JP2017158185A - ハンドヘルドメンテナンスツールによるプロセス制御通信ライン障害検出及び障害箇所特定 - Google Patents
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Abstract
Description
ケーブルインピーダンス:100&±20%
減衰率:3dB/km
遮断キャパシタンス:<4nF/km
同様の信号伝搬特性は、他の通信プロトコルまたは通信ラインについて考慮に入れることができ、例えばHART制御ラインについて考慮に入れることができ、計算した係数は、確認した振幅低下と一緒に使用することにより、パルスを発生するハンドヘルドデバイスから障害までの距離を計算することができる。
Claims (46)
- 通信ライン及び前記通信ラインに接続される1つ以上のデバイスを有するプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法であって、
第1電子信号を前記通信ライン上にハンドヘルドデバイスから供給し、
前記通信ライン上の前記第1電子信号に応答して、前記ハンドヘルドデバイスで前記通信ライン上の第2電子信号を測定し、
前記ハンドヘルドデバイス内のコンピュータプロセッサで、測定第2電子信号を分析して、前記通信ラインの高インピーダンス障害を突き止め、
検出された高インピーダンス障害が発生していることをユーザに対して、前記ハンドヘルドデバイス上のユーザディスプレイを介して通知する、方法。 - 前記通信ライン上の前記第2電子信号を測定する際に、前記通信ライン上の電流を測定し、前記測定第2電子信号を分析する際に、前記通信ライン上の測定電流が閾値を下回るかどうかを判断する、請求項1に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 前記測定第2電子信号を分析する際に、前記通信ライン上の前記測定電流が略ゼロであるかどうかを判断する、請求項2に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 前記測定第2電子信号を分析する際に、前記通信ライン上の前記測定電流が前記通信ライン上の特定の数のデバイスについて予測される引き込み電流よりも小さいかどうかを判断する、請求項2に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 更に、前記通信ラインに接続されていることが判明するデバイスの数の指示値を前記ハンドヘルドデバイスのメモリに格納し、前記通信ラインに接続されていることが判明するデバイスの前記数の格納指示値をデバイスの特定の数として使用する、請求項4に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 更に、既知の負荷を前記通信ラインの両端に接続し、前記測定第2電子信号を分析する際に、前記通信ライン上の前記測定電流が前記既知の負荷に引き込まれる電流に等しいかどうかを判断する、請求項2に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 更に、前記通信ラインに接続されていることが判明する複数のデバイスについて予測される引き込み電流の指示値を前記ハンドヘルドデバイスのメモリに格納し、前記通信ラインに接続されていることが判明する複数のデバイスについて予測される前記引き込み電流の格納指示値を使用して前記閾値を決定する、請求項2に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 更に、前記通信ライン上の前記障害の箇所を検出し、パルス信号を前記通信ライン上に前記ハンドヘルドデバイスで第1時刻に発生させ、エコーパルス信号を前記通信ライン上に前記ハンドヘルドデバイスで第2時刻に検出し、前記エコーパルス信号は、前記障害からの前記パルス信号の反射パルス信号であり、前記方法では更に、前記エコーパルス信号を使用して前記通信ライン上の前記障害の前記箇所を突き止める、請求項2に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 前記エコーパルス信号を使用して、前記通信ライン上の前記障害の前記箇所を突き止める際に、前記第1時刻と前記第2時刻との時間差を求め、前記時間差を使用して前記障害までの距離を求める、請求項8に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 前記エコーパルス信号を使用して、前記通信ライン上の前記障害の前記箇所を突き止める際に、前記エコーパルス信号の振幅を測定し、前記エコーパルス信号の測定振幅を使用して前記障害までの距離を求める、請求項8に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 前記エコーパルス信号の前記測定振幅を使用して前記障害までの距離を求める際に、前記エコーパルス信号の前記振幅を前記パルス信号の振幅と比較して振幅低下を確認し、前記振幅低下を使用して前記障害までの距離を求める、請求項10に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 