JP2003134261A - フィールド機器及びこのフィールド機器を用いた通信システム - Google Patents
フィールド機器及びこのフィールド機器を用いた通信システムInfo
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Abstract
ともに、コスト削減を実現できるフィールド機器及びこ
のフィールド機器を用いた通信システムを得ることを目
的とする。 【解決手段】(1)フィールド機器固有のアドレスを保
持するアドレス割当部と、前記アドレスの値を利用する
携帯電話通信機能を備えたことを特徴とするフィールド
機器。 (2)フィールド機器に前記フィールド機器固有のアド
レスを保持するアドレス割当部と、前記受信計器に前記
受信計器固有のアドレスを保持するアドレス割当部とを
設け、前記フィールド機器に固有なアドレス及び前記受
信計器に固有なアドレスを用いて相互にデータを送受信
することを特徴とする通信システム。
Description
学等の各種のプラント現場に設置される流量計、圧力
計、温度計等であって各種のプロセス値(物理量)を検
出するフィールド機器に関し、通信機能、無線機能を付
加して機能向上を図るとともに、外部との通信機能の向
上を図るフィールド機器及びこのフィールド機器を用い
た通信システムに関するものである。
ル配線を敷設できないような場所、例えば、マンホール
設備には、水が流れるパイプに無線機能を備えた流量計
が備え付けられている。データ収集時、設備点検時等の
場合、作業者は携帯機器を通信機として操作し、マンホ
ール内の流量計とデータを授受する。
期的に水道使用量、ガス使用量が自動検針装置で読み取
られている。このような自動検針装置も無線機能を備え
ていて、作業者の操作に応じて家屋に備え付けられてい
る使用量測定機器と無線によりデータを授受している。
道、石油化学等、各種の大規模なプラント現場に設置さ
れる、流量計、圧力計、温度計等のフィールド機器は、
まだ無線化がそれほど進んでなく、データ授受のために
入り組んだケーブル敷設が主体である。このため、プラ
ント改修、設備の配置替え等に際し、その対応が煩雑で
あった。
られる無線機能をそのままフィールド機器に付加するこ
とにより、以上のような問題を解決することはできる
が、無線通信の距離にも制限があり、設備自身における
振動、雑音等の影響、作業者が設備を巡回して多数台の
フィールド機器と無線通信してデータを授受しなければ
ならない等の問題があった。
新たに設けるのもコスト高、機器の大型化を招くという
問題があった。
でも簡便にデータ通信を可能とするとともに、コスト削
減を実現できるフィールド機器及びこのフィールド機器
を用いた通信システムを得ることを目的とする。
る本発明は、次の通りである。 (1)プラントに設置されて各種のプロセス値を検出す
るフィールド機器において、当該フィールド機器固有の
アドレスを保持するアドレス割当部と、前記アドレスの
値を利用する携帯電話通信機能を備えたことを特徴とす
るフィールド機器。 (2)前記アドレスはIPv6(Internet Protocol
version 6)に準じたアドレス値であることを特徴と
する(1)記載のフィールド機器。 (3)無線通信手段を備えたことを特徴とする特徴とす
る(1)または(2)記載のフィールド機器。 (4)前記無線通信手段はBluetooth方式を採用するこ
とを特徴とする(3)記載のフィールド機器。 (5)前記フィールド機器の位置を特定するGPS(Gl
obal Positioning System)手段を備えたことを特徴
とする(1)から(4)のいずれかに記載のフィールド
機器。 (6)前記フィールド機器内のデータ、各種のパラメー
タを格納するコンテンツ格納部を備えたことを特徴とす
る(1)から(5)のいずれかに記載のフィールド機
器。 (7)前記携帯電話通信機能または前記無線通信手段を
介してインターネット通信網に接続することを特徴とす
る(1)から(6)のいずれかに記載のフィールド機
器。 (8)前記コンテンツ格納部は、前記インターネット通
