JP2018032389A5

JP2018032389A5 -

Info

Publication number: JP2018032389A5
Application number: JP2017143877A
Authority: JP
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2037-07-25

Claims

（Ａ）筺体と、
（Ｂ）前記筺体内に配置される電源と、
（Ｃ）前記筺体内に配置される通信回路と、
（Ｄ）前記筺体内に配置され、かつ前記電源及び前記通信回路に電気的に接続される通信バスと、
（Ｅ）前記筺体から突出するように配置される通信インターフェースであって、前記通信インターフェースが：（ｉ）前記通信バスに電気的に接続される内側部分と、（ｉｉ）フィールドデバイスに有線リンクを介して電気的に接続可能であることにより、前記フィールドデバイスを前記通信バスに電気的に接続する端子のセットと、を含む、前記通信インターフェースと、を備え、前記有線リンクで伝送される複合信号は：
（ａ）電力を前記電源から前記フィールドデバイスに前記通信バス及び前記有線リンクを介して供給する電力信号と、
（ｂ）前記通信バス及び前記有線リンクを介して前記通信回路と前記フィールドデバイスとの間で送信されるデジタル振幅変調（ＡＭ）通信信号と、を含む、携帯型フィールド保守ツール。
前記通信回路及び前記電源はそれぞれ、本質安全に動作するように構成される、請求項１に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記端子のセットは、前記フィールドデバイスに前記有線リンクを介して接続可能な第１端子及び第２端子を含む、請求項１または２に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記端子のセットは更に、前記電源に電気的に接続される第３端子を含み、
（ｉ）シャントを前記第３端子と、前記第１端子及び前記第２端子の一方の端子との間に配置することにより、前記電源が前記電力を前記通信バス及び前記有線リンクに供給するようになり、
（ｉｉ）前記シャントを取り外すことにより、開放回路を前記第３端子と、前記第１端子及び前記第２端子の前記一方の端子との間に形成して、前記電源が前記電力を前記通信バスに供給するのを防止する、請求項３に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記通信バスは、前記通信回路の負荷インピーダンスとなる１つ以上の終端抵抗を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
更に、前記１つ以上の終端抵抗に電気的に接続される１つ以上のスイッチを含む、請求項５に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記有線リンクで伝送される前記電力信号は、３４ｍＡ〜４０ｍＡの範囲の電流を有し、前記有線リンクで伝送される前記デジタルＡＭ通信信号を前記電力信号に重畳してバイアスをかけ、前記デジタルＡＭ通信信号は、ピークツーピーク振幅変調された電流を有し、前記ピークツーピーク振幅は、１４ｍＡ〜２１ｍＡの範囲の任意の値である、請求項１から６のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記通信回路は、前記通信バスから１０ｍＡ〜１２ｍＡの範囲の電流を引き込むように構成されるDC電流制御装置を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
更に、前記通信インターフェースに電気的に接続され、かつ前記通信インターフェースを流れる電流を電流閾値以下に制限するフューズを備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記電流閾値は、２５ｍＡ〜７５ｍＡの範囲の値である、請求項９に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記電源を最大出力に制限して前記端子のセットの両端の電圧を最大電圧閾値以下に制限する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記電源の前記最大出力は最大電流であり、前記最大電流は、３４ｍＡ〜４０ｍＡの範囲の値である、請求項１１に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記最大電圧閾値は１７．５Ｖである、請求項１１または１２に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記電源は：
