CN105222822A

CN105222822A - 电子装置

Info

Publication number: CN105222822A
Application number: CN201510362556.XA
Authority: CN
Inventors: 川元拓也
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: EP2960733A1; US20150379865A1; CN105222822B; US9691265B2; JP2016027457A

Abstract

本发明公开了一种电子装置。该电子装置被配置为：基于电子装置的装置特定信息来检查电子装置的完好性。该电子装置包括模块，其被配置为：将在工厂装运电子装置时的装置特定信息和在安装电子装置时的装置特定信息中的至少一种装置特定信息自动设置并输入至所述电子装置中。

Description

电子装置

技术领域

本公开涉及一种电子装置，更具体地，涉及对各种识别该电子装置的特定信息的管理。

背景技术

现场装置已知是一种电子装置，其被配置为测量诸如测量目标的流速、温度和压力之类的信息，以便例如控制工厂。图10是示出现有技术中的现场装置的一个示例的构造视图。在图10中，现场装置包括传感器1和发送器2。对传感器1和发送器2分别进行配置，以使传感器1和发送器2通过信号/激励线缆3相互连接。

在有流体流动于其中的管道4处提供传感器1，并且通过信号/激励线缆3将涉及流速的信号输出至发送器2。

传感器1的装置特定信息(其为识别传感器1的信息)包括在工厂装运时或者安装装置时设置的信息，例如：

孔径直径，

序列号，

制造日期，

客户指定信息，

流速修正系数，

零点调整值，

线圈绝缘电阻值，

线圈电阻值，

信号绝缘电阻值，

等等。

这里，零点调整值是通过对零点的不期望的微小改变或移动进行补偿而获得的值，该微小改变或移动在工厂装运或安装时，与设备在预定时间段内的输入和输出相关地发生，而与装置的外部因素无关。由激励电路周围的各种问题等导致零点的值发生变化。

线圈绝缘电阻值是线圈与公共端(common)之间或线圈与信号之间的绝缘电阻值，其通常具有几兆欧。例如，传感器的劣化会使绝缘电阻值下降。

线圈电阻值是各激励线之间的电阻值。线圈电阻值取决于孔径直径或衬层而有所不同，通常具有±10％的电阻值。该电阻值随线圈异常、流体/大气的温度变化等而变化。

信号绝缘电阻值是线圈与公共端之间或信号与信号之间的绝缘电阻值，其通常具有几百兆欧。如上所述，例如，传感器的劣化会使绝缘电阻值下降。

例如，在传感器1的铭牌11上描述装置特定信息。操作者通过眼睛来检查装置特定信息，并将该信息输入至发送器2。

图11是已作为现场装置使用的电磁流量计的基本构造视图。在图11中，用相同的附图标记表示与图10共同的各部分。在图11中，形成流动路径的管道的液体接触部分由电绝缘材料制成。管道4的外周提供有面向彼此且由磁性材料制成的各磁轭1a，并且各线圈1b缠绕在对应的磁轭1a上。由激励单元1c对各线圈1b进行激励。

管道4的内周提供有各测量电极1d和接地电极1e。各测量电极1d被提供为面向彼此，并被配置为检测与磁轭1a和线圈1b形成的磁场成比例的信号以及流速信号。

从各测量电极1d输出的信号由各缓冲器1f进行阻抗转换，然后被输入至差分放大器1g。差分放大器1g被配置为：去除一对测量电极1d共同地出现的外源噪声，将信号放大至期望的幅度电平，并将其输入至A/D转换器1h。

A/D转换器1h被配置为执行A/D转换，使得在测量电极1d处产生的模拟信号能够以数字值的方式读取。

CPU1i被配置为：控制整个电路，通过使用A/D转换器1h的A/D转换值来计算流速值及积分值，并执行用于诊断各个单元的计算。此外，该CPU还被配置为：将计算结果的信息传输至输出电路1j，指示输出电路1j显示流速输出值和诊断结果，并通过使用A/D转换器1k的A/D转换值来控制激励单元1c。

这里，当固定了传感器1和发送器2的组合时，最好将传感器1的装置特定信息输入至发送器2。然而，实际上传感器1和发送器2的组合并非一直固定。

即，传感器1和发送器2的组合可以在安装现场装置时、在维修保养等行为时改变。当传感器1和发送器2的组合改变时，需要将改变后的传感器1的装置特定信息输入至传感器1实际连接的发送器2。

