JP2013234885A - フィールド機器用アダプタおよびフィールド機器 - Google Patents

Abstract

【課題】フィールド機器のコンフィグレーションを簡単に行わせる。
【解決手段】配管１００にフィールド機器用アダプタ（配管側ジョイント）１を取り付ける。配管側ジョイント１のメモリ基板１−３に搭載されているＥＥＰＲＯＭに、この配管側ジョイント１に取り付けられる圧力発信器の運用に有用な情報を運用情報として記憶させておく。配管側ジョイント１に圧力発信器２００を取り付けると、圧力発信器本体２のＣＰＵ２１が配管側ジョイント１のＥＥＰＲＯＭに記憶されている運用情報を読み取り、機器内部のコンフィグレーションを実行する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、圧力発信器などのフィールド機器用のアダプタおよびフィールド機器に関するものである。

従来より、物理量を計測する圧力発信器などのフィールド機器では、計測したいポイントにあわせてタグ、レンジ、ダンピングなどのコンフィグレーションが必要であることが一般的である。

このフィールド機器のコンフィグレーションの方法としては、次のような方法がある。
(１)あらかじめコンフィグレーションして設置する。
(２)現場通信機器を接続してコンフィグレーションする（例えば、特許文献１参照）。
(３)ＤＣＳ（Distributed Control System）からコンフィグレーションデータをダウンロードする（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−２３４９２５号公報 特開２０１１−２６５６０７号公報

しかしながら、４〜２０ｍＡ計装のような１対１の配線であれば、なおかつデジタル通信を介して機器管理ソフトを運用していれば、配線した時点ですぐにコンフィグレーションデータがＤＣＳからダウンロードされるが、フィールドバス通信および無線通信では、コンフィグレーション設定の前に通信ネットワークに接続する設定が必要であるし、これが面倒である。また、４〜２０ｍＡ計装でＤＣＳがデジタル通信を使わない場合、現場通信機器を接続してコンフィグレーションしなければならない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、フィールド機器のコンフィグレーションを簡単に行わせることが可能なフィールド機器用アダプタおよびフィールド機器を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、物理量の計測点に取り付けられ、この物理量の計測点に取り付けられている状態において、任意のフィールド機器が着脱可能に取り付けられるフィールド機器用アダプタであって、フィールド機器の運用に有用な情報を運用情報として記憶する運用情報記憶手段と、任意のフィールド機器が取り付けられた場合、この取り付けられたフィールド機器からの記憶されているいる運用情報の読み取りを可能とする運用情報出力手段とを備えることを特徴とする。

本発明のフィールド機器用アダプタは、運用情報記憶手段と運用情報出力手段とを備えているが、運用情報記憶手段の一例として、半導体によって構成されたメモリとすることが考えられる。また、運用情報出力手段の一例として、メモリと取り付けられたフィールド機器とを結ぶ導通路とすることが考えられる。

本発明のフィールド機器用アダプタは、物理量の計測点に取り付けられ、運用情報記憶手段にはフィールド機器の運用に有用な情報（運用情報）がセットされる。本発明において、運用情報とは、例えばコンフィグレーションデータなどのフィールド機器の運用に有用な情報であり、物理量の計測点の位置情報は含まない。フィールド機器用アダプタにフィールド機器を取り付けると、フィールド機器用アダプタにセットされている運用情報が読み取られる。

本発明のフィールド機器用アダプタに取り付けられるフィールド機器として、例えば、取り付けられたフィールド機器用アダプタに記憶されている運用情報を読み取る運用情報読取手段と、この運用情報読取手段によって読み取られた運用情報に従って機器内部のコンフィギュレーションを自動的に実行するコンフィギュレーション自動実行手段とを備えるようにしたものが考えられる。このようなフィールド機器では、本発明のフィールド機器用アダプタに取り付けることによって、自動的に機器内部のコンフィグレーションが実行される。