前記電力信号を前記電力信号が前記フィールドデバイスに前記通信バスを介して最初に供給される期間にわたって直線的に変化させて、前記通信バスを流れる電流を最大電流閾値に制限するように構成される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記最大電流閾値は３００ｍＡである、請求項１４に記載の携帯型フィールド保守ツール。
フィールドデバイスと通信する方法であって、前記方法では：
フィールドデバイスを、携帯型フィールド保守ツールの筺体内に配置される通信バスに、前記携帯型フィールド保守ツールの通信インターフェースを介して通信可能に接続し、
前記携帯型フィールド保守ツールから前記通信バスを介して：（ｉ）前記フィールドデバイスに給電する電力信号と、（ｉｉ）前記フィールドデバイスと通信するデジタル振幅変調（ＡＭ）通信信号と、を含む複合信号を送信する、方法。
更に：
シャントを前記通信インターフェースの第３端子と、前記第１端子及び前記第２端子の
一方の端子との間に配置することにより、前記筺体内に配置される電源を前記通信バスに電気的に接続する、請求項１６に記載の方法。
更に：
前記通信バスの１つ以上の終端抵抗を作動させて負荷インピーダンスとすることにより、前記デジタルＡＭ通信信号を解釈する、請求項１６または１７に記載の方法。
前記電力信号は、１０ｍＡ〜２０ｍＡの範囲の値を有し、前記デジタルＡＭ通信信号は、ピークツーピーク振幅変調された電流を有し、前記ピークツーピーク振幅は、１４ｍＡ〜２１ｍＡのピークツーピーク範囲の任意の値である、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の方法。
更に、前記通信バスから前記通信回路に、ピークツーピーク振幅変調された電流を引き込み、前記ピークツーピーク振幅は、１４ｍＡ〜２１ｍＡのピークツーピーク範囲の任意の値である、請求項１６から１９のいずれか１項に記載の方法。
更に、前記通信インターフェースにおける前記複合信号の電圧を最大値に制限し、前記最大値は、９Ｖ〜１８Ｖの範囲の任意の値である、請求項１６から２０のいずれか１項に記載の方法。
更に、前記複合信号が最大電力閾値を超えると、前記携帯型フィールド保守ツールの電源を切る、請求項１６から２１のいずれか１項に記載の方法。
前記最大電力閾値は、４５ｍＡ〜５５ｍＡの範囲の任意の値を有する電流閾値である、請求項２２に記載の方法。
前記最大電力閾値は、１Ｗ〜１．５Ｗの範囲の任意の値を有する電力閾値である、請求項２２または２３に記載の方法。
更に、前記複合信号が最小電力閾値よりも小さくなると、前記携帯型フィールド保守ツールの電源を切る、請求項１６から２４のいずれか１項に記載の方法。
前記最小電力閾値は、５Ｖ〜９Ｖの範囲の任意の値を有する電圧閾値である、請求項２５に記載の方法。
（Ａ）通信回路と、
（Ｂ）電源と、
（Ｃ）前記通信回路に電気的に接続され、かつ前記電源から絶縁される第１端子のセットであって、前記第１端子のセットをフィールドデバイスに電気的に接続可能であることにより、前記フィールドデバイスに通信信号を前記通信回路から、電力信号を前記電源から送信することなく送信することができる、前記第１端子のセットと、
（Ｄ）前記通信回路に電気的に接続され、かつ前記電源に電気的に接続される第２端子のセットと、を備え、前記第２端子のセットを前記フィールドデバイスに電気的に接続可能であることにより：（ｉ）前記通信回路からの前記通信信号と、（ｉｉ）前記電源からの前記電力信号と、を含む複合信号を送信することができる、携帯型フィールド保守ツール。
