JP2010140302A - フィールド機器 - Google Patents

Abstract

【課題】フィールド機器が自発的にＨ１バス全体の電流制限と接続状況を把握し、通信アプリケーション処理の速度を上げることができるフィールド機器を実現すること。
【解決手段】 FOUNDATION Fieldbus Ｈ１通信を行うためのフィールドバス（Ｈ１バス）を介しデータ通信を行い、起動時にＣＰＵ動作クロックの周波数を設定するフィールド機器において、前記Ｈ１バスで供給されている最大消費電流と前記Ｈ１バスで使用されている使用電流との差分である前記Ｈ１バスの余剰電流に基づき、再設定可能な前記ＣＰＵ動作クロックの周波数を算出し再設定する演算制御手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フィールドバスを介してデータ通信を行う２線式のフィールド機器に関し、特に、フィールドバスへのフィールド機器の接続台数が少なくバス全体として電流に余裕がある場合におけるフィールド機器の処理速度の向上に関する。

従来のフィールド機器は、浄水場やプラント等に設置され、物理量（例えば、流量、水位、圧力、温度等）を計測し、その計測結果に応じた電気信号を出力するものである。フィールド機器は、オートメーション及びプロセス制御の技術において、センサとしてプロセス変数を測定し、アクチュエータとして制御変数を制御するためにしばしば用いられている。

またフィールド機器は、対応するプロセス変数、例えば質量又は体積流量、充填高さ、圧力、温度等を記録するために、関連するプロセス構成要素の近くに設置される。

このようなフィールド機器に関連する先行技術文献として、下記の特許文献１がある。

特許４０３８４７８号

図３は従来のフィールド機器の構成例を示す構成図であり、図３において、アナログインプットファンクションブロックＡＩ、あるいはＰＩＤファンクションブロックＰＩＤ等が内蔵され、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ ｆｉｅｌｄｂｕｓ Ｈ１通信（以下、Ｈ１通信という）対応の２線式のフィールド機器であるフィールド機器１は、Ｈ１通信のためのフィールドバス２（以下、Ｈ１バスという）に接続される。また、フィールド機器３または図示しない複数のフィールド機器がＨ１バス２に接続されている。

フィールド機器１は、プロセス量を測定するセンサ１１と、Ｈ１バス２を介して他のフィールド機器またはその他の機器とデータ通信する通信手段１２と、フィールド機器１の各部・各機能を制御しハードウェアの初期設定・Ｈ１通信を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算制御手段１３と、フィールド機器１の起動時にセンサ１１や通信手段１２などのハードウェアへ初期設定を行うプログラム１４ａ（以下、起動時初期設定プログラムという）およびＨ１通信を行うプログラム１４ｂ（以下、フィールドバス通信アプリケーションプログラムという）などを格納する記憶手段１４から構成される。

このような構成において、フィールド機器１は、センサ１１や通信手段１２、ＣＰＵ動作クロックなどのハードウェアへ初期設定を行い、Ｈ１バス２を介して他のフィールド機器などとＨ１通信を行う。

図４は、従来のフィールド機器１がハードウェアに初期設定を行う動作フロー図である。ステップＳＰ１０１において、フィールド機器１の演算制御手段１３は、起動時に、記憶手段１４に格納されている起動時初期設定プログラム１４ａを実行してセンサ１１や通信手段１２、演算制御手段１３（ＣＰＵ）のＣＰＵ動作クロックなどのハードウェアへ初期設定を行う。

たとえばフィールド機器１は、起動時初期設定プログラム１４ａを読み出し実行して、フィールド機器１が持つ図示しないクロック発振素子の周波数を分周し、プログラム実行用のＣＰＵ動作クロックが小さくなるような設定を施す。

これは、プログラムの実行を駆動するＣＰＵ動作クロックの周波数を下げることにより、単位時間あたりの処理数を減らすためである。これにより、フィールドバス通信アプリケーションプログラム１４ｂは、定常的に実行されているため、結果的に消費電流を下げる効果に繋がる。

また、クロック発振素子の周波数が、ＣＰＵ動作クロックよりも大きいのは、非定常的で限られた時間内で処理するシリアル通信等の処理で、ＣＰＵ動作クロックよりも高い周波数を使用するためである。

ステップＳＰ１０２において、フィールド機器１の演算制御手段１３は、記憶手段１４のフィールドバス通信アプリケーションプログラムに基づき、通信手段１２を制御してフィールドバス１２を介して他のフィールド機器などとＨ１通信を行う。