信網から保全プログラムをダウンロードして前記フィー
ルド機器の故障検知、異常検知を支援することを特徴と
する(6)または(7)記載のフィールド機器。 (9)プラントに設置されて各種のプロセス値を検出す
るフィールド機器と、前記フィールド機器と伝送線路を
介して前記プロセス値及び電力を送受信する受信計器と
からなる通信システムにおいて、前記フィールド機器に
前記フィールド機器固有のアドレスを保持するアドレス
割当部と、前記受信計器に前記受信計器固有のアドレス
を保持するアドレス割当部とを設け、前記フィールド機
器に固有なアドレス及び前記受信計器に固有なアドレス
を用いて相互にデータを送受信することを特徴とする通
信システム。 (10)前記フィールド機器に固有なアドレス及び前記
受信計器に固有なアドレスは、IPv6(Internet Pr
otocol version 6)に準じたアドレス値であること
を特徴とする(9)記載のフィールド機器。 (11)前記フィールド機器及び前記受信計器に携帯電
話通信機能を設け、前記フィールド機器に固有なアドレ
ス、前記受信計器に固有なアドレス及び前記携帯電話通
信機能を用いて、前記フィールド機器と前記受信計器は
相互にデータ送受信することを特徴とする(9)または
(10)に記載の通信システム。 (12)前記フィールド機器に固有なアドレス、前記受
信計器に固有なアドレス及びインターネット通信網を用
いて、少なくとも前記フィールド機器内のデータまたは
前記受信計器内のデータのいずれかのデータを前記イン
ターネット網に送出することを特徴とする(9)または
(10)に記載の通信システム。 (13)前記フィールド計器と前記受信計器とは、前記
フィールド機器に固有なアドレス、前記受信計器に固有
なアドレス及びインターネット通信網を介して相互にデ
ータを送受信することを特徴とする(9)または(1
0)に記載の通信システム。 (14)前記フィールド機器及び前記受信計器からのデ
ータを収集して前記インターネット網に接続するクライ
アント・コンピュータ・システムに前記データを供給す
るデータ・サーバーを備えたことを特徴とする(9)、
(10)または(12)のいずれかに記載の通信システ
ム。 (15)前記クライアント・コンピュータ・システム上
にて、前記フィールド機器から送信されたデータと、前
記受信計器から送信されたデータとを比較照合表示する
ようにしたことを特徴とする(12)から(14)のい
ずれかに記載の通信システム。 (16)前記フィールド機器または前記受信計器は、前
記携帯電話機能を用いて前記データ・サーバーとデータ
送受信することを特徴とする請求項9または請求項10
に記載の通信システム。
例を説明する。図1は本発明にかかるフィールド機器1
を示す構成ブロック図である。この図において、フィー
ルド機器1は、水等の流体が流れるパイプPに設置さ
れ、流体の流量を計測する流量計とする。流量計でなく
ても、フィールド機器1としては圧力計、温度計等であ
ってもよい。
ンサ部(図示せず)を有し、流量(または、圧力、温度
等)に対応するセンサ信号を得、このセンサ信号は信号
変換器10内の処理回路11にて信号処理される。そし
て、信号処理された信号は、例えば、2線式伝送線Lを
利用する通信方式等により、4−20mAの電流信号と
して遠隔に設置される制御コンピュータ・システムへと
伝送される。
ルド機器1に設定される機器固有のアドレスとして、I
Pv6(Internet Protocol version 6)によるア
ドレスが割り当てられるアドレス割当部12を設置した
ことを主な特徴とする。更に、この信号変換器10内に
携帯電話通信機能13を具備させることにより、公衆電
話回線PNに接続する外部の装置、携帯電話または携帯
端末等の携帯機器TL等へ対する電話通信を可能とす
る。
部Cを設置し、パイプP内の流体の流量値、温度値、圧
力値等のセンサ検出値等のデータ、測定レンジ、ゼロ
点、スパン等の各種のパラメータ値をここに格納してお
くようにする。また、外部から送信されるコンテンツを
ここに格納する。
等の携帯機器TLを利用して、信号変換器10へ対して