また、本発明のフィールド機器用アダプタに取り付けられるフィールド機器として、例えば、取り付けられたフィールド機器用アダプタに記憶されている運用情報を読み取る運用情報読取手段と、この運用情報読取手段によって読み取られた運用情報に基づいて自己がそのフィールド機器用アダプタが取り付けられた物理量の計測点に対して適切なフィールド機器であるか否かを判断する判断手段とを備えるようにしたものが考えられる。このようなフィールド機器では、本発明のフィールド機器用アダプタに取り付けることによって、そのフィールド機器が適切なフィールド機器であるか否かが自動的に判断される。例えば、間違ったレンジのフィールド機器が取り付けられたような場合、適切なフィールド機器でないと判断される。

本発明によれば、任意のフィールド機器が着脱可能に取り付けられるフィールド機器用アダプタに、フィールド機器の運用に有用な情報を運用情報として記憶する運用情報記憶手段と、任意のフィールド機器が取り付けられた場合、この取り付けられたフィールド機器からの記憶されているいる運用情報の読み取りを可能とする運用情報出力手段とを設けたので、フィールド機器用アダプタにフィールド機器を取り付けると、フィールド機器用アダプタに記憶されている運用情報が読み取られるものとなり、この運用情報に従って機器内部のコンフィグレーションを自動的に行わせるようにすることが可能となる。

本発明に係るフィールド機器用アダプタの一実施の形態を示す断面図である。 このフィールド機器用アダプタ（配管側ジョイント）のメモリ基板に搭載されているＥＥＰＲＯＭを示す図である。 この配管側ジョイントを配管に取り付けた状態を示す図である。 この配管に取り付けた配管側ジョイントに圧力発信器を取り付けた状態を示す図である。 配管側ジョイントに圧力発信器を取り付けた状態における電気回路の概略を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係るフィールド機器用アダプタの一実施の形態を示す断面図である。

このフィールド機器用アダプタ（以下、配管側ジョイントと呼ぶ）１は、円盤上の台座部１−１と、この台座部１−１の中央部より下面側に伸びるパイプ部１−２とを備えている。台座部１−１およびパイプ部１−１は金属製とされており、台座部１−１の外周部１ａおよびパイプ部１−２の下端部１ｂにはネジ部が形成されている。また、台座部１−１の下面１ｃには、パイプ部１−２の周囲にリング状の溝１ｄが形成されており、このリング状の溝１ｄの底面にメモリ基板１−３が固定されている。

メモリ基板１−３には、図２に示すように、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）１０が搭載されている。このＥＥＰＲＯＭ１０は、リードピンＬＰ１〜ＬＰ４に接続されている。なお、この例では、４つのリードピンＬＰ１〜ＬＰ４に接続しているが、ＥＥＰＲＯＭ１０に記憶されている情報を読み出すことができれば、１つのリードピンでも構わない。

リードピンＬＰ１〜ＬＰ４は、メモリ基板１−３の回路上に半田接続され、台座部１−１に形成された貫通孔１ｅ１〜１ｅ４を通して、台座部１−１の上面１ｆよりもさらに上方に突出している。台座部１−１の上面１ｆには後述するセンサ側ジョイント４（図４）との組み合わせに際する位置決め用のスタッド１ｇが複数設けられている。また、台座部１−１の上面１ｆの中央部にはパイプ部１−２の開口が臨む段差孔１ｈが形成されている。

図３にこの配管側ジョイント１を配管１００に取り付けた状態を示す。配管１００には、圧力の計測点として定められた各箇所に、配管側ジョイント１の取付部１００ａが設けられている。この配管側ジョイント１の取付部１００ａに、配管側ジョイント１のパイプ部１−２の下端部１ｂに形成されたネジ部を螺合して、配管側ジョイント１を取り付ける。

