CN106468912B - 诊断方法、id模块及过程控制系统 - Google Patents

诊断方法、id模块及过程控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106468912B
CN106468912B CN201610647786.5A CN201610647786A CN106468912B CN 106468912 B CN106468912 B CN 106468912B CN 201610647786 A CN201610647786 A CN 201610647786A CN 106468912 B CN106468912 B CN 106468912B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
signal
field
field device
instrument
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610647786.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106468912A (zh
Inventor
小滩聪一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Publication of CN106468912A publication Critical patent/CN106468912A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106468912B publication Critical patent/CN106468912B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G05B23/0213—Modular or universal configuration of the monitoring system, e.g. monitoring system having modules that may be combined to build monitoring program; monitoring system that can be applied to legacy systems; adaptable monitoring system; using different communication protocols
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/30—Monitoring
    • G06F11/3051—Monitoring arrangements for monitoring the configuration of the computing system or of the computing system component, e.g. monitoring the presence of processing resources, peripherals, I/O links, software programs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/30—Monitoring
    • G06F11/3003—Monitoring arrangements specially adapted to the computing system or computing system component being monitored
    • G06F11/3041—Monitoring arrangements specially adapted to the computing system or computing system component being monitored where the computing system component is an input/output interface
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/10—Program control for peripheral devices
    • G06F13/102—Program control for peripheral devices where the programme performs an interfacing function, e.g. device driver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)

Abstract

对现场仪器的类别进行诊断的诊断方法具有下述步骤：将与所述现场仪器连接、并具有能够进行叠加有数字信号的模拟信号即混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出的多个连接部在内的I/O模块的所述连接部，设定为能够进行所述混合信号的输入或输出的状态；以及基于在经由所述连接部而得到的所述混合信号所包含的数字信号，对与所述I/O模块的所述连接部连接的所述现场仪器的类别进行诊断。

Description

诊断方法、ID模块及过程控制系统
技术领域
本发明涉及诊断方法、ID模块及过程控制系统。更详细地说，涉及在控制多个非智能现场仪器的过程控制系统中对现场仪器的类别进行诊断的诊断方法、与现场仪器连接的ID模块及过程控制系统。
本申请基于2015年8月14日在日本申请的特愿2015-160165号并要求优先权，并在这里引用其内容。
背景技术
下面会引用专利、专利申请、专利公报、科学文献等并进行申明，但为了更充分地说明本发明的现有技术，在这里援用它们的内容。
当前，在车间或工厂等构建有对工业过程中的各种状态量(例如压力、温度、流量等)进行控制的过程控制系统，实现了高级的自动操作。在过程控制系统中具有多个被称为现场仪器的现场设备(测定器或操作器)。各现场仪器分别经由I/O端口(I/O电路、输入输出电路)而与控制器连接，控制器与测定器(例如传感器)的测定结果相对应地控制操作器(例如致动器)。由此，控制各种状态量。
