JP2014026313A - フィールド機器用表示器ボード - Google Patents

Abstract

【課題】メインボードが搭載されるフィールド機器用の表示器ボードにおいて、表示器ボードの汎用性を高める。
【解決手段】メインボードが搭載されるフィールド機器用の表示器ボードであって、表示器を動作させる表示器ドライバと、メインボードと通信を行なう通信インタフェース部と、ＣＰＵと、表示器で用いられるデータベースを格納するメモリと、データベースを格納した外部メモリに、通信インタフェース部を介さずにアクセスするための外部メモリインタフェース部とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示器を制御する表示器ボードに関し、特に、フィールド機器に組み込まれる表示器ボードに関する。

プラントシステム等において計測制御に用いられるフィールド機器には、ＣＰＵ、メモリ、インタフェース（Ｉ／Ｆ）等の部品が実装されたボードが搭載されている。近年では、フィールド機器の高性能化等により、１つのフィールド機器に複数枚のボードを搭載し、機能毎にボードを分けることも多くなっている。例えば、センサで計測した測定値の演算処理等を行なうメインボードと、測定値や操作メニュー、パラメータ値等を表示する表示器の制御を行なう表示器ボードとをフィールド機器に搭載させることが行なわれている。このような場合、メインボードに実装されたＣＰＵ、メモリに加え、表示器ボードにもＣＰＵ、メモリを別途実装させることが増えてきている。

図７は、メインボードと表示器ボードとを搭載し、メインボードと表示器ボードの双方にＣＰＵ、メモリを実装した従来のフィールド機器の構成例を示すブロック図である。本図に示すように、フィールド機器４００は、センサで計測した測定値の演算処理等を行なうメインボード６００と、表示器５７０を制御する表示器ボード５００とを備えている。表示器５７０は、表示機能に加え、フィールド機器４００単体でメニュー操作やパラメータ値等の設定を受け付けるためのスイッチが備えられている。

メインボード６００は、ＣＰＵ６１０、メモリ６２０、表示器ボード５００等との通信を行なう内部通信Ｉ／Ｆ部６３０、ＰＣ等との通信を行なう通信部６４０、センサとの通信を行なうセンサ部６５０を備えている。

メモリ６２０は、メインボード６００の基本動作やインタフェースを規定するファームウェア６２１を記録する領域と、パラメータやメニュー構造の情報であるデータベース６２２を記録する領域とを含んでいる。なお、メモリ６２０は、ＣＰＵ６１０に内蔵されている場合もある。

表示器ボード５００は、ＣＰＵ５１０、メモリ５２０、表示器５７０を動作させる表示器ドライバ５３０、メインボード６００との通信を行なう内部通信Ｉ／Ｆ部５４０を備えている。

メモリ５２０は、表示器ボード５００の基本動作やインタフェースを規定するファームウェア５２１を記録する領域と、パラメータやメニュー構造の情報であるデータベース５２２を記録する領域とを含んでいる。なお、メモリ５２０は、ＣＰＵ５１０に内蔵されている場合もある。ここで、表示器ボード５００のメモリ５２０のデータベース５２２にもメニュー構造を記録しておくのは、ＰＣを接続しなくても、スイッチ付の表示器５７０を介して、表示器ボード５００単体で、メニュー操作等を可能にするためである。

特開２００３−２４４２７６号公報

一般に、フィールド機器４００では、コスト、サイズ、電力等の観点から、メモリ容量に制限があるため、多国語表示用のデータ等をすべてメインボード６００のメモリ６２０に記録しておくことは困難である。また、メインボード６００を計測制御に専念させるために、表示器ボード５００単体でメニュー操作、パラメータ設定等を行なえるようにしていることから、表示器ボード５００で使用する情報は、表示器ボード５００のメモリ５２０に保存している。

このため、メインボード６００側でパラメータやメニュー構造等のデータベース６２２の変更が行なわれた場合、表示器ボード５００側のデータベース５２２も対応して変更しなければならない。このとき、データベース５２２を変更する手段がなければ、表示器ボード５００全体を取り替えなければならない。

また、コスト削減の観点からは、表示器ボード５００を複数機種のフィールド機器で共用することが望ましいが、表示器ボード５００のハードウェアを共用したとしても、パラメータやメニュー構造等がフィールド機器毎に異なるため、表示器ボード５００のデータベース５２２は機種毎に異なることになる。