この配管側ジョイン１を配管１００に取り付けるにあたっては、配管側ジョイン１のメモリ基板１−３に搭載されているＥＥＰＲＯＭ１０に、この配管側ジョイント１に取り付けられる圧力発信器（後述）の運用に有用な情報を運用情報として記憶させる。例えば、配管側ジョイント１が取り付けられる圧力の計測点に応じた運用情報として、レンジ、ダンピングなどのコンフィグレーションデータを記憶させる。なお、この運用情報には、圧力の計測点の位置情報は含まない。

この配管１００に取り付けられた配管側ジョイント１に図４に示すように任意の圧力発信器２００を取り付ける。圧力発信器２００は、ＣＰＵ２１を内蔵する圧力発信器本体２と、この圧力発信器本体２にフレキシブルケーブル３を介して電気的に接続されたセンサ側ジョイント４とから構成されている。センサ側ジョイント４は、センサボディ４１と、このセンサボディ４１の外周に遊嵌されたユニオンナット４２と、センサボディ４１に溶接されてユニオンナット４２の脱落を防ぐストッパ４３とから構成されている。センサボディ４１，ユニオンナット４２およびストッパ４３は金属製とされている。

センサボディ４１には、圧力センサ４４が設けられており、この圧力センサ４４のセンサダイアフラム（図示せず）と受圧ダイアフラム４５との間に圧力伝達媒体として封入液４６が封入されている。圧力センサ４４のセンサダイアフラム上には歪み抵抗ゲージが形成されており、この歪抵抗ゲージの抵抗値変化に応じた信号が圧力センサ４４から出力される。この圧力センサ４４から出力される信号は、中継基板４７に接続されたフレキシブルケーブル３を介して、圧力発信器本体２に送られる。また、センサボディ４１には、ソケットコンタクトＳＣ１〜ＳＣ４が埋設されており、ソケットコンタクトＳＣ１〜ＳＣ４の端部は中継基板４７の回路上に半田接続されている。ソケットコンタクトＳＣ１〜ＳＣ４とセンサボディ４１との間は絶縁が図られている。

このセンサボディ４１をユニオンナット４２によって配管側ジョイント１に組み付ける。すなわち、リードピンＬＰ１〜ＬＰ４をソケットコンタクトＳＣ１〜ＳＣ４に挿入し、位置決め用のスタッド１ｇによって位置合わせを行わせながら、センサボディ４１と配管側ジョイント１とを組み合わせ、ユニオンナット４２を配管側ジョイント１の台座部１−１の外周部１ａに螺合することによって、センサボディ４１を配管側ジョイント１に組み付ける。この際、受圧ダイアフラム４５の周囲には、パイプ部１−２を介する配管１００からの流体が漏れ出ないようにＯリング４８を介在させる。

図５に配管側ジョイント１に圧力発信器２００を取り付けた状態における電気回路の概略を示す。この例では、配管側ジョイント１の台座部１−１およびパイプ部１−２を金属性として、センサ側ジョイント４のセンサボディ４１，ユニオンナット４２およびストッパ４３を金属性として、電気的にＧＮＤ接続を兼ねさせている。

この配管側ジョイント１と圧力発信器２００との取り付け状態において、圧力発信器本体２のＣＰＵ２１は、配管側ジョイント１のメモリ基板１−３に搭載されているＥＥＰＲＯＭ１０にアクセスし、そのＥＥＰＲＯＭ１０に記憶されている運用情報を、リードピンＬＰ１〜ＬＰ４、ソケットコンタクトＳＣ１〜ＳＣ４、フレキシブルケーブル３の経路（導通路）で読み取る。そして、この読み取った運用情報に従って、機器内部のコンフィグレーションを実行する。

また、圧力発信器本体２のＣＰＵ２１は、読み取った運用情報に基づいて自己がその配管側ジョイント１が取り付けられた圧力の計測点に対して適切な圧力発信器であるか否かを判断し、適切な圧力発信器でない場合にはその旨をランプの点滅などで知らせる。例えば、間違ったレンジの圧力発信器であったような場合、すなわち圧力センサ４４の計測レンジが適合しないような場合、適切な圧力発信器ではないと判断し、その旨をランプの点滅などで知らせる。