在过程控制系统中使用的现场仪器与测定对象及操作对象相对应地存在各种各样的种类(信号类别)，输入输出的信号的信号形式也是多样的。例如，存在进行“4～20mA”的模拟信号的输入输出的现场仪器、进行“24V”的数字信号的输入输出的现场仪器、进行触点信号的输入输出的现场仪器、进行热电偶信号的输出的现场仪器等。因此，在现有的过程控制系统中，针对每个现场仪器设置与现场仪器相对应的I/O电路(输入输出电路)。
在过程控制系统中设置的现场仪器的数量与车间等的规模相对应地增加或减小。现场仪器的数量有时在大规模的车间等中会超过1万个，过程控制系统整体中的现场仪器的配线的工作量庞大。因此，配线的工作量的削减在过程控制系统整体中关系到大幅的成本缩减。
美国专利第8392626号说明书公开了一种电路(下面称为通用电路)，该电路能够连接占现场仪器的大多数的上述的进行模拟信号的输入输出的现场仪器、上述的进行数字信号的输入输出的现场仪器。具体地说，美国专利第8392626号说明书所公开的通用电路是能够进行模拟信号的输入(A/I)、模拟信号的输出(A/O)、数字信号的输入(D/I)、或者上述数字信号的输出(D/O)的电路。具有多个通用电路的I/O模块(输入输出模块)具有多个通道。由于在I/O模块的各个通道能够分别连接现场仪器，因此1个I/O模块能够连接多个种类的现场仪器。
首先进行现场仪器与I/O模块的各通道之间的配线(信号编集(marshalling))，在配线完成之后，与现场仪器的类别相匹配地切换I/O模块的各通道的I/O模式(切换为模拟信号的输入(A/I)、模拟信号的输出(A/O)、数字信号的输入(D/I)、或者上述数字信号的输出(D/O)中的任意模式)。由此，不需要进行了配线连接的现场仪器的端子台与I/O模块间的配线(信号编集)，实现配线作业等现场作业的高效化。另外，相比于针对每个通道设置与现场仪器的种类相对应的I/O电路，通过在1个I/O模块的多个通道连接多个种类的现场仪器，从而能够期待成本的减少。
日本特开2015-87975号公报公开了一种I/O模块，该I/O模块能够连接比当前更多种类的现场仪器。具体地说，日本特开2015-87975号公报所公开的I/O模块具有：基座板，其具有与多个现场仪器进行电连接的多个连接端子；多个通用电路，它们与所述多个连接端子相对应地设置于所述基座板；以及选择模块，其可装卸地设置于所述基座板。利用在基座板安装的选择模块，将在基座板设置的多个连接端子中的任一个连接端子与对应于该连接端子的通用电路相连接，利用在所安装的选择模块设置的第1电路，将该通用电路和与该连接端子连接的现场仪器电连接，因此能够连接比当前更多种类的现场仪器。
多个现场仪器经由网络而由上位装置(仪器管理终端)集中地进行管理。仪器管理终端管理各个现场仪器的种类以及所配置的场所(配线)，监视是否没有异常。因此，仪器管理终端需要掌握在各个I/O端口连接有哪些现场仪器。因此，仪器管理终端具有保存与连接于各个I/O端口的现场仪器的种类相关的信息的数据库。在车间中，经常会变更现场仪器的配置，每次变更现场仪器的配置的场所(配线)时，均需要更新仪器管理终端所具有的数据库。
近年，智能现场仪器被广泛使用，其具有现场仪器自身将与自身相关的信息经由网络而进行发送的功能。通过将该现场仪器发送的信息与I/O模块的信息相匹配，从而能够得到与配线相关的信息。在变更了智能现场仪器的配置的场所(配线)的情况下，智能现场仪器自身经由网络而发送与自身的种类、所配置的场所(配线)相关的信息，因此仪器管理终端能够接收该信息而更新数据库。因此，在连接了智能现场仪器的情况下，能够提高与I/O端口的连接作业、确认作业的效率。
但是，智能现场仪器的占现场仪器整体的比率在2015年当时为50％左右，非智能现场仪器依然被广泛使用。非智能现场仪器是指不具有通信功能而仅处理与控制相关的信号的现场仪器。非智能现场仪器不发送与自身的种类、所配置的场所(配线)相关的信息。因此，在连接了非智能现场仪器的情况下，不能在I/O端口侧电气性地确认在各个I/O端口连接有哪些类别的非智能现场仪器，不得不依赖于在现场的作业员的目视确认。
也基于车间的规模，在车间大约设置5000～10000台现场仪器。在变更了非智能现场仪器所配置的场所(配线)的情况下，作业员需要更新仪器管理终端所具有的数据库，与配线相关的作业效率低。
发明内容
本发明提供一种能够在配置了多个非智能现场仪器的过程控制系统中，在I/O端口侧电气性地确认现场仪器的仪器的类别、信号的类别的诊断方法、ID模块及过程控制系统。
本发明的一个方式涉及的诊断方法对现场仪器(11、11a、11b)的类别进行诊断，该诊断方法具有下述步骤：将与所述现场仪器连接、并具有能够进行叠加有数字信号的模拟信号即混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出的多个连接部(P)在内的I/O模块(12)的所述连接部，设定为能够进行所述混合信号的输入或输出的状态；以及基于在经由所述连接部而得到的所述混合信号所包含的数字信号，对与所述I/O模块的所述连接部连接的所述现场仪器的类别进行诊断。
另外，本发明的一个方式涉及的诊断方法也可以还具有下述步骤，即，与所述现场仪器的类别的诊断结果相对应地，将连接了所述现场仪器的所述连接部设定为能够进行所述混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出之中的任一项的状态。
另外，在本发明的一个方式涉及的诊断方法中也可以为，所述现场仪器的类别的诊断及所述连接部的设定由控制器或者移动终端进行，该控制器能够通信地与所述I/O模块连接而对所述现场仪器进行控制，该移动终端与所述I/O模块连接。
另外，在本发明的一个方式涉及的诊断方法中也可以为，所述现场仪器包含能够进行所述混合信号的通信的第1现场仪器(11a)和不能进行所述混合信号的通信的第2现场仪器(11b)，相对于所述第2现场仪器并联连接有ID模块(10)，该ID模块(10)至少提供对所述第2现场仪器进行识别的识别信息。
另外，本发明的一个方式涉及的诊断方法也可以还具有下述步骤，即，至少将与所述ID模块连接的所述第2现场仪器的识别信息写入至所述ID模块的存储器(25)。
另外，本发明的一个方式涉及的诊断方法也可以还具有下述步骤，即，所述ID模块将写入在所述ID模块的存储器的信息进行更新。
另外，本发明的一个方式涉及的诊断方法也可以还具有下述步骤，即，从数据库(16)取得写入在所述ID模块的存储器的信息。
