(57)【要約】  無線プロセス通信アダプタ１１６が提供される。アダプタ１１６は、携帯型フィールドメンテナンス機器１０２に接続可能な複数のプラグ１２０、１２２を含む。ループ通信モジュール１５４が複数のプラグ１２０、１２２に機能可能に接続される。ループ通信モジュール１５４はプロセスループ通信標準プロトコルに従ってデジタル通信するよう構成される。コントローラ１５０はループ通信モジュール１５４に接続され、ループ通信モジュール１５４から受け取った少なくとも一つのメッセージを少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットに変換するよう構成される。無線通信モジュール１５２はコントローラ１５０に接続され、前記少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットを受け取り前記少なくとも一つの無線プロトコルのパケットに基づき無線信号を発生するように構成される。
2010524127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線プロセス通信アダプタであって、
携帯型フィールドメンテナンス機器に接続可能な複数のプラグと、
前記複数のプラグに機能可能に接続され、プロセスループ通信標準プロトコルに従いデジタル通信するよう構成されたループ通信モジュールと、
前記ループ通信モジュールに接続され、前記ループ通信モジュールから受信した少なくとも一つのメッセージを少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットに変換するよう構成されたコントローラと、
前記コントローラに接続され、前記少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットを受信し該少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットに基づき無線信号を発生する無線通信モジュールとを備えることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項２】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、
前記無線通信モジュールは無線周波数信号を受信して該信号が表すデータを前記コントローラに与えるよう構成され、前記コントローラは有線プロセス通信メッセージを発生して該メッセージを前記ループ通信モジュールに伝送するよう構成され、前記ループ通信モジュールは前記メッセージに基づき有線プロセス通信標準プロトコルに従い前記複数のプラグを通過するデジタル信号を発生するよう構成されることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項３】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、さらに、前記アダプタ内に配置され、前記無線プロセス通信モジュールと前記コントローラと前記ループ通信モジュールとに接続される電力源を備えることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項４】
請求項３に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記電力源がバッテリであることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項５】
請求項４に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記バッテリが再充電可能であることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項６】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、さらに、前記コントローラに接続されるユーザインターフェース部を備えることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項７】
請求項６に記載の無線プロセス通信アダプタであって、さらに、前記コントローラと前記複数のプラグとに接続され、前記複数のプラグに接続される機器の通信ループの種類を検出するよう構成された検出回路を備えることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項８】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、さらに、前記コントローラと前記複数のプラグとに接続され、前記複数のプラグに接続される機器の通信ループの種類を検出するよう構成された検出回路を備えることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項９】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、さらに、前記コントローラと前記複数のプラグとに接続され、前記複数のプラグへの接続の極性を検出するよう構成された検出回路を備えることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１０】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記ループ通信モジュールがアナログ電流にデジタル信号を重畳することにより通信し、通信速度約１．