認する手続きを示すフローチャートである。圧力伝送器の場合についての例である。
【００４７】
図１において、先ず、入力切替手段３８で圧力センサ１１側に切り替えて、実際の圧力値をサポートツール３０に入力する。ステップ１においてサポートツール３０を２線式伝送路Ｌ１、Ｌ２に接続する。
【００４８】
次に、ステップ２において、サポートツール３０はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３９の制御のもとに、対象伝送器１０の種類、バージョン、及びパラメータ情報をインターフェイス部３１を介して、デジタル通信により読み込む。
【００４９】
この後、ステップ３に移り、読み込んだデータからマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３９の制御のもとに、各種演算格納部３２から対象伝送器１０の演算部を読み出し、ハードディスク上に模擬演算部１５Ａを生成する。
【００５０】
ステップ４では生成された模擬演算部１５Ａを用いて、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３９の制御のもとに、模擬演算を実行して、その結果を表示部３７に出力する。ステップ５では、表示部３７で模擬演算の結果である模擬出力を確認する。
【００５１】
ステップ６で意図する出力か否かの確認をして、意図しない出力であれば、ステップ７に移行して、各パラメータ設定をサポートツール３０内で変更し、ステップ３に戻り、再びステップ４、ステップ５、ステップ６を経て、意図する出力が得られているかどうかの確認をする。
【００５２】
意図する出力が得られておれば、ステップ８に移行して、元の設定が間違っていた場合は、対象伝送器１０に設定をマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）３９の制御のもとにダウンロードして、パラメータ設定してステップ９で終了する。
【００５３】
このような手続きにより、サポートツール３０での擬似的出力が、対象伝送器１０の出力と同じであるかどうかを確認することができる。これは、現場で出力に異常が発生した場合に対象伝送器１０のファームウエアに問題が無いことを確認するために用いることができる。
【００５４】
また、入力切替手段３８で入力部３５側に切り替えて、対象伝送器１０とは未接続の状態のオフラインにして、入力部３５側から任意の圧力値を入力として設定すれば、対象伝送器１０の機能をシミュレートすることができる。
【００５５】
図４は、対象伝送器１０の演算処理手段１７の出力をアナログ信号に変換せず、通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）２０を介して、両端にターミネータ５３，５４が接続されたディジタルバス５５に接続する構成である。
【００５６】
このディジタルバス５５にサポートツール３０が接続された構成でも、図１に示す４ｍＡ〜２０ｍＡのアナログの伝送路である２線式伝送路Ｌ１、Ｌ２に出力する場合の通信と同様に機能する。
【００５７】
サポートツール３０としてパーソナルコンピュータ上で動く統合機器管理ＰＲＭ（Plant Resource Manager）、具体的には、ＰＲＭはプラントの計装機器に関するソフトウエアであり、計装機器の管理と保全作業に対応した機能を持つものであるが、このＰＲＭに伝送器と同等のファーム演算機能を搭載することでも同様に実行できる。
【００５８】
この他に、従来のハンドヘルドターミナルに、伝送器と全く同じ演算機能を追加搭載するようにしても本発明のサポートツール３０と同様の機能を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】対象伝送器に本発明のサポートツールを接続した一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す表示器の画面表示の一例を示す画面表示図である。
【図３】本発明の動作を説明するフローチャート図である。
【図４】本発明を適用した他の通信を示す構成図である。
【図５】従来のハンドヘルドターミナルのシステムを示す構成図である。
【図６】図５に示す対象伝送器の演算部の構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  対象伝送器
１１  圧力センサ
１２  直流電源
１３  負荷
１４、３４  Ａ／Ｄコンバータ
１５  演算部
１５Ａ  模擬演算部
１７  演算処理手段
１８  Ｄ／Ａコンバータ
１９  出力手段
２０  通信Ｉ／Ｆ
２１、２１Ａ  調整部
２２、２２Ａ  レンジ設定部
２３、２３Ａ  開平／リニア選択部
２４、２４Ａ  折れ線近似設定部
２５、２５Ａ  フイルタ設定部
２６、２６Ａ  出力反転設定部
２７  ハンドヘルドターミナル
３０  サポートツール
３１  インターフェイス部
３２  各種演算格納部
３３  演算処理手段
３５  入力部
３６  表示出力手段
３７  表示部
３８  入力切替手段
３９  ＭＰＵ
５３、５４  ターミネータ
５５  ディジタルバス
【図１】
0004735134.tif 000002
【図２】
0004735134.tif 000003
【図３】
0004735134.tif 000004
【図４】
0004735134.tif 000005
【図５】
0004735134.tif 000006
【図６】
0004735134.tif 000007