本发明的一个方式涉及的ID模块至少提供对现场仪器(11、11a、11b)进行识别的识别信息，该ID模块的特征在于，具有：电源电路(26)，其从连接所述现场仪器的配线(C1)取得动作所需的电源；存储器(25)，其存储所述识别信息；以及通信部(23)，其将表示在所述存储器存储的所述识别信息的数字信号叠加于经由所述配线的模拟信号而进行发送。
另外，在本发明的一个方式涉及的ID模块中也可以为，所述通信部在接收到叠加于经由所述配线的模拟信号而发送来的所述识别信息的发送请求的情况下，将表示所述识别信息的数字信号进行发送。
另外，本发明的一个方式涉及的ID模块也可以为，还具有电压检测电路(27)，该电压检测电路(27)对所述配线的电压进行检测，所述通信部将表示所述电压检测电路的检测结果的数字信号叠加于经由所述配线的模拟信号而进行发送。
另外，本发明的一个方式涉及的ID模块也可以为，还具有计数部(28)，该计数部(28)基于所述电压检测电路的检测结果而求出所述现场仪器的动作次数，所述通信部将表示由所述计数部求出的所述动作次数的数字信号叠加于经由所述配线的模拟信号而进行发送。
另外，本发明的一个方式涉及的ID模块也可以为，还具有端子部(21)，该端子部(21)与所述配线连接，所述电源电路与所述端子部连接，所述通信部经由电容器(22)而与所述端子部连接。
本发明的一个方式涉及的过程控制系统(1)用于进行工业过程的控制，该过程控制系统(1)具有：多个现场仪器(11、11a、11b)；I/O模块(12)，其与所述现场仪器连接，具有能够进行叠加有数字信号的模拟信号即混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出的多个连接部(P)；权利要求8至12中任一项所述的ID模块(10)，其与所述现场仪器并联连接；以及上位装置(14、15、17)，其能够通信地与所述I/O模块连接，控制所述I/O模块，对与I/O模块的所述连接部连接的所述现场仪器的类别进行诊断。
发明的效果
根据本发明的各方式涉及的过程控制系统，在车间的设立、增设时的施工中，对于非智能现场仪器，也能够在I/O端口侧电气性地确认现场仪器的仪器ID、状态信息等。由此，上位装置(仪表室)侧能够进行各现场仪器的仪器的类别、信号的类别、线路状态的确认以及状态(状况)的掌握，在维护等时，能够减少如访问不同的现场仪器这样的失误。
在车间所使用的自动的仪器诊断中，利用数字通信而诊断各种现场仪器。根据本发明的各方式涉及的过程控制系统，由于能够以与智能现场仪器相同的方式而处理非智能现场仪器，因此能够进行仪器诊断的现场仪器增加，能够有助于车间的安全作业以及故障时的快速的解析。
附图说明
根据下面说明的实施方式及添附的附图，上述的本发明的特征及优点会变得更加明白。
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统的整体结构的框图。
图2是表示本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统中的ID模块的结构例的电路图。
图3是表示对本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统中的现场仪器的类别进行判断的流程的流程图。
图4是表示对本发明的一个实施方式的变形例涉及的过程控制系统中的现场仪器的类别进行判断的流程的流程图。
图5是表示本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统中的ID模块的结构例的电路图。
具体实施方式
下面，参照附图，详细地说明在本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统中对现场仪器的类别进行诊断的诊断方法、与现场仪器连接的ID模块及过程控制系统。
图1是表示本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统的整体结构的框图。如图1所示，过程控制系统1具有ID模块(仪器确定模块或者仪器识别模块)10、现场仪器11、I/O模块(输入输出模块)12、控制器13、操作监视终端14、仪器管理终端15、以及仪表数据库(数据库)16。与来自操作监视终端14的指示等相对应地，控制器13控制现场仪器11，由此进行在车间(省略图示)实现的工业过程的控制。
现场仪器11与I/O模块12通过传输线C1而连接。具体地说，I/O模块12具有多个I/O端口(连接部)P，从各I/O端口P分别伸出由2根配线构成的传输路径C1。并且，在传输路径C1的配线端C11连接现场仪器11。
现场仪器11为测定器(例如流量计、温度传感器等传感器仪器)、操作器(例如流量控制阀、开闭阀等阀仪器、风扇、电动机等致动器仪器)、其他设置在车间的现场的仪器。另外，作为现场仪器11而存在输出模拟数据(模拟信号)的现场仪器、输入模拟数据(模拟信号)的现场仪器、输出数字数据(数字信号)的现场仪器、输入数字数据(数字信号)的现场仪器。
现场仪器11可以为智能现场仪器(第1现场仪器)11a和非智能现场仪器(第2现场仪器)11b中的任一个。智能现场仪器11a为能够进行混合信号的通信的现场仪器，该混合信号为叠加有数字信号的模拟信号。非智能现场仪器11b为不能进行所述混合信号的通信的现场仪器。
I/O端口P能够进行来自现场仪器11的所述混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出。在I/O端口P进行上述的哪种输入输出是按照来自控制器13或者移动终端17的指示而设定于I/O模块12侧的。
I/O模块12与控制器13通过线缆C2而连接。控制器13、操作监视终端14、仪器管理终端(上位装置)15、以及仪表数据库16与控制网络N连接。控制网络N为例如将车间的现场与监视室之间连接的网络。
I/O模块12设置于现场仪器11与控制器13之间，能够与多个现场仪器11进行连接，在所连接的现场仪器11与控制器13之间进行输入输出的信号的处理。例如，进行将从现场仪器11得到的信号转换成控制器13能够接收的信号的处理。I/O模块12也可以说是如下模块，即，将多个现场仪器11连接至控制器13，进行在现场仪器11输入输出的信号与在控制器13输入输出的信号的中继。
控制器13与来自操作监视终端14的指示等相对应地与现场仪器11之间进行通信而进行现场仪器11的控制。具体地说，控制器13通过取得由测定器、例如传感器仪器等现场仪器11测定出的过程值，对操作器、例如阀仪器等现场仪器11的操作量进行运算并发送，由此对操作器、例如阀仪器等现场仪器11进行控制。
