(57)【要約】産業プロセス制御又は監視システム（１０）の２線式プロセス制御ループ（１８）に接続する診断フィールド機器（５０）は、２線式プロセス制御ループ（１８）に接続するよう構成されるデジタル通信監視回路（５２）を含む。デジタル通信監視回路（５２）は２線式プロセス制御ループ（１８）からのデジタル通信信号を受信するよう構成される。診断フィールド機器（５０）内のタイミング回路（５６）はタイミング出力（５８）を提供する。診断回路（５４）はデジタル通信信号とタイミング出力（５８）とに基づいて診断出力を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業プロセス制御又は監視システムの２線式プロセス制御ループに接続する診断フィールド機器であって、
前記２線式プロセス制御ループに接続され、診断機器の回路に電力出力を与え、該診断回路に前記２線式プロセス制御ループから受信した電力で電力供給する電力供給回路と、
前記２線式プロセス制御ループからデジタル通信信号を受信するよう構成されたデジタル通信監視回路と、
タイミング出力を与えるよう構成されたタイミング回路と、
前記デジタル通信信号および前記タイミング出力とに基づいて前記２線式プロセス制御ループの動作を診断するよう構成された診断回路とを備えることを特徴とする機器。
【請求項２】
前記診断回路からの診断出力を蓄積するよう構成されたメモリを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記デジタル通信監視回路がLAS（リンクアクティブスケジューラ）からの送信信号を監視して前記デジタル通信信号を与えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記診断フィールド機器が送信機として機能するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プロセス制御ループがフィールドバス標準に従って動作することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記診断回路が前記２線式通信制御ループの動作を診断するのに必要な応答時間を監視することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記応答時間が故障しているフィールド機器に関連づけられることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記診断回路がトークン保持時間を監視することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記診断回路が非アクティブ時間を監視することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記診断回路が波形のタイミングを監視することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記診断回路がスロット時間違反を監視することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記診断回路が期限切れデータの現れを監視することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記診断フィールド機器と制御室との間に本質安全バリアが配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記診断回路が前記デジタル通信信号と前記タイミング出力との間の関係の傾向を監視することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記診断回路がループ通信波形の振幅の増加を識別することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記診断回路が前記２線式プロセス制御ループの診断条件と時間情報とを関連づけるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
産業プロセス制御ループ監視システムの２線式プロセス制御ループの動作を診断する方法であって、
前記２線式プロセス制御ループから電力および通信信号を受信する段階と、
前記２線式プロセス制御ループから受信した電力を用いて診断機器の回路に電力供給する段階と、
前記２線式プロセス制御ループから受信したデータとは実質的に独立なタイミング出力を提供する段階と、
受信したデジタル通信信号と前記タイミング出力とに基づいて前記２線式プロセス制御ループの動作を診断する段階とを備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
メモリに診断出力を蓄積する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記受信したデジタル通信信号がLAS(リンクアクティブスケジューラ)からの信号であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