電話接続を確立して、データ送信を依頼するようにして
もよい。
して、W−CDMA方式の通信手段を用いてもよいし、
DoPa方式の常時接続の通信手段としてもよい。
台設置されるプラントを巡回する作業者が容易にデータ
を得ることができるように、近距離無線通信機能とし
て、フィールド機器1の信号変換器10内にBluetooth
方式を採用する無線手段14を設置するようにしてもよ
い。
al Positioning System)手段15を設置することに
より、このフィールド機器1の絶対的な位置を特定する
ことができる。
手段14、GPS手段15は、アドレス割当手段(IP
v6)12に付随して備えられる機能である。
機器1の動作を次に説明する。例えば、フィールド機器
1内のセンサ検出信号を携帯機器TLへ送信する場合、
アドレス(IPv6)割当部10及び携帯電話通信機能
13により、公衆電話通信回線網PNを介して携帯機器
TLと接続が確立される。この時の通信方式は、W−C
DMA方式、DoPa方式等、通信方式は問わない。そ
の後、コンテンツ格納部C等に格納されているデータを
送信する。
方式を利用することにより、公衆電話通信回線PNと常
時接続が可能となり、センサ値等のデータ授受を安価に
実現することができる。
ド機器1に対して、内部データを取得したい場合は、ア
ドレス(IPv6)割当部10に対し、電話をかける作
業を行って接続を確立し、コンテンツ格納部C等から所
望のデータを読み出す。この時の通信方式も、W−CD
MA方式、DoPa方式等、通信方式はいずれでもかま
わない。
手段14を利用する場合は、このフィールド機器1(信
号変換器10)に近い位置にあって、通信インターフェ
イスとして携帯端末Fを用いて、データ授受を行うこと
ができる。更に、この携帯端末Fの機能によって、収集
したデータを公衆電話通信回線PNに送信することも可
能である。
Fより、公衆電話通信回線PNを介してインターネット
通信網Nへ接続することも可能である。外部のいずれの
場所からでもインターネットへアクセスする環境を備え
てさえいれば、このフィールド機器1の信号変換器10
へ接続でき、コンテンツ格納部Cの内容を読み出すこと
ができる。
ざまなデータをインターネット通信網N経由で送信する
ことができ、また、逆に、このフィールド機器1に故障
が発生したような場合には、保全プログラムを外部から
ダウンロードして故障検知、異常検知等に利用すること
ができる。
フィールド機器1におけるセンサ値と、位置データとを
組み合わせることができ、例えば、タンクローリー等に
対してパイプPを介して給油動作を行うような場合で
も、タンクローリーとフィールド機器1との間でいつ、
どこで、どの程度の量を積み込んだかというようなデー
タを双方向で把握することができる。
る携帯電話TLまたはインターネット通信網Nに接続さ
れるコンピュータ・システム(図示せず)における表示
画面の例である。
機器(F101,F102)が2台並列に備え付けられ
ている場合である。即ち、2台の各々のフィールド機器
に割り当てられているIPv6アドレスより、ユーザに
よって割り当てられたタグ番号に展開した値F101,
F102がそれぞれのフィールド機器のタグ・アドレス
トして表示される。更に、それぞれのセンサ値(999
99L/M,99999L/M)が数値で表示され、G
PS手段15による2台のフィールド機器の位置情報
1,2が合わせて表示される。更に、それぞれのフィー
ルド機器のセンサ出力値が異常であるような場合には、
それぞれ警報ランプS1,S2が点灯されるように構成
される。尚、表示画面下部にし、年月日、時刻等を表示
させるようにする。
発生したような場合でも、無線通信手段14でバックア
ップするような構成としてもよいし、この無線通信手段
14での通信動作にある一定以上の割合でエラーが発生
するような場合には、自動的にその周波数を異なる周波
数に変更する、または複数の周波数で発信させるように
して通信を維持することにより、信頼性を向上させるこ
とができる。
のようなフィールド機器が多数設置されることになる
が、1台毎に公衆電話通信回線を割り当てるとコストが