操作监视终端14是由例如车间的运转员操作而用于过程的监视的终端。具体地说，操作监视终端14从控制器13取得现场仪器11的输入输出数据，将构成过程控制系统1的现场仪器11、控制器13的动作传达给运转员，并且基于运转员的指示而进行控制器13的控制。
仪器管理终端15基于在仪表数据库16储存的设计信息(包含过程控制系统1在内的车间的设计信息)，创建应该设定于现场仪器11、I/O模块12以及控制器13的信息。作为由仪器管理终端15创建的信息，可以列举I/O列表(设定信息)，该I/O列表是与现场仪器11与I/O端口P之间的输入输出相关的信息。
仪表数据库16对在仪器管理终端15进行参照的上述的设计信息、仪器的信息进行储存。此外，仪表数据库16也可以处于仪器管理终端15的内部。另外，仪表数据库16也可以为经由网络(有线或者无线)而与仪器管理终端15等连接的外部数据库。另外，仪表数据库16也可以为包含于移动终端17的数据库。
移动终端17是带入至I/O模块12的设置场所的笔记本PC等移动终端，通过无线或有线而与I/O模块12进行连接。通过使用移动终端17进行对I/O模块12及现场仪器11的各种设定，从而构建过程控制系统1。通过使用移动终端17，即使在控制器13未与I/O模块12连接的状态下，也能够进行对现场仪器11及I/O模块12的设定和调整、以及现场仪器11与I/O模块12之间的连接试验等。
ID模块10在I/O端口P与现场仪器11之间以与现场仪器11并联的方式而与传输路径C1的2根配线连接，至少提供对所连接的现场仪器11进行识别的识别信息。此外，在本实施方式中，如图1所示，仅在I/O端口P与非智能现场仪器11b之间连接ID模块10，在I/O端口P与智能现场仪器11a之间未连接ID模块10，但也可以在I/O端口P与智能现场仪器11a之间连接ID模块10。
接下来，对ID模块10的结构进行说明。图2是表示本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统中的ID模块的结构例的电路图。ID模块10具有端子部21、电容器22、调制解调通信电路(通信部)23、运算电路24、存储器25、以及电源电路26。
端子部21是用于将ID模块10连接至I/O端口P与非智能现场仪器11b之间的配线的端子。ID模块10与非智能现场仪器11b并联地连接于配线。
调制解调通信电路23经由用于截断直流成分的电容器22而与端子部21连接。调制解调通信电路23进行经由传输路径C1及端子部21而接收/发送的电气信号的调制解调。具体地说，在接收到叠加于经由配线的模拟信号而从上位装置发送来的识别信息的发送请求的情况下，调制解调通信电路23将表示在存储器25存储的非智能现场仪器11b的识别信息的数字信号叠加于经由配线的模拟信号而进行发送。此外，作为调制解调通信电路23的一个例子，也可以使用具有HART(注册商标)通信功能的、即能够进行基于HART(注册商标)通信规格的通信的HART(注册商标)通信电路。
运算电路24基于由调制解调通信电路23解调后的信息(命令)而进行运算。另外，运算电路24将运算结果经由调制解调通信电路23及端子部21而发送至配线。
存储器25与运算电路24连接。存储器25存储相对应的非智能现场仪器11b的信号类别、仪器名(仪器ID)、序列号、标签名、其他状态信息等识别信息。
电源电路26将从端子部21得到的直流电压转换成调制解调通信电路23、运算电路24、存储器25等内部电路的动作所需的电力，经由(未图示的)配线而供给至内部电路。
接下来，说明对过程控制系统中的非智能现场仪器的信号类别进行判断的流程。图3是表示对本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统中的现场仪器的信号类别进行判断的流程的流程图。
(步骤S11)在向现场仪器11的配线完成之后，在紧挨非智能现场仪器11b处连接ID模块10。此外，ID模块10也可以预先在工厂等与非智能现场仪器11b连接。ID模块10的存储器25需要至少存储有包含能够判断相对应的非智能现场仪器11b的信号类别的信息在内的识别信息。ID模块10的存储器25也可以还存储有非智能现场仪器11b的仪器名、序列号、标签名等。此外，在非智能现场仪器11b的出厂时，也可以以预先安装好已经写入了该非智能现场仪器11b的信息(仪器名、序列号等)的ID模块10的状态而出厂。
(步骤S12)仪器管理终端15将I/O端口P的I/O模式切换成A/I模式(或者A/O模式)，与所连接的现场仪器11的信号类别无关。在这里，A/I模式为模拟输入模式，是用于进行如下A/I功能的模式，即，将模拟值的测定数据从输出模拟数据(模拟信号)的现场仪器(测定器等)导入至I/O端口P。A/O模式为模拟输出模式，是用于进行如下A/O功能的模式，即，向从I/O端口P输入模拟数据(模拟信号)的现场仪器(操作器等)输出模拟值的数据。
即，在步骤S12中，I/O端口P设定为下述状态，即，能够进行叠加有数字信号的模拟信号即混合信号的输入或输出。此外，该I/O端口P的I/O模式的切换也可以构成为I/O端口P自动地进行。I/O端口P的进行A/I模式的A/I功能及进行A/O模式的A/O功能，需要包含有使用调制解调信号的调制解调通信功能(例如HART(注册商标)通信功能)。
(步骤S13)仪器管理终端15经由I/O模块12而使用调制解调信号，将在ID模块10的存储器25所记录的、相对应的非智能现场仪器11b的信号类别、仪器名(仪器ID)、序列号、标签名、其他状态信息等识别信息读出。具体地说，ID模块10的调制解调通信电路23将表示在存储器25存储的识别信息的数字信号作为叠加于经由配线的模拟信号的混合信号而进行发送，仪器管理终端15从混合信号读出识别信息。
(步骤S14)仪器管理终端15将从ID模块10的存储器25读出的识别信息与在仪表数据库16存储的信息进行比较，诊断该非智能现场仪器11b的信号类别。如上所述，仪表数据库16也可以处于仪器管理终端15的内部。另外，仪表数据库16也可以为经由网络(有线或者无线)而与仪器管理终端15等连接的外部数据库。另外，仪表数据库16也可以为带入至I/O模块12的设置场所的笔记本PC等移动终端17所包含的数据库。