フィールドバス標準に従って前記プロセス制御ループが動作することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記診断する段階が応答時間に基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記応答時間が故障しているフィールド機器に関連づけられることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記診断する段階がトークン保持時間に基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記診断する段階が非アクティブ時間に基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記診断する段階が波形のタイミングに基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記診断する段階がスロット時間違反に基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記診断する段階が期限切れデータの現れに基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
前記診断する段階が前記デジタル通信信号と前記タイミング出力との間の関係の傾向に基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
前記診断する段階がループ通信波形の振幅の増加の識別に基づいていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項３０】
時間情報を前記２線式プロセス制御ループの診断条件に関連づける段階を含むことを特徴とする請求項１７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監視システムに関する。特に、本発明は２線式プロセス制御ループを利用してデジタルデータを伝送する産業プロセス制御監視システムの診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業プロセス制御監視システムは産業プロセス稼働の制御および／又は監視のために多くの用途において利用されている。例えば、石油精製所、化学プロセスプラント又は製紙工場には監視し制御することが必須の多数のプロセスが存在する。
【０００３】
このような産業プロセスにおいては、プロセス全体に渡ってプロセス変数はリモート位置で測定される。プロセス変数の例には温度、圧力、流量といった類のものが含まれる。この情報は２線式プロセス制御ループを介して、例えば制御室といったような中央位置に伝達される。同様にして、プロセス内に配置されるコントローラを用いてプロセス変数を制御することができる。コントローラは２線式プロセス制御ループから制御情報を受信して、例えばバルブを開閉したりプロセス流体を加熱したりすることによって応答的にプロセス変数を制御する。
【０００４】
２線式プロセス制御ループを用いて通信するのに様々なプロトコルが利用されてきた。ある１つのプロトコルでは4−20mA信号を用いてループで情報を送信する。4mA信号はプロセス変数のゼロ又は低い値を表し、20mA信号は高い又は全（フル）スケールの値を表すことができる。電流はプロセス変数送信機により4mAと20mAとの間の値に制御してプロセス変数の中間値を表すようにすることができる。より複雑な通信技術としてはHART（登録商標）通信プロトコルがあり、該プロトコルではデジタル情報が4−20mA信号に重畳される。典型的には、こうした構成においては各フィールド機器に対して別個の２線式プロセス制御ループが必要となる。
【０００５】
２線式プロセス制御ループで用いられるより複雑な通信技術は一般に、FOUNDATION(商標)フィールドバスのような、フィールドバスに基づくプロトコルとして認識される。プロセス制御ループは、通常、セグメント(segment)として認識される。フィールドバスプロトコルでは、全情報がデジタルで伝達され、情報伝達のためにセグメントにおけるアナログの電流レベルは必要とされない。こうした構成の１つの利点は、複数のプロセス変数送信機又はコントローラが並列に接続されることができ、同一セグメントを共有できるという点である。セグメント上の各機器は、機器に対して宛てられたメッセージを機器が識別できるようなアドレスを有する。同様にして、フィールド機器により伝達されるメッセージには機器のアドレスを含め、送信機器を識別することができる。こうしたフィールドバスに基づくシステムでは、プロセス制御ループの全フィールドバスセグメントはLAS(リンクアクティブスケジューラ、Link Active Scheduler)を用いて同期されるタイマを含む。LASはループに時間更新の情報を送信し、個別のフィールド機器は該時間信号に対して機器自身の時計を同期する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