このため、同じハードウェアにもかかわらず、フィールド機器の種類毎に表示器ボード５００を別途管理し、在庫もそれぞれ別に持たなければならなくなり、共用化のメリットが少なくなる。また、外見上は同一のものを別々に管理することになるため、かえって在庫管理が煩雑になることもある。

そこで、本発明は、メインボードが搭載されるフィールド機器用の表示器ボードにおいて、表示器ボードの汎用性を高めることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、メインボードが搭載されるフィールド機器用の表示器ボードであって、表示器を動作させる表示器ドライバと、前記メインボードと通信を行なう通信インタフェース部と、ＣＰＵと、前記表示器で用いられるデータベースを格納するメモリと、前記データベースを格納した外部メモリに、前記通信インタフェース部を介さずにアクセスするための外部メモリインタフェース部と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記メモリは、前記外部メモリにアクセスしたときに、前記外部メモリからデータベースを読み出して、前記メモリに格納する動作を前記ＣＰＵが行なうためのプログラムを格納することができる。
このとき、前記メモリは、フィールド機器の機種固有の情報を含まないファームウェアをさらに格納し、前記プログラムは、前記ファームウェアを前記メモリに格納する動作は前記ＣＰＵに行なわせないようにしてもよい。

本発明によれば、メインボードが搭載されるフィールド機器用の表示器ボードにおいて、表示器ボードの汎用性を高めることができる。

メインボードと表示器ボードとを搭載し、メインボードと表示器ボードの双方にＣＰＵ、メモリを実装した本実施形態のフィールド機器の構成例を示すブロック図である。 表示器ボードのメモリの構成例を示す図である。 外部メモリの構成例を示す図である。 データベース更新用プログラムの処理を説明するフローチャートである。 本実施形態の表示器ボードの適用例を示す図である。 本実施形態の別構成例を示すブロック図である。 メインボードと表示器ボードとを搭載し、メインボードと表示器ボードの双方にＣＰＵ、メモリを実装した従来のフィールド機器の構成例を示すブロック図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、メインボードと表示器ボードとを搭載し、メインボードと表示器ボードの双方にＣＰＵ、メモリを実装した本実施形態のフィールド機器の構成例を示すブロック図である。本図に示すように、フィールド機器１００は、センサで計測した測定値の演算処理等を行なうメインボード３００と、表示器２７０を制御する表示器ボード２００とを備えている。表示器２７０は、表示機能に加え、フィールド機器１００単体でメニュー操作やパラメータ値等の設定を受け付けるためのスイッチが備えられている。

メインボード３００は、ＣＰＵ３１０、メモリ３２０、表示器ボード２００等との通信を行なう内部通信Ｉ／Ｆ部３３０、ＰＣ等との通信を行なう通信部３４０、センサとの通信を行なうセンサ部３５０を備えている。

メモリ３２０は、メインボード３００の基本動作やインタフェースを規定するファームウェア３２１を記録する領域と、パラメータやメニュー構造の情報であるデータベース３２２を記録する領域とを含んでいる。なお、メモリ３２０は、ＣＰＵ３１０に内蔵されていてもよい。

メインボード３００は、センサが測定したデータをセンサ部３５０で受信し、ＣＰＵ３１０で演算等を行ない、パラメータ値に反映する。パラメータ値等は、通信部３４０から各種工業用プロトコルによる通信を行なうことで、ＰＣやハンドヘルド装置等に出力される。

表示器ボード２００は、ＣＰＵ２１０、メモリ２２０、表示器２７０を動作させる表示器ドライバ２３０、メインボード３００との通信を行なう内部通信Ｉ／Ｆ部２４０、外部メモリＩ／Ｆドライバ２５０、外部メモリＩ／Ｆ２６０を備えている。

メモリ２２０は、表示器ボード２００の基本動作やインタフェースを規定するファームウェア２２１を記録する領域と、パラメータやメニュー構造の情報であるデータベース２２２を記録する領域とを含んでいる。なお、メモリ２２０は、ＣＰＵ２１０に内蔵してもよい。

外部メモリＩ／Ｆ２６０は、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ等の可搬型の外部メモリ２９０にアクセスするためのインタフェースであり、外部メモリＩ／Ｆドライバ２５０は、外部メモリＩ／Ｆ２６０を動作させるためのドライバである。外部メモリＩ／Ｆ２６０と外部メモリＩ／Ｆドライバ２５０とで外部メモリインタフェース部を構成する。