(步骤S15)根据需要，仪器管理终端15也可以将在仪表数据库16存储的该非智能现场仪器11b的识别信息写入至ID模块10的存储器25。例如，在ID模块10的存储器25最初仅存储有该非智能现场仪器11b的仪器名和序列号的情况下，仪器管理终端15也可以将通过参照仪表数据库16而判明的该非智能现场仪器11b的标签名写入至ID模块10的存储器25。在向ID模块10的存储器25的写入信息中，也可以包含有该非智能现场仪器11b设置于哪个过程仪器、该非智能现场仪器11b的位置信息等而进行写入。作为该非智能现场仪器11b的位置信息也可以使用GPS信息。
此外，ID模块10也可以具有将写入在存储器25的信息进行更新的功能。另外，仪表数据库16也可以构成为能够取得写入在ID模块10的存储器25的信息。
(步骤S16)仪器管理终端15与在步骤S4判断出的非智能现场仪器11b的信号类别相匹配地切换I/O端口P的I/O模式。即，与非智能现场仪器11b的信号类别的诊断结果相对应地，仪器管理终端15将连接了该非智能现场仪器11b的I/O端口P设定为能够进行所述混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出之中的任一项的状态。
通过以上的步骤S11～S16的流程，在本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统中，对非智能现场仪器的信号类别进行判断。
此外，在上述的说明中，对仪器管理终端15进行步骤S12～S16进行了说明，但也可以取代仪器管理终端15而由操作监视终端14、控制器13或者移动终端17进行上述的步骤S12～S16。
在上述的实施方式中，对经由控制器13而由仪器管理终端15进行I/O端口P的I/O模式的切换、ID模块10的存储器25的读写、现场仪器11的信号类别的判断等的情况进行了说明。但是，也可以不经由控制器13，而从与I/O模块12连接的笔记本PC等移动终端17进行I/O端口P的I/O模式的切换、ID模块10的存储器25的读写、现场仪器11的信号类别的判断等。
接下来，对利用了条形码的本发明的一个实施方式的变形例进行说明。条形码为例如QR(注册商标)码。在变形例涉及的过程控制系统中，在现场仪器11预先粘贴对具有该现场仪器11的信息的数据库的地址进行表示的条形码等。并且，移动终端17读取该条形码，将数据库的地址发送至仪器管理终端15。仪器管理终端15与数据库连接，从所连接的数据库获得该现场仪器11的信息(仪器名、序列号、标签名等)。并且，仪器管理终端15将获得的该现场仪器11的信息写入至ID模块10的存储器25。
对利用条形码判断本发明的一个实施方式的变形例涉及的过程控制系统中的现场仪器的信号类别的流程进行说明。图4是表示利用条形码进行的本发明的一个实施方式的变形例涉及的过程控制系统中的现场仪器的信号类别的判断流程的流程图。
(步骤S21)首先，创建表示数据库的地址的条形码，该数据库保存现场仪器11的信息(仪器名、序列号、标签名等)。作为条形码也可以使用能够实现地址信息的记录再现的条形码、RFID等。
(步骤S22)接下来，在现场仪器11的工厂等，在出厂前将条形码粘贴于该现场仪器11。此外，也可以将条形码粘贴于在车间设置完成的现场仪器11。
(步骤S23)将现场仪器11及ID模块10设置于车间。
(步骤S24)移动终端17等读取条形码。
(步骤S25)移动终端17等从条形码读出数据库的地址，将读出的数据库的地址通过无线等发送至仪器管理终端15。
(步骤S26)仪器管理终端15基于接收到的数据库的地址而与数据库连接，从所连接的数据库获得该现场仪器11的信息(仪器名、序列号、标签名等)。
(步骤S27)并且，仪器管理终端15将获得的该现场仪器11的信息经由网络N、控制器13、I/O模块12而写入至ID模块10的存储器25。随后与图3的步骤S14及其以后的步骤相同。
此外，在上述的说明中，仪器管理终端15进行步骤S25～S27，但也可以取代仪器管理终端15而由操作监视终端14、控制器13或者移动终端17进行步骤S25～S27。
对本发明的另一个实施方式进行说明。在本实施方式中，ID模块的结构与上述的实施方式不同。图5是表示本发明的另一个实施方式涉及的过程控制系统中的ID模块的结构例的电路图。
ID模块20具有端子部21、电容器22、调制解调通信电路23、运算电路24、存储器25、电源电路26、电压检测电路27、以及计数器电路28。即，ID模块10与ID模块20的不同点在于设置有电压检测电路27和计数器电路28，对于除此以外的结构，ID模块10与ID模块20相同。因此，在下面的说明中，对电源电路26和电压检测电路27进行说明。此外，ID模块20也可以不包含计数器电路28。
电压检测电路27与电源电路26并联地连接于端子部21，对配线间的电压进行测量(检测)。由电压检测电路27检测出的配线间的电压(电压信号)通过调制解调电路23而转换为调制解调信号，发送至仪器管理终端15。具体地说，调制解调电路23将表示电压检测电路27的检测结果的数字信号叠加于经由配线的模拟信号而作为混合信号进行发送，仪器管理终端15从混合信号读出电压检测电路27的检测结果(检测出的电压值)。
在现场仪器11为电压输出仪器的情况下，仪器管理终端15通过对由电压输出仪器的模拟电压检测电路读取到的电压值和由ID模块20的电压检测电路27测定出的电压值进行比较，从而能够掌握电压输出仪器的模拟电压检测电路的劣化。
另外，电压检测电路27对从仪表电源供给至ID模块20的供给电压进行测定(检测)。由电压检测电路27检测出的供给电压(电压信号)通过调制解调电路23而转换为调制解调信号，发送至仪器管理终端15。具体地说，调制解调电路23将表示电压检测电路27的检测结果的数字信号叠加于经由配线的模拟信号而作为混合信号进行发送，仪器管理终端15从混合信号读出电压检测电路27的检测结果(检测出的电压值)。仪器管理终端15通过解析电压值的历时变化等，从而能够检测出仪表电源的劣化。
在现场仪器11为输出数字数据(数字信号)的现场仪器(D/O)、或者输入数字数据(数字信号)的现场仪器(D/I)的情况下，计数器电路28经由电压检测电路27及运算电路24而对现场仪器11的ON/OFF次数等统计信息进行计数。由计数器电路28计数得出的现场仪器11的ON/OFF次数等统计信息通过调制解调电路23而转换为调制解调信号，发送至仪器管理终端15。具体地说，调制解调电路23将表示计数器电路28的计数结果(现场仪器11的ON/OFF次数)的数字信号叠加于经由配线的模拟信号而作为混合信号进行发送，仪器管理终端15从混合信号读出计数器电路28的计数结果(现场仪器11的ON/OFF次数)。仪器管理终端15基于现场仪器11的ON/OFF次数(即，现场仪器11的动作次数)，能够判断现场仪器11的维护时期，能够进行预防维护。