高くなるので、1回線のみを採用してPHS回線で多数
台を内線形式で通信接続するような構成であってもよ
い。
線通信手段14を介し、作業者の音声によって、コンテ
ンツ格納部C内のコンテンツ、パラメータを変更する、
または逆に、フィールド機器1側から公衆電話通信回線
PNに接続する外部の装置に対して警告等の音声メッセ
ージを送付することも可能である。
ット(登録商標)、PCMCIA(Personal Computer
Memory Card International Association)方式の
カードのコネクタ、USB(Universal Serial Bus)
に接続可能な機能を付加することにより、多くの手段に
て通信が可能となる。
等のバッテリBが設置されて電源バックアップを行って
いる。また、指示計Dを備え、センサ値の積算、瞬時流
量を指示している。
機器1の概念的なものであったが、図3に、フィールド
機器1の詳しい回路ブロック図及びこのフィールド機器
を用いた通信システムの構成を表わす。
ネット通信網Nを介して、データ・センターとしてのデ
ータ・サーバーDS、監視センターとして機能するクラ
イアント・コンピュータ・システムCLへ取得したデー
タを送受信する通信システムである。
が対象とするフィールド機器1は、この図3に示すよう
に、実際のプロセスにおける流量、圧力、温度等を検出
するセンサSNR、センサSNRで検出した検出値をア
ナログ・ディジタル変換するA/D変換器A/D、A/
D変換器A/Dの出力をメモリMEM内の各種パラメー
タに従って信号演算処理するマイクロプロセッサCP
U、マイクロプロセッサCPUの出力をディジタル・ア
ナログ変換するディジタル・アナログ変換器D/A、2
線式伝送路L1,L2にディジタル・アナログ変換器D
/Aの出力を電流に変換して受信計器Qへ送信する出力
回路OPCを有する。
を介してフィールド機器1側へ電力を供給する電源E、
抵抗等の負荷Rより構成される。
2線式伝送路L1,L2を介してフィールド機器1へ与
えられる一方、センサSNRで検出された信号は、同じ
2線式伝送路L1,L2を介して受信計器Q側へ送信さ
れ、負荷Rの両端の電圧変化がセンサSNRの出力に対
応する。
1内のメモリMEM内部または外部のレジスタ等に固有
のアドレス(IPv6)割当部12を設置し、このフィ
ールド機器1固有のIPv6を設定するとともに、イン
ターネット通信網INに接続するインターフェイスI/
Fを設置する。
サCPUにて算出されたセンサ値は一旦メモリMEMに
格納され、データを加工蓄積するデータ・センターとな
るデータ・サーバーDSとインターネット通信網INを
介して、それぞれのデータ、コンテンツを相互に送受信
することができる。
とも1台以上の監視センターであるクライアント・コン
ピュータCLがインターネット通信網Nに接続され、ク
ライアント・コンピュータCLは、データ・サーバーD
Sとの間でデータ、コンテンツの送受信を行う。
は、アナログ・ディジタル変換器等を含む信号処理回路
Z、マイクロプロセッサCPUが設置される。このマイ
クロプロセッサCPUは、メモリMEM内の各種パラメ
ータに従って信号演算処理する。更に、メモリMEMの
内部または外部のレジスタ等にアドレス(IPv6)割
当部ppを設置し、この受信計器Q固有のアドレスIP
v6を設定するとともに、インターネット通信網Nに接
続するインターフェイスI/Fを設置する。
Qとデータ・サーバーDSとの間でインターネット網I
Nを介して、データ、コンテンツを送受信することがで
きる。このため、データ・サーバーDSまたはクライア
ント・コンピュータである監視センターCLの表示画面
等にあって、フィールド計器1内にて検出されるセンサ
値と、受信計器Q内で信号処理されるセンサ値とを表示
することにより、この二つの機器にて処理されている同
じデータの照合チェック、またはデータのバックアップ
を図ることができ、フィールド機器1、受信計器Q双方
の機器の正常/異常をも判定することかできる。
ド機器1及び受信計器Q内のインターフェイスI/Fに
