(57)【要約】互いに結合可能な少なくとも２つの部品（２、３、６）を有する、プロセスオートメーションのためのフィールド機器（１）であって、前記部品（２、３、６）のそれぞれに制御／メモリ部（８、９、１０）が備わり、該制御／メモリ部には、所定のパラメータ（Ａ、Ｂ、Ｃ．．．）を含むパラメータセット（Ｐｎ（ｎ＝１、２、３．．．））が保存されており、前記少なくとも２つの部品（２、３、６）が互いに結合された場合、前記制御／メモリ部（８、９、１０）のうちの少なくとも１つが、前記部品（２、３、６）の前記別々の制御／メモリ部（８、９、１０）に保存された前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を読み出し、互いに比較し、かつ、前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が異なる場合、前記制御／メモリ部（８、９、１０）の前記比較制御／メモリ部（８、９、１０）は、前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の前記パラメータ（Ａ、Ｂ、Ｃ．．．）Ｐ）の共通部分（Ｓ）を、互いに結合された前記部品（２、３、６）にとって使用可能とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに結合可能な少なくとも２つの部品（２、３、６）を有する、プロセスオートメーションのためのフィールド機器（１）であって、
前記部品（２、３、６）のそれぞれに制御／メモリ部（８、９、１０）が備わり、該制御／メモリ部には、所定のパラメータ（Ａ、Ｂ、Ｃ．．．）を含むパラメータセット（Ｐｎ（ｎ＝１、２、３．．．））が保存されており、
前記少なくとも２つの部品（２、３、６）が互いに結合された場合、前記制御／メモリ部（８、９、１０）のうちの少なくとも１つが、前記部品（２、３、６）の前記別々の制御／メモリ部（８、９、１０）に保存された前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を読み出し、互いに比較し、かつ、
前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が異なる場合、前記制御／メモリ部（８、９、１０）の前記比較制御／メモリ部（８、９、１０）は、前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の前記パラメータ（Ａ、Ｂ、Ｃ．．．）Ｐ）の共通部分（Ｓ）を、互いに結合された前記部品（２、３、６）にとって使用可能とする、フィールド機器（１）。
【請求項２】
互いに結合可能な少なくとも２つの部品（２、３、６）を有する、プロセスオートメーションのためのフィールド機器（１）であって、
前記部品（２、３、６）のそれぞれに制御／メモリ部（８、９、１０）が備わり、
所定のパラメータセット（Ｐｎ（ｎ＝１、２、３．．．））が各制御／メモリ部（８、９、１０）と関連付けられており、
前記パラメータセット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）のそれぞれには、レベル（Ｌｎ（ｎ＝０、１、２、）の形式で一意の識別符が与えられており、
高いレベル（Ｌｎ＋ｍ（ｍ＝１、２、３．．．））はおのおの、低いレベル（Ｌｎ）のパラメータ（Ａ、Ｂ、Ｃ．．．）およびさらなるパラメータＰ（Ｘ、Ｙ．．．）を含み、
前記部品（２、３、６）が互いに結合された場合、前記制御／メモリ部（８、９、１０）のうちの少なくとも１つが、前記部品（２、３、６）に保存されたレベル（Ｌｎ）を読み出し、互いに比較し、比較の結果これが異なっていた場合、高いレベルＬｎ＋ｍを有する１つまたは複数の部品（２、３、６）にとって、最も低いレベル（Ｌｍｉｎ）を有する部品（２、３、６）のパラメータセットを使用可能にする、フィールド機器（１）。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフィールド機器であって、
前記フィールド機器（１）は、分析測定技術において適用可能な測定装置である、フィールド機器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のフィールド機器であって、
前記部品（２、３、６）は、センサ素子（４）を収容するプラグヘッド（３）、プラグカップリング（２）、および測定変換器（６）である、フィールド機器。
【請求項５】
請求項４に記載のフィールド機器であって、
前記プラグヘッド（３）および前記プラグカップリング（２）は非ガルバニックインターフェース（５）またはガルバニックインターフェース（５）を介して互いに結合可能な、フィールド機器。
【請求項６】
請求項１または２に記載のフィールド機器であって、