根据本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统，在具有多个非智能现场仪器的过程控制系统中，也能够提高由I/O模块实现的配线作业的效率。另外，能够执行连接有非智能现场仪器的配线的诊断(断线确认等)、非智能现场仪器的状态确认(位置信息、运转履历等)。
根据本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统，在包含非智能现场仪器的过程控制系统(仪表系统)的建设作业及维护作业中，即使在不知道现场仪器、现场仪器的信号类别的情况下，在配线后，也能够在I/O模块侧判断现场仪器、现场仪器的信号类别。因此，能够进行不依赖于现场仪器、现场仪器的信号类别的配线作业，能够提高作业效率。
根据本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统，能够对与不能利用现有技术进行检查的非智能现场仪器相连接的配线的健全性进行诊断(配线检查)，能够更高级地进行车间的安全作业。
根据本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统，通过在非智能现场仪器连接ID模块，从而使过程控制系统能够确定非智能现场仪器。利用这一点，能够实现非智能现场仪器的即插即用，能够缩短在车间的施工期。
根据本发明的一个实施方式涉及的过程控制系统，在非智能现场仪器中即使不使配线短路或者断路，也能够进行配线检查。由此，能够大幅地缩短被称为循环检查的车间的全功能的检查所花费的期间。
在本说明书中表示“前、后、上、下、右、左、垂直、水平、纵、横、行以及列”等方向的词语，提及了本发明的装置中的这些方向。因此，本发明的说明书中的这些词语在本发明的装置中应该进行相对地解释。
在本说明书中使用的“大体”、“约”、“大致”等表示程度的词语意味着，在最终结果不显著地变化的范围内存在合理的范围的波动。因此，“大致相等”这个的词语也包含“完全相等”的情况。
“构成”这个词语使用于表示包含为了执行功能而构成的硬件、以及编程得到的软件在内的设备的结构、要素、部分。
并且，在权利要求书中，作为“方法加功能”而表达表现的词语，是指应该包含为了执行本发明所包含的功能而能够利用的、应该包含所有构造在内的词语。
名词“部”使用于描述为了执行希望的功能而构成/编程得到的硬件及软件的组合、部分或者局部。作为该硬件的典型例而包含设备及电路，但不限定于此。
以上，说明并例证了本发明的优选的实施方式，但这些最多也仅为发明的例示，不应该限定地进行思考，而在不脱离于本发明的范围的范围内，能够进行添加、删除、置换以及其他变更。即，本发明不被所述的实施方式所限定，只被权利要求书的范围限定。

Claims (13)

1.一种诊断方法，其对现场仪器的信号的类别进行诊断，该诊断方法的特征在于，具有下述步骤：
将与所述现场仪器、ID模块连接、并具有能够进行叠加有数字信号的模拟信号即混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出的多个连接部在内的I/O模块的所述连接部，设定为能够进行所述混合信号的输入或输出的状态，其中，所述ID模块与所述现场仪器并联连接，并至少提供对所述现场仪器的信号的类别进行识别的识别信息；以及
基于在经由所述连接部而得到的所述混合信号所包含的数字信号中包含的所述识别信息，对与所述I/O模块的所述连接部连接的所述现场仪器的信号的类别进行诊断，
所述现场仪器为不能进行所述混合信号的通信的非智能现场仪器，
所述诊断方法还具有下述步骤：
从与所述非智能现场仪器并联地连接的所述ID模块向所述I/O模块发送所述混合信号，其中，所述混合信号是将表示所述非智能现场仪器的所述识别信息的所述数字信号叠加于所述模拟信号的信号。
2.根据权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，
还具有下述步骤，即，与所述现场仪器的信号的类别的诊断结果相对应地，将连接了所述现场仪器的所述连接部设定为能够进行所述混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出之中的任一项的状态。
3.根据权利要求2所述的诊断方法，其特征在于，
所述现场仪器的信号的类别的诊断及所述连接部的设定由控制器或者移动终端进行，该控制器能够通信地与所述I/O模块连接而对所述现场仪器进行控制，该移动终端与所述I/O模块连接。
4.根据权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，
所述现场仪器包含能够进行所述混合信号的通信的第1现场仪器和不能进行所述混合信号的通信的第2现场仪器，
所述ID模块与所述第2现场仪器并联连接。
5.根据权利要求4所述的诊断方法，其特征在于，
还具有下述步骤，即，至少将与所述ID模块连接的所述第2现场仪器的识别信息写入至所述ID模块的存储器。
6.根据权利要求4所述的诊断方法，其特征在于，
还具有下述步骤，即，所述ID模块将写入在所述ID模块的存储器的信息进行更新。
7.根据权利要求6所述的诊断方法，其特征在于，
还具有下述步骤，即，从数据库取得写入在所述ID模块的存储器的信息。
8.一种ID模块，其至少提供对现场仪器的信号的类别进行识别的识别信息，该ID模块的特征在于，具有：
电源电路，其从连接所述现场仪器的配线取得动作所需的电源；
存储器，其存储所述识别信息；以及
通信部，其将表示在所述存储器存储的所述识别信息的数字信号叠加于经由所述配线的模拟信号而作为混合信号进行发送，
所述现场仪器为不能进行所述混合信号的通信的非智能现场仪器，
所述通信部向I/O模块发送所述混合信号，其中，所述混合信号是将表示所述非智能现场仪器的所述识别信息的所述数字信号叠加于所述模拟信号的信号。
9.根据权利要求8所述的ID模块，其特征在于，
所述通信部在接收到叠加于经由所述配线的模拟信号而发送来的所述识别信息的发送请求的情况下，将表示所述识别信息的数字信号进行发送。
10.根据权利要求8或9所述的ID模块，其特征在于，
还具有电压检测电路，该电压检测电路对所述配线的电压进行检测，
所述通信部将表示所述电压检测电路的检测结果的数字信号叠加于经由所述配线的模拟信号而进行发送。
11.根据权利要求10所述的ID模块，其特征在于，