专利文献1公开了一种技术，其能够通过眼睛观察装置特定参数来防止错误地输入装置特定参数，并能够有效更新多个电子装置的数据

[专利文献1]日本专利申请公开No.2012-37696A

当将传感器1的装置特定信息输入至发送器2时，错误输入装置特定信息会对测量结果造成不良影响。

此外，当传感器1安装在操作者无法触及的位置时，不可能容易地检查传感器1的装置特定信息，从而检查操作具有风险。

此外，当由于老化性退化而导致难以通过眼睛检查在铭牌11上描述的信息时，由信息检查操作带来较高的工时，或者在一些情况下需要进行再校准。

此外，每当传感器1和发送器2的组合改变时，都应当重新输入必要信息，由此带来用于重新输入必要信息的工作工时。

另外，当操作者进行手动输入时，难以容易地增加要输入的信息的量，由此限制了要输入的信息的量。此外，将出现人为失误(例如笔误和忘记填写)的概率增加。

发明内容

本发明的各示例性实施例提供了一种电子装置，该电子装置能够使得在工厂装运时、在测量场所安装电子装置时、在修复时和在校准时所设定或测量的该电子装置的装置特定信息被容易且无误地正确输入并存储于该电子装置中，并且能够利用诊断结果对所存储的装置特定信息进行比较和分析，以检查该电子装置的完好性。

一种电子装置，其被配置为：基于该电子装置的装置特定信息来检查该电子装置的完好性，该电子装置包括：

模块，其被配置为：将在工厂装运所述电子装置时的装置特定信息和在安装所述电子装置时的装置特定信息中的至少一种装置特定信息自动设置并输入至所述电子装置中。

在此，“完好性”包括维护的必要性是否存在的指示(更具体地，表示是否有必要进行维护的指示)。

可以将装置特定信息存储在可拆卸地安装至该电子装置的存储卡中。

可以通过互联网提供装置特定信息。

该电子装置可以是被配置为控制工厂的现场装置。

该电子装置还可以包括：

模块，其被配置为基于电子装置的完好性检查结果而输出警报。

可以通过二维码提供装置特定信息。

可以设定安装电子装置时的装置特定信息并将其输入至电子装置中。

可以基于装置特定信息的各参考测量值的变化量而输出警报。

根据本发明，能够精准地和正确地检查电子装置的完好性。

附图说明

图1是示出本发明的一个示例性实施例的构造视图。

图2是示出安装在ID基板12上的数据存储记忆单元的一个特定示例的框图。

图3A至图3D是示出基于传输至存储器FM并在其中存储的装置特定信息的诊断流程的流程图。

图4示出了估计时间与风险等级之间的关系的一个特定示例。

图5A和图5B示出了诊断结果和阈值。

图6示出了特性变化曲线的一个示例。

图7示出了本发明的另一示例性实施例的构造。

图8示出了本发明的另一示例性实施例的构造。

图9示出了本发明的另一示例性实施例的构造。

图10示出了现有技术的现场装置的一个示例的构造。

图11是现有技术的电磁流量计的基本构造视图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明。图1是示出本发明的一个示例性实施例的构造视图。在图1中，相同的附图标记表示与图10共同的部分。

在图1中，传感器1提供有ID基板12，并且ID基板12通过用于ID基板的通信/电源线缆5连接至发送器2。

图2是示出安装在ID基板12上的数据存储记忆单元的特定示例的框图。在传感器1和发送器2之间以使用总线的串行接口的方式执行数据通信。由发送器2馈送电力。同时，在图2中，每个信号在其头部加上符号“X”表示，以识别负逻辑信号。

将来自发送器2的片选信号XCS、串行数据XSI和串行时钟XSCLK输入传感器1。将串行数据SDO输出至发送器2。

ID基板12的输入/输出接口单元被配置为：针对通过电阻R1至R3的电力执行上拉处理，来作为切断电力馈送时IC输入开路的对抗措施。此外，由二极管D1和D2的串联电路、二极管D3和D4的串联电路、二极管D5和D6的串联电路以及二极管D7和D8的串联电路组成的钳位电路连接在电源和地GND之间，来作为静电击穿的对抗措施。与此同时，由发送器2馈送电力。