本実施形態の表示器ボード２００は、外部メモリＩ／Ｆ２６０および外部メモリＩ／Ｆドライバ２５０を備えることにより、内部通信Ｉ／Ｆ部２４０を介さずに、すなわち、ＰＣやメインボード３００を介さずに外部メモリ２９０から直接データを読み取ることができるようになっている。

このため、表示器ボード２００単体で、外部メモリからデータを読み出してメモリ２２０のデータベース２２２に格納することができ、メインボード３００の仕様変更や、複数機種への共用化の際に、容易にメモリ２２０のデータベース２２２を更新、変更、構築することが可能となる。

特に、フィールド機器１００のメインボード３００は、計測制御に専念する必要があり、他の処理による負荷増大や動作停止は避けなければならないが、本実施形態の表示器ボード２００は、単体で外部メモリ２９０にアクセスすることができるため、データベース２２２に対するメンテナンスを、メインボード３００の計測制御処理を阻害せずに行なうことができるようになる。

図２は、表示器ボード２００のメモリ２２０の構成例を示す図である。本図に示すように、メモリ２２０は、起動時に参照されるＢｏｏｔ領域２２３と、表示器ボード２００の基本動作やインタフェース等を規定するファームウェア２２１と、機種毎のパラメータやメニュー構造の情報であるデータベース２２２の領域とを含んでいる。また、データベース２２２は、パラメータを定義するパラメータテーブル２２２ａと、メニュー構造を定義するメニューテーブル２２２ｂとを含んでいる。

具体的には、パラメータテーブル２２２ａには、パラメータ名や、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）種別、属性、データ型等が保存されている。また、メニューテーブル２２２ｂには、パラメータテーブル２２２ａで記述されているパラメータがどのメニューにどの順番で配置されているかの情報が保存されている。

これらの領域のうち、メインボード３００の更新や、搭載機種の変更等に際して、更新や変更が必要となるのは機器固有の情報を含んでいるデータベース２２２のみとなる。メインボード３００の更新や、搭載機種の変更等があった場合でも、Ｂｏｏｔ領域２２３、ファームウェア２２１は、機器固有の情報を含まない、共通のデータを用いることで、共通のユーザインタフェース等を提供することができるようになる。

このため、外部メモリ２９０は、図３に示すように、パラメータテーブル２９１ａとメニューテーブル２９１ｂとを含んだデータベース２９１を格納しておくようにする。一般に、メインボード３００のメモリ３２０の更新には、データベース３２２に加え、ファームウェア３２１の更新が必要となるが、表示器ボード２００のメモリ２２０の更新は、データベース２２２のみで足りる。もちろん、データベース２２２のうちの変更部分のみを更新するようにしてもよい。

なお、メモリ２２０において、データベース２２２の領域は、更新時のロード失敗等に備えて２つ用意しておくことが望ましい。この場合、更新するデータベース２２２は、現在使用しているデータベース２２２の領域とは異なる領域にロードし、ロード成功後に使用するデータベース２２２を切り換えるようにする。更新するデータベース２２２のロードに失敗した場合は、使用するデータベース２２２を切り換えずに、再度更新するデータベースのロードを行なえばよい。どちらのデータベース２２２を使用するかは、パラメータとしてメモリ２２０内に保持しておく。

外部メモリ２９０が装着された場合に、ＣＰＵ２１０がデータベース２２２の更新処理を行なうためのプログラムは、ファームウェア２２１に記録しておくことができる。図４は、データベース更新用プログラムの処理を説明するフローチャートである。

本図に示すように、外部メモリ２９０が外部メモリＩ／Ｆ２６０に装着されると（Ｓ１０１）、データベース更新用プログラムが起動する（Ｓ１０２）。データベース更新用プログラムの起動は、自動起動としてもよいし、操作者の操作に基づいてもよい。

起動したデータベース更新用プログラムは、外部メモリ２９０からデータベース２９１を読み出して、メモリ２２０のデータベース領域２２２にロードする（Ｓ１０３）。このとき、上述のようにデータベース領域２２２を２つに区分けし、使用してない領域にロードするようにすることが望ましい。データベース更新用プログラムは、メモリ２２０のファームウェア２２１の更新動作は行なう必要がない。

更新用データベースのロードが正常に終了すると、データベースの使用領域を切り換える（Ｓ１０４）。そして、表示器ボード２００を再起動すると、以降は更新されたデータベースに基づいて動作を行なう（Ｓ１０５）。