前記パラメータセット（Ｐ）のまたは前記レベル（Ｌ）の比較を行う前記制御／メモリ部（９）は、前記プラグカップリング（２）と関連付けられている、フィールド機器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一または複数の請求項に記載のフィールド機器であって、
レベル（Ｌ＝０）の前記パラメータセット（Ｐ）は、前記フィールド機器（１）の基本的な機能を含む、フィールド機器。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一または複数の請求項に記載のフィールド機器であって、
レベル（Ｌ＝１）の前記パラメータセット（Ｐ）は、前記フィールド機器（１）の状態機能または現状データを含む、フィールド機器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一または複数の請求項に記載のフィールド機器であって、
レベル２の前記パラメータセット（Ｐ）は、前記フィールド機器（１）の診断機能または前記フィールド機器（１）の残りの耐用年数の評価を可能とするデータを含む、フィールド機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスオートメーションのためのフィールド機器であって、互いに結合可能なまたは結合された少なくとも２つの部品を有し、制御／メモリ部が部品の各々と関連付けられているフィールド機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１０２１８６０６Ａ１は、トランスデューサとデジタルデータメモリを有する電位差センサであって、このデータメモリが取り外せないように接続されている電位差センサを開示している。データメモリにはプロセスデータまたはセンサデータが保存される。センサは、例えば測定変換器やケーブルなどの上位装置と、インターフェースを介して通信を行う。このインターフェースを介して、センサはｐＨ値やその他の測定値を表す測定信号を送信する。さらに、このインターフェースを介して、データがデータメモリから読み出されたりデータメモリに書き込まれたりする。好ましくは、センサのエネルギの供給もこのインターフェースを介して行われる。
【０００３】
ＤＥ１０３１３６３９Ａ１は、上記センサに類する電気化学センサを開示している。この電気化学センサは例えば酸素センサである。これらのセンサに対応し電磁インターフェースを有するセンサやこれらのセンサに対応する技術は、商標「ＭＥＭＯＳＥＮＳ」のもとで様々な形態で譲受人から入手可能である。
【０００４】
完全を期すため、本発明によるフィールド機器は、電位差のあるいは電気化学のプロセス変数の測定や監視のためのみに供すると限定されているわけではないことを記す。原理的に、本発明は、物理的または化学的なプロセス変数を測定するいかなるフィールド機器とも共に用いることが可能である。
【０００５】
既知の解決方法では、以下の点が問題である。すなわち、現在まで独自の技術であるＭＥＭＯＳＥＮＳ技術に関連して、プラグヘッドとプラグカップリングが電磁インターフェースを介して互いに結合される場合、または結合可能である場合、様々な製造者のあらゆるセンサ素子や測定変換器が、上記既知のプラグヘッドやプラグカップリングと原理的に接続可能であることである。例えば、ガラス電極を製造するあらゆる製造者は自社のガラス電極をＭＥＭＯＳＥＮＳ製品に接続することができる。このことは、多数の製造者より入手可能な測定変換器にも言える。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、権限を与えられた、すなわちライセンスを受けた製造者および供給者のみが、新しく独自の技術を、明確に限定された範囲内で利用することが許されることを確実なものとすることである。
【０００７】
センサ素子の製造者および測定変換器の製造者であって権限を有さない者が自社の製品と接続させてＭＥＭＯＳＥＮＳ技術を利用することを防ぐため、本発明によって、同じ価値をもつ２つの解決方法が提供される。
【０００８】
本発明の解決方法のうちの第一の実施形態は、以下の特徴を有する。すなわち、各制御／メモリ部において、所定のパラメータを含むパラメータセットが保存されている。２つの部品が互いに結合されると、制御／メモリ部のうちの少なくとも１つであって、比較制御／メモリ部と呼ばれる部がこれら部品の別々の制御／メモリ部に保存されているパラメータセットを読み出し、比較する。比較されたパラメータセットが互いに異なる場合、制御／メモリ部のうちの比較制御／メモリ部は、互いに結合した部品にとって、パラメータセットのパラメータの共通部分を常時使用可能とする。これによって、１つ１つの部品が最小限の共有機能性のみを有することが確実となる。