作为存储器，例如使用被配置为以串行外围接口模块(SPI)的方式读取和写入数据的快闪存储器FM。

由于具有发送器2的输入信号接口被配置为执行具有负逻辑的信号输入，因此连接反相器INV1至INV4，以在信号输入至存储器FM之前对其进行逻辑反转。此时，由于片选信号XCS在存储器端也是负逻辑信号，因此再一次对其进行逻辑反转。与此同时，使用施密特触发反相器作为反相器INV1至INV4，以对由例如线缆之类的外部因素导致的波形脉冲的缓升或缓降进行整形。

输入存储器FM并在其中存储的数据包括传感器1的装置特定信息有关的数据(例如在工厂装运时测量的零点调整值、线圈绝缘电阻值、线圈电阻值、信号绝缘电阻值等，还有孔径直径、序列号、制造日期、客户指定信息和流速修正系数)，并被直接写入由发送器2端的电阻器上设定的存储区。

将串行数据SDO通过反相器INV5和INV5作为正逻辑信号输出至发送器2。

在工厂装运时，将传感器1的装置特定信息一次性输入发送器2并在其中存储，然后通过通信/电源线缆5传输，并存储于在传感器1的ID基板12上安装的存储器FM中。

图3A至图3D是示出基于在存储器FM中存储的装置特定信息的诊断流程的流程图，其中图3A示出零点的诊断，图3B示出线圈绝缘电阻值的诊断，图3C示出线圈电阻值的诊断，图3D示出信号绝缘电阻值的诊断。发送器2通过使用存储在存储器FM中的信息来对传感器1执行图3A至图3D中所示的诊断，然后根据参考值判定的结果来将警报通知给操作者。在图3A至图3D中的任一种情况下，关于每个测量结果，都在工厂装运时预先逐步提供预定的阈值，该预定的阈值成为用于决定合格还是不合格的基础。当测量结果不满足每一种阈值条件时，发送器2输出警报，以警告操作者进行预防性维护。

此外，可以在工厂装运装置时或者在测量场所的安装时获得装置特定信息的参考测量值的改变量并对其进行时间序列分析，以估计达到预定阈值所需要的时间，并且可以取决于各种风险等级来输出警报。

图4示出了估计时间和风险等级之间的关系的特定示例。在图4的示例中，达到预定阈值所需要的估计时间和风险等级之间的对应关系设置如下：

估计时间	风险等级
		20年以上	安全
10年以上至20年	警告
		5年以上至10年	注意
1年以上至5年	危险

图5示出了各种诊断结果和阈值，其中图5A示出了现有技术，图5B示出了本发明的一个示例性实施例。根据现有技术的诊断结果，如图5A所示，由于直至其达到阈值才会输出警报，因此不可能读取老化性退化之类的标志。

此外，由制造者推荐值(默认值)或用户设定值确定现有技术中的阈值。然而，当该阈值不是适当的值时，会频繁输出警报，或者即使应当输出警报时也不会输出警报。

与此相反，如图5B所示，根据本发明的示例性实施例，基于在工厂装运装置时或在测量场所的安装时装置特定信息的每个参考测量值的改变量xa来进行判定。

图6示出了特性变化曲线的示例。关于判定标准,例如基于图4的风险等级对图6中示出的达到阈值k的估计时间tx进行管理。

如等式1所示，通过根据最后的数据对变化量进行近似来获得近似曲线，基于该近似曲线的梯度获取估计时间tx。此时，如果根据所有数据对变化量进行近似，则当变化量较为复杂时精度会下降。因此，在图6的示例中，通过基于时段t3中的变化量计算近似曲线的梯度，来获得估计时间tx，从而提高精度。与此同时，可以任意改变用于近似的时间周期。

(等式1)

估计时间tx＝(阈值k－当前变化量)/最后一段近似曲线的梯度Δ(1)

可以将达到阈值的估计时间以及风险等级显示为发送器的参数。

此外，图6示出了近似曲线为直线的示例。然而，近似曲线并不限于直线，其可以是对数曲线、多项式曲线、指数曲线等。

通过上述方式，能够容易且正确无误地将传感器1的装置特定信息输入至发送器2。此外，通过使用传感器1的装置特定信息，能够实现用于检查传感器1的完好性的诊断。

通过基于装置特定信息的各参考测量值的变化量对完好性进行检查，能够精确地和正确地发现和检查传感器1的老化性退化的标志，并能够系统地对传感器1进行维护。

此外，基于装置特定信息的各参考测量值的变化量的幅度，能够缩减传感器1的退化因素的范围，从而能够易于在维护时进行测量。

当使用现场装置(例如传感器)时，完好性会由于温度、压力、流体、浆体、振动、冲击等随着时间的推移而丧失。当完好性丧失时，增加了测量结果的误差。

关于上述问题，根据现有技术，直至误差显现，才会检查误差的原因。然而，根据本发明，将工厂装运时或安装时的各值设定为参考值(参考测量值)，并将各要素的当前测量值与设定的参考值(参考测量值)进行比较，以获得各个参考测量值的变化量的幅度。因此，能够识别传感器在当前时刻的完好性。