産業プロセス制御又は測定システムの２線式プロセス制御ループに接続する診断フィールド機器は、２線式プロセス制御ループに接続されて診断機器の回路に電力出力を与え、２線式プロセス制御ループから受信した電力を用いて診断機器に電力供給するよう構成される。デジタル通信監視回路は２線式プロセス制御ループからのデジタル通信信号を受信するよう構成される。タイミング回路はタイミング出力を与える。診断回路は、デジタル通信信号とタイミング出力とに基づいて２線式プロセス制御ループの動作を診断する。診断機器はフィールド機器内に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】２線式プロセス制御ループを含むプロセス制御又は監視設備の簡略図である。
【図２】プロセス制御ループ診断機器の簡略ブロック図である。
【図３】本発明に係るステップの簡略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明はプロセス制御ループに接続される機器の診断を含む、プロセス制御ループの診断に関する。特に、本発明はタイミングを利用してデータ転送するタイミング信号又は通信信号がループで伝送されるフィールドバスに基づくプロトコルに従って稼働する２線式プロセス制御ループにおいて、故障した又は故障する可能性のある構成部品の検出を含む診断を提供する。
【０００９】
図１はプロセス配管パイプ１６に接続されるフィールド機器１２および１４を含むプロセス制御又は監視システム１０を簡略的に示す図である。機器１２および１４は単一の２線式プロセス制御ループ１８に接続され、該ループ１８はさらに制御室２０に接続する。図１はまた、ループ１８に接続される２線式プロセス制御ループ診断機器２２を示している。ループ１８は電流Ｉを流し、この電流Ｉはループ１８にある全てのフィールド機器に対して電力供給するのに用いることができ且つ制御室２０にて発生させることができる。ループ電流Ｉをデジタル変調することで、情報はループ１８上をデジタル伝送される。例えば機器１２および１４は、該機器が送信したメッセージを一意に識別することができ、またどの受信メッセージが該機器に対して宛てられたものか識別することができる固有のアドレスを含むことができる。機器１２および１４はプロセス変数送信機およびコントローラを含む任意の種類のフィールド機器を備えることができる。図１にはまた、本質安全(instrinsic safety, IS)バリア３４が示されている。本質安全バリア３４は制御室２０内の回路を「フィールド」３６から分離することで、過度のエネルギーがフィールド機器に伝達されないようにする。構成部品３４は本質安全バリアかつ／またはループ１８の信号リピータを代表してよい。このような構成部品はクロック信号エラーを誘発し、制御室２０内に設置された診断機器を用いてフィールド内の構成部品へ診断実行するのに関して困難さを増してしまうことになりうる。フィールド位置に配置された機器の位置の例には、本質安全バリア３４内に配置された機器、リピータ内に配置された機器、個別のフィールド機器内に配置された機器、コントローラ又は送信機といったフィールド装置内に配置された機器、接続箱内の構成部品として組み込まれた機器、又は機器の任意の組み合わせが含まれる。
【００１０】
図示されているプロセス制御ループ１８はLAS（リンクアクティブスケジューラ、Link Active Schduler）２４を含む。LAS２４はループ１８での通信を同期するのに用いられる。リンクアクティブスケジューラ２４は、フィールド機器１２又は１４のあるフィールド領域内、若しくはループ１８上の制御室２０内を含む、ループ１８上の任意の場所に配置してよい。稼働中、LAS２４はループ１８に時間（クロック）情報を送信する。この時間情報は、ループ１８上の個々の機器が、フィールド機器１２および１４内のそれぞれ図示された内部クロック２６および２８を同期するのに用いられる。稼働中、リンクアクティブスケジューラ２４は内部クロック回路３０に基づいてループ１８上にクロック情報を提供する。より詳しくは、LAS２４は周期的にループ１８上に時間更新送信信号を送信し、該信号によってループ１８上の個別のフィールド機器１２および１４のそれぞれの内部クロック２６および２８をリンクアクティブスケジューラ２４の内部クロック回路３０に同期させることが可能となる。
【００１１】
図２は、本発明に係る２線式プロセス制御ループ診断機器５０の簡略ブロック図である。診断機器５０（診断フィールド機器５０）は図１で示した機器２２の一構成例を示すものであり、機器２２のような独立した機器であってもよいし、フィールド機器１２又は１４、構成部品３４又はLAS２４のような他の装置に含まれていてもよい。診断機器５０は２線式プロセス制御ループ１８に接続し、デジタル通信回路５２（デジタル通信監視回路５２）と診断回路５４（デジタル通信診断回路５４）とを含む。タイミング回路５６は時間情報を保持し、診断回路５４にタイミング出力５８を出力する。２線式プロセス制御ループ診断機器５０は、構成によっては、フィールド機器１２、フィールド機器１４、スタンドアロンの診断機器２２、本質安全バリア３４、接続箱および／または制御室２０内に実装してよい。
【００１２】