２キロビット／秒で通信するよう構成されることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記プロセス通信モジュールがＨＡＲＴプロトコルに従い通信するよう構成されることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１２】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記ループ通信モジュールが通信速度約３１．２５キロビット／秒で通信するよう構成されることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記ループ通信モジュールがＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロトコルに従って通信するよう構成されることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１４】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記アダプタが少なくとも一つの本来の安全規格に適合することを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１５】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記アダプタが本質的に安全であることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１６】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記無線通信モジュールが周波数約２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）で通信することを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１７】
請求項１に記載の無線プロセス通信アダプタであって、前記複数のプラグが携帯型フィールドメンテナンス機器のリード端子に接続できるような大きさと位置が調整されていることを特徴とする無線プロセス通信アダプタ。
【請求項１８】
携帯型フィールドメンテナンスシステムであって、
キーパッドと表示部と複数のリード端子とを有する携帯型フィールドメンテナンス機器と、
前記携帯型フィールドメンテナンス機器の複数のリード端子それぞれに接続される複数のプラグを有する無線プロセス通信アダプタと、
前記複数のプラグに機能可能に接続され、プロセスループ通信標準プロトコルに従いデジタル通信するよう構成されたループ通信モジュールと、
前記ループ通信モジュールに接続され、前記ループ通信モジュールから受信した少なくとも一つのメッセージを少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットに変換するよう構成されたコントローラと、
前記コントローラに接続され、前記少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットを受信し該少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットに基づき無線信号を発生する無線通信モジュールとを備えることを特徴とする携帯型フィールドメンテナンスシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムであって、前記携帯型フィールドメンテナンス機器と前記無線プロセス通信アダプタは本質的に安全であることを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムであって、前記携帯型フィールドメンテナンス機器と前記無線プロセス通信モジュールが有線プロセス通信標準プロトコルに従って通信することを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムであって、前記プロトコルがＨＡＲＴプロトコルであることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２０に記載のシステムであって、前記プロトコルがＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮフィールドバスプロトコルであることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