【０００９】
本発明の解決方法のうちの第二の実施形態は、以下の特徴を有する。すなわち、各制御／メモリ部は、自身のかつ所定のパラメータセットを有し、各パラメータセットには、レベル０、１、２．．．の形式で一意の識別符が与えられている。そして、高いレベルは、それより低いレベルのパラメータに加えてさらなるパラメータを含む。部品が互いに結合したとき、制御／メモリ部の少なくとも一つが、部品に保存されているレベルを読み出し、比較する。比較されたレベルが互いに異なる場合、共有レベルが一番低い部品のパラメータセットが、より高いレベルを有する一つまたは複数の部品にとって、使用可能になる。また、測定システムに組み込まれている個々の部品は、各部品と関連付けられかつ所定のレベルに反映された最低限の共有パラメータセットのみを得る。
【００１０】
先に記載した第一の解決方法と比べ、第二の解決方法は重要な利点を有する。すなわち、比較制御／メモリ部はレベルに関する情報のみを必要とし、この実施形態ではレベルの内部に含まれることとなったパラメータに関する情報を必要とはしない。フィールド機器がさらに発展する過程で追加のパラメータがすでに存在するレベルに付け加えられるか、あるいは追加のレベルが作成されるとしても、変更されたパラメータあるいは追加のパラメータを保持するレベルに関する情報を比較制御／メモリ部に与えれば十分である。従って、比較制御／メモリ部におけるソフトウエアの更新、または、比較制御／メモリ部が配置される部品の交換さえも、省略することが可能となる。
【００１１】
本発明の２つの解決方法をさらに有利に発展させると、本フィールド機器は、分析測定技術において適用可能な測定装置となる。
【００１２】
好ましくは、部品は、センサ素子を収容するプラグヘッド、プラグカップリング、および測定変換器である。これらの部品を組み立てられた状態で有するフィールド機器は、商標ＭＥＭＯＳＥＮＳのもとで、本願の譲受人から入手可能である。ＭＥＭＯＳＥＮＳ技術では、プラグヘッドとプラグカップリングは、電磁インターフェースを介して互いに結合されているもしくは結合可能である。この結合が光学的にもあるいは静電的にも可能であることは当然のことである。本発明の解決方法による２つの部品をガルバニックインターフェースを介して互いに接続することも選択可能である。
【００１３】
本発明のフィールド機器の好ましい実施形態では、パラメータセットあるいはレベルの比較を行う制御／メモリ部はプラグカップリングと関連付けられている。ＭＥＭＯＳＥＮＳ技術に関する記述においては、プラグカップリングは、しばしば、ケーブル、あるいは、一次側プラグ接続素子とも呼ばれる。
【００１４】
本発明を説明するため、具体例を示す。
【００１５】
プラグヘッドを有するセンサ素子は、インテリジェントケーブル、つまりケーブルを有するプラグカップリング、を介して測定変換器と接続している。この測定変換器に関しては、レベル０の機能性がライセンスされている。レベル０とは最小限の機能性と同義である。比較制御／メモリ部を有する「インテリジェント」ケーブルは、センサ素子を有するプラグヘッドから例えばレベル１といったレベルを読み出し、また、この例ではレベル０である測定変換器からのレベルを読み出す。本発明では、プラグカップリングまたはケーブルの比較制御／メモリ部は、レベル０のみ、つまり、レベル０に分類されたパラメータのみを、測定変換器およびプラグヘッドに送信する。本発明によれば、最も低い共有レベルが常に確定され、これに対応する機能性の制限が解かれる。
【００１６】
同じセンサ（すなわちセンサ素子を有するプラグヘッド）が、レベル２向けに設計された測定変換器で作動する場合、プラグカップリングまたはケーブルはレベル０とレベル１を送信する。この場合、レベル１は、個々の部品に共通する最低レベルに該当する。従って、レベル１に対応する機能性は、制限が解かれ使用可能となる。本発明では、プラグカップリングは、ゲートウエイと似た働きを持つ。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態において、レベル０と関連付けられているパラメータセットは所定の基礎的な機能を含む。レベル１のパラメータセットの場合、このような好ましい実施形態は、センサの状態機能および現状データを含む。レベル２のパラメータセットには、診断機能および、例えばセンサの残りの耐用年数に関する表示を可能とする機能が関連付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明は、以下に示す添付の図面を参照し、さらに詳しく説明される。
【図１】本発明のフィールド機器の個々の部品を概略的に示す。
【図１ａ】２つの部品のパラメータセットの共通部分を示す。