診断機器はまたオプションの電力供給回路６０を含み、該電力供給回路６０は２線式プロセス制御ループ１８に接続し、診断機器５０内の全ての回路に対して電力供給するための電力出力を提供するよう構成することができる。さらに、メモリ６２が情報保存のために提供される。例えばメモリ６２は、診断データ、プロセス制御ループ１８から収集したデータ、診断回路５４を実装するのに用いられるマイクロプロセッサに対するプログラミング命令、各種のループパラメータ、設定データなどを保存するのに用いることができる。上述のように、診断回路はその他の補助構成部品と共にマイクロコントローラ内に実装することができる。
【００１３】
稼働中、診断機器５０はデジタル通信回路５２を用いてループ１８上のデジタル通信トラフィックを監視する。デジタル通信回路は診断回路５４に出力を送る。診断回路５４は、プロセス制御ループ上の機器を含むプロセス制御ループの診断条件に関する診断出力を、受信したデジタル信号とタイミング回路５６からのタイミング出力５８との関数として出力する。図１に示すような制御室２０内に診断回路５４を配置することは可能ではあるが、本質安全バリアおよび／またはリピータのような、制御室２０をフィールド３６から分離する構成部品３４を追加すると診断回路が収集するデータが不正確になることが起こりうる。より詳しくは、このような構成部品があるとタイミング信号が不正確になって、フィールド内の構成部品の状態の正確な情報を得ることが困難になる。フィールド３６内に配置する場合、診断回路５４は図１に示す機器２２のような独立した機器内に配置しても、フィールド機器１２又は１４のようなフィールド機器内に配置しても、本質安全又はリピータ構成部品３４内に配置しても、接続箱又は類似のものの一部として配置しても、又は機器の任意の組み合わせ内に配置してもよい。
【００１４】
図３に本発明に係るステップから構成される簡略化されたブロック図１００を示す。ブロック図１００では、ループタイミング情報(LT；loop timing)がブロック１０２にて得られる。ループタイミングデータ(LT)は、時間に基づいて符号化される又は時間に関連するデータを伝送するプロセス制御ループで伝送される任意のデータ又は情報に関連づけることができる。ブロック１０４では、例えば図２に示すタイミング回路５６から得るといったように、タイミングデータ（LI）が内部から得られる。ブロック１０６では、ループタイミングデータ（LT）と内部タイミング情報(LI)とに基づいて診断出力を与える。図３のステップはある特定の順で示されているが、本発明はこのような順に限定されず、ステップは任意の順で実行してもよく、部分的または全体的に同時に実行してもよい。
【００１５】
一形態においてはステップ１０４で取得されるループタイミングデータ（ＬＴ）は、例えばループ１８上のフィールド機器１２又は１４のようなフィールド機器をリンクアクティブスケジューラ２４からのクロック信号と同期するのに必要な補正の量に関連づけられる。このような形態では、診断出力は必要とされる補正の量の関数である。さらにもし補正が単一のフィールド機器のみに必要とされる場合、診断アルゴリズム出力によって、問題は１つの特定の機器に関連していることを示す出力を得ることができる。しかしながら、もしも似たような同期エラーが多数の機器に渡って見受けられる場合、診断出力によって例えばループ配線又はリンクアクティブスケジューラ２４内の障害のような、より広範囲な障害が発生しているということを示すこともできる。同様にして、診断回路５４はループタイミングデータ(LT)と内部タイミング情報(LI)との間の関係性の傾向を監視することができる。例えば、同期を維持するのに必要な補正量が増加を続けるとすると、診断回路５４はさし迫った障害があるという出力を与えることができる。
【００１６】
別の１形態においては、診断回路５４はプロセス制御ループ１８で伝送される通信送信信号を監視して、例えばデータ伝送不良又は情報の再送信要求のような通信エラーの発生を特定する。診断回路５４はプロセス制御ループを監視し、例えばトークンパッシングにおけるトークンの抜け、ライブリストの状況、又はデータリンク層(DLL, Data Link Layer)情報リクエストのリトライを識別する。ライブリストの状況とはネットワークへの再接続要求のことである。データリンク層リトライがリクエストに対する応答として要求された場合、エラーは受信者側にある。最初のリクエストが見あたらない場合、エラーはフィールド機器の側にある。このデータは監視して統計的に特徴付けることが可能である。プロセス制御ループ１８内の特定の機器が通信エラー増加への傾向を示すならば、診断回路５４はさし迫った障害を示す出力を与えることができる。診断機器５０が独立した機器として実現されている場合、回路２２は特定の機器に関する診断情報を与え、通信エラーがプロセス制御ループ１８上の無効な又は破損したリクエストが原因であるのか、それとも無効な又は破損した又は消失した応答が原因であるのかを特定することができる。さらに、診断回路５４はリンクアクティブスケジューラ２４からの送信信号を監視するように構成することができる。送信信号が突発的である又は突然停止するのならば、診断回路５４はLAS２４は故障していると決定することができ、該決定に従って出力を与えることができる。さらに、特定の通信エラー解析をハードウェア解析と合わせれば、追加的な解析も行うことができる。これら解析の中には米国特許出願番号11/543,349、出願日2006年10月5日の特許出願にて説明されているものがある。例えば、無効なPDU(プロトコルデータパケット)パケット利用のネットワーク通信パケットが、検出されたループ通信波形の振幅増加と関連づけられたとすると、これは２つの機器が同時に通信しようとしているということを示すことができる。このような情報はアドレス割り当てに問題があること、又は間違った方法で通信している故障した機器があることを推測するのに利用することができる。