携帯型フィールドメンテナンス機器を操作する方法であって、
無線プロセス通信アダプタを前記携帯型フィールドメンテナンス機器に接続させて前記無線プロセス通信アダプタの通信範囲内にある無線フィールド機器をスキャンさせることと、
前記携帯型フィールドメンテナンス機器に前記スキャン時に検出された少なくとも一つの無線フィールド機器を技術者に対して表示することと、
技術者によってなされた、前記スキャン時に検出された全てのフィールド機器から選択したフィールド機器を示す指示を受信することと、
前記プロセス通信アダプタによって前記携帯型フィールドメンテナンス機器の有線ポートから前記選択されたフィールド機器へのリンクを生成することを特徴とする携帯型フィールドメンテナンス機器を操作する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
携帯型フィールドメンテナンス機器というものが知られている。
【背景技術】
【０００２】
このような機器はプロセス制御および測定に関わる産業において、作業員が使い勝手よく所定のプロセス設備におけるフィールド機器と通信および／またはフィールド機器を診断できるようにするのに非常に有用である。こうしたプロセス設備の例には、石油、医薬品、化学製品、パルプ、およびその他の流体のプロセス設備が含まれる。このような設備においては、プロセス制御測定ネットワークは何十、何百個もの様々なフィールド機器を含むことがあり、これらは定期的にメンテナンスして、このような機器が正確に機能し、かつ／または校正されているか確かめる必要がある。さらに、プロセス制御・測定設備においてエラーが一つまたはそれより多く検出された場合、携帯フィールドメンテナンス機器を利用することで技術者は迅速にフィールドにおけるこのようなエラーを診断することができる。
【０００３】
少なくともいくつかのプロセス設備は高揮発性を有する、さらには爆発性をも有する環境に関わることがあるので、フィールド機器および、これらフィールド機器に用いる携帯フィールドメンテナンス機器が固有の安全規格に適合することはおうおうにして有益なことであり、またさらには必要とされることでもある。これらの規格は、規格に適合した電子機器はたとえ故障状態であっても発火源を確実に発生しないようにするのを保証する。本来の安全規格の一例は、１９８８年１０月に米国産業相互保険機構（Factory Mutual Research）によって公表された、分類番号３６１０（CLASS NUMBER 3610）、「Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩ類、危険区分１（に分類される）配置で使用するための、本来的に安全な装置および関連装置の認可標準（APPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I, II,AND III, DIVISION 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATION）」に記述されている。固有の安全規格に準拠する携帯型フィールドメンテナンス機器の例としては、ミネソタ州、エデン  プレイリーのフィッシャー−ローズマウント  システムズ，インコーポレイテッド（Fisher-Rosemount Systems, Inc.）から購入可能であり、商品名がモデル３７５フィールド通信機であるものが含まれる。
【０００４】
フィールド機器に対する個別の環境的な考慮事項を念頭に置き、通信信号伝達は昔からずっと慎重に制御されてきている。産業用プロセス通信プロトコルの例にはＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルやＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバス・プロトコルが含まれる。
【０００５】
ＨＡＲＴ（登録商標）通信プロトコルは標準の４−２０ｍＡアナログ信号に重畳したデジタル通信信号から構成されるハイブリッドの物理層を持つ。データ伝送レートは１．２Ｋｂｉｔ／ｓｅｃである。ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルはプロセス産業において事実上の業界標準である。
【０００６】
他の主要なプロセス産業の通信プロトコルはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）通信プロトコルとして知られているものがある。このプロトコルはＩＳＡの標準（ＩＳＡ−Ｓ５０．０１−１９９２、アメリカ計測器工業界（the Institute Society of America）により１９９２年公表）に基づいている。実用的な装置がフィールドバス協会（ＦＦ）によって仕様決定された。ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバスは伝送レート約３１．２５Ｋｂｉｔ／ｓｅｃの完全デジタル方式の通信プロトコルである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近では、フィールド機器の中には無線方式で通信するよう設計されたものもある。従って、これらのフィールド機器は通信用もしくは電力供給用の配線を何ら必要とせず、そのためフィールド配線、および機器との接続部の構造が簡素化される。しかし、フィールド機器の配線端子に物理的に結合するよう設計された携帯型フィールドメンテナンス機器は、これらの新しい無線フィールド機器と全く通信することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