データ送受信機能を付加することにより、インターネッ
ト網INを介してフィールド機器1と受信計器Qとの間
でセンサ値、各種パラメータの送受信を行うことができ
るようになる。従って、2線式伝送路L1,L2に断
線、異常が発生した場合でも、フィールド機器1から受
信計器Qへセンサ値をインターネット網Nを介して通信
することができ、バックアップの機能を実現できる。
とデータ・サーバーDSとの間のデータ通信は、インタ
ーネット網Nを介して行ったが、図1の例で説明したよ
うに、IPv6アドレスを利用した携帯電話通信方式、
無線通信方式であってもよい。
間のデータ通信は、インターネット網Nを介して行った
が、図1の例で説明したように、IPv6アドレスを利
用した携帯電話通信方式、無線通信方式であってもよ
い。
長距離でも簡便にデータ通信を可能とするとともに、コ
スト削減を実現できるフィールド機器を得ることがで
き、具体的には、次のような効果がある。
ドレス、例えばIPv6等が割り当てられて携帯電話通
信機能、種々の無線通信手段を必要に応じて設置するの
で、W−CDMA方式、DoPa方式等の公衆電話通信
回線に携帯電話、携帯端末等で必要に応じて間欠的な接
続、常時接続を可能とするとともにインターネット接続
を可能とし、データ送受信の領域を拡大できる。
手段を備えるので、当該フィールド機器の位置及びその
設置位置でのデータとの照合を実現でき、例えば、複数
の給油基地にあって、1台のタンクローリがどの給油基
地でどのくらいの量の給油をしたか把握することができ
る。
定以上の割合でエラーが発生するような場合には、自動
的にその周波数を異なる周波数に変更する、または複数
の周波数で発信させるようにすることにより、通信の信
頼性を向上させることができる。
数設置する場合、1台毎に公衆電話通信回線を割り当て
るとコストが高くなるが、1回線のみを採用してPHS
回線で多数台を内線形式で通信接続するような構成とす
れば、コスト削減となる。
ので、作業者の音声によって、コンテンツ格納部のコン
テンツ、パラメータを変更する、または、フィールド機
器側から公衆電話通信回線に接続する外部の装置に対し
て警告等の音声メッセージを送付することも可能であ
り、警告、警報等を直ちに、容易に把握できる。
rnet(登録商標)、PCMCIA(Personal Comp
uter Memory Card International Association)方
式のカードのコネクタ、USB(Universal Serial B
us)に接続可能な機能を付加することにより、多くの手
段にて通信が可能となり、フィールド機器自身の性能を
向上させることができる。
器Qとデータ・サーバーDSとの間でインターネット網
Nを介して、データ、コンテンツを送受信することがで
きるため、フィールド計器にて検出されるセンサ値と、
受信計器で信号処理されるセンサ値とを照合チェック、
またはデータのバックアップを図ることができ、機器の
正常/異常を判定することができる。
ド機器と受信計器との間でセンサ値、各種パラメータの
送受信を行うことができるため、2線式伝送路L1,L
2に断線、異常が発生した場合でも、フィールド機器か
ら受信計器へセンサ値をインターネット網Nを介して通
信することができる。
DSとの間のデータ通信、フィールド機器1と受信計器
Qとの間のデータ通信は、IPv6アドレスを利用した
携帯電話通信方式、無線通信方式であってもよく、配線
敷設の手間を省くことができる。
わす図である。
表示画面を表わす図である。
ステムの例を表わす図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 プラントに設置されて各種のプロセス値
を検出するフィールド機器において、当該フィールド機
器固有のアドレスを保持するアドレス割当部と、前記ア
ドレスの値を利用する携帯電話通信機能を備えたことを
特徴とするフィールド機器。 - 【請求項2】 前記アドレスはIPv6(Internet Pr
otocol version6)に準じたアドレス値であることを
特徴とする請求項1記載のフィールド機器。 - 【請求項3】 無線通信手段を備えたことを特徴とする