还具有计数部，该计数部基于所述电压检测电路的检测结果而求出所述现场仪器的动作次数，
所述通信部将表示由所述计数部求出的所述动作次数的数字信号叠加于经由所述配线的模拟信号而进行发送。
12.根据权利要求8所述的ID模块，其特征在于，
还具有端子部，该端子部与所述配线连接，
所述电源电路与所述端子部连接，
所述通信部经由电容器而与所述端子部连接。
13.一种过程控制系统，其进行工业过程的控制，该过程控制系统的特征在于，具有：
多个现场仪器；
I/O模块，其与所述现场仪器连接，具有能够进行叠加有数字信号的模拟信号即混合信号的输入、所述混合信号的输出、数字信号的输入、以及数字信号的输出的多个连接部；
权利要求8所述的ID模块，其与所述现场仪器并联连接；以及
上位装置，其能够通信地与所述I/O模块连接，控制所述I/O模块，对与I/O模块的所述连接部连接的所述现场仪器的信号的类别进行诊断。
CN201610647786.5A 2015-08-14 2016-08-09 诊断方法、id模块及过程控制系统 Active CN106468912B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015160165A JP6304172B2 (ja) 2015-08-14 2015-08-14 診断方法、ｉｄモジュール及びプロセス制御システム
JP2015-160165 2015-08-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106468912A CN106468912A (zh) 2017-03-01
CN106468912B true CN106468912B (zh) 2020-01-17

Family

ID=57994702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610647786.5A Active CN106468912B (zh) 2015-08-14 2016-08-09 诊断方法、id模块及过程控制系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10282270B2 (zh)
JP (1) JP6304172B2 (zh)
CN (1) CN106468912B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RO131815A2 (ro) * 2015-09-29 2017-04-28 Bristol, Inc., D/B/A/ Remote Automation Solutions Monitorizarea dispozitivelor în câmp printr-o reţea de comunicaţii
JP7006565B2 (ja) * 2018-10-31 2022-01-24 オムロン株式会社 電気機器、通信装置、および通信システム
CN114489027B (zh) * 2022-03-04 2023-11-10 江苏海博流体控制有限公司 一种用于现场电动执行机构诊断调试的综合诊断器
CN115878526B (zh) * 2023-01-04 2023-06-09 杭州康吉森自动化科技有限公司 一种io模块多适配器控制方法和多通道io模组

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101625670A (zh) * 2009-07-30 2010-01-13 深圳市中联创新自控系统有限公司 一种串行总线设备、串行总线传输系统及方法
CN202257885U (zh) * 2011-10-09 2012-05-30 中国船舶重工集团公司第七一○研究所 基于can总线安防系统的智能节点
CN102591269A (zh) * 2011-12-27 2012-07-18 珠海派诺科技股份有限公司 设备识别方法及主设备模块和从设备模块
CN202615389U (zh) * 2012-04-11 2012-12-19 杭州乐控科技有限公司 一种能够对设备进行地址分配的总线系统
CN103675513A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 中华电信股份有限公司 电器设备识别系统及方法
CN104597800A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 横河电机株式会社 I/o模块
CN104699036A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 横河电机株式会社 现场设备管理装置、设备信息显示方法、计算机可读存储介质

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3114670B2 (ja) * 1997-10-17 2000-12-04 株式会社日立製作所 仮想フィールド機器
US7460865B2 (en) * 2003-06-18 2008-12-02 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Self-configuring communication networks for use with process control systems
JP4737551B2 (ja) * 2006-12-11 2011-08-03 横河電機株式会社 フィールド機器システムと診断方法
US8392626B2 (en) 2008-04-24 2013-03-05 Honeywell International Inc. Programmable channel circuit for coupling signals between field devices and control systems
DE102009055263A1 (de) * 2009-12-23 2011-06-30 Endress + Hauser GmbH + Co. KG, 79689 Verfahren zum Austausch eines an einem Feldbus befindlichen Feldgeräts in einem dezentralen Prozessautomatisierungssystem
