JP2004522214A - エンドユーザーのための測定値提供方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、エンドユーザーのための測定値提供方法に関している。ここではプロセス変量の測定値がセンサを用いて検出され、プロセス管理システムに伝送される。伝送過程の数がカウントされ、エンドユーザーのためのコストが伝送過程の数に依存して計算される。本発明の大きな利点は、エンドユーザーがもはやセンサ自体に対するコストを支払わなくて済み、本当に必要とする測定値に対してだけ課金されることである。

Description

【０００１】
本発明は、エンドユーザーのための測定値提供方法に関する。
【０００２】
プロセスの自動化においては、工場設備におけるプロセス経過を閉ループ制御ないしは開ループ制御する多種多様なフィールド機器が用いられている。このような領域毎の機器の例としては、液体容器中の充填レベルを検出する充填レベルセンサ、管路内の液体または気体の圧力を検出する圧力計、管路区間内の液体の質量流量を検出する質量流量計、管路区間内の流量を制御する制御バルブなどが挙げられる。これらのフィールド機器は実質的には２つのグループに分けることができる。詳細には、充填レベルや圧力、質量流量、温度などのプロセス変量を検出するセンサ類のグループと、管路区間内のプロセス変量（例えば流量）を制御するアクチュエータ類のグループである。このアクチュエータの一例にはバルブが挙げられる。通常は、これらのフィールド機器は、工場施設内で全てのプロセス経過を制御しているプロセス管理システムとデータ接続線路を介して接続されている。
【０００３】
このデータ線路上でのデータの伝送は、公知の標準規格（Ｈａｒｔ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ、Ｆｉｅｌｄｂａｓなど）に従って行われる。これらのデータ接続線路を介して、センサから供給された測定値がプロセス管理システムに転送され、そこで処理される。プロセス管理システムからの制御命令も同じようにこれらのデータ接続線路を介して相応するアクチュエータに伝送され、その命令に応じてそれぞれのアクチュエータが反応して例えばバルブの開閉を実行する。
【０００４】
これらのフィールド機器は、所望のプロセスコンポーネントを使用しているエンドユーザーに向けて販売される。
【０００５】
これらのプロセスコンポーネントは、１つの工場施設内で空間的に統合されているだけではなく、場合によっては分散配置されていることもある。そのためフィールド機器とプロセス管理システムとの直接のつながりが例えばデータバスシステムなどを介して複雑になりかねない。この種のプロセスコンポーネントの例としては、分散配置された燃料タンクや、酸性雨による森林被害をくい止めるために、森林領域で広範囲な散布のために設置された石灰タンクなどが挙げられる。
【０００６】
このような場合ではプロセス管理システムとのデータ伝送は無線で行われている。
【０００７】
エンドユーザーにとって本来必要とする値は、プロセス管理システムにおいて工場設備を制御するのに必要な値を供給するセンサが供給した測定値のみである。
【０００８】
そしてこれらの測定値がどのようにして得られるのかについては、エンドユーザーにとってはどうでもよい。つまりエンドユーザーにとっては、信頼性の高い測定値が自身に得られるかどうかがとても重要なことである。
【０００９】
今日ではエンドユーザーは本来必要とする測定値にはではなく、センサに対してコストを払っている。
【００１０】
欠陥のあるセンサは測定値を供給できず、故にエンドユーザーには不要のものであるし、エンドユーザーもこのような測定値を供給できないセンサには費用を費やしたくない。
【００１１】
一部のエンドユーザーは比較的短い時間間隔で測定値を必要とし、また別のエンドユーザーは比較的まれにしか測定値を必要としないケースもある。しかしながらこれらの２つのパターンのエンドユーザーは、それぞれ異なった頻度で計器を使用するにもかかわらず、センサに対しては同じ金額のコストを支払わなければならない。
【００１２】
そこで本発明の課題は、前述したような欠点を解消し、特にエンドユーザー毎にコスト的に有利な測定値の提供を可能にする、エンドユーザーのための測定値提供方法を提供することにある。
【００１３】
この課題は以下に述べる方法ステップによって解決される。すなわち、
１． センサを用いてプロセス変量の測定値を検出するステップ、
２． 前記測定値をプロセス管理システムに伝送するステップ、
３． 伝送過程の数をカウントするステップ、
４． 伝送過程の数に依存してエンドユーザーに対するコストを計算するステップ。
【００１４】
本発明の大きな利点は、エンドユーザーがもはやセンサ自体に対するコストを支払わなくて済み、自身が本当に必要とする測定値に対してだけの費用を支払うだけでよくなることである。
【００１５】
本発明の別の有利な実施例は従属請求項に記載されている。
【００１６】
センサとプロセス管理システムの間のデータ伝送は、有線で例えばデータバスシステムを介して行われてもよいし、無線で行われてもよい。
【００１７】
伝送過程の数の記憶はセンサ内で行われてもよいし、プロセス管理システム内で行ってもよい。
【００１８】
本発明の有利な実施例によれば、測定値がインターネットを介してフィールド機器メーカーに送信され、データベース内に記憶される。エンドユーザーも測定値を必要とする時には同じようにインターネットを介してこのデータベースにアクセスすることができる。この実施例ではデータベースへのアクセスの数がカウントされる。
【００１９】
本発明の別の有利な実施例によれば、測定値が無線、例えばＧＳＭを介してプロバイダーに送信され、このプロバイダーはフィールド機器のメーカーとつながっている。この場合でも測定値がフィールド機器メーカーのデータベース内に蓄積され、エンドユーザーも相応の問合せによってそれらを入手することができる。
【００２０】
以下の明細書では図面に示されている有利な実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。これらの図面中、
図１には、データバスを介してプロセス管理システムに接続されている多数のセンサを有したデータバスシステムが概略的に示されており、
図２は、センサのブロック回路図である。
【００２１】
実施例
図１に示されているデータバスシステムＤＢＳは、複数のデータバス加入者を含んでおり、詳細にはプロセス管理システムＰＬＳ、複数のセンサＳおよび複数のアクチュエータＡ、並びに測定値表示ユニットＭＡを含んでいる。これらは、
それぞれデータバス線路ＤＢＬを介して相互に接続されている。プロセス管理システムＰＬＳは、通常は制御室に設けられており、そこから全てのプロセス制御を行っている。種々のセンサＳとアクチュエータＡは、それぞれの“フィールド内で”個々のプロセスコンポーネント（タンク、充填装置、パイプラインなど）のもとに設置されており、故にこれらをフィールド機器と称している。センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、所定のプロセスコンポーネントにおけるプロセス変量、例えば温度Ｔ，圧力Ｄ，流量Ｆなどを検出している。アクチュエータＡ１，Ａ２は、例えば管路を通流する流体または気体の流量を制御するバルブ制御機構である。プロセス管理システムＰＬＳとセンサＳとアクチュエータＡの間のデータ通信は、国際標準の伝送技法（例えばＲＳ４８５やＩＥＣ１１５８）に従って特定のプロトコル（例えば“Ｐｒｏｆｉｂｕｓ”や“Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ”など）を用いて公知方式で行われる。
【００２２】
以下ではデータ通信の機能形態をセンサＳ１に基づいて詳細に説明する（図２）。センサＳ１を用いてプロセス変量、例えば図には示されていない流体の温度Ｔが測定値ピックアップＭＷＡを用いて検出され、この測定信号がアナログ／ディジタル変換器Ａ／Ｄにおいて測定値としてディジタル化される。測定値ピックアップＭＷＡとアナログ／ディジタル変換器Ａ／Ｄは、データ線路ＤＬ５′を介して相互に接続されている。測定値は、アナログ／ディジタル変換器Ａ／Ｄからデータ線路ＤＬ４′を介して計算ユニットＲＥに転送され、そこに記憶される。この計算ユニットＲＥは、周期的に、またはプロセス管理システムＰＬＳによる要求に応じて測定値をデータ線路ＤＬ３′を介して通信ユニットＫＥに供給し、この通信ユニットＫＥは、測定値をテレグラムに変換してそれをデータ線路ＤＬ２′とフィールドバスインターフェースＦＢＳ２を介してデータバス線路ＤＢＬに供給する。
【００２３】
フィールドバスインターフェースＦＢＳ２は、使用される伝送技法に応じて全ての送受信機能をサポートする。テレグラムにはディジタル化された測定値の他に送信機と受信機に対する情報をデータバスアドレスＤＡの形態で含んでいる。このデータバスアドレスは各データバス加入者を一義的に表わすものである。当該のケースでは、テレグラムには温度センサＳ１のデータバスアドレスと所望の受信器のデータバスアドレスが含まれている。センサＳ１からの測定値がプロセス管理システムＰＬＳに伝送されるべき場合には、受信器アドレスとしてプロセス管理システムＰＬＳのデータバスアドレスが選択されなければならない。プロセス管理システムＰＬＳがテレグラムを温度センサＳ１に送信するならば、温度センサＳ１のデータバスアドレスは受信側アドレスとなり、プロセス管理システムＰＬＳのデータバスアドレスは送信側アドレスとなる。データバスシステムＤＢＳは、例えばマスター／スレーブ方式に従って動作し得る。すなわちプロセス管理システムＰＬＳは、呼出しテレグラムを介して特定のセンサ、例えばセンサＳ１を要求し、その測定値をデータバス線路ＤＢＬ上で供給する。センサＳ１は、測定値を含んでいる相応の応答テレグラムで応答する。この要求は、大抵は所定の時間間隔で周期的に行われる。その他の方式に従って動作するデータバスシステムでは、センサＳがその測定値自体を所期の時間間隔で（周期的に）データバス線路ＤＢＬに供給する。計算ユニットＲＥでは測定の伝送の数ＡＺがカウントされ、該計算ユニット内に集積されているデータメモリに記憶される。この測定値の伝送の数ＡＺは、代替的にプロセス管理システムＰＬＳでカウントされて相応のデータメモリに記憶されてもよい。しかしながらいずれのケースにおいても測定の伝送の数ＡＺの操作は除かれなければならない。
【００２４】
以下では本発明による方法を詳細に説明する。
【００２５】
第１の方法ステップではプロセス変量の測定値、例えば温度や圧力または流量がそれぞれのセンサ、例えばＳ１，Ｓ２，Ｓ３を用いて検出される。
【００２６】
第２の方法ステップでは、測定値のプロセス管理システムＰＬＳへの伝送が行われる。この伝送は、プロセス管理システムＰＬＳからの要求に基づいて行われてもよいし、または周期的にセンサＳによって行われてもよい。
【００２７】
第３の方法ステップでは、伝送過程の数ＡＺがカウントされる。第４の方法ステップではエンドユーザーに対するコストが、伝送過程の数ＡＺに依存して計算される。
【００２８】
この方法を用いれば、センサＳの使用を課金することができる。エンドユーザーは、もはやセンサＳに支払うのではなくセンサＳによって引き出された測定値の数ＡＺに支払いを行う。フィールド機器メーカーはエンドユーザーに低コストな形態で測定値を提供する。
【００２９】
この本発明による方法は、有線によるデータバスシステムに限られるものではなく、無線伝送のもとでも十分活用できる。その場合測定値は、無線を介してプロセス管理システムに送信される。この無線伝送は、プロセス管理システムへの有線接続が役立たなくなる位に広範囲に分散されたプロセスコンポーネントのもとで有利となる。そのようなプロセスコンポーネントに対する例には、燃料タンクや、酸性雨による森林被害の歯止めに使われる石灰用タンクなどが挙げられる。無線伝送のもとでは無線を介してプロセス管理システムに伝送される測定値の数ＡＺがカウントされる。
【００３０】
将来的には、これらの測定値がインターネットを介してセンサからプロセス管理システムにそしてエンドユーザーのもとに伝送される。この場合には、簡単な方式で伝送過程の改竄保護されたカウントが行われる。その場合に測定値はセンサからエンドユーザーのプロセス管理システムに直接送信されるのではなく、フィールド機器メーカーを介して行われる。これに対してフィールド機器メーカーは、データソースを準備しそれにエンドユーザーがアクセスする。まずはセンサがインターネットを介してフィールド機器メーカーに測定値を伝送し、機器メーカー側でこれらの測定値がデータベースに記憶される。エンドユーザーが測定値を必要とする場合には、ユーザーはそれをインターネットを介してデータベースから呼出す。
【００３１】
本発明の代替的な実施例によれば、測定値が無線によって、例えばＧＳＭを介してフィールド機器メーカーに送信される。この場合は測定値がフィールド機器メーカーのデータベース内に記憶され、エンドユーザーによって相応の問合せ、例えばインターネットを介して入手される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
データバスを介してプロセス管理システムに接続されている多数のセンサを有したデータバスシステムを概略的に示した図である。
【図２】
センサのブロック回路図である。

Claims (7)

1. エンドユーザーのための測定値提供方法において、
   センサ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を用いてプロセス変量の測定値を検出するステップと、
   前記測定値をプロセス管理システム（ＰＬＳ）に伝送するステップと、
   伝送過程の数（Ａ）をカウントするステップと、
   伝送過程の数（Ａ）に依存してエンドユーザーに対するコストを計算するステップとを有していることを特徴とする方法。
2. 前記センサ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）とプロセス管理システム（ＰＬＳ）の間のデータ伝送が有線、例えばデータバスシステム（ＤＢＳ）を介して行われる、請求項１記載の方法。
3. 前記センサ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）とプロセス管理システム（ＰＬＳ）の間のデータ伝送が無線によって行われる、請求項１記載の方法。
4. 前記伝送過程の数（Ａ）は、センサ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）に記憶される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. 前記伝送過程のの数（Ａ）は、プロセス管理システム（ＰＬＳ）に記憶される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
6. 前記測定値は、インターネットを介してセンサ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）からフィールド機器メーカーのデータベースに伝送され、該データベースにはエンドユーザーがインターネットを介してアクセスし、該データベースに対するエンドユーザーのデータベースアクセスの数がカウントされる、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. 前記測定値は、無線（例えばＧＳＭ）を介してセンサ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）からフィールド機器メーカーのデータベースに伝送され、該データベースにはエンドユーザーがインターネットを介してアクセスを実行し、該データベースへのエンドユーザーのデータアクセスの数がカウントされる、請求項１から６いずれか１項記載の方法。