【００１７】
診断回路２２が独立したタイミング回路５６を含むことで、ループ１８上の全通信のタイミングを監視し分析し傾向を特定することができる。この情報はその場でローカルに又は遠隔で記録することができる。このようなタイミング測定を利用して潜在的な問題や、ループセグメント１８又はフィールド機器１２や１４のような個別のループ機器の劣化の可能性を特定することができる。監視できる特定の測定例には次が含まれる：
１．ループ上の各機器からデータ要求する場合の応答時間
２．ループ上の各機器のトークン保持時間
３．特定ループの非アクティブ時間
４．ネットワークパラメータと比べて許容範囲外にある波形のタイミング
５．スロット時間の乱れ
６．機能ブロックにおける仕様外の実行時間変動又は増加
７．期限切れ（stale）データの表示
【００１８】
さらに、個別の機器における潜在的な問題を見つけるように診断を実行させることができる。例えば、特定の機器への多数の書き込み要求拒否を、機器が故障していることを見つけるのに利用することができる。このような診断回路５４を用いてフィールド機器から逆に情報を読みとって追加の診断情報を取得できる。これによってユーザが日常のメンテナンス作業の間に特定の機器に対してメンテナンスすることができ、従ってシステム停止時間を減らすことが可能となる。別の構成例では、診断回路５４は業者製造ブロック（MIB; Manufactures Information Block）をあるプロセス機器から読み込んで、特定の診断機器から診断情報にアクセスできるようにする目的に用いてもよい。上記リストで例示した情報の中にはセグメント上で専用データインタフェースを用いることのみによってしかアクセスできない情報もある。例えば、このデータはプロセス制御ループから測定して電気的パラメータと共に分析して、より強化された診断の目的に用いることができる、などである。タイミング回路５６からのデータを用いて発生時間のタイムスタンプを取ることで、強化された統計解析が可能となる。事象および通信タイミングに対する統計解析を利用すると、突発故障に先立つ潜在的故障を予測する能力が得られる。事象生起のタイムスタンプ取得と、事象への統計解析の適用とによって、機器に対して故障の原因を表す出力を提供させるようにできる。これによって診断時間が低減され、操作者には追加的な知識が提供されることになる。これによって操作者は最終的な故障に至る前に機器を手入れすることができ、改良された統計解析が可能になる。
【００１９】
上述の診断の多くは、次の場合に、より性能が向上されたものとなる。その場合とはすなわち、LAS２４の時計３０と同期するのに必要な補正量のような追加情報を提供できるフィールド機器１２、１４に診断回路５４が接続されている場合である。既知のプロセスフィールド機器に接続する、又は該機器と通信する場合、特定の稼働パラメータとフィールド機器の機能は、診断機器５４によりアクセスして診断に組み込んで利用できるので、診断回路５４はより正確な診断を行うことができる。診断回路５４からの出力は、ローカルディスプレイ又はその他のローカル出力部の形式であっても、イーサネット（登録商標）接続、無線送信、携帯電話接続又は類似のものを用いてリモート提供される形式であってもよく、若しくはフィールドバス問い合わせのような特定の問い合わせへと例えば同時に、又は問い合わせの応答としてプロセス制御ループ１８で送信するものであってもよい。
【００２０】
こうした診断技術の中にはリモートの制御室で実行可能なものもあるが、こうした形態ではタイミング情報を失うことになる。例えば、本質安全バリアおよびリピータを利用することはできるが、これらを利用するとタイミングデータが制御室２０に到着するときには、プロセス制御ループ１８で運ばれるタイミングデータが変わってしまうことになる。診断回路５４をフィールド配置にすることで、回路５０は実時間データにアクセスするにあたってよりよい構成となる。診断情報は制御室２０のような中央配置に返信され、ローカル表示され、イーサネット（登録商標）送信、無線又は携帯電話送信などの他の技術を用いて送信されることができる。
【００２１】