無線プロセス通信アダプタが提供される。アダプタは、携帯型フィールドメンテナンス機器に接続可能な複数のプラグを含む。ループ通信モジュールが複数のプラグに機能可能に接続される。ループ通信モジュールはプロセスループ通信標準プロトコルに従ってデジタル通信するよう構成される。コントローラはループ通信モジュールに接続され、ループ通信モジュールから受け取った少なくとも一つのメッセージを少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットに変換するよう構成される。無線通信モジュールはコントローラに接続され、前記少なくとも一つの対応する無線プロトコルのパケットを受け取り前記少なくとも一つの無線プロトコルのパケットに基づき無線信号を発生するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】従来技術に従う、フィールド機器に接続される携帯型フィールドメンテナンス機器の模式図である。
【図１Ｂ】従来技術に従う、フィールド機器に接続される携帯型フィールドメンテナンス機器の模式図である。
【図２】本願発明の一実施形態に係る、無線フィールド機器と通信する携帯型フィールドメンテナンス機器の模式図である。
【図３】本願発明の一実施形態に係る、無線プロセス通信アダプタの模式図である。
【図４】本願発明の一実施形態に係る、無線プロセス通信アダプタの電子回路のブロック図である。
【図５】本願発明の一実施形態に係る、無線プロセス通信アダプタの電子回路のブロック図である。
【図６】本願発明の一実施形態に係る、無線プロセス通信アダプタの使用方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１Ａおよび図１Ｂに従来技術に従う、フィールド機器に接続された携帯型フィールドメンテナンス機器２２の模式図を示す。図１Ａに示すように、携帯型フィールドメンテナンス機器２２は、それぞれ試験導線３０、３２に接続する一対の端子２５、２７を含み、試験導線３０、３２はさらにフィールド機器２０の端子２４に接続される。端子２４は、こうした携帯型フィールドメンテナンス機器が機器２０に接続し、機器２０とやりとりすることができるようにする専用の端子であってもよい。
【００１１】
図１Ｂに、フィールド機器２３が接続されるプロセス制御ループ３４に、携帯型フィールドメンテナンス機器２２を直接接続する場合の他の例を示す。いずれの場合においても、携帯型フィールドメンテナンス機器とフィールド機器との配線接続によって携帯型フィールドメンテナンス機器が所望のフィールド機器２０、２３とやりとりすることが可能になる。
【００１２】
フィールド機器がＨＡＲＴ（登録商標）通信プロトコルに従って通信するような用途においては、携帯型フィールドメンテナンス機器は通信接続関係においてＨＡＲＴ（登録商標）のマスタ機器として働くこととなる。機器２２のような携帯型のＨＡＲＴ（登録商標）マスタ機器は今日、作業場内おいて広く利用されている。ＨＡＲＴ（登録商標）マスタ機器は一対の通信用の端子を有し、リード配線の組によってＨＡＲＴ（登録商標）のループへ接続もしくはＨＡＲＴ（登録商標）機器に直接接続されると、接続された機器と有線通信が可能になる。しかしながらハードウェア上の制約のために、携帯型フィールドメンテナンス機器２２のようなＨＡＲＴ（登録商標）マスタ機器は、無線方式フィールド機器（例えば圧力送信機やバルブ位置調整器など）と無線通信することができない。
【００１３】
図２に本願発明の一実施形態に係る、無線方式フィールド機器とやりとりをする携帯型フィールドメンテナンス機器の模式図を示す。システム１００は無線フィールド機器１０４と通信する携帯型フィールドメンテナンス機器１０２を含む。無線フィールド機器１０４は、これに接続される圧力マニホールド１０６と電子機器筐体１０８とを有する産業用プロセス流体圧力送信機として図示されている。電子機器筐体１０８はさらにエネルギー源（太陽電池１１０）に接続され、アンテナ１１２で無線通信する無線通信モジュールを含む。無線フィールド機器１０４は説明を助ける目的のためだけで図示してある。実際には無線フィールド機器１０４は、プロセス流体圧力送信機や、プロセス流体温度送信機や、プロセス流体水位送信機や、プロセス流体流量送信機や、バルブコントローラや、産業プロセスの測定および／または制御において有用なその他の機器といったような、どんな産業用機器であってもよい。