特徴とする請求項1または請求項2記載のフィールド機
器。 - 【請求項4】 前記無線通信手段はBluetooth方式を採
用することを特徴とする請求項3記載のフィールド機
器。 - 【請求項5】 前記フィールド機器の位置を特定するG
PS(Global Positioning System)手段を備えたこ
とを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載
のフィールド機器。 - 【請求項6】 前記フィールド機器内のデータ、各種の
パラメータを格納するコンテンツ格納部を備えたことを
特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のフ
ィールド機器。 - 【請求項7】 前記携帯電話通信機能または前記無線通
信手段を介してインターネット通信網に接続することを
特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のフ
ィールド機器。 - 【請求項8】 前記コンテンツ格納部は、前記インター
ネット通信網から保全プログラムをダウンロードして前
記フィールド機器の故障検知、異常検知を支援すること
を特徴とする請求項6または請求項7記載のフィールド
機器。 - 【請求項9】 プラントに設置されて各種のプロセス値
を検出するフィールド機器と、前記フィールド機器と伝
送線路を介して前記プロセス値及び電力を送受信する受
信計器とからなる通信システムにおいて、前記フィール
ド機器に前記フィールド機器固有のアドレスを保持する
アドレス割当部と、前記受信計器に前記受信計器固有の
アドレスを保持するアドレス割当部とを設け、前記フィ
ールド機器に固有なアドレス及び前記受信計器に固有な
アドレスを用いて相互にデータを送受信することを特徴
とする通信システム。 - 【請求項10】 前記フィールド機器に固有なアドレス
及び前記受信計器に固有なアドレスは、IPv6(Inte
rnet Protocol version 6)に準じたアドレス値で
あることを特徴とする請求項9記載のフィールド機器。 - 【請求項11】 前記フィールド機器及び前記受信計器
に携帯電話通信機能を設け、前記フィールド機器に固有
なアドレス、前記受信計器に固有なアドレス及び前記携
帯電話通信機能を用いて、前記フィールド機器と前記受
信計器は相互にデータ送受信することを特徴とする請求
項9または請求項10に記載の通信システム。 - 【請求項12】 前記フィールド機器に固有なアドレ
ス、前記受信計器に固有なアドレス及びインターネット
通信網を用いて、少なくとも前記フィールド機器内のデ
ータまたは前記受信計器内のデータのいずれかのデータ
を前記インターネット網に送出することを特徴とする請
求項9または請求項10に記載の通信システム。 - 【請求項13】 前記フィールド計器と前記受信計器と
は、前記フィールド機器に固有なアドレス、前記受信計
器に固有なアドレス及びインターネット通信網を介して
相互にデータを送受信することを特徴とする請求項9ま
たは請求項10に記載の通信システム。 - 【請求項14】 前記フィールド機器及び前記受信計器
からのデータを収集して前記インターネット網に接続す
るクライアント・コンピュータ・システムに前記データ
を供給するデータ・サーバーを備えたことを特徴とする
請求項9、請求項10または請求項12のいずれかに記
載の通信システム。 - 【請求項15】 前記クライアント・コンピュータ・シ
ステム上にて、前記フィールド機器から送信されたデー
タと、前記受信計器から送信されたデータとを比較照合
表示するようにしたことを特徴とする請求項12から請
求項14のいずれかに記載の通信システム。 - 【請求項16】 前記フィールド機器または前記受信計
器は、前記携帯電話機能を用いて前記データ・サーバー
とデータ送受信することを特徴とする請求項9または請
求項10に記載の通信システム。
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