CN102385329B - 现场设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种现场设备，其在出厂时向耐压防爆容器中插入，在电池断开的状态下输送至危险环境中，可对电池进行接通操作而不将容器打开。所述现场设备，作为电源而内置电池，收容在耐压防爆容器中，在危险环境中使用，在所述现场设备中具有：外部接口部，其具有经由形成在所述耐压防爆容器中的窗部，与外部红外线通信设备进行通信的红外线通信单元、及对自己的状态信息进行显示的显示单元；以及电源管理部，其与该外部接口部进行通信，对所述电池的接通/断开进行控制。

Description

现场设备
技术领域
本发明涉及一种现场设备，其作为电源而内置电池，收容在耐压防爆容器中而在危险环境中使用。
背景技术
在厂房、工厂等中分散配置的一般的压力/差压传感器、各种流量计、温度计、阀位控制器等现场设备，利用2线式信号线等与在上位设置的控制计算机系统连接，通过发送接收4-20mA的电流信号，从而生成电源，并且将收集到的数据向上位装置发送。
近年来，开发了下述无线型现场设备，其将无线单元组装在现场设备中，将检测、收集到的数据向控制计算机系统侧无线发送。作为无线型现场设备的现有技术，在专利文献1以及专利文献2中存在技术公开。
图4是说明现场设备和上位装置之间利用无线的通信系统的功能框图。在过程流体的配管1上连接有：差压式传感器3，其根据孔板2的上下游的压力差，对过程流量进行测定；以及阀位控制器4，其对控制阀的开关进行控制，并且，利用无线信号6与网关7等中继器进行通信。
网关7例如经由通信网络8对无线信号6和主机9之间的通信进行中继，具有对通信信号的变换、无线设备的网络和系统进行管理的系统管理器的功能。
主机9经由网关7与现场设备3、4之间进行信号的发送接收，从而可以对过程值的接收、控制信号的发送或者对现场设备3、4的设定和报警信息进行监视。
在过程流体的配管1上也连接有现场指示型的现场设备5，其不进行无线通信而对过程流体的压力、温度、流量等进行测定。现场指示型的现场设备具有始终进行测定以及显示的类型、和在庞大的管路用等中仅在作业者巡查时接通电源的类型。
考虑到在厂房、工厂等中分散配置的上述现场设备，通常配置在难以配线的场所中，无法接受现有4-20mA规格的2线式线路的电源供给，而采用利用电池进行动作的电池驱动式。并且，为了可以长时间动作，电池使用一次锂电池。
图5是表示具有无线单元的现有现场设备的结构例的功能框图。现场设备10由传感器11、CPU 12、无线模块13、天线14、电池15、及电源管理部16组成。电池15通过将防爆容器盖(未图示)打开而可以拆装。
过程量P由传感器11进行检测、变换。CPU 12为中央处理装置，具有微处理器等运算单元、和RAM、EEPROM等存储单元，将由传感器11检测出的过程量进行变换、校正，换算为用户指定的例如％值等的换算值。
将运算结果向无线模块13传递，经由天线14向主机等上位装置发送。另外，经由天线14接收由用户通过无线发出的设定变更要求等，进行设定变更等。
另外，CPU 12对传感器11、无线模块13、电源管理部16等周边设备进行控制和诊断，如果在诊断结果中存在问题，则经由无线模块13向用户传递故障信息等。
电源管理部16从电池15供给电压。另外，进行调整而向CPU 12供给必要的电压。另外，在CPU 12中，按照用户指定的间歇动作周期时间，利用接通/断开控制进行电源的开关，在每个规定周期中，向传感器11、无线模块13进行间歇性的电源供给。
专利文献1：JP-A-2003-134030
专利文献2：JP-A-2003-134261
发明内容
无线型的现场设备，从出厂至即将在现场设置或者设置后开始通信为止，电池处于拔出的状态。其原因如下所述。a)为了防止运输和保存中的不必要的电池的使用。b)为了在利用飞机等运输工具的运输中，防止发出有害的无线电波。c)每个国家对于无线具有电波法的限制，防止在运输中产生违反限制的电波。
一般地在现场设备中，大多数不具有用于电源接通/断开的开关。这是由于在危险环境中使用，所以要求耐压防爆构造等，难以安装开关。
另外，也考虑在现场设备的防爆容器的内部设置开关，但为了开关的接通/断开而将防爆容器盖打开，成为用户的负担。另外，在要求耐压防爆的场所中，不允许将盖打开。由此，几乎完全是通过插入电池而接通的结构。
由此，存在下述不便，即，用户在现场设备到达后，将耐压防爆容器盖打开，插入电池，并且将容器关闭。在较大的厂房中有时存在安装数百至数千的现场设备的情况。在这种情况下，对于全部现场设备进行上述动作，使人工费用增加、并且例如由于防爆容器盖的卡住而导致事故、由于盖的不完全闭合而导致耐压区域处的危险性增加。
并且，即使在用户的工作台等安全的区域中，插入电池并将防爆容器盖关闭，但直至设置或者设置后正式地开始通信为止，电池也被浪费。
本发明的目的在于，实现下述现场设备，其在出厂时向耐压防爆容器内插入电池，在电池断开的状态下输送至危险环境中，不将容器打开而可以对电池进行接通操作。