【００１４】
無線フィールド機器１０４は無線プロセス通信プロトコルに従って通信する。このようなプロトコルの一例としては新しいワイヤレスＨＡＲＴ標準がある。この標準は周波数２．４ＧＨｚの無線通信を利用するが、その他の部分ではワイアードＨＡＲＴ（登録商標）の通信で用いられていたものと同じ命令系統を用いる。ワイヤレスＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルは無線プロセス通信プロトコルの一例であるが、本願発明の実施形態に従って他の標準も用いることができる。
【００１５】
携帯型フィールドメンテナンス機器１０２は有線接続を介してフィールド機器とやりとりするよう設計された機器である。携帯型フィールドメンテナンス機器１０２は、試験導線を介して機器１０２を有線フィールド機器に接続する一対の端子１１２、１１４を含む。しかし、上述のように、機器１０４のような無線フィールド機器へ有線接続することはできない。
【００１６】
本願発明の一実施形態に従い、携帯型フィールドメンテナンス機器１０２の端子１１２および１１４は無線プロセス通信アダプタ１１６に接続される。従って、有線接続端子１１２，１１４を通して接続された無線プロセス通信アダプタ１１６を用いることで、携帯型フィールドメンテナンス機器１０２は無線フィールド機器１０４へ信号を送受信することが可能となる。機器１０２により発せられた、ＨＡＲＴ（登録商標）通信プロトコルといったような有線通信プロトコルに従う命令は端子１１２、１１４を通過し、無線プロセス通信アダプタ１１６に受信される。無線プロセス通信アダプタ１１６は必要ならば通信情報を適切な無線通信信号に変換し、信号を無線フィールド機器１０４に送信する。逆に、無線フィールド機器１０４がデータもしくは何か他の形式の応答情報を無線送信情報として発すると、送信情報は無線プロセス通信アダプタ１１６内の無線周波数回路により受信される。送信情報は必要なら有線プロセス通信プロトコルに即した適切な有線信号へと変換され、携帯型フィールドメンテナンス機器１０２へと端子１１２、１１４を通じて送信される。上記のように、ワイヤレスＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルは有線式ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルと同様の命令系統を利用するものと考えられている。よって、実施形態によっては、無線プロセス通信アダプタ１１６は対応する有線／無線信号を発生するのに先立ちデータまたは命令を変換する必要がないこともある。
【００１７】
図３に本願発明の一実施形態に係る無線プロセス通信アダプタ１１６の模式図を示す。アダプタ１１６は携帯型フィールドメンテナンス機器のリード端子に接続できるように大きさと位置が調整された一対のプラグ１２０、１２２を含む。図３に示すように、プラグ１２０、１２２の好ましい型はバナナプラグ型である。さらに、機器１１６が機能するのに必要な電子回路１２４はモールド樹脂部１２６内に完全に含まれ、端子１２０と１２２との間の距離幅と実質ほぼ合うのが好ましい。しかしながら、これは単に好ましい実施形態というだけであり、もっとかなり大きなハウジングもしくはモールド樹脂部１２６を用いること、および／または無線プロセス通信アダプタ１１６を対応する携帯型フィールドメンテナンス機器に接続する個別のリード線を用いることによる、本願発明の追加的な実施形態も可能である。
【００１８】
電子回路１２４は、電子回路１２４が無線でやりとりできるようにアンテナ１２８へ接続される。さらに一実施形態においては、アダプタ１１６が携帯型フィールドメンテナンス機器に取付けられてもなお、有線式の試験リード線を端子１３０、１３２へ挿入可能とするように、一対の試験リード線端子１３０、１３２がプラグ１２０、１２２に接続される。
【００１９】
図４に機器１１６のハウジング内にある電子回路１２４の模式図を示す。電子回路１２４は、無線送受信機（無線トランシーバ）１５２とループ通信モジュール１５４とに接続されるコントローラ１５０を含む。コントローラ１５０はオプションとして無線プロセス通信アダプタ１１６に配置された、もしくは近接して配置されたユーザインターフェース部１５６に接続されるようにしてもよい。さらに電子回路１２４は、バッテリ１５８として図示され、無線送受信機１５２、コントローラ１５０、ループ通信モジュール１５４、そして必要ならさらにユーザインターフェース部１５６に接続される内部電気エネルギー源を含んでいるのが好ましい。
【００２０】
無線送受信機１５２はアンテナ１２８に接続され、無線周波数通信により無線フィールド機器および／または他の携帯型フィールドメンテナンス機器とやりとりするよう設定される。無線周波数通信は、例えばＨＡＲＴ通信協会により発行されたワイヤレスＨＡＲＴ（登録商標）仕様といったような無線プロセス通信プロトコルに従うのが好ましい。ワイヤレスＨＡＲＴ（登録商標）仕様の関連部分には次のものが含まれる：ＨＣＦ＿Ｓｐｅｃ  １３、改訂７．０版；ＨＡＲＴ仕様６５−無線物理層仕様；ＨＡＲＴ仕様７５−ＴＤＭＡデータリンク層仕様（ＴＤＭＡは時分割多元接続を指す）；ＨＡＲＴ仕様８５−ネットワーク管理仕様；ＨＡＲＴ仕様１５５−無線命令仕様；ＨＡＲＴ仕様２９０−無線機器仕様。