このように従来のフィールド機器１は、センサ１１や通信手段１２などのハードウェアへ初期設定を行い、Ｈ１バス２を介して他のフィールド機器などとＨ１通信を行う。

なお、フィールド機器１は、一度起動すると、それ以降の通常運転では、フィールドバス通信のアプリケーションプログラムが動作するがＣＰＵ動作クロックなどのハードウェアへの初期設定は行わない。

ここで、フィールド機器１のように、Ｈ１バス２へ接続するフィールド機器は、Ｈ１バス２から自機を動作させるための電力を得ることが多い。しかしながら、防爆等の理由によりＨ１バスが供給できる電流には制限がある。

Ｈ１バスへの接続台数を多くするためには、一般的に、機器あたりの消費電流ができるだけ小さいことがフィールド機器に求められる。たとえば、FOUNDATION fieldbus（登録商標）通信、Ｈ１通信対応製品の最大消費電流としては、１１ｍＡ、１６．５ｍＡ、１７ｍＡなどがある。

しかしながら、従来のフィールド機器は、一度起動すると、それ以降の通常運転ではＣＰＵ動作クロックの周波数設定は固定であるので、Ｈ１バスへの接続台数が少なくバス全体として電流に余裕がある場合（フィールド機器の起動後に）でも、フィールド機器１の起動後は処理速度を上げることができないという問題点があった。

本発明は上述の問題点を解決するものであり、その目的は、フィールド機器が自発的にＨ１バス全体の電流制限と接続状況を把握し、通信アプリケーション処理の速度を上げることができるフィールド機器を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
FOUNDATION Fieldbus Ｈ１通信を行うためのフィールドバス（Ｈ１バス）を介しデータ通信を行い、起動時にＣＰＵ動作クロックの周波数を設定するフィールド機器において、
前記Ｈ１バスで供給されている最大消費電流と前記Ｈ１バスで使用されている使用電流との差分である前記Ｈ１バスの余剰電流を算出し、この余剰電流に基づき再設定可能な前記ＣＰＵ動作クロックの周波数を算出し再設定する演算制御手段と、を備えることを特徴とするフィールド機器である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のフィールド機器において
前記Ｈ１バスに接続されフィールド機器間の通信データを受信する通信手段を備え、
前記演算制御手段は、
前記通信手段を介して受信した前記通信データに基づいて前記Ｈ１バスで使用されている前記使用電流を算出する演算制御手段と、を備えることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のフィールド機器において
前記演算制御手段は、
前記通信データに基づき前記Ｈ１バスに接続されているフィールド機器の機種およびその台数を検出し、
このフィールド機器の機種毎に前記検出された台数とあらかじめ把握している前記各フィールド機器の消費電流値とを乗算して機種別の使用電流を算出し、前記機種別の使用電流を積算して前記Ｈ１バスで使用されている前記使用電流を算出することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３記載のフィールド機器において、
前記通信データはフィールド機器のＨ１通信用のアドレス情報または機種情報を有し、
前記演算制御手段は、
前記通信データを解析して前記アドレス情報および前記機種情報に基づき前記Ｈ１バスに接続されているフィールド機器の台数および機種を検知する通信監視部と、
前記検出されたフィールド機器の機種毎にあらかじめ把握している前記各フィールド機器の消費電流値と前記検出された台数とを乗算して機種別の使用電流を算出し、前記機種別の使用電流を積算して前記Ｈ１バスで使用されている前記使用電流を算出し、前記最大消費電流値と前記使用電流値との差分である前記余剰電流を算出する消費電力計算部と、
前記余剰電流およびＣＰＵ動作クロック周波数と消費電流との関係が比例関係で示されている消費電流データに基づき、再設定可能なＣＰＵ動作クロックの周波数値を算出するクロック調整部と、
を具備することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４いずれかに記載のフィールド機器において、
前記演算制御手段は、
算出された前記再設定可能な周波数のうち最大の周波数またはこの最大の周波数が、あらかじめ定められた周波数制限値を越える場合は前記周波数制限値をＣＰＵ動作クロックの周波数として再設定することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５いずれかに記載のフィールド機器において、
前記Ｈ１バスに接続されている複数のフィールド機器の実行の優先度が設定されている優先順位情報を記憶する記憶手段を備え、
前記演算制御手段は、
前記優先順位情報に基づき自機が前記他のフィールド機器よりも優先順位高い場合は、前記余剰電流を算出し、この余剰電流に基づき再設定可能な前記ＣＰＵ動作クロックの周波数を算出し再設定することを特徴とする。