为了实现上述课题，本发明如下所述构成。(1)一种作为电源而内置电池，收容在耐压防爆容器中，在危险环境中使用的现场设备，所述现场设备的特征在于，
具有：外部接口部，其具有红外线通信单元及显示单元，该红外线通信单元构成为，经由安装在所述耐压防爆容器上的窗部，与外部红外线通信设备进行通信，该显示单元对所述现场设备的状态信息进行显示；以及电源管理部，其与该外部接口部进行通信，对所述电池的接通/断开进行控制。
(2)根据(1)所述的现场设备，其特征在于，所述电池，在出厂时向所述耐压防爆容器内插入，在电池断开的状态下输送至所述危险环境中。
(3)根据(1)或者(2)所述的现场设备，其特征在于，所述状态信息具有第1至第5状态即S1至S5，
状态S1，从电源断开的现状，通过电池的插入，转换为装置动作，
状态S2，从装置动作的现状，通过红外线通信部接收电源断开要求，转换为装置停止，
状态S3，从装置停止的现状，通过红外线通信部接收电源接通要求，转换为装置动作，
状态S4，从装置停止的现状，在拆下电池时转换为电池断开，
状态S5，从装置动作的现状，在拆下电池时转换为电池断开。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的现场设备，其特征在于，具有无线单元，其将过程数据以及自己的状态信息中的至少一者，利用无线向上位装置发送或者接收来自上位装置的指令。
(5)根据上述(1)至(3)中任一项所述的现场设备，其特征在于，所述显示单元对所述过程数据以及所述现场设备的状态信息中的至少一个进行显示。
(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的现场设备，其特征在于，所述外部红外线通信设备，具有对所述状态进行显示的显示器。
发明的效果
根据本发明，可以期待下述效果。(1)在插入电池的状态下，成为电源断开状态，向用户输送，用户可在用户优选的定时对电池进行接通操作，而不必将耐压防爆容器打开关闭。
(2)由于可以在插入电池的状态下进行输送而不会发出电波，所以可以避免在输送中违反各国的电波法。
(3)通过在设置现场，在开始使用时将电池接通，从而可以避免在开始使用前的电池的消耗。
附图说明
图1是表示具有无线单元的使用本发明的现场设备的一个实施例的功能框图。
图2是说明本发明现场设备的状态转换的示意图。
图3是说明状态转换的内容的表。
图4是说明在现场设备和上位装置之间利用无线的通信系统的功能框图。
图5是表示具有无线单元的现有现场设备的构成例的功能框图。
具体实施方式
下面，利用附图，详细说明本发明。图1是表示具有无线单元的、使用本发明的现场设备的一个实施例的功能框图。对于与在图5中说明的现有结构相同的要素，标注相同的标号，省略说明。
在图1中，在图5所示的现有结构中追加的本发明特有的构成要素为：外部接口部100，其设置在现场设备10的内部；红外线通信设备200，其从外部利用红外线与所述外部接口部100进行通信；以及电源管理部300，其设置在现场设备10的内部，与所述外部接口部100进行通信而控制电池15的连接。
外部接口部100由红外线通信单元101以及显示单元102组成，该红外线通信单元101经由形成在容器上的窗部的玻璃罩(未图示)，与外部红外线通信设备200进行通信，该显示单元102对现场设备的状态信息等进行显示。在红外线通信设备200中也可以具有取得相同的信息并进行显示的显示器201。
在上述结构中，电源管理部300通过与外部接口部100之间的通信，对电池15向各设备的电源供给进行控制，外部接口部100利用红外线通信单元101接收来自红外线通信设备200的电池断开或者接通指令。
用户使用红外线通信设备200，例如发送现场设备10的电源断开的设定信号。外部接口部100的红外线通信单元101接收该设定信号，将该设定信号向电源管理部300发送。
电源管理部300通过从外部接口部100接收设定信号、外部中断信号等，如果处于待机状态则起动。如果处于起动中，则接收设定信号。电源管理部300按照从外部接口部100接收到的电源断开的设定信号，将向传感器11、CPU 12、无线模块13的电源供给中止。
对于外部接口部100，定期地、例如每隔1秒周期进行电源供给的接通/断开，以可以检测红外线。通过中止来自电源管理部300的供给电源，无线模块13的电波的发送接收完全停止。
另外，通过拔出电池15，将对电源管理部300的电源供给切断，使向传感器11、CPU 12、无线模块13的电源供给中止。另外，也可以构成为，通过插入电池15，电源管理部30再次开始向传感器11、CPU 12、无线模块13供给电源，而无论是否有来自CPU的接通/断开信号。
另外，外部接口部100的显示单元102可以从电源管理部300取得是否向传感器11、CPU 12、无线模块13进行电源供给的信息，可以对设备各部分的动作状态进行显示。
例如，在不向无线模块13供给电源的情况下，由于现场设备10没有进行无线信号的发送接收，所以在显示单元102上进行“RF OFF”等的显示。由此，用户可以容易地确认现场设备10未发出电波。
另外，如果将向传感器11、无线模块13供给的电源断开，则也可以在显示单元102中进行“ALL OFF”等的显示，可以容易地确认设备处于省电模式。
同样地，由于外部接口部100的红外线通信单元101可将各部分的动作状态向外部红外线通信设备200传递，所以可以利用显示器201，对与显示部102相同的信息进行确认。
由此，用户即使利用外部红外线通信单元200，也可以容易地确认现场设备10未发出电波、和设备处于省电模式。
电源管理部300可处于省电模式等待机状态，在工作一定期间后，可自己转换为待机状态。待机状态的解除可通过接收来自外部接口部100的外部中断信号等而进行。
红外线通信单元101可以通过容器的玻璃罩接收来自外部红外线通信单元200的信号，将结果向电源管理部300发送，在此功能的基础上，利用可对外部红外线通信单元200发送信息的功能，取代无线模块13，而将由CPU 12处理后的过程值运算结果和故障诊断结果向红外线通信设备200发送。
图2是说明本发明现场设备的状态转换的示意图。状态S1是从电池断开的现状A，通过插入电池，转换为设备动作状态B。状态S2是从设备动作的现状B，通过红外线通信部接收电源断开要求，转换为设备停止状态C。
状态S3是从设备停止的现状C，通过红外线通信部接收电源接通要求，从而转换为设备动作的状态B。状态S4是从设备停止的现状C，转换为电池拆下时的电池断开的状态A。状态S5是从设备动作的现状B，转换为电池拆下时的电池断开的状态A。
图3是说明图2的状态转换的内容的表。状态S1是从电池断开的现状，通过插入电池，转换为设备动作。此时，电源管理部300开始向周边设备供给电源。
状态S2是从设备动作的现状，通过红外线通信部接收电源断开要求，转换为设备停止。此时，红外线通信部101向电源管理部300发送电源断开要求，电源管理部300停止向除了红外线通信部以外的周边设备供给电源。
状态S3是从设备停止的现状，通过红外线通信部接收电源接通要求，转换为设备动作。此时，红外线通信部101向电源管理部300发送电源接通要求，电源管理部300再次开始向除了红外线通信部以外的周边设备供给电源。
状态S4是从设备停止的现状，转换为拆下电池时的电池断开的状态。此时，电源管理部300停止向周边设备供给电源。状态S5是从设备动作的现状，转换为电池拆下时的电池断开的状态。此时，电源管理部300与状态S4相同地停止向周边设备供给电源。
在图1的实施方式中，将电源管理部300作为独立功能而表示，但也可以构成为使CPU 12具有电源管理部的管理功能。
并且，外部接口部100的显示单元102例如由LCD构成，但也可以是在该LCD上搭载红外线通信单元101的结构。
另外，通过将由CPU 12得到的设备各部分的诊断结果和过程值运算结果，经由电源管理部300向外部接口部100的显示单元102发送，从而可以显示设备各部分的信息。

Claims (6)

1.一种现场设备，其由电池进行驱动，收容在耐压防爆容器中，其特征在于，具有：
外部接口部，其具有红外线通信单元及显示单元，该红外线通信单元构成为，经由安装在所述耐压防爆容器上的窗部，与外部红外线通信设备进行通信，该显示单元对所述现场设备的状态信息进行显示；以及
电源管理部，其与来自所述外部接口部的要求相对应，决定所述电池电源的接通／断开，
所述状态信息表示所述现场设备未激活的第1状态、所述现场设备激活的第2状态、以及仅所述红外线通信单元激活的第3状态中的一种，
从所述第1状态向所述第2状态的转换，是通过向所述现场设备中插入所述电池而发生的，
从所述第2状态向所述第3状态的转换，是通过由所述红外线通信单元接收电源断开要求而发生的，
从所述第3状态向所述第2状态的转换，是通过由所述红外线通信单元接收电源接通要求而发生的，
从所述第3状态向所述第1状态的转换，是通过从所述现场设备中将所述电池取出而发生的，
从所述第2状态向所述第1状态的转换，是通过从所述现场设备中将所述电池取出而发生的。
2.根据权利要求1所述的现场设备，其特征在于，
还具有电池，其内置于所述现场设备中，对所述现场设备进行驱动。
3.根据权利要求1所述的现场设备，其特征在于，
所述现场设备设置在危险环境中。
4.根据权利要求1所述的现场设备，其特征在于，具有：
传感器，其构成为对过程量进行检测；
运算部，其基于所述过程量，对过程数据进行运算；以及
无线通信单元，其构成为与上位装置进行无线信号的发送接收，将所述过程数据以及所述现场设备的状态信息中的至少一个向所述上位装置发送，并接收来自所述上位装置的要求。
5.根据权利要求4所述的现场设备，其特征在于，
所述显示单元对所述过程数据以及所述现场设备的状态信息中的至少一个进行显示。
6.根据权利要求1所述的现场设备，其特征在于，
所述外部红外线通信设备，具有对所述状态信息进行显示的显示器。
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