また、圧力発信器本体２のＣＰＵ２１は、圧力センサ４４から出力される信号をフレキシブルケーブル３を介して取り込み、配管側ジョイント１が取り付けられている計測点の圧力値を求め、上位装置に（図示せず）に送信する。この場合、無線で上位装置へ送信するようにしてもよいし、フィールドバスを介して上位装置に送信するようにしてもよい。

このように、本実施の形態では、圧力発信器２００を配管側ジョイント１に取り付けると、この配管側ジョイント１のＥＥＰＲＯＭ１０に記憶されている運用情報が読み出され、この運用情報に従って圧力発信器２００の機器内部のコンフィグレーションが自動的に実行されるものとなる。

これにより、本実施の形態では、コンフィグレーションデータをＤＣＳからダウンロードしたり、現場通信機器を接続してコンフィグレーションを行うようにする必要がなく、簡単に圧力発信器２００のコンフィグレーションを行うことができるようになる。

なお、上述した実施の形態では、配管側ジョイント１に取り付けられる圧力発信器の運用に有用な情報を運用情報としてＥＥＰＲＯＭを記憶させるようにしたが、運用情報を記憶させる手段はＥＥＰＲＯＭに限られるものでないことは言うまでもない。

また、上述した実施の形態では、フィールド機器として圧力発信器を例にとって説明したが、温度計、流量計などのフィールド機器であってもよい。温度計の場合、温度が本発明いう物理量となり、流量計の場合、流量が本発明でいう物理量となる。
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１…フィールド機器用アダプタ（配管側ジョイント）、１−１…台座部、１−２…パイプ部、１−３…メモリ基板、２…圧力発信器本体、３…フレキシブルケーブル、４…センサ側ジョイント、２１…ＣＰＵ、４１…センサボディ、４２…ユニオンナット、４３…ストッパ、４４…圧力センサ、４５…受圧ダイアフラム、４６…封入液、４７…中継基板、ＬＰ１〜ＬＰ４…リードピン、ＳＣ１〜ＳＣ４…ソケットコンタクト、１００…配管、２００…圧力発信器。

Claims (4)

1. 物理量の計測点に取り付けられ、この物理量の計測点に取り付けられている状態において、任意のフィールド機器が着脱可能に取り付けられるフィールド機器用アダプタであって、
   前記フィールド機器の運用に有用な情報を運用情報として記憶する運用情報記憶手段と、
   前記任意のフィールド機器が取り付けられた場合、この取り付けられたフィールド機器からの前記記憶されているいる運用情報の読み取りを可能とする運用情報出力手段と
   を備えることを特徴とするフィールド機器用アダプタ。
2. 請求項１に記載されたフィールド機器用アダプタにおいて、
   前記運用情報記憶手段は、
   半導体によって構成されたメモリであり、
   前記運用情報出力手段は、
   前記メモリと前記取り付けられたフィールド機器とを結ぶ導通路である
   ことを特徴とするフィールド機器用アダプタ。
3. 請求項１又は２に記載されたフィールド機器用アダプタに着脱可能に取り付けられるフィールド機器であって、
   取り付けられたフィールド機器用アダプタに記憶されている運用情報を読み取る運用情報読取手段と、
   この運用情報読取手段によって読み取られた運用情報に従って機器内部のコンフィギュレーションを自動的に実行するコンフィギュレーション自動実行手段と
   を備えることを特徴とするフィールド機器。
4. 請求項１又は２に記載されたフィールド機器用アダプタに着脱可能に取り付けられるフィールド機器であって、
   取り付けられたフィールド機器用アダプタに記憶されている運用情報を読み取る運用情報読取手段と、
   この運用情報読取手段によって読み取られた運用情報に基づいて自己がそのフィールド機器用アダプタが取り付けられた物理量の計測点に対して適切なフィールド機器であるか否かを判断する判断手段と
   を備えることを特徴とするフィールド機器。

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