前記エコーパルス信号の前記測定振幅を使用して前記障害までの距離を求める際に、1つ以上の信号伝搬特性を前記ハンドヘルドデバイスのメモリに格納し、前記1つ以上の格納信号伝搬特性を前記振幅低下の他に使用して前記障害までの距離を求める、請求項11に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- パルス信号を前記通信ライン上に発生させる際に、第1振幅を有する第1パルス信号を前記通信ライン上に発生させ、前記第1パルス信号に応答して、エコーパルス信号が特定の期間内に受信されるかどうかを検出し、エコーパルス信号が前記特定の期間内に受信されない場合、前記第1振幅よりも大きい第2振幅を有する第2パルス信号を前記通信ライン上に発生させ、前記第2パルス信号に応答して、エコーパルス信号が第2期間内に受信されるかどうかを検出する、請求項8に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- 更に、前記パルス信号を発生させたことに伴う前記ハンドヘルドデバイスのバッテリ使用量を追跡し、前記ハンドヘルドデバイスのユーザに対して、障害箇所を検出するための前記パルス信号の使用に関連する電力状態について警告する、請求項8に記載のプロセス制御通信ネットワークの障害を検出する方法。
- プロセス制御システムの通信ラインの障害を検出するために使用されるハンドヘルドメンテナンスツールであって、
前記通信ラインに電子的に接続されるように構成される入力/出力インターフェースと、
給電信号及び通信信号を前記通信ライン上に乗せる電源と、
1つ以上の電子信号センサと、
ユーザインターフェースと、
プロセッサと、
前記プロセッサ上で実行されるプログラムを格納するコンピュータ可読メモリであって、前記通信ライン上に乗せた給電信号に応答して、前記プログラムが前記プロセッサ上で実行されて前記通信ライン上の電子信号を測定することにより測定電子信号を分析して、前記通信ラインの高インピーダンス障害を突き止め、検出された高インピーダンス障害が発生していることをユーザに対して前記ユーザインターフェースを介して通知する、前記コンピュータ可読メモリと、を備える、ハンドヘルドメンテナンスツール。 - 前記1つ以上の電子信号センサは、前記通信ライン上の電流を測定する電流センサを含み、前記プログラムは前記測定電子信号を、前記通信ライン上の測定電流が閾値を下回るかどうかを判断することにより分析する、請求項15に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは前記測定電子信号を、前記通信ライン上の前記測定電流が略ゼロであるかどうかを判断することにより分析する、請求項16に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは前記測定電子信号を、前記通信ライン上の前記測定電流が、前記通信ラインに接続される特定の数のデバイスについて予測される引き込み電流よりも小さいかどうかを判断することにより分析する、請求項16に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記コンピュータ可読メモリは、前記通信ラインに接続されていることが判明するデバイスの数の指示値を格納し、前記プログラムは、前記通信ラインに接続されていることが判明するデバイスの前記数の格納指示値をデバイスの特定の数として使用する、請求項18に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは、前記通信ライン上の前記測定電流が、前記通信ラインの伝送線路の両端に接続される既知のダミー負荷に引き込まれる電流に等しいかどうかを判断する、請求項16に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記コンピュータ可読メモリは、前記通信ラインに接続されていることが判明する複数のデバイスについて予測される引き込み電流の指示値を格納し、前記プログラムは、前記通信ラインに接続されていることが判明する複数のデバイスについて予測される前記引き込み電流の格納指示値を使用して前記閾値を決定する、請求項16に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 