【００２１】
コントローラ１５０は所望の結果を達成するためのプログラム命令を実行可能などのような機器を含んでいてもよい。好ましくは、コントローラ１５０は単にマイクロプロセッサであるのがよい。コントローラ１５０は、ＨＡＲＴ（登録商標）マスタ機器（携帯型フィールドメンテナンス機器）からループ通信モジュール１５４を介して受信したＨＡＲＴ（登録商標）の入力メッセージを無線プロトコルのパケットへと変換し、フィールド機器１０４のようなワイヤレスＨＡＲＴ（登録商標）フィールド機器から受信したワイヤレスＨＡＲＴ（登録商標）の入力パケットを携帯型フィールドメンテナンス機器へ伝送するため有線式ＨＡＲＴ（登録商標）のメッセージへと変換する。無線周波数送受信機１５２はワイヤレスＨＡＲＴ（登録商標）のプロトコルのパケットを送受信する。ループ通信モジュール１５４は有線式ＨＡＲＴ（登録商標）のメッセージをプラグ１２０、１２２を介して送受信する。
【００２２】
ループ通信モジュール１５４はプラグ１２０、１２２およびコントローラ１５０に接続される。ループ通信モジュール１５４は有線プロセス通信プロトコルに従って通信できるよう調整されている。例えば、もし無線プロセス通信アダプタ１１６がＨＡＲＴ（登録商標）マスタ機器の無線プロセス通信アダプタなら、ループ通信モジュール１５４は単にＨＡＲＴ（登録商標）のＭＯＤＡＣとなる。ＨＡＲＴ（登録商標）のＭＯＤＡＣはモデムの機能とデジタル／アナログ変換器とを組み合わせた機器として知られている。一実施形態においては、ループ通信モジュール１５４内のＭＯＤＡＣは、ミネソタ州チャンハッセンのローズマウント  インコーポレイテッドにより開発され、ＨＡＲＴ（登録商標）と互換性のあるモデム（変調復調装置）とデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器とを含む特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含んでいてもよい。このＭＯＤＡＣは適切な制御論理回路と共に供せられるどのような適切なモデムおよびデジタル／アナログ変換器によって代用してもよい。ＭＯＤＡＣ内のモデムはプラグ１２０、１２２を介して携帯型フィールドメンテナンス機器から受信したデジタルメッセージを復調し、この復調したデジタルメッセージをコントローラ１５０に渡す。デジタル通信回路１５４はまた、デジタルメッセージおよびプロセス変数測定情報をコントローラ１５０より受け取り、プロセス変数測定情報および／またはデジタルメッセージを適切な４−２０ｍＡアナログ信号へ変換することでデジタルメッセージをアナログ信号に重畳させて変調し、その結果携帯型フィールドメンテナンス機器との双方向通信が達成される。ここで用いた「プロセス変数」という用語は、フィールド機器により取得された圧力、温度、流量、水位、比重、などといったような変数を指すものとする。
【００２３】
有線プロセス通信がＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバスなどのような別のプロセス通信プロトコルに従う実施形態の場合には、ループ通信モジュール１５４はその実施形態においては、そのようなプロセス通信に適合するものとなる。このような実施形態においては、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバスのプロセス通信プロトコルに従う周知の有線通信技術をループ通信モジュール１５４に用いることができる。さらに、無線プロセス通信アダプタ１１６が適切なループ通信モジュール１５４を有するように設計することで、どのような適切なプロセス通信プロトコルも利用可能である。
【００２４】
無線プロセス通信アダプタ１１６は好ましくは自身に電気エネルギー源を含んでいるのがよい。特に、図４には好ましくは再充電可能であるバッテリ１５８が示されている。バッテリ１５８は、ニッケルカドミウム、ニッケル金属水素、またはリチウムイオンといったような周知の電池構成材料を含んでいてもよい。さらに、将来開発されるどのような適切な電池構成材料もまた用いることができる。バッテリ１５８は、無線送受信機１５２と、コントローラ１５０と、ループ通信モジュール１５４と、さらにそのようなインターフェース部１５６が存在する場合にはユーザインターフェース部１５６と、に結合されかつそれらに対して電力を供給する。
【００２５】
オプションであるユーザインターフェース部１５６は、ユーザつまり技術者からの現場での入力を受信することのできる、もしくは技術者に有用な情報を提供することのできるような任意の機器を含む。ユーザからの入力部として適した例には、ボタン、キーパッド、マイク、もしくはポインティングデバイスなどが含まれる。さらに、ユーザへの出力部として適した例にはＬＥＤといったような表示灯や、さらには液晶ディスプレイのような英数字表示装置が含まれる。アダプタ１１６に供される具体的なユーザ入力の例には、技術者がボタンを押してアダプタの電源を入れること、技術者がボタンを押して無線通信を行うこと、技術者がボタンを押して個別の無線フィールド機器との通信を開始もしくは終了すること、技術者がボタンを押してもしくはキーパッドを用いて通信対象の無線プロセス通信機器を選択すること、および／またはユーザがボタンを押してアダプタの電源を切ることが含まれる。技術者に提供される出力部もしくは表示部の例には、（表示灯もしくは英数字表示装置のいずれにより提供される場合においても）アダプタが電源オン状態であることを示す表示部、電池残量が許容範囲の状態でアダプタが機能していることを示す表示部、アダプタ内の電池残量に関連する事項の表示部、無線通信モジュールが機能中であることを示す表示部、無線通信モジュールが一つのまたはそれ以上のフィールド機器を検出したことを示す表示部、配列されている個々のフィールド機器を示す個別の表示部、技術者のボタンもしくはキーパッドによる入力に関連するフィードバック表示部、携帯型フィールドメンテナンス機器の配線端子への接続が正しく行われていることを示す表示部、もしくはその他の任意の適切な表示部が含まれる。
【００２６】
図５に、本願発明の他の実施形態に係る、無線プロセス通信アダプタの電子回路の模式図を示す。電子回路２２４は、（図４に示す）電子回路１２４と類似しており、同様の構成要素には同様の番号が付されている。図５に示す実施形態は図４に示す実施形態と、電子回路２２４がオプションの検出回路２２６を含むという点で異なる。電子回路２２４は（図４に示す）オプションのユーザインターフェース部１５６を含むように図示されてはいないが、実際には本願発明の実施形態はオプションのユーザインターフェース部１５６とオプションの検出回路２２６とが両方共利用可能であることを含むものである。
【００２７】
検出回路２２６はバッテリ１５８、コントローラ１５０、およびプラグ１２０、１２２に接続されている。検出回路２２６は端子１２０、１２２間の電圧、もしくはこれら端子間を通過する電流を検出する適切な測定回路を含む。検出回路２２６は、２つもしくはそれより多数の有線プロセス通信プロトコルに従って通信が可能な携帯型フィールドメンテナンス機器と組み合わせて用いる場合に特に有用である。こうした機器には、商品名をモデル３７５フィールド・コミュニケータとして販売されておりミネソタ州、エデン  プレイリーのフィッシャー−ローズマウント  システムズ，インコーポレーテッドから購入可能なものが含まれる。この商品名の機器は有線ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルで通信する一対の端子とＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバスプロトコルで通信する一対の端子とを含む。この二対の端子はグランドを共有しているので、この機器には３つの端子が用意されている。プロセス通信アダプタ１１６が一対だけのプラグ１２０、１２２を含んでいる場合には、アダプタ１１６が携帯型フィールドメンテナンス機器の違う端子に間違って接続される、もしくは極性を間違えて接続されるということが起こりうる。
【００２８】
機器が有線プロセス通信プロトコルのどの種類に接続されているかを決定する方法は周知である。特に米国特許７，０２７，９５２号の特許文献には、複数プロトコル対応の携帯型フィールドメンテナンス機器向けのデータ伝送方法が開示されている。これに従い検出回路２２６は、プロセス通信端子間の振幅が小さく継続時間が短い電流を吸い込むことができる回路を含んでいてもよい。検出回路はさらに、直流電圧および通信信号の振幅を測定する回路、およびまた適切な信号調整回路を含んでいてもよい。コントローラ１５０が検出回路２２６を通る接続により、プラグ１２０、１２２間にゼロでない電圧を読みとった場合、コントローラ１５０はまずその電圧の大きさを測定する。ＨＡＲＴ（登録商標）対応のプロセス制御ループは直流で約１２〜５０Ｖ間の電圧を測定するようにし、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバス対応のループ接続では直流で約９〜３２Ｖ間の電圧を測定するようにする。直流電圧が測定されると、プラグ１２０、１２２が正しい極性で携帯型フィールドメンテナンス機器に接続されているか確認するため、極性が測定される。極性が間違っている場合は、ユーザインターフェース部１５６により適切な表示がなされる。しかしながら、ＨＡＲＴ（登録商標）方式で接続すれば、極性は問題にはならない。
【００２９】
上述のように、ＨＡＲＴ（登録商標）方式およびフィールドバス方式のプロセス通信ループの動作可能な直流電圧間には重複部分がある。従って、直流電圧それだけを用いて、無線プロセス通信アダプタ１１６が接続されているプロセス通信端子の方式を確実に示すことはできない。端子のつながるループの通信方式を決定するために、検出回路２２６は接続部の直流インピーダンスを測定する。
【００３０】