【図１ｂ】２つの部品の最も低い共有レベルの確定を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明のフィールド機器１の個々の部品を概略的に示す。本発明のフィールド機器１は、互いに結合可能なまたは結合された３つの部品を有す。３つの部品とは、センサ素子４を持つプラグヘッド３と、プラグカップリング２と、測定変換器６である。測定変換器６およびプラグカップリング２はケーブル７を介して互いに接続している。プラグヘッド３、プラグカップリング２、測定変換器６の３つの部品のそれぞれには、制御／メモリ部８、９、１０がおのおの備えられている。これら制御／メモリ部８、９、１０は図１に概略的に示されている。
【００２０】
混乱を避けるため、図１ａには２つのパラメータセットＰ１とＰ２のみが示されている。Ｐ１とＰ２はプラグヘッド３およびプラグカップリング２の制御／メモリ部８および制御／メモリ部９に保存される。Ｐ１にはパラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｈ、Ｉが保存され、Ｐ２にはパラメータＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆが保存される。プラグカップリング２とプラグヘッド３と測定変換器６とが互いに結合された場合、比較制御／メモリ部８（この例では、比較制御／メモリ部８はプラグカップリング２と一体化されている）は、プラグヘッド３の制御／メモリ部９に保存されているパラメータセットＰ２を読む。パラメータセットＰ２は、プラグカップリング２の制御／メモリ部８に保存されているパラメータセットＰ１と比較される。これら２つのパラメータセットＰ１とＰ２の比較は制御／メモリ部８によっておこなわれる。図示された場合のようにパラメータセットＰ１とＰ２とが互いに異なる場合、比較制御／メモリ部８はパラメータセットＰ１とＰ２との一致する共通部分Ｓを確定し、これら共通部分のみを、あらたに接続された部品にとって使用可能とする。
【００２１】
従って、個々の部品２、３、６、はライセンスが与えられているパラメータまたは機能性のみを受け取ることになる。単純に言えば、比較制御／メモリ部８は、結合された制御／メモリ部９および１０に対し、何をすることを許可されているか、すなわち、どの機能性がライセンスされているか、を問い合わせる。最終的に、複数の部品２、３、６を有するフィールド機器１は、個々の部品２、３、６に認められた機能性の共通部分Ｓによって規定された機能性（この例では、パラメータＡ、Ｂ、Ｃに対応する機能性）のみを持つことになる。
【００２２】
図１ｂは、２つの部品２および３の間の最も低い共有レベルＬの確定を示す。レベル０がプラグカップリング２のパラメータに関連付けられており、ライセンスを受けた者が基本的な機能に対してのみライセンスされておりかつ、センサ素子４を持つプラグヘッド３にはレベル１が与えられている（すなわちプラグヘッド３は状態機能を実行することも可能である）場合、比較制御／メモリ部８は、制御／メモリ部８と９とに共通なレベルであるレベル０を選択する。規定によれば、このような場合、レベル１はレベル０のパラメータに加えてさらなるパラメータをも含む。プラグカップリング２と測定変換器６に接続された場合、センサ３および４は、自身に保存されたパラメータセットに基づいて状態機能をも実行可能に設計されていたとしても、基本的な機能のみしか実行できない。このようなさらなる機能のためのライセンスがなく、そのため、基本的な機能を超えた機能は実施できなくなっている。
【００２３】
上記されたように、異なるレベルを使用することによって以下の利点が生じる。すなわち、フィールド機器１がさらに発展する過程で、追加のパラメータＰが、すでに存在するレベル０、１、２．．．に付け加えられるか、あるいは追加のレベルが新たに作成される場合でも、変更されたパラメータあるいは追加のパラメータＰの分類に用いられるレベルに関する情報を比較制御／メモリ部８にとって使用可能とすれば十分である。従って、比較制御／メモリ部８におけるソフトウエアの更新、または、比較制御／メモリ部８が設置された部品２の交換さえも、省略することが可能となる。
【００２４】
［参照記号表］
１  フィールド機器
２  プラグカップリング
３  プラグヘッド
４  基本センサ／センサ素子
５  センサカップリング／インテリジェントケーブル
６  測定変換器
７  接続ケーブル
８  制御／メモリ部
９  制御／メモリ部
１０  制御／メモリ部
【図１】
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【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【国際調査報告】
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