图7示出了本发明的另一示例性实施例的构造。在图2的示例性实施例中，通过使用存储器FM将装置特定信息传输至发送器2。然而，在图7的示例性实施例中使用了多个DIP开关。图7示出了将32位信息传输至发送器2的一个示例。

在图7中，各DIP开关DIPSW1至DIPSW4的固定触点连接至地GND，而对应于各个位的各开关的活动触点闭合，以设置接通(ON)状态，从而路径短接至地GND，并且将ON位的数据设置为L电平(负逻辑)。在发送器2的输入端通过电阻将ID的每一位信号拉高至H电平。当传感器端处于断开(OPEN)状态时，将位信号设为H电平。在上述设置之后的配置和诊断处理与图2实质上相同。

图8示出了本发明的另一示例性实施例的构造。在图8中，将诸如QR码(注册商标)之类的二维码13粘着至传感器1。标准大小的QR码在为二进制时可以具有2953字节的信息，在为字母数字字符时可以具有4296个字母的信息。即，与根据现有技术在铭牌上以字符符号描述的信息量相比，能够在QR码中记录更大量的信息。

将传感器1的装置特定信息转换并记录于二维码13中，在安装现场装置时通过专用读取器(未示出)读取该二维码信息，并将其输入至发送器2。可以使用以下通信方式作为发送器2的输入方法：专用通信，例如红外线；通过4-20mA电流环路进行的模拟信号通信，其广泛用于工业领域；混合通信，例如高速通道可定址远程转换器(HART)，在其中数字信号与模拟信号交叠；数字通信，例如现场总线。

与此同时，可以将二维码13粘着或打印到像现有技术一样的在传感器1外部提供的主铭牌上，或者可以将其粘着至传感器1的内部，以防止由老化性退化导致的视觉感知误差。进行设置之后的诊断处理与图2实质上相同。

图9示出了本发明的另一示例性实施例的构造。在图9中，发送器2提供有存储卡21。在工厂装运时将传感器1的装置特定信息输入存储卡21，并将存储卡21作为传感器1的配件成套装运。

与此同时，存储卡21可能丢失。因此，可以由制造商管理工厂装运时的数据，并且可以与查询相对应地再次提供装置特定信息或者在安全管控下在互联网上发布装置特定信息，以使用户可以直接查阅。关于查阅装置特定信息，使装置特定信息能够根据例如主铭牌上描述的装置序列号查找到。

此外，在上述示例性实施例中，已将用于工厂控制系统的电磁流量计作为所述电子装置的示例。然而，本发明并不限于电磁流量计，而是可以应用于需检查其完好性的多种不同的电子装置，例如家用电器、电子商用机、电子测量装置等。

另外，所述电子装置的装置特定信息可以提供为二维条形码，例如QR码(注册商标)。

如上所述，根据本发明，能够在工厂装运时、在测量场所的安装时、在维修时、在修正时等情况下，容易且无误地将电子装置的装置特定信息正确输入并存储于电子装置中。此外，通过分析存储的装置特定信息和装置特定信息的参考测量值的变化量，能够正确地和精确地检查电子装置的完好性。因此，本发明也可适用于例如现场装置(如电子流量计)。

Claims

1.一种电子装置，其被配置为基于该电子装置的装置特定信息来检查该电子装置的完好性，所述电子装置包括：

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述装置特定信息存储在可拆卸地安装至所述电子装置的存储卡中。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中通过互联网提供所述装置特定信息。

4.根据权利要求1至3之一所述的电子装置，其中所述电子装置是被配置为控制工厂的现场装置。

5.根据权利要求1至3之一所述的电子装置，还包括：

模块，其被配置为基于所述电子装置的完好性检查结果而输出警报。

6.根据权利要求1至3之一所述的电子装置，其中通过二维码提供所述装置特定信息。

7.根据权利要求5所述的电子装置，其中基于所述装置特定信息的各参考测量值的变化量而输出所述警报。