回路２２６は、５ミリ秒といったような短時間だけ１ミリアンペアの電流を吸い込むことにより直流インピーダンスを測定する。この擾乱により配線接続部自身の直流インピーダンスに比例する電圧パルスが生成される。ＨＡＲＴ（登録商標）とＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバスとのプロセス接続の間にはインピーダンスの顕著な範囲差がある。さらに追加して、もしくは代わりに、また別の有線プロセス通信プロトコルを採用する実施形態においては、ループプロトコルの種類を測定し明確にする様々な技術が検討される。もし検出された通信プロトコルの種類が、ループ通信モジュール１５４が機能するよう設計された有線プロセス通信の種類と一致する場合には、通信機能は正常に開始される。しかしながら一致しない場合には、その場においてアダプタ１１６付属の表示部によってかもしくは機器１０２自身によって適切な指示がなされる。
【００３１】
図６は本願発明の一実施形態に係る、携帯型フィールドメンテナンス機器を無線プロセス通信アダプタと併せて用いる場合の操作方法のフロー図である。方法３００はブロック３０２で始まり、ここでは無線プロセス通信アダプタがＲＦスキャンを初期化する。ステップ３０２はアダプタが実際に携帯型フィールドメンテナンス機器に接続される前に実行してもよく、又はアダプタと機器が接続された後に実行してもよい。ステップ３０２により、アダプタ１１６が無線通信可能な領域内にあるどれかの、かつ／または全ての無線フィールド機器を検出するための無線信号が発生される。次にブロック３０４においては、無線プロセス通信アダプタの通信範囲内にあることを検出された無線フィールド機器が表示される。この無線フィールド機器はオプション付属のユーザインターフェース部１５６によって、または携帯型フィールドメンテナンス機器１０２のユーザインターフェース部によって表示することができる。このようなフィールド機器が複数表示された場合には、この方法ではブロック３０６においてユーザつまり技術者から、その技術者はどの無線フィールド機器と通信しようとしているのかに関する選択情報を受け取ることができる。好ましくはオプションのユーザインターフェース部１５６を経て選択情報を受け取ると、制御はブロック３０８へ移り、有線ポートから端子１２０、１２２を経て選択された無線フィールド機器へのリンクを無線プロセス通信アダプタが生成する。こういった点において無線プロセス通信アダプタは、携帯型フィールドメンテナンス機器への有線接続によって、選択された無線フィールド機器がもし仮に有線接続されていたとするならば発生することになるであろう有線信号そのものをエミュレートできるともいえる。このようにして本願発明の少なくともいくつかの実施形態においては、携帯型フィールドメンテナンス機器１０２は自身が直接の有線接続によってフィールド機器と通信しているのではないということを識別する必要すらないことになる。しかしながら携帯型フィールドメンテナンス機器１０２は、無線プロセス通信と有線プロセス通信とで異なるデータリンク層のタイマーに対応するためのソフトウェア更新をするもしくは受け取ることがありうるということは、明確に考慮しておく必要があることでありかつ現段階において好ましいことである。例えばＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルに関しては、有線ＨＡＲＴ（登録商標）通信と比較して無線ＨＡＲＴ（登録商標）通信に必要とされるデータリンク層のタイマーは異なるものである。
【００３２】
本願発明の実施形態によれば一般的に、従来では有線プロセス通信ポートによる通信しかできなかった携帯型フィールドメンテナンス機器が次世代の無線フィールド機器と無線通信可能になる。さらに、こうした携帯型フィールドメンテナンス機器は従来実行可能であった有線通信およびやりとりも全て実行可能のままである。
【００３３】
本願発明は好ましい実施形態に関して説明してきたが、当業者には本願発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細に変更を加えることができることが明らかである。
【符号の説明】
【００３４】
１０２…携帯型フィールドメンテナンス機器
１０４…無線フィールド機器
１１６…無線プロセス通信アダプタ
１２０、１２２…プラグ
１２４…電子回路
１２８…アンテナ
１５０…コントローラ
１５２…無線送受信機（無線トランシーバ）
１５４…ループ通信モジュール
１５６…ユーザインターフェース部
１５８…バッテリ
２２６…検出回路
【図１Ａ】
2010524127.tif 000003
【図１Ｂ】
2010524127.tif 000004
【図２】
2010524127.tif 000005
【図３】
2010524127.tif 000006
【図４】
2010524127.tif 000007
【図５】
2010524127.tif 000008
【図６】
2010524127.tif 000009
【国際調査報告】
2010524127.tif 000010
2010524127.tif 000011