前記通信回路及び前記電源はそれぞれ、本質安全なエネルギーレベルを維持するように構成される、請求項２７に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記通信信号はデジタル振幅変調（ＡＭ）信号である、請求項２７または２８に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記通信信号はフィールドバス信号である、請求項２９に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記第１端子のセットは、第１端子及び第２端子からなり、前記第２端子のセットは、前記第１端子、前記第２端子、及び第３端子からなる、請求項２７から３０のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記第１端子のセットは、第１端子及び第２端子からなり、前記第２端子のセットは、第３端子及び第４端子からなる、請求項２７から３１のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
更に、前記通信回路に並列に電気的に接続される１つ以上の終端抵抗を含む、請求項２７から３２のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
フィールドデバイスと通信する方法であって、前記方法では：
フィールドデバイスを、前記フィールドデバイスと通信する通信回路と、前記フィールドデバイスに給電する電源と、を含む携帯型フィールド保守ツールに通信可能に接続し、
前記フィールドデバイスが前記携帯型フィールド保守ツールの第１端子のセットに接続されると、前記フィールドデバイスに通信信号を前記通信回路から、電力信号を前記電源から送信することなく送信し、
前記フィールドデバイスが前記携帯型フィールド保守ツールの第２端子のセットに接続されると、前記フィールドデバイスに：（ｉ）前記通信回路からの前記通信信号と、（ｉｉ）前記電源からの前記電力信号と、を含む複合信号を送信する、方法。
前記フィールドデバイスに前記複合信号を送信する際に：
前記フィールドデバイスに、ＤＣ電力信号に重畳されるデジタルＡＭ信号を送信する、請求項３４に記載の方法。
前記フィールドデバイスを前記携帯型フィールド保守ツールに通信可能に接続する際に、シャントを前記第３端子と、前記第１端子及び前記第２端子の一方の端子との間に配置し、
前記シャントを前記第３端子と、前記第１端子及び前記第２端子の前記一方の端子との間に配置した後に、前記フィールドデバイスを前記第２端子のセットに、前記フィールドデバイスを前記第１端子のセットに接続することにより接続する、請求項３４または３５に記載の方法。
（Ａ）プロセス制御環境内に配置されるフィールドデバイスに電気的に接続可能な通信インターフェースと、
（Ｂ）前記通信インターフェースに電気的に接続され、かつ複合信号を伝送するように構成される通信バスであって、前記複合信号が：（ｉ）前記フィールドデバイスに送信される、または前記フィールドデバイスから送信される通信信号と、（ｉｉ）前記フィールドデバイスに給電されるバス電力と、を含む、前記通信バスと、
（Ｃ）前記通信バスに電気的に接続されるスイッチング構成要素と、
（Ｄ）前記スイッチング構成要素に電気的に接続される電源と、を備え、
前記スイッチング構成要素を作動させることができることにより：（ｉ）前記電源を前記通信バスに電気的に接続して、前記バス電力を前記通信バスに供給して前記フィールドデバイスに給電し、（ｉｉ）前記電源を前記通信バスから電気的に切り離して、前記電源
が前記バス電力を前記通信バスに供給するのを防止する、携帯型フィールド保守ツール。
前記スイッチング構成要素は、１つ以上のソリッドステートリレーを備え、前記１つ以上のソリッドステートリレーは、作動すると、前記電源を前記通信バスに電気的に接続する、または前記電源を前記通信バスから電気的に切り離す、請求項３７に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記スイッチング構成要素は回路を備え、前記回路は、作動すると、前記電源を遮断する、請求項３７または３８に記載の携帯型フィールド保守ツール。
更に、前記通信バスで伝送される前記複合信号の１つ以上の電気特性を測定するエネルギー測定回路を含む、請求項３７から３９のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
更に、前記スイッチング構成要素を前記１つ以上の電気特性に基づいて作動させる制御ユニットを含む、請求項４０に記載の携帯型フィールド保守ツール。
携帯型フィールド保守ツールから供給されるバス電力を制御する方法であって、前記方法では：
フィールドデバイスを携帯型フィールド保守ツールの通信バスに通信可能に接続し、前記通信バスは、複合信号を伝送するように構成され、前記複合信号は：