以上説明したように、本実施形態のフィールド機器用表示器ボード２００は、外部メモリＩ／Ｆ２６０および外部メモリＩ／Ｆドライバ２５０を備えているため、メインボード３００側のファームウェア３２１、データベース３２２が変更された場合でも、外部メモリ２９０からロードしてメモリ２２０のデータベース２２２を対応させることで、同じ表示器ボード２００を使い続けることができる。

また、機種に対応したデータベース２２２を外部メモリ２９０からロードすることができるため、表示器ボード２００を複数機種のフィールド機器で共用することができるようになる。例えば、図５に示すように、表示器ボード２００は、メモリ２２０にフィールド機器Ａ１００ａ用のデータベースをロードすることで、フィールド機器Ａ１００ａに使用することができ、メモリ２２０にフィールド機器Ｂ１００ｂ用のデータベースをロードすることで、フィールド機器Ｂ１００ｂに使用することができ、メモリ２２０にフィールド機器Ｃ１００ｃ用のデータベースをロードすることで、フィールド機器Ｃ１００ｃに使用することができるようになる。このため、それぞれの機種毎に表示器ボード２００を管理する必要がなくなり、表示器ボード２００の在庫管理が極めて容易となる。また、表示器ボード２００の開発効率や製造効率も向上し、コストダウンが期待できる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の形態を採用することができる。例えば、外部メモリＩ／Ｆ２６０に装着された外部メモリ２９０に格納されたデータベース２９１を、メモリ２２０にロードせずに、直接読み出して動作するようにしてもよい。この場合、メモリ２２０にロードするかどうかは、パラメータに設定しておけばよい。

また、外部メモリＩ／Ｆ２６０は、無線通信により外部メモリ２９０とアクセスするようにしてもよい。

また、図６に示すように、表示器ボード２００に加えて、メインボード３００にも外部メモリＩ／Ｆドライバ３６０および外部メモリＩ／Ｆ３７０を備えさせるようにしてもよい。この場合、メインボード３００のメモリ３２０に格納されているデータベース３２２を外部メモリ２９０にコピーし、このデータベース３２２を表示器ボード２００のメモリ２２０にロードすることもできるようになる。

１００…フィールド機器、２００…表示器ボード、２１０…ＣＰＵ、２２０…メモリ、２２１…ファームウェア、２２２…データベース、２２２ａ…パラメータテーブル、２２２ｂ…メニューテーブル、２２３…Ｂｏｏｔ領域、２３０…表示器ドライバ、２４０…内部通信Ｉ／Ｆ部、２５０…外部メモリＩ／Ｆドライバ、２６０…外部メモリＩ／Ｆ、２７０…表示器、２９０…外部メモリ、２９１…データベース、２９１ａ…パラメータテーブル、２９１ｂ…メニューテーブル、３００…メインボード、３１０…ＣＰＵ、３２０…メモリ、３２１…ファームウェア、３２２…データベース、３３０…内部通信Ｉ／Ｆ部、３４０…通信部、３５０…センサ部、３６０…外部メモリＩ／Ｆドライバ、３７０…外部メモリＩ／Ｆ、４００…フィールド機器、５００…表示器ボード、５１０…ＣＰＵ、５２０…メモリ、５２１…ファームウェア、５２２…データベース、５３０…表示器ドライバ、５４０…内部通信Ｉ／Ｆ部、５７０…表示器、６００…メインボード、６１０…ＣＰＵ、６２０…メモリ、６２１…ファームウェア、６２２…データベース、６３０…内部通信Ｉ／Ｆ部、６４０…通信部、６５０…センサ部

Claims (3)

1. メインボードが搭載されるフィールド機器用の表示器ボードであって、
   表示器を動作させる表示器ドライバと、
   前記メインボードと通信を行なう通信インタフェース部と、
   ＣＰＵと、
   前記表示器で用いられるデータベースを格納するメモリと、
   前記データベースを格納した外部メモリに、前記通信インタフェース部を介さずにアクセスするための外部メモリインタフェース部と、
   を備えたことを特徴とするフィールド機器用表示器ボード。
2. 前記メモリは、前記外部メモリにアクセスしたときに、前記外部メモリからデータベースを読み出して、前記メモリに格納する動作を前記ＣＰＵが行なうためのプログラムを格納していることを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器用表示器ボード。
3. 前記メモリは、フィールド機器の機種固有の情報を含まないファームウェアをさらに格納し、
   前記プログラムは、前記ファームウェアを前記メモリに格納する動作は前記ＣＰＵに行なわせないことを特徴とする請求項２に記載のフィールド機器用表示器ボード。