このように、本発明に係るフィールド機器は、フィールドバスを流れるデータを読み取ることによってＨ１バスへの接続機器台数および機種を検知し、検知した接続台数および機種から現在Ｈ１バス２で供給されている余剰電流を求め、この余剰電流に基づき設定可能なクロック周波数の最大値を算出・再設定することにより、Ｈ１バスへのフィールド機器の接続台数が少なくバス全体として電流に余裕がある場合でも起動後のフィールド機器の処理速度を向上できる。

いいかえれば、本発明に係るフィールド機器１は、フィールド機器１が自発的にＨ１バス２の電流使用状況を把握し、設定可能なクロック周波数の最大値を算出・再設定することにより、通信アプリケーションを駆動するＣＰＵ動作クロックの周波数設定を上げ、処理速度の上げることができる。

また、本発明に係るフィールド機器は、自機器のＣＰＵ動作クロック周波数と消費電流との関係が比例関係で示されている消費電流データおよび余剰電流値に基づき設定可能なＣＰＵ動作クロック値を計算してＣＰＵ動作クロックを再設定することにより、Ｈ１バス２へのフィールド機器の接続台数が少なくバス全体として電流に余裕がある場合でも起動後のフィールド機器の処理速度を向上できる。

図１は本発明に係るフィールド機器の一実施例を示す構成図であり、図３などと共通する部分には同一の符号を付けて適宜説明を省略する。図１と図３との相違点は、図１では演算制御手段１３がＨ１バスに接続されているフィールド機器の台数（およびその機種）を検知する点、Ｈ１バスに接続されているフィールド機器の台数に応じてＣＰＵ動作クロックの設定を変更する点などである。

図１において、アナログインプットファンクションブロックＡＩ、あるいはＰＩＤファンクションブロックＰＩＤ等が内蔵され、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ ｆｉｅｌｄｂｕｓ Ｈ１通信（以下、Ｈ１通信という）対応の２線式のフィールド機器であるフィールド機器１は、Ｈ１通信のためのＨ１バス２に接続される。また、フィールド機器３または図示しない複数のフィールド機器がＨ１バス２に接続されている。

フィールド機器１は、主にプロセス量を測定するセンサ１１と、Ｈ１バス２を介して他のフィールド機器またはその他の機器とデータ通信する通信手段１２と、フィールド機器１の各部・各機能を制御しハードウェアの初期設定・Ｈ１通信の実行・Ｈ１バスに接続されているフィールド機器の台数の検出・余剰電流の算出・再設定可能なＣＰＵ動作クロックの周波数を算出およびその再設定するＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算制御手段１３とを備える。

またフィールド機器１は、起動時初期設定プログラム１４ａおよびフィールドバス通信アプリケーションプログラム１４ｂ、Ｈ１バス２上を流れる通信データを監視して接続台数（およびその機種）を検知するプログラム１４ｃ（以下、通信監視プログラムという）、検知された台数（およびその機種）からＨ１バス２上の現在の使用している電流を概算し（以下、合計使用電流という）、この合計使用電流とＨ１バス２で供給されている電流（以下、最大消費電流という）との差分を算出してＨ１バス２でさらに消費可能な余剰電流を計算するプログラム１４ｄ（以下、消費電力計算プログラムという）、余剰電流値を基にＣＰＵ動作クロックの設定を変更するプログラム１４ｅ（以下、クロック調整プログラムという）などを格納する、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｌａｓｈＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリまたはＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶手段１４も備える。

また、記憶手段１４には、フィールド機器１（自機器）のＣＰＵ動作クロック周波数と消費電流との関係が比例関係で示されている消費電流データが記憶されている。

演算制御手段１３は主に、演算制御手段１３が記憶手段１４の起動時初期設定プログラム１４ａ、フィールドバス通信アプリケーションプログラム１４ｂ、通信監視プログラム１４ｃ、消費電力計算プログラム１４ｄ、クロック調整プログラム１４ｅを読み込み実行することにより、各機能が実行される起動時初期設定部１３ａと、フィールドバス通信管理部１３ｂと、通信監視部１３ｃと、消費電力計算部１３ｄと、クロック調整部１３ｅとを備える。

起動時初期設定部１３ａは、フィールド機器１の起動時にセンサ１１や通信手段１２などのハードウェアへ初期設定を行う。フィールドバス通信管理部１３ｂは、Ｈ１バス２を介して他のフィールド機器とＨ１通信を行う。一般的に、フィールド機器１、２およびその他のフィールド機器は、フィールド機器間通信において必要なデータにのみ反応し通信アプリケーション処理を実行する。

通信監視部１３ｃは、Ｈ１バス２に接続されているフィールド機器の台数およびその機種を検知する。消費電力計算部１３ｄは、通信監視部１３ｃにより検知されたフィールド機器の台数およびその機種に基づき、Ｈ１バス２で現在の使用している電流の概算値である合計使用電流値を算出し、この合計消費電流値とＨ１バス２が供給可能な最大消費電流値との差分である余剰電流を算出する。

クロック調整部１３ｅは、消費電力計算部１３ｄにより算出された余剰電流に基づき再設定可能なＣＰＵ動作クロックの周波数を算出し再設定可能な周波数のうち最大の周波数を再設定する。

なお、特に図示していないが、Ｈ１バス２にはフィールド機器１、３以外に複数のフィールド機器が接続されており、これらフィールド機器のうちの１台は、セグメント管理動作を行うリンクアクティブスケジューラ（Link Active Scheduler：以下ＬＡＳ)として動作する。

本願発明は、Ｈ１バス２上のフィールド機器１は、Ｈ１バス２上に流れる全てのデータを原理的に取得可能であるという通信の特性を利用するものである。

具体的には、フィールド機器１は、Ｈ１バス２上に１台のみ存在するＬＡＳから送信されフィールド機器のアドレス情報を含むパストークンまたはプローブノードフレームなどのデータを受信し、これらのデータからＨ１バス２上に接続されるフィールド機器のアドレス情報を抽出し、このデータに反応するフィールド機器の応答データに基づきフィールド機器の台数を把握する。

本願発明のフィールド機器は、このようなＨ１バス２上のフィールド機器の通信特性を利用し、Ｈ１バス２上に存在するフィールド機器の台数特定し、特定された台数に応じてＣＰＵ動作クロックの設定を変更することが可能である。

このような構成において、フィールド機器１は、センサ１１や通信手段１２などのハードウェアへ初期設定を行い、Ｈ１バス２を介して他のフィールド機器などとＨ１通信を行うとともに、Ｈ１バス２に接続しているフィールド機器の台数に応じてＣＰＵ動作クロックの設定を変更する。

図２は、本発明に係るフィールド機器の動作フロー図であり、図１のステップＳＰ２０１において、フィールド機器１の演算制御手段１３は、起動時に、記憶手段１４に格納されている起動時初期設定プログラム１４ａを実行してセンサ１１や通信手段１２、演算制御手段１３（ＣＰＵ）のＣＰＵ動作クロックなどのハードウェアへ初期設定を行う。

たとえばフィールド機器１の演算制御手段１３の起動時初期設定部１３ａは、フィールド機器１が持つ図示しないクロック発振素子の周波数を分周し、プログラム実行用のＣＰＵ動作クロックが小さくなるような設定を施す。

これは、プログラムの実行を駆動するＣＰＵ動作クロックの周波数を下げることにより、単位時間あたりの処理数を減らすためである。これにより、演算制御手段１３はフィールドバス通信アプリケーションプログラム１４ｂを定常的に実行しているため、結果的に消費電流を下げる効果に繋がる。

また、クロック発振素子の周波数が、ＣＰＵ動作クロックよりも大きいのは、非定常的で限られた時間内で処理するシリアル通信等の処理で、ＣＰＵ動作クロックよりも高い周波数を使用するためである。

ステップＳＰ２０２において、フィールド機器１の演算制御手段１３は、記憶手段１４のフィールドバス通信アプリケーションプログラムを読み出して実行し、通信手段１２を制御してフィールドバス１２を介し他のフィールド機器３などとＨ１通信を行う。

ステップＳＰ２０３において、フィールド機器１の通信監視部１３ｃは、通信手段１２を介し受信した通信データに基づき、Ｈ１バス２に接続されているフィールド機器の台数を検出する。

具体的には、フィールド機器１の通信監視部１３ｃは、Ｈ１バス２上に１台のみ存在するＬＡＳから送信されフィールド機器のアドレス情報を含むパストークンまたはプローブノードフレームなどのデータを受信し、これらのデータからＨ１バス２上に接続されるフィールド機器のアドレス情報を抽出する。

またフィールド機器１は、たとえば、他のフィールド機器が送信するＬＡＳからのデータに応じて送信される、その他のフィールド機器(子局)のデータをリードするための要求データ(Request Read)・Request Readに対する応答データ(Response Read)などの何らかの通信データを受信すると、ＬＡＳからのデータに基づき取得したアドレスが割り当てられているフィールド機器が存在するものと判断する。このようにして、フィールド機器１はＨ１バス２に接続されているフィールド機器の台数を把握し、記憶手段１４に一時保存する。

また、フィールド機器１の通信監視部１３ｃは、ＬＡＳから出力され通信手段１２を介して受信するＩｄｅｎｔ、Ｉｄｅｎｔｉｆｙなどのデータに基づき、Ｈ１バス２に接続されているフィールド機器の機種を把握し、記憶手段１４に一時保存する。

ステップＳＰ２０４において、フィールド機器１の消費電力計算部１３ｄは、検出されたＨ１バス２のフィールド機器の機種（たとえば、センサＡ、センサＢ、アクチュエータＣ、アクチュエータＤなど）と台数および記憶手段１４に記憶されているフィールド機器の機種ごとの設計上の使用電流に基づき、Ｈ１バス２上に接続されている各フィールド機器が現在使用している電流の値を算出する。

たとえばフィールド機器１は、Ｈ１バス２に接続されているフィールド機器の機種ごとに検出された台数と設計上の使用電流とを乗算し、これらの機種別に算出された各使用電流を積算することにより、Ｈ１バス２上に接続されている各フィールド機器が現在使用している使用電流の合計値（合計使用電流値）を算出する。

ステップＳＰ２０５において、フィールド機器１の消費電力計算部１３ｄは、Ｈ１バス２が供給可能な電流（以下、最大消費電流値という）からステップＳＰ２０４にて算出した使用電流値を差し引いて余剰電流を算出する。つまり消費電力計算部１３ｄは、Ｈ１バス２が供給可能な最大消費電流値と合計使用電流値との差分である余剰電流を算出する。

ステップＳＰ２０６において、クロック調整部１３ｅは、ステップＳＰ２０５にて算出された余剰電流および記憶手段１４に記憶されている自機器のＣＰＵ動作クロック周波数と消費電流との関係が比例関係で示されている消費電流データに基づき、設定可能なＣＰＵ動作クロックの周波数値を算出する。つまりクロック調整部１３ｅは、クロック周波数と消費電流が比例関係にあることから、たとえば余剰電流を最大としてＣＰＵ動作クロックの周波数を設定可能な最大値を算出する。

ステップＳＰ２０７において、フィールド機器１のクロック調整部１３ｅは、ＣＰＵ動作クロックをステップＳＰ２０６で求めた設定可能なＣＰＵクロックの周波数値に設定変更する。

このように、本発明に係るフィールド機器は、フィールドバスを流れるデータを読み取ることによってＨ１バスへの接続機器台数を検知し、検知した接続台数値から算出される現在のＨ１バス内の合計使用電流値とＨ１バス内で供給されている最大消費電流値との差分である余剰電流を求め、この余剰電流に基づき設定可能なクロック周波数を算出し、算出されたクロック周波数のうちの最大値でＣＰＵ動作クロックを再設定することにより、Ｈ１バス２へのフィールド機器の接続台数が少なくバス全体として電流に余裕がある場合でも起動後のフィールド機器の処理速度を向上できる。

いいかえれば、本発明に係るフィールド機器１は、フィールド機器１が自発的にＨ１バス２の電流使用状況と把握し、設定可能なクロック周波数の最大値を算出・再設定することにより、通信アプリケーションを駆動するＣＰＵ動作クロックの周波数設定を上げ、処理速度の上げることができる。

また、本発明に係るフィールド機器は、記憶手段１４に記憶される自機器のＣＰＵ動作クロック周波数と消費電流との関係が比例関係で示されている消費電流データおよび余剰電流値に基づいて、設定可能なＣＰＵ動作クロック値を計算してＣＰＵ動作クロックを再設定することにより、Ｈ１バス２へのフィールド機器の接続台数が少なくバス全体として電流に余裕がある場合、起動後のフィールド機器の処理速度を向上できる。

また、本発明に係るフィールド機器は、フィールド機器起動後の、フィールドバス通信開始以降に、自機のＣＰＵ動作クロックを変更することにより、起動後のフィールド機器の処理速度を向上できる。

なお、上述の実施例に係るフィールド機器は、フィールド機器が自発的にＣＰＵ動作クロックを上げる際に、周波数制限を設定するものであってもよい。このため、フィールド機器が消費可能な消費電流を抑えることができる。

また上述の実施例に係るフィールド機器は、Ｈ１バス２に接続される各フィールド機器の種類または各フィールド機器が有するファンクションブロックの実行の優先度との組合せにより、優先度順に複数のフィールド機器のＣＰＵ動作クロックを設定することもできるものでもよい。

具体的には、Ｈ１バス２に接続されるフィールド機器は、機種ごとまたはファンクションブロックごとに優先度を有する場合（たとえば、アクチュエータは高優先度、センサは低優先度など）、あらかじめ記憶手段１４に優先順位情報が記憶され、この優先順位情報に基づき自機の優先度が高い他のフィールド機器よりも高いと判断した場合は余剰電流および各機器のＣＰＵ動作クロック周波数と消費電流との関係が比例関係で示されている消費電流データとに基づき、設定可能なＣＰＵ動作クロック値を計算してＣＰＵ動作クロックを再設定する。すなわちＨ１バス２に接続されているフィールド機器は、優先順位の高い順に設定可能なＣＰＵ動作クロック値を計算してＣＰＵ動作クロックを再設定することになる。

これにより、複数機器の優先度に応じて処理速度を上げる調整を自動で行うことが可能になり、プロセス制御システムにおける被制御対象の最適運転・制御に貢献できる。

また上述の実施例に係るフィールド機器は、自発的にＣＰＵ動作クロック周波数を調整する場合、周波数を下げる調整を行うものでもよい。またフィールド機器はＣＰＵ動作クロックを下げる調整を行うか、上げる調整を行うかの切り替え行う機構を内部に有するものであっても、外部から切り替え設定を変更可能とするものであってもよい。この方法により、複数機器に対して、処理速度の上下調整を自動で行うことが可能になる。また、上述の優先度情報との組合せにより、より効率的に複数機器の処理速度の自動調整が行うことができる。

このため、本発明に係るフィールド機器は、Ｈ１バス２の全体での使用電流を計算し、ＣＰＵ動作クロックを再設定してフィールド機器の処理速度の上下調整を自動で行うことにより、Ｈ１バス２全体が電流不足に陥ることを防止できる。

また上述の実施例に係るフィールド機器は、制御アプリケーションで使用するファンクションブロックの種類と制御周期に基づいてＣＰＵ動作クロックの周波数を調整してもよい。たとえばフィールド機器は、制御周期が長い場合、ファンクションブロックの演算処理速度はあまり高い必要がないのでＣＰＵ動作クロックの周波数値を下げ、制御周期が短い場合は、周波数値を上げる。また本発明のフィールド機器は、ファンクションブロックの演算の種類によって周波数値を調整するものであってもよい。

このため、本発明に係るフィールド機器は、優先度情報やＣＰＵ動作クロック設定制限、制御アプリケーション情報などの付加情報を使用して、ＣＰＵ動作クロックを設定することにより、より効率的に複数機器の処理速度の自動調整が行うことができる。

また上述の実施例に係るフィールド機器は、ソフトウェアのデータをウエブサイトからインターネットを経由して取得するものであってもよい。

また、上述の実施例に係るフィールド機器は、演算制御手段１３の起動時初期設定部１３ａ、フィールドバス通信管理部１３ｂ、通信監視部１３ｃ、消費電力計算部１３ｄ、クロック調整部１３ｅが上述の動作を実行するものであってもよいが、一方、上述の各ステップＳＰ２０１〜２０７の動作の実行時おいて、演算制御手段１３が適宜記憶手段１４の各プログラム１４ａ〜ｅを読み込んで実行することにより、これらハードウェアとプログラムとを協働させて各種機能手段を実現するものであってもよい。

以上説明したように、本発明では、フィールド機器が自発的にＨ１バスの電流使用状況と把握し、設定可能なクロック周波数の最大値を算出・再設定することにより、通信アプリケーションを駆動するＣＰＵ動作クロックの周波数設定を調整し、自機の処理速度を適切に調整できるので、インダストリアルオートメーションなどのプロセス制御システムにおける被制御対象の最適運転・制御にも貢献できる。

本発明に係るフィールド機器の一実施例を示す構成図である。 本発明に係るフィールド機器の動作フロー図である。 従来のフィールド機器の構成例を示す構成図である。 従来のフィールド機器１がハードウェアに初期設定を行う動作フロー図である。

符号の説明

１ フィールド機器
１１ センサ
１２ 通信手段
１３ 演算制御手段
１３Ａ 起動時初期設定部
１３Ｂ フィールドバス通信管理部
１３Ｃ 通信監視部
１３Ｄ 消費電力計算部
１３Ｅ クロック調整部
１４ 記憶手段
１４Ａ 起動初期設定プログラム
１４Ｂ フィールドバス通信アプリケーションプログラム
１４Ｃ 通信監視プログラム
１４Ｄ 消費電力計算プログラム
１４Ｅ クロック調整プログラム
２ Ｈ１バス
３ フィールド機器

Claims (6)

1. FOUNDATION Fieldbus H1通信を行うためのフィールドバス（Ｈ１バス）を介してデータ通信を行い、起動時にＣＰＵ動作クロックの周波数を設定するフィールド機器において、
   前記Ｈ１バスで供給されている最大消費電流と前記Ｈ１バスで使用されている使用電流との差分である前記Ｈ１バスの余剰電流に基づき、再設定可能な前記ＣＰＵ動作クロックの周波数を算出し再設定する演算制御手段とを備えることを特徴とするフィールド機器。
2. 前記Ｈ１バスに接続されフィールド機器間の通信データを受信する通信手段を備え、
   前記演算制御手段は、
   前記通信手段を介して受信した前記通信データに基づいて前記Ｈ１バスで使用されている前記使用電流を算出する演算制御手段と、を備えることを特徴とする
   請求項１記載のフィールド機器。
3. 前記演算制御手段は、
   前記通信データに基づき前記Ｈ１バスに接続されているフィールド機器の機種およびその台数を検出し、
   このフィールド機器の機種毎に前記検出された台数とあらかじめ把握している前記各フィールド機器の消費電流値とを乗算して機種別の使用電流を算出し、前記機種別の使用電流を積算して前記Ｈ１バスで使用されている前記使用電流を算出することを特徴とする
   請求項２記載のフィールド機器。
4. 前記通信データはフィールド機器のＨ１通信用のアドレス情報または機種情報を有し、
   前記演算制御手段は、
   前記通信データを解析して前記アドレス情報および前記機種情報に基づき前記Ｈ１バスに接続されているフィールド機器の台数および機種を検知する通信監視部と、
   前記検出されたフィールド機器の機種毎にあらかじめ把握している前記各フィールド機器の消費電流値と前記検出された台数とを乗算して機種別の使用電流を算出し、前記機種別の使用電流を積算して前記Ｈ１バスで使用されている前記使用電流を算出し、前記最大消費電流値と前記使用電流値との差分である前記余剰電流を算出する消費電力計算部と、
   前記余剰電流およびＣＰＵ動作クロック周波数と消費電流との関係が比例関係で示されている消費電流データに基づき、再設定可能なＣＰＵ動作クロックの周波数値を算出するクロック調整部と、
   を具備することを特徴とする
   請求項２または請求項３記載のフィールド機器。
5. 前記演算制御手段は、
   算出された前記再設定可能な周波数のうち最大の周波数またはこの最大の周波数が、あらかじめ定められた周波数制限値を越える場合は前記周波数制限値をＣＰＵ動作クロックの周波数として再設定することを特徴とする
   請求項１〜請求項４いずれかに記載のフィールド機器。
6. 前記Ｈ１バスに接続されている複数のフィールド機器の実行の優先度が設定されている優先順位情報を記憶する記憶手段を備え、
   前記演算制御手段は、
   前記優先順位情報に基づき自機が前記他のフィールド機器よりも優先順位が高いと判断した場合、前記余剰電流を算出に基づき再設定可能な前記ＣＰＵ動作クロックの周波数を算出し再設定することを特徴とする
   請求項１〜請求項５いずれかに記載のフィールド機器。

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