（ｉ）前記フィールドデバイスに送信される、または前記フィールドデバイスから送信される通信信号と、（ｉｉ）前記フィールドデバイスに給電されるバス電力と、を含み、
前記通信バス、及び前記携帯型フィールド保守ツールの電源の両方に電気的に接続されるスイッチング構成要素を作動させて：
（ｉ）前記電源を前記通信バスに電気的に接続することにより、前記バス電力を前記通信バスに供給して前記フィールドデバイスに給電する、または
（ｉｉ）前記電源を前記通信バスから電気的に切り離して、前記電源が前記バス電力を前記通信バスに供給するのを防止する、方法。
前記通信信号はデジタル振幅変調（ＡＭ）信号である、請求項４２に記載の携帯型フィールド保守ツール。
筺体と、
前記筺体内に配置される通信バスであって、前記通信バスが、前記筺体の外部から接近することができ、かつ有線リンクを介してフィールドデバイスに電気的に接続可能な端子のセットを含む、前記通信バスと、
前記筺体内に配置され、かつ前記通信バスに電気的に接続される通信回路であって、前記通信回路が、信号を前記フィールドデバイスから前記通信バスを介して受信する、または信号を前記フィールドデバイスに前記通信バスを介して送信する、前記通信回路と、
前記筺体内に配置され、かつ前記通信バスに電気的に接続されるエネルギー測定回路であって、前記エネルギー測定回路が、前記通信バスを介して送信される、または受信される前記信号の電気特性を測定する、前記エネルギー測定回路と、を備える、携帯型フィールド保守ツール。
更に：
電力を前記フィールドデバイスに前記通信バスを介して供給する電源を備える、請求項４４に記載の携帯型フィールド保守ツール。
更に：
前記エネルギー測定回路に、かつ前記電源にフィールドデバイスに通信可能に接続される制御ユニットを備え、前記制御ユニットは、前記電源を、測定した前記電気特性に基づいて制御する、請求項４５に記載の携帯型フィールド保守ツール。
前記通信回路は、前記エネルギー測定回路が前記信号の前記電気特性を測定している状態で、前記信号を同時に送受信する、請求項４４から４６のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
更に：
前記エネルギー測定回路に通信可能に接続される制御ユニットを備え、前記制御ユニットは：
（ｉ）前記エネルギー測定回路に指示して特定の期間にわたって、前記電気特性の複数の測定値を取得させ、
（ｉｉ）前記複数の測定値を、前記複数の測定値の各測定値をメモリに格納することにより記録させるように構成される、請求項４４から４７のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
測定した前記電気特性は、前記通信バスに載る雑音に関連付けられる周波数または振幅であり、前記携帯型フィールド保守ツールは更に：
ディスプレイと、
前記ディスプレイに、かつ前記エネルギー測定回路に通信可能に接続される制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記ディスプレイに指示して、前記通信バスに載る前記雑音に関連付けられる前記周波数または振幅を表示させるように構成される、請求項４４から４８のいずれか１項に記載の携帯型フィールド保守ツール。
フィールドデバイスと通信して前記フィールドデバイスで送受信される信号を監視する方法であって、前記方法では：
フィールドデバイスを携帯型フィールド保守ツールの通信バスに前記携帯型フィールド保守ツールの端子のセットを介して電気的に接続し、
前記通信バスを介して信号を、前記フィールドデバイスに送信するか、または前記フィールドデバイスから受信し、
前記通信バスを介して送受信される前記信号の電気特性を測定する、方法。
前記電気特性は、前記通信バスで伝送される前記信号の電圧であり、前記方法では更に：
前記携帯型フィールド保守ツールを、前記通信バスで伝送される前記信号の前記電圧が最大電圧閾値を超えると無効とする、請求項５０に記載の方法。
更に：
電力を前記携帯型フィールド保守ツールから前記フィールドデバイスに前記通信バスを介して供給し、
前記供給電力を調整して、前記通信バスに現われる電圧が最大電圧閾値を超えるのを防止する、請求項５０または５１に記載の方法。
前記信号は、前記フィールドデバイス宛ての電力と、前記電力に重畳されるデジタルＡＭ通信信号と、を含む複合信号である、請求項５０から５２のいずれか１項に記載の方法。