更に、パルス信号を前記通信ライン上に発生させるように適合させたパルス信号発生器を含み、前記プログラムは更に、前記パルス信号発生器に指示してパルス信号を前記通信ライン上に第1時刻に乗せ、前記1つ以上の電子信号センサを使用して前記通信ライン上のエコーパルス信号をハンドヘルドデバイスで第2時刻に検出し、前記エコーパルス信号は、前記障害からの前記パルス信号の反射パルス信号であり、前記プログラムは前記エコーパルス信号を使用して前記通信ライン上の前記障害の箇所を突き止める、請求項15に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは前記エコーパルス信号を使用して前記通信ライン上の前記障害の前記箇所を、前記第1時刻と前記第2時刻との時間差を測定し、前記時間差を使用して前記障害までの距離を求めることにより突き止める、請求項22に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは前記エコーパルス信号の振幅を測定し、前記エコーパルス信号の測定振幅を使用して前記障害までの距離を求める、請求項22に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは前記エコーパルス信号の前記振幅を前記パルス信号の振幅と比較して振幅低下を確認し、前記振幅低下を使用して前記障害までの距離を求める、請求項24に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは、前記パルス信号を発生させたことに伴う前記ハンドヘルドメンテナンスツールのバッテリ使用量を追跡し、前記ハンドヘルドメンテナンスツールのユーザに対して当該ユーザインターフェースを介して、前記パルス信号の使用に関連する電力状態について警告する、請求項22に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 一連の通信ラインと、前記一連の通信ラインに接続される1つ以上のデバイスと、を有するプロセス制御ネットワーク通信バスの障害の箇所を検出する方法であって、
パルス信号を前記通信ライン上に、前記通信ラインに接続されるハンドヘルドデバイスを介して第1時刻に発生させ、
エコーパルス信号を前記通信ライン上に前記ハンドヘルドデバイスで第2時刻に検出し、前記エコーパルス信号が、前記障害からの前記パルス信号の反射パルス信号であり、前記方法では更に、
前記ハンドヘルドデバイスのコンピュータプロセッサを介して前記通信ライン上の前記障害の箇所を検出エコーパルス信号に基づいて突き止める、方法。 - 前記障害の前記箇所を突き止める際に、前記第1時刻と前記第2時刻との時間差を求め、前記時間差を使用して前記障害までの距離を求める、請求項27に記載のプロセス制御ネットワークの障害の箇所を検出する方法。
- 前記通信ライン上の前記障害の前記箇所を突き止める際に、前記検出エコーパルス信号の振幅を測定し、前記検出エコーパルス信号の測定振幅を使用して前記障害までの距離を求める、請求項27に記載のプロセス制御ネットワークの障害の箇所を検出する方法。
- 前記検出エコーパルス信号の前記測定振幅を使用して前記障害までの距離を求める際に、前記検出エコーパルス信号の前記振幅を前記パルス信号の振幅と比較して振幅低下を確認し、前記振幅低下を使用して前記障害までの距離を求める、請求項29に記載のプロセス制御ネットワークの障害の箇所を検出する方法。
- 前記検出エコーパルス信号の前記測定振幅を使用して前記障害までの距離を求める際に、1つ以上の信号伝搬特性を前記ハンドヘルドデバイスのメモリに格納し、前記1つ以上の格納信号伝搬特性を前記振幅低下の他に使用して前記障害までの距離を求める、請求項30に記載のプロセス制御ネットワークの障害の箇所を検出する方法。
- パルス信号を前記通信ライン上に発生させる際に、第1振幅を有する第1パルス信号を前記通信ライン上に発生させ、前記第1パルス信号に応答して、エコーパルス信号が特定の期間内に受信されるかどうかを検出し、エコーパルス信号が前記特定の期間内に受信されない場合、前記第1振幅よりも大きい第2振幅を有する第2パルス信号を前記通信ライン上に発生させ、前記第2パルス信号に応答して、エコーパルス信号が第2期間内に受信されるかどうかを検出する、請求項27に記載のプロセス制御ネットワークの障害の箇所を検出する方法。
- 更に、前記パルス信号を発生させたことに伴う前記ハンドヘルドデバイスのバッテリ使用量を追跡し、前記ハンドヘルドデバイスのユーザに対して、障害箇所を検出するための前記ハンドヘルドデバイス内のパルス信号発生器の使用に関連する電力状態について警告する、請求項27に記載のプロセス制御ネットワークの障害の箇所を検出する方法。
- 一連の通信ラインの障害を検出するために使用されるプロセス制御システムのハンドヘルドメンテナンスツールであって、
前記通信ラインに接続されるように構成される入力/出力インターフェースと、
パルス信号を発生させて前記通信ライン上に乗せるように構成されるパルス信号発生器と、
1つ以上の電子信号センサと、
ユーザインターフェースと、
プロセッサと、
前記プロセッサ上で実行されるプログラムを格納するコンピュータ可読メモリであって、前記通信ライン上の前記パルス信号に応答して、前記プログラムが実行されて前記通信ライン上の電子信号を測定することにより測定電子信号を分析して前記通信ラインの障害の箇所を突き止め、前記突き止めた箇所に前記障害が発生していることをユーザに対して前記ユーザインターフェースを介して通知する、前記コンピュータ可読メモリと、を備える、ハンドヘルドメンテナンスツール。 - 前記1つ以上の電子信号センサは、エコーパルス信号を前記通信ライン上に検出する電圧センサを含む、請求項34に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは更に、前記パルス信号発生器に指示してパルス信号を前記通信ライン上に第1時刻に乗せ、前記1つ以上の電子信号センサを使用して、エコーパルス信号を前記通信ライン上にハンドヘルドデバイスで第2時刻に検出し、前記エコーパルス信号は、前記障害からの前記パルス信号の反射パルス信号であり、前記プログラムは、前記エコーパルス信号を使用して前記通信ライン上の前記障害の前記箇所を突き止める、請求項34に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは前記エコーパルス信号を使用して前記通信ライン上の前記障害の前記箇所を、前記第1時刻と前記第2時刻との時間差を測定し、前記時間差を使用して前記障害までの距離を求めることにより突き止める、請求項36に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは前記エコーパルス信号の振幅を測定し、前記パルス信号の測定振幅を使用して前記障害までの距離を求める、請求項36に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは検出エコーパルス信号の前記振幅を前記パルス信号の振幅と比較して振幅低下を確認し、前記振幅低下を使用して前記障害までの距離を求める、請求項38に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 前記プログラムは、前記パルス信号を発生させたことに伴う前記ハンドヘルドデバイスのバッテリ使用量を追跡し、前記ハンドヘルドデバイスのユーザに対して当該ユーザインターフェースを介して、前記パルス信号の使用に関連する電力状態について警告する、請求項36に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 第1ハウジングと、前記第1ハウジングに着脱可能に接続される第2ハウジングと、を含み、前記プロセッサ、前記1つ以上の電子信号センサ、及び前記ユーザインターフェースは前記第1ハウジング内に配置され、前記パルス信号発生器は前記第2ハウジング内に配置される、請求項34に記載のハンドヘルドメンテナンスツール。
- 通信ラインと、前記通信ラインに接続される1つ以上のデバイスと、を有するプロセス制御ネットワークの障害を検出する方法であって、
第1給電信号を前記通信ライン上に第1振幅レベルで、前記通信ラインに接続されるハンドヘルドデバイスから供給し、
前記通信ライン上の前記第1給電信号に応答して、前記通信ライン上の電流を前記ハンドヘルドデバイスで測定し、
前記第1給電信号に応答して、測定電流信号を前記ハンドヘルドデバイス内のプロセッサを介して分析して、低インピーダンス障害が前記通信ラインに発生していることを確認し、
低インピーダンス障害状態が、前記通信ライン上の前記第1給電信号に応答して確認されない場合、
(1)第2給電信号を前記通信ライン上に、前記第1振幅レベルよりも高い第2振幅レベルで供給し、
(2)前記通信ライン上の前記第2給電信号に応答して、前記通信ライン上の別の電流信号を測定し、
(3)別の前記測定電流信号を分析して、低インピーダンス障害が前記通信ラインに発生していることを確認し、
低インピーダンス障害が、前記第1給電信号または前記第2給電信号のいずれかについて確認される場合に、検出された障害が発生していることをユーザに対して前記ハンドヘルドデバイス上のユーザインターフェースを介して通知する、方法。 - 更に、低インピーダンス障害が、前記第1給電信号または前記第2給電信号のいずれかについて確認される場合に、前記第1給電信号または前記第2給電信号を前記通信ラインから取り出す、請求項42に記載のプロセス制御ネットワークの障害を検出する方法。
- 前記第1給電信号に応答して、前記測定電流信号を分析して低インピーダンス障害が前記通信ラインに発生していることを確認する際に、前記測定電流信号が閾値よりも高いかどうかを判断する、請求項42に記載のプロセス制御ネットワークの障害を検出する方法。
- 前記第1給電信号に応答して、前記測定電流信号を分析して低インピーダンス障害が前記通信ラインに発生していることを確認する際に、前記測定電流信号が第1閾値よりも高いかどうかを判断し、前記第2給電信号に応答して、別の前記測定電流信号を分析して低インピーダンス障害が前記通信ラインに発生していることを確認する際に、別の前記測定電流信号が、前記第1閾値よりも大きい第2閾値よりも高いかどうかを判断する、請求項42に記載のプロセス制御ネットワークの障害を検出する方法。
- 更に、前記通信ライン上の1つ以上のデバイスについて予測される引き込み電流の指示値を前記ハンドヘルドデバイスのメモリに格納し、前記第1給電信号に応答して、前記測定電流信号を分析して低インピーダンス障害が前記通信ラインに発生していることを確認する際に、前記測定電流信号が、前記通信ライン上の1つ以上のデバイスについて予測される引き込み電流の前記指示値に基づいて導出される第1閾値よりも高いかどうかを判断する、請求項42に記載のプロセス制御ネットワークの障害を検出する方法。
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