JP2011233088A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Hitachi Ltd 保守管理システム
JP5556858B2 (ja) * 2012-06-29 2014-07-23 横河電機株式会社 ネットワーク管理システム
KR101338674B1 (ko) * 2012-08-10 2013-12-19 엘에스산전 주식회사 차동 입력단을 갖는 ｈａｒｔ 아날로그 입력 모듈

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101625670A (zh) * 2009-07-30 2010-01-13 深圳市中联创新自控系统有限公司 一种串行总线设备、串行总线传输系统及方法
CN202257885U (zh) * 2011-10-09 2012-05-30 中国船舶重工集团公司第七一○研究所 基于can总线安防系统的智能节点
CN102591269A (zh) * 2011-12-27 2012-07-18 珠海派诺科技股份有限公司 设备识别方法及主设备模块和从设备模块
CN202615389U (zh) * 2012-04-11 2012-12-19 杭州乐控科技有限公司 一种能够对设备进行地址分配的总线系统
CN103675513A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 中华电信股份有限公司 电器设备识别系统及方法
CN104597800A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 横河电机株式会社 I/o模块
CN104699036A (zh) * 2013-12-05 2015-06-10 横河电机株式会社 现场设备管理装置、设备信息显示方法、计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017037598A (ja) 2017-02-16
US10282270B2 (en) 2019-05-07
JP6304172B2 (ja) 2018-04-04
CN106468912A (zh) 2017-03-01
US20170046239A1 (en) 2017-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10552283B2 (en) Methods and apparatus to communicatively couple field devices to a remote terminal unit
CN106468912B (zh) 诊断方法、id模块及过程控制系统
CN101443634B (zh) 用于测量值传输的装置
US20090018672A1 (en) System and method for monitoring the data traffic on a fieldbus
CN101825900B (zh) 多路模拟输入输出电路的故障诊断装置及故障诊断方法
CN102292683B (zh) 用于控制自动化设备的安全控制装置和方法
CN106066637B (zh) 一种现场设备及其运行方法
US7505847B2 (en) Configurable electronic control system and diagnostic method
EP3005316B1 (en) Device and method for detecting faults in electronic systems
US11774934B2 (en) Facility diagnosis method using facility diagnosis system
US20150120004A1 (en) Signal processing apparatus
EP2942680B1 (en) Process control system and process control method
KR101178186B1 (ko) Ｐｃ 기반 시스템에서 피엘씨 신호 패턴을 이용하여 다수의 설비로 구성된 자동화 라인의 비정상 상태 알람 방법.
CN105408945B (zh) 具有用于传送测量信号的可切换的测量和操作电子设备的测量装置
US9645907B2 (en) I/O module and process control system
US20120053901A1 (en) Microcontroller-Based Diagnostic Module
US7462041B2 (en) Automation system and method for identifying and correcting connection errors
EP2720099A2 (en) Process control system and managing method therefor
KR101748282B1 (ko) 설비 진단 시스템 및 상기 시스템을 이용한 설비 진단 방법
KR20150038785A (ko) 철도차량 부품이력 및 상태진단 관리 분석 시스템
EP2682611A2 (en) Apparatus for commanding and controlling the functions of an actuator
KR100908918B1 (ko) Ｐｌｃ 모듈의 원격 감시 시스템
EP3000663A1 (en) System for acquiring and monitoring electrical and pneumatic signals originating from ventilation devices
RU2264973C2 (ru) Способ контроля прибора безопасности грузоподъемной машины и устройство для его осуществления
CN117991676A (zh) 数字量输入信号诊断装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant