JP2008146362A - Field equipment system and diagnostic method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィールド機器システムの異常診断に関し、特に伝送線路の開放、短絡などの異常に対し、フィールド機器システムの通信などの信頼性を向上させるフィールド機器システムおよびその方法に関するものである。 The present invention relates to an abnormality diagnosis for a field device system, and more particularly to a field device system and method for improving reliability of communication of a field device system with respect to an abnormality such as an open / short circuit of a transmission line.
例えば、プラント計装において、ホスト装置とフィールド機器が伝送線路で接続され、各装置や機器の間で通信を行うシステムが使用されることがある。このようなシステムは、不注意などによって伝送線路の開放、短絡などが起こって通信障害が発生し、ホスト装置がフィールド機器の計測値を取得することができず、システムの信頼性の低下をひき起こすことがある。 For example, in plant instrumentation, a system in which a host device and a field device are connected by a transmission line and communication is performed between the devices and devices may be used. In such a system, the transmission line is opened or short-circuited due to carelessness and a communication failure occurs, and the host device cannot obtain the measured values of the field device, thereby reducing the reliability of the system. It may happen.
図10に、従来の一般的なフィールド機器システムの構成を示す。なお、フィールド機器システムの通信規格には、ファウンデーションフィールドバス(FOUNDATION FIELDBUS)、プロフィバス(PROFIBUS)、ハート(HART)などがある。 FIG. 10 shows a configuration of a conventional general field device system. The field equipment system communication standards include Foundation Fieldbus (FOUNDATION FIELDBUS), Profibus (PROFIBUS), Heart (HART), and the like.
伝送線路1,2には、共通の直流電源3が接続され、その両端部には一対のターミネータ4,5が接続され、この伝送線路を介して通信を行うホスト装置6が接続されている。
A common
さらに、伝送線路1,2から分岐した伝送線路には、リンキングデバイス44、49が接続され、リンキングデバイス44には伝送線路を介して、フィールド機器である差圧伝送器45、温度伝送器46、渦流量計47が接続されている。同様に、リンキングデバイス49には伝送線路を介して、差圧伝送器50、温度伝送器51、渦流量計52が接続されている。フィールド機器は、他に電磁流量計、コリオリ質量流量計、超音波流量計、レベル計などがある。
Further, linking
同様のフィールド機器システムは、特許文献1の図1に記載されており、その動作を説明する(特許文献1参照)。
A similar field device system is described in FIG. 1 of
伝送線路が、不注意に切断されて開放状態になったり、周囲環境の影響で絶縁劣化を起こし、短絡状態になったりすることがある。 The transmission line may be inadvertently cut and opened, or the insulation may deteriorate due to the influence of the surrounding environment, resulting in a short circuit.
このような伝送線路の異常が起こったとき、通信障害が発生しうるが、特許文献1では、通信障害の原因である伝送線路の開放、短絡などの異常を検出、診断し、異常の種類をユーザーに報告するための配線不良検出部および配線不良診断マネージャー(図示しない)を備える。
When such a transmission line abnormality occurs, a communication failure may occur. However,
前記配線不良検出部は、オーム計、電圧計、雑音計などを備え(特許文献1 図3参照)、一対の伝送線路間の抵抗、直流電圧や伝送線路上の雑音レベルなどを測定し、これらの測定値を前記配線不良診断マネージャーに送信する。前記配線不良診断マネージャーは、前記測定値を所定の閾値と比較し、閾値よりも大きいまたは小さいときには、伝送線路の異常と判断して、ユーザーに異常の種類を報告する(特許文献1 図4A、図4B、図5参照)。
The wiring defect detection unit includes an ohm meter, a voltmeter, a noise meter, etc. (see FIG. 3 of Patent Document 1), measures resistance between a pair of transmission lines, DC voltage, noise level on the transmission line, and the like. Are sent to the wiring failure diagnosis manager. The wiring failure diagnosis manager compares the measured value with a predetermined threshold value, and when it is larger or smaller than the threshold value, determines that the transmission line is abnormal, and reports the type of abnormality to the user (
前記配線不良検出部および配線不良診断マネージャーは、リンキングデバイス44に備えられている。ユーザーは、前記報告によって特定のセグメント48での伝送線路異常の発生と、その異常の種類を知ることができるため、他のセグメント53の伝送線路を調査することなく、異常の原因を取り除き、通信障害を解決できる。
The wiring failure detection unit and the wiring failure diagnosis manager are provided in the linking
しかし、前記配線不良検出部および配線不良診断マネージャーの動作では、ユーザーは、伝送線路の異常をその発生後に知ることになるため、異常の発生を事前に予測し、通信障害の発生を防止して、フィールド機器システム54の計測、通信、制御などの信頼性を向上させることが困難な場合がある。 However, in the operation of the wiring defect detection unit and the wiring defect diagnosis manager, since the user knows the abnormality of the transmission line after the occurrence, the occurrence of the abnormality is predicted in advance to prevent the occurrence of the communication failure. In some cases, it is difficult to improve the reliability of measurement, communication, control, and the like of the field device system 54.
また、差圧伝送器45などのフィールド機器、ホスト装置6などが、故障や機能不全を起こすことによって、通信障害が発生することがある。例えば、伝送線路に直接接続されていないフィールド機器内部の通信回路の部品(図示しない)が性能劣化し、通信障害を起こしているとき、一対の伝送線路間の抵抗、直流電圧や伝送線路上の雑音レベルなどは、閾値を超えないことがある。このとき、前記配線不良検出部および配線不良診断マネージャーは、伝送線路の異常をユーザーに報告することができず、ユーザーは通信障害の原因を知ることができないため、原因の調査に多大な工数を必要とすることがある。
In addition, a communication failure may occur when a field device such as the
さらに、例えば伝送線路に接続されている差圧伝送器45などのフィールド機器の端子部(図示しない)において、不注意に伝送線路が短絡されることがある。このとき、前記配線不良検出部および配線不良診断マネージャーは、伝送線路の異常をユーザーに報告しても、ユーザーが前記短絡を取り除かなければ、通信障害が継続し、フィールド機器システム54の通信機能を回復させることができない。
Further, for example, the transmission line may be inadvertently short-circuited at a terminal portion (not shown) of a field device such as the
本発明の目的は、フィールド機器システムの異常診断に関し、特に伝送線路の開放、短絡などの異常の発生を事前に予測し、通信障害の発生を防止して、フィールド機器システムの計測、通信、制御などの信頼性を向上させるフィールド機器システムおよびその方法を提供することである。 The object of the present invention relates to an abnormality diagnosis of a field device system, and in particular, an occurrence of an abnormality such as an open or short of a transmission line is predicted in advance and a communication failure is prevented, thereby measuring, communicating, and controlling a field device system. It is an object of the present invention to provide a field device system and a method for improving the reliability.
このような目的を達成するために、請求項1の発明は、
伝送線路の異常を検出する診断モジュールを備えるフィールド機器システムにおいて、
前記診断モジュールは、
前記伝送線路の電気特性を測定する少なくとも一つの測定部と、
前記測定部の初期測定値に基づいて閾値を演算する閾値演算部と、
前記測定部の測定値と前記閾値とを比較する比較部と、
前記比較部の出力に基づいて警報を出力する警報出力部と、
前記測定部の測定値を時間情報とともに記憶する記憶部と、
外部装置との間で通信する通信部を備えた、
ことを特徴とする。
In order to achieve such an object, the invention of
In a field device system including a diagnostic module for detecting an abnormality in a transmission line,
The diagnostic module includes:
At least one measurement unit for measuring electrical characteristics of the transmission line;
A threshold value calculation unit for calculating a threshold value based on an initial measurement value of the measurement unit;
A comparison unit for comparing the measurement value of the measurement unit with the threshold value;
An alarm output unit that outputs an alarm based on the output of the comparison unit;
A storage unit for storing the measurement value of the measurement unit together with time information;
With a communication unit that communicates with external devices,
It is characterized by that.
請求項2の発明は、請求項1記載の発明において、
前記診断モジュールは、
さらに前記記憶部に記憶された過去の測定値と時間情報に基づいて、現在の測定値が所定の時間を経過した時に前記閾値に到達することを予測する予測部を備えた、
ことを特徴とする。
The invention of
The diagnostic module includes:
Furthermore, based on past measurement values and time information stored in the storage unit, the prediction unit predicts that the current measurement value reaches the threshold when a predetermined time has passed,
It is characterized by that.
請求項3の発明は、請求項1または2のいずれかに記載の発明において、
前記診断モジュールは、
さらにフィールド機器の通信誤りの回数または割合を演算する通信解析部を備えた、
ことを特徴とする。
The invention according to
The diagnostic module includes:
In addition, it has a communication analysis unit that calculates the number or rate of communication errors in field devices.
It is characterized by that.
請求項4の発明は、請求項1から3のいずれかに記載の発明において、
前記診断モジュールは、
フィールド機器の一つが接続されている伝送線路に接続され、
さらに前記警報出力に基づいて前記伝送線路を接続または切断する開閉部を備えた、
ことを特徴とする。
The invention of claim 4 is the invention according to any one of
The diagnostic module includes:
Connected to the transmission line to which one of the field devices is connected,
Furthermore, provided with an opening and closing unit for connecting or disconnecting the transmission line based on the alarm output,
It is characterized by that.
請求項5の発明は、
フィールド機器システムを構成する伝送線路の異常を検出する診断方法において、
測定部により前記伝送線路の電気特性を測定するステップと、
前記測定部の初期測定値に基づいて閾値を演算するステップと、
前記測定部の測定値と前記閾値とを比較するステップと、
前記比較された結果に基づいて警報を出力するステップと、
前記測定部の測定値を時間情報とともに記憶するステップと、
外部装置との間で通信するステップを備えた、
ことを特徴とする。
The invention of
In a diagnostic method for detecting an abnormality in a transmission line constituting a field device system,
Measuring electrical characteristics of the transmission line by a measurement unit;
Calculating a threshold based on an initial measurement value of the measurement unit;
Comparing the measurement value of the measurement unit with the threshold value;
Outputting an alarm based on the compared results;
Storing the measurement value of the measurement unit together with time information;
Comprising the step of communicating with an external device,
It is characterized by that.
請求項6の発明は、請求項5記載の発明において、
前記診断方法は、
さらに前記記憶された過去の測定値と時間情報に基づいて、現在の測定値が所定の時間を経過した時に前記閾値に到達することを予測するステップを備えた、
ことを特徴とする。
The invention of
The diagnostic method includes:
Furthermore, based on the stored past measurement value and time information, the step of predicting that the current measurement value reaches the threshold when a predetermined time has passed,
It is characterized by that.
請求項7の発明は、請求項5または6のいずれかに記載の発明において、
前記診断方法は、
さらにフィールド機器の通信誤りの回数または割合を演算するステップを備えた、
ことを特徴とする。
The invention of claim 7 is the invention according to
The diagnostic method includes:
Furthermore, a step of calculating the number or rate of communication errors of the field device is provided.
It is characterized by that.
本発明によれば、フィールド機器システムの異常診断に関し、特に伝送線路の開放、短絡などの異常の発生を事前に予測し、通信障害の発生を防止して、フィールド機器システムの計測、通信、制御などの信頼性を向上させるフィールド機器システムおよびその方法を実現できる。 According to the present invention, field device system abnormality diagnosis, in particular, occurrence of abnormalities such as transmission line opening and short-circuiting is predicted in advance, and communication failure is prevented from occurring, and field device system measurement, communication, and control are performed. Thus, it is possible to realize a field device system and method for improving reliability.
[第1の実施例]
図1、図2を用いて、第1の実施例を説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示したフィールド機器システム22であり、図10と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図2は、診断モジュール20のブロック図である。
[First embodiment]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a field device system 22 showing a first embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. FIG. 2 is a block diagram of the
図1において、診断モジュール20は、直流電源3と複数のフィールド機器9,10,11の間にある伝送線路1,21,2に接続する。
In FIG. 1, a
詳しくは、診断モジュール20の端子Aは伝送線路1に接続され、端子Bは伝送線路21に接続され、端子Cは伝送線路2に接続されている。伝送線路21,2にはターミネータ5が接続され、伝送線路21,2から分岐した伝送線路7,8にはフィールド機器の一つである差圧伝送器9が接続されている。同様に、温度伝送器10と渦流量計11が、伝送線路21,2から分岐した伝送線路に接続されている。
Specifically, the terminal A of the
図2において、診断モジュール20は、電源生成部24、測定部25、選択部33、閾値演算部26、比較部27、警報出力部28、制御部29、通信部34、時間タイマー35、記憶部36から構成されている。
2, the
電源生成部24は、端子AとCに接続されており、直流電源3の出力電圧から内部電源電圧S4を生成し、測定部25などの各部に供給している。
The power
測定部25は、端子A、B、Cや通信部34の出力などに接続され、電圧計30、電流計31、雑音計32などの伝送線路1,21,2の電気特性を測定する計器から構成されており、抵抗計、容量計、オシロスコープ(図示しない)なども含まれる。
The measuring unit 25 is connected to terminals A, B, C, the output of the
電圧計30は、伝送線路1,2間の直流電圧を、端子A、Cを介して測定し、また通信部34の出力の通信波形のピークツーピーク電圧を測定する。電流計31は、端子A、B間に接続され、差圧伝送器9などに流れる電流を含む伝送線路1,21,2に流れる伝送線路電流を測定する。雑音計32は、伝送線路1上の雑音レベルを測定する。抵抗計および容量計は、伝送線路1,2間の抵抗および容量を測定し、オシロスコープは、伝送線路1,2間の電圧波形や通信部34の出力の通信波形などを測定する。
The
選択部33は、測定部25を構成する電圧計30などの出力に接続され、制御部29から出力される切替信号に基づいて、電圧計30などで測定された測定値のうちの一つを選択し、出力する。なお、制御部29は、マイクロプロセッサ(図示しない)をコンピュータプログラム(図示しない)に基づき、図6のフローチャートの動作をさせることによっても、実現できる。
The
閾値演算部26は、選択部33で選択された初期測定値S1に基づいて、閾値S3を演算し、出力する。比較部27は、閾値S3と選択部33で選択された測定値S2を比較する。警報出力部28は、比較部27の出力に基づいて警報を出力する。警報出力部28の出力は、ブザーやランプなどの音響装置や照明装置(図示せず)に接続される。なお、選択部33を備えず、電圧計30、電流計31、雑音計32のそれぞれの出力に接続される、複数の閾値演算部、比較部、警報出力部を備える構成でもよい。
The
時間タイマー35は、現在の日付と時刻からなる時間情報を有する。記憶部36は、選択部33の出力、時間タイマー35の出力、制御部29に接続されている。
The
記憶部36は、測定値S2を前記時間情報とともに記憶する。また、警報を出力するときにはデータ“1”を、出力しないときにはデータ“0”を記憶してもよい。
The memory |
通信部34は端子A、Cと制御部29に接続されている。通信部34は、外部装置であるホスト装置6から、伝送線路1,2を介し、診断モジュール20の有する情報を要求する通信信号を受信する。そして、前記受信信号に基づき、制御部29が記憶部36から前記情報を受け取り、それを通信部34がホスト装置6へ送信する。前記情報は、記憶部36に記憶された時間情報、測定値であり、ほかに警報出力のデータを含んでもよい。
The
なお、選択部33、閾値演算部26、比較部27、警報出力部28、制御部29、時間タイマー35、通信部34は、マイクロプロセッサをコンピュータプログラムに基づき、図6のフローチャートの動作をさせることによっても、実現できる。
The
診断モジュール20の動作を、診断方法も含めて、図6のフローチャートを用いて説明する。
The operation of the
直流電源3の電圧を出力することにより、診断モジュール20の端子AとCに電圧が加わり(ステップF1)、診断モジュール20はステップF2以降を実行する。
By outputting the voltage of the
測定部25を構成する電圧計30、電流計31、雑音計32などが、伝送線路1,21,2の電気特性の初期測定を行い(ステップF2)、選択部33において、前記初期測定値のうちの一つが選択される(ステップF3)。
A
前記選択された初期測定値S1が、閾値演算部26に入力され、閾値演算部26は、初期測定値S1にそのばらつきを加算または減算することにより、閾値S3を演算する(ステップF4)。なお、閾値S3を変更設定できるようにしてもよい。
The selected initial measurement value S1 is input to the threshold
すべての電気特性の初期測定値S1に基づき、閾値S3を演算していなければ、ステップF3以降を繰り返し、演算していればステップF6以降を実行する(ステップF5)。 If the threshold value S3 is not calculated based on the initial measured values S1 of all the electrical characteristics, step F3 and subsequent steps are repeated, and if calculated, step F6 and subsequent steps are executed (step F5).
測定部25を構成する電圧計30、電流計31、雑音計32などが、伝送線路1,21,2の電気特性の測定を行い(ステップF6)、選択部33において、前記測定値のうちの一つが選択される(ステップF7)。
A
比較部27は、閾値S3と前記選択された測定値S2とを比較する(ステップF8)。測定値S2が閾値S3より大きいまたは小さければ、伝送線路に異常のあることを検出し(ステップF13)、警報出力部28は、比較部27の出力に基づいて警報を出力(例えば、約5ボルトの電圧信号)する(ステップF14)。そして、警報出力部28の出力に接続された、ブザーやランプなどから発せられる音響や光によって、ユーザーは伝送線路に異常の有ることを知ることができる。
The
例えば、伝送線路1,2間の直流電圧の閾値は、20.8ボルトと21.2ボルトであり、測定値S2が20.8ボルトより小さいまたは21.2ボルトより大きければ、警報を出力する(ステップF14)。同様に、前記通信波形のピークツーピーク電圧の閾値は、0.8ボルトと1.2ボルトである。
For example, the threshold values of the DC voltage between the
一方、測定値S2が閾値S3より大きくまたは小さくなければ(例えば、前記直流電圧が、20.8ボルトから21.2ボルトの範囲内)、伝送線路に異常のないことを検出し(ステップF9)、警報を出力せず(ステップF10)、記憶部36は、測定値S2を時間タイマー35の時間情報とともに記憶する(ステップF11)。
On the other hand, if the measured value S2 is not larger or smaller than the threshold value S3 (for example, the DC voltage is in the range of 20.8 volts to 21.2 volts), it is detected that there is no abnormality in the transmission line (step F9). The alarm is not output (step F10), and the
ステップF11またはステップF14の処理が行われたあと、ステップF15に進む(予測処理(ステップF12)は後述する)。なお、ステップF15が処理される前に、記憶部36は、前記警報出力のデータ(“1”または“0”)を記憶してもよい。
After the process of step F11 or step F14 is performed, the process proceeds to step F15 (prediction process (step F12) will be described later). Note that the
すべての電気特性の測定値S2と閾値S3とを比較していなければ、ステップF7以降を繰り返し、比較していればステップF6以降を繰り返す(ステップF15)。これらの処理により、すべての電気特性の測定値S2について、閾値S3と比較、伝送線路異常診断、記憶などが行われる。 If the measured value S2 of all electrical characteristics and the threshold value S3 are not compared, step F7 and subsequent steps are repeated, and if compared, step F6 and subsequent steps are repeated (step F15). By these processes, the measured value S2 of all electrical characteristics is compared with the threshold value S3, transmission line abnormality diagnosis, storage, and the like are performed.
なお、ホスト装置6と診断モジュール20との通信処理(図6に図示しない)は、定期または不定期なホスト装置6からの通信信号に基づき、通信部34を介し、記憶部36に記憶された情報をホスト装置6へ送信する。
The communication processing (not shown in FIG. 6) between the
図9において、周囲環境の影響、例えば湿度の高い環境で伝送線路が吸湿したとき、差圧伝送器9に接続された伝送線路7,8の絶縁劣化が進行し、伝送線路に流れる電流が、徐々に増加していく場合について説明する。 In FIG. 9, when the transmission line absorbs the influence of the surrounding environment, for example, in a high humidity environment, the insulation degradation of the transmission lines 7 and 8 connected to the differential pressure transmitter 9 proceeds, and the current flowing through the transmission line is The case where it increases gradually is demonstrated.
例えば、現在から7日前の電流計31で測定された伝送線路電流は、Curpであったが、前記絶縁劣化の進行によって、伝送線路電流は徐々に増加して、現在ではCurtになった。現在の時点では、閾値よりも小さいため、伝送線路の異常と診断されないが、ユーザーが、ホスト装置6において、診断モジュール20から送信された時間情報と伝送線路電流を見ることにより、現在から7日以内に伝送線路電流が閾値より大きくなり、伝送線路の異常と診断されうることを予測できる。
For example, the transmission line current measured by the
そして、伝送線路の異常が起こり通信障害が発生する前に、ユーザーが前記予測に基づき、伝送線路7,8の絶縁抵抗を調査し、その抵抗が小さくなっていれば、伝送線路を交換することにより、通信障害の発生を防止し、フィールド機器システムの通信などの信頼性を向上させることができる。 Then, before the transmission line malfunctions and communication failure occurs, the user investigates the insulation resistance of the transmission lines 7 and 8 based on the prediction, and if the resistance is small, replace the transmission line. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of communication failure and improve the reliability of communication of the field device system.
本実施例によって、ユーザーは、フィールド機器システムの異常診断に関し、特に伝送線路の開放、短絡などの異常の発生を事前に予測し、通信障害の発生を防止して、フィールド機器システムの計測、通信、制御などの信頼性を向上させることができる。 According to this embodiment, the user predicts the occurrence of an abnormality such as an open circuit or a short circuit in advance in connection with an abnormality diagnosis of a field device system in advance, prevents the occurrence of a communication failure, and measures the measurement and communication of a field device system. , Reliability of control and the like can be improved.
[第2の実施例]
図3を用いて、第2の実施例を説明する。図3は、診断モジュール20のブロック図であり、図2と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram of the
図3において、予測部37は、記憶部36、制御部29に接続されている。予測部37は、記憶部36から、現在から所定の日数前の測定値を取得し、現在の測定値が所定の時間経過した時に、閾値に到達するかしないかを予測する。診断モジュール20は、ホスト装置6からの通信信号に基づき、前記予測結果を制御部29、通信部34を介して、ホスト装置6に送信する。なお、予測部36は、マイクロプロセッサをコンピュータプログラムに基づき、図7のフローチャートの動作をさせることによっても、実現できる
In FIG. 3, the
予測部37の動作を、診断方法も含めて、図7のフローチャートと図9を用いて説明する。図9は、前述したように、伝送線路7,8が絶縁劣化する状況を示している。
The operation of the
図6のステップF12において行う予測処理は、例えば、現在から7日前の伝送線路電流がCurpであって、現在においてCurtまで増加したとき、7日後の伝送線路電流を予測するものである。 The prediction process performed in step F12 of FIG. 6 is to predict the transmission line current after seven days when the transmission line current seven days before from the present is Curp and increases to Curt at the present, for example.
予測部37は、記憶部36から、記憶されている時間情報に基づいて、現在から7日前の伝送線路電流の測定値Curpを取得し(ステップF16)、現在と7日前の測定値の変化量ΔCur(=Curt−Cutp)を演算する(ステップF17)。
The
さらに、予測部37は、7日後の予測測定値Curnを、現在の測定値Curtに変化量ΔCurを加算することによって算出する(ステップF18)。予測測定値Curnが閾値より大きければ(ステップF19)、現在の測定値Curtが7日以内に閾値に到達することを予測し(ステップF20)、小さければ到達しないことを予測する(ステップF21)結果を出す。
Further, the
ホスト装置6からの通信信号に基づき、診断モジュール20は、通信部34を介し、前記予測結果をホスト装置6へ送信する。
Based on the communication signal from the
ユーザーは、ホスト装置6において、前記予測結果から、今後伝送線路の異常が起こり、通信障害が発生しうることを知り、その発生前に、伝送線路7,8の絶縁抵抗を調査し、その抵抗が小さくなっていれば、伝送線路を交換することにより、通信障害の発生を防止し、フィールド機器システムの通信などの信頼性を向上させることができる。
In the
本実施例によって、ユーザーは、フィールド機器システムの異常診断に関し、特に伝送線路の開放、短絡などの異常の発生しうる予測結果を得ることによって、通信障害の発生を防止して、フィールド機器システムの計測、通信、制御などの信頼性を向上させることができる。また、診断モジュール20が、前記予測を行うので、ユーザーの測定値の監視負担を軽減できる。
According to this embodiment, the user can prevent the occurrence of a communication failure by obtaining a prediction result that may cause an abnormality such as an open or short of a transmission line, in particular, regarding an abnormality diagnosis of a field device system. Reliability of measurement, communication, control, etc. can be improved. In addition, since the
[第3の実施例]
図4を用いて、第3の実施例を説明する。図4は、診断モジュール20のブロック図であり、図2、3と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。一般に、ホスト装置6は、特定のフィールド機器に通信信号を送り、そのフィールド機器から応答信号を取得する。
[Third embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram of the
図4において、通信解析部38は、通信部34、制御部29に接続されている。通信解析部38は、通信部34を介して、ホスト装置6からの特定のフィールド機器に対する通信信号を取得し、その通信信号に対し、そのフィールド機器が応答しない通信誤りの回数や割合を演算する。
In FIG. 4, the communication analysis unit 38 is connected to the
そして、診断モジュール20は、ホスト装置6からの通信信号に基づき、前記通信誤りの回数や割合を制御部29、通信部34を介し、ホスト装置6に送信する。なお、予測部36は、マイクロプロセッサをコンピュータプログラムに基づき、図8のフローチャートの動作をさせることによっても、実現できる
Then, the
通信解析部38の動作を、診断方法も含めて、図8のフローチャートを用いて説明する。図8の処理は、診断モジュール20が、ホスト装置6からの通信信号を受信したときに行われる。
The operation of the communication analysis unit 38 including the diagnosis method will be described using the flowchart of FIG. The process of FIG. 8 is performed when the
通信部34は、ホスト装置6からの特定のフィールド機器に対する通信信号を受信し(ステップF22)、通信解析部38は、前記受信信号を通信部34から取得し、それに含まれる通信の相手先のアドレスなどを調べることによって、相手先のフィールド機器を特定する(ステップF23)。
The
さらに、通信解析部38は、相手先のフィールド機器からの応答信号を待って(ステップF24)、応答があれば、そのフィールド機器の通信誤り無しの回数データを1回増やし(ステップF27)、次にステップF28を実行する。応答がなく、所定の時間(例えば1分)経過していなければ(ステップF25)、ステップF24を繰り返し、経過していれば、そのフィールド機器の通信誤り有りの回数データを1回増やす(ステップF26)。そして、通信誤り有りの回数を、通信誤り有りと無しの回数の合計で除算することによって、そのフィールド機器の通信誤りの割合を演算する(ステップF28)。 Further, the communication analysis unit 38 waits for a response signal from the counterpart field device (step F24). If there is a response, the communication analysis unit 38 increases the number of times of no communication error of the field device by one (step F27). Step F28 is executed. If there is no response and a predetermined time (for example, 1 minute) has not elapsed (step F25), step F24 is repeated, and if it has elapsed, the number of times that the field device has a communication error is increased by 1 (step F26). ). Then, the communication error ratio of the field device is calculated by dividing the number of communication errors by the total number of communication errors and no communication errors (step F28).
そして、ホスト装置6からの通信信号に基づき、診断モジュール20は、通信部34を介して、各フィールド機器の識別番号、前記通信誤り有りの回数や通信誤りの割合を、ホスト装置6へ送信する。
Based on the communication signal from the
フィールド機器内部の通信回路の部品の特性が劣化して、そのフィールド機器からの応答信号がなく、頻繁に通信障害が発生しているとき、ユーザーは、ホスト装置6において、前記通信誤り有りの回数や割合が大きいことを知り、前記識別番号を参照して、通信障害の原因である特定のフィールド機器を知ることができる。そのため、少ない原因調査の工数で、そのフィールド機器を交換することにより、通信障害の発生を抑え、フィールド機器システムの通信などの信頼性を向上させることができる。
When the characteristics of the components of the communication circuit in the field device deteriorate, there is no response signal from the field device, and frequent communication failures occur, the user can use the
本実施例によって、ユーザーは、フィールド機器システムの異常診断に関し、特にフィールド機器の通信誤りに関する情報を得ることによって、通信障害の発生を抑え、フィールド機器システムの計測、通信、制御などの信頼性を向上させることができる。また、ユーザーは、通信障害の原因調査負担を軽減できる。 According to the present embodiment, the user can obtain information on field device system abnormality diagnosis, in particular, information on communication errors of the field device, thereby suppressing the occurrence of communication failure and improving the reliability of measurement, communication, control, etc. of the field device system. Can be improved. In addition, the user can reduce the burden of investigating the cause of communication failure.
[第4の実施例]
診断モジュール20と伝送線路との接続場所を図1と異なるものとし、さらに開閉部を備えた、第4の実施例を図5を用いて説明する。図5は、図1と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
[Fourth embodiment]
A connection between the
詳しくは、診断モジュール20の端子Aは伝送線路7に接続され、端子Bは伝送線路39に接続され、端子Cは伝送線路8に接続されている。開閉部43は、伝送線路39,8と診断モジュール20の警報出力部28の出力に接続され、伝送線路41,42を介して、差圧伝送器9に接続されている。
Specifically, the terminal A of the
図6のステップF9において、伝送線路に異常のないことを検出し、開閉部43は、警報出力部28の出力(例えば、約0ボルトの電圧信号)に基づき、伝送線路39,8と41,42を接続する。また、伝送線路に異常のあることを検出し(ステップF13)、開閉部43は、警報出力部28の出力(例えば、約5ボルトの電圧信号)に基づき、伝送線路39,8と41,42を切断する。そして、引き続き、警報出力部28はその出力を維持し、開閉部43は伝送線路39,8と41,42を切断した状態を維持する。なお、開閉部43は、診断モジュール20内の端子A、Bの間に直列に接続してもよい。
In Step F9 of FIG. 6, it is detected that there is no abnormality in the transmission line, and the opening /
例えば、伝送線路に接続されている差圧伝送器9の端子部(図示しない)において、不注意に伝送線路が短絡されることがある。このとき、閾値より大きい電流が伝送線路7,41,42,8に流れるため、電流診断モジュール20は、図6のステップF13において、伝送線路に異常のあることを検出する。そして、開閉部43は、警報出力部28の出力に基づき、伝送線路39,8と41,42を切断し、短絡されている伝送線路を除去でき、フィールド機器システム40は、通信を行うことができる。
For example, the transmission line may be inadvertently short-circuited at a terminal portion (not shown) of the differential pressure transmitter 9 connected to the transmission line. At this time, since a current larger than the threshold value flows in the transmission lines 7, 41, 42, and 8, the
本実施例によって、診断モジュール20と開閉部43は、伝送線路異常の原因となっている伝送線路を自動で切断することによって、通信障害の発生を防止し、フィールド機器システムの計測、通信、制御などの信頼性を向上させることができる。また、ユーザーの通信障害発生時の原因調査、通信回復のための負担を軽減できる。
According to the present embodiment, the
なお、本発明の診断モジュール20または診断方法を、ホスト装置6、差圧伝送器9などのフィールド機器、携帯型機器の内部に設けてもよい。
Note that the
2、7、8、21 伝送線路
3 直流電源
ターミネータ
6 ホスト装置
9 差圧伝送器
10 温度伝送器
11 渦流量計
20 診断モジュール
22 フィールド機器システム
24 電源生成部
25 測定部
26 閾値演算部
27 比較部
28 警報出力部
29 制御部
30 電圧計
31 電流計
32 雑音計
33 選択部
34 通信部
35 時間タイマー
36 記憶部
37 予測部
38 通信解析部
2, 7, 8, 21
Claims (7)
前記診断モジュールは、
前記伝送線路の電気特性を測定する少なくとも一つの測定部と、
前記測定部の初期測定値に基づいて閾値を演算する閾値演算部と、
前記測定部の測定値と前記閾値とを比較する比較部と、
前記比較部の出力に基づいて警報を出力する警報出力部と、
前記測定部の測定値を時間情報とともに記憶する記憶部と、
外部装置との間で通信する通信部を備えた、
ことを特徴とするフィールド機器システム。 In a field device system including a diagnostic module for detecting an abnormality in a transmission line,
The diagnostic module includes:
At least one measurement unit for measuring electrical characteristics of the transmission line;
A threshold value calculation unit for calculating a threshold value based on an initial measurement value of the measurement unit;
A comparison unit for comparing the measurement value of the measurement unit with the threshold value;
An alarm output unit that outputs an alarm based on the output of the comparison unit;
A storage unit for storing the measurement value of the measurement unit together with time information;
With a communication unit that communicates with external devices,
A field device system characterized by that.
さらに前記記憶部に記憶された過去の測定値と時間情報に基づいて、現在の測定値が所定の時間を経過した時に前記閾値に到達することを予測する予測部を備えた、
ことを特徴とする請求項1記載のフィールド機器システム。 The diagnostic module includes:
Furthermore, based on past measurement values and time information stored in the storage unit, the prediction unit predicts that the current measurement value reaches the threshold when a predetermined time has passed,
The field device system according to claim 1.
さらにフィールド機器の通信誤りの回数または割合を演算する通信解析部を備えた、
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のフィールド機器システム。 The diagnostic module includes:
In addition, it has a communication analysis unit that calculates the number or rate of communication errors in field devices.
The field device system according to claim 1, wherein the field device system is a device.
フィールド機器の一つが接続されている伝送線路に接続され、
さらに前記警報出力に基づいて前記伝送線路を接続または切断する開閉部を備えた、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のフィールド機器システム。 The diagnostic module includes:
Connected to the transmission line to which one of the field devices is connected,
Furthermore, provided with an opening and closing unit for connecting or disconnecting the transmission line based on the alarm output,
The field device system according to any one of claims 1 to 3, wherein
測定部により前記伝送線路の電気特性を測定するステップと、
前記測定部の初期測定値に基づいて閾値を演算するステップと、
前記測定部の測定値と前記閾値とを比較するステップと、
前記比較された結果に基づいて警報を出力するステップと、
前記測定部の測定値を時間情報とともに記憶するステップと、
外部装置との間で通信するステップを備えた、
ことを特徴とする診断方法。 In a diagnostic method for detecting an abnormality in a transmission line constituting a field device system,
Measuring electrical characteristics of the transmission line by a measurement unit;
Calculating a threshold based on an initial measurement value of the measurement unit;
Comparing the measurement value of the measurement unit with the threshold value;
Outputting an alarm based on the compared results;
Storing the measurement value of the measurement unit together with time information;
Comprising the step of communicating with an external device,
A diagnostic method characterized by that.
さらに前記記憶された過去の測定値と時間情報に基づいて、現在の測定値が所定の時間を経過した時に前記閾値に到達することを予測するステップを備えた、
ことを特徴とする請求項5記載の診断方法。 The diagnostic method includes:
Furthermore, based on the stored past measurement value and time information, the step of predicting that the current measurement value reaches the threshold when a predetermined time has passed,
The diagnostic method according to claim 5.
さらにフィールド機器の通信誤りの回数または割合を演算するステップを備えた、
ことを特徴とする請求項5または6のいずれかに記載の診断方法。 The diagnostic method includes:
Furthermore, a step of calculating the number or rate of communication errors of the field device is provided.
The diagnostic method according to any one of claims 5 and 6, wherein:
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