様々な実施形態において本発明は、タイミング情報に基づいてセグメント上の他の機器に診断を実行するのに利用する、フィールドバスセグメントに配置した診断機器を含む。この診断機器は特定セグメントの部分的又は全部の通信を監視することができ、内部の独立した時計を含んでいてもよい。機器５０はプロセス制御ループにおける事象のタイムスタンプを与えることができる。換言すると、タイミング回路５６からのタイミング情報は、プロセスにおける特定のデータポイント又は発生事項と関連づけることができる。特定の形態では機器５０は、リンクアクティブスケジューラからの時間更新の間に内部クロックを該時間更新と比較することによって、個別の機器を同期するのに必要な補正量を監視することができる。機器５０はプロセス制御ループ１８における通信タイミングを測定するよう構成することができる。該通信タイミングには、ループセグメント上の特定機器からの要求された応答時間、トークン保持時間、ループセグメントの非アクティブ時間、ネットワークパラメータと比べて許容範囲内にないタイミング、スロット時間違反、機能ブロック実行時間、期限切れデータの表示、通信リトライ（再試行）およびその他の通信タイミングなどがある。機器はループ通信を監視したり、データリンク層リトライやトークン待ち時間を監視したり、LAS発生やライブリスト更新を要求したりすることなどができる。機器はループ１８を監視して、各機器に対する書き込み要求の拒否の数又は機器から要求された不揮発性メモリへの周期的書き込みの量に基づいてループ上の全機器を通信診断できるように構成することができる。これによって機器の劣化の兆候を得ることができる。さらに、診断機器５０を用いてループ上の他の機器からのデータを読み込んで、それ以外の方法では伝達されない診断情報を取得するようにしてもよい。診断機器は上記の診断のうちいくらかを可能とするためにローカル又はリモートで追加情報を得るように構成してもよく、タイミング又はその他の情報に基づいて統計解析を実行するのに用いることができる。診断の傾向を監視することで、診断機器５０はループ１８に沿って潜在故障を予測することができる。予測情報は傾向分析、解析又はその他の技術に基づいてよい。こうした情報は操作者による利用のために中央制御室２０に返し報告してもよい。診断機器は継続的にループ１８を監視してもよく、又は周期的に「起動」してループから情報サンプル収集を行って診断を実行してもよい。
【００２２】
様々な実施形態において本発明の診断回路５４は、特定の診断条件の原因または発生源に関する結論又は他の情報を含む出力を与える。機器は例えば、常にフィールドに配置することでパーソナルコンピュータ又はその類のものといったような追加サポート機器を必要としないようにしてもよい。形態によっては、診断回路は２線式プロセス制御ループ１８から受け取った電力によって完全に電力供給が行われる。最小、最大、標準偏差又は平均の値の確認を含んだ即時応答テストのような、様々な種類の診断が実行可能である。タイミングに関連するパラメータに大きな変化があった単一の機器を特定することで、その機器が故障している兆候を得ることができる。しかしながら、例えば他のトークンが正しく扱われているならば、問題はフィールドバスのインタフェース回路のバッファ処理システムに起因するものとして特定することができる。さらに、複数の機器がこのような問題を同時に示しているならば、ループ１８のセグメントにノイズがあるか又は配線の問題であるかということが考えられる。
【００２３】
同様にして、機器５０によって最小時間、最大時間、標準偏差又は平均の値の確認を含むトークン保持時間又はトークンパス応答時間を監視することができる。複数の機器での故障はプロセス制御ループの特定セグメントの問題を示していることがある。一方、各機器に固有の即時応答は、こうした応答は機器ハードウェアのバッファサブシステムによって処理されることが典型的であるので、特定機器のプロセッサ負荷の変化を示唆していることになるであろう。
【００２４】
別の例では、期限切れデータのカウント数が機器５０で監視される。これにはゼロより大きいがループ１８の特定のセグメントに許される最大未満の期限切れデータのカウント数が含まれる。フィールド機器が発した期限切れデータ情報の数の変化は、機器５０が利用して特定のフィールド機器のプロセッサが過負荷状態にあることを示す情報を与えることができる。同様に、データリンク層リトライ（時間単位毎のカウント数）は、それが単一機器からのものであるならば、その特定の機器が検出型の送信又は受信ハードウェアを有していることを示す情報を提供する。しかしながら、複数のフィールド機器に渡ってカウント数が増えている場合には、特定のループセグメント又は本質安全バリアに問題があることを示す情報を提供する。上記の診断は例示目的であって、本発明は特にここで示したものに限られるわけではない。
【００２５】
本発明は好ましい実施形態に関して説明してきたが、当業者には本発明の精神および範囲から逸脱することなく変更を加えうることを認識するであろう。ここで用いたように、２線式プロセス制御ループは、ループ配線に加えて該ループに接続されたフィールド機器を含む。
【符号の説明】
【００２６】
５０…診断フィールド機器、５２…デジタル通信監視回路、５４…診断回路、５６…タイミング回路、６０…電力供給回路
【図１】
2010541064.tif 000003
【図２】
2010541064.tif 000004
【図３】
2010541064.tif 000005
【国際調査報告】
2010541064.tif 000006
2010541064.tif 000007