JP5672829B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器に関し、詳しくは、電子機器に固有の各種情報の管理に関するものである。

電子機器の一種に、たとえばプラントを制御するために測定対象の流量や温度や圧力などの情報を測定するように構成されたフィールド機器がある。図５は従来のフィールド機器の一例を示す構成説明図、図６は従来のフィールド機器の変換部の一例を示すブロック図、図７は従来のホスト機器の一例を示すブロック図である。

これら図面において、フィールド機器１０は、変換部１１と検出部１２が分離されていて、変換部１１と検出部１２のいずれかが故障した場合には故障した側のみを交換できるように構成されている。これら変換部１１と検出部１２の間では、無線や有線による信号の授受が行われる。ホスト機器２０は、フィールド機器１０との間で信号の授受を行い、フィールド機器１０のパラメータ設定や、フィールド機器１０で算出された情報や動作状況の確認、制御などを行う。

変換部１１は、図６に示すように、表示部１１ａ、入力部１１ｂ、情報格納部１１ｃ、情報送信部１１ｄ、情報受信部１１ｅ、演算制御部１１ｆ、測定値算出部１１ｇ、検出信号受信部１１ｈ、検出部駆動部１１ｉなどがバスを介して相互に接続されている。

ホスト機器２０は、図７に示すように、表示部２０ａ、入力部２０ｂ、情報格納部２０ｃ、演算制御部２０ｄ、情報送信部２０ｅ、情報受信部２０ｆなどがバスを介して相互に接続されている。

検出部１２は、測定対象が流れるパイプ１２ａを中心に構成されている。ところが、検出部１２に固有のパラメータは、同じ型式の製品でも、製造日や部品交換などで異なることがある。そこで、検出部１２を変換部１１と組み合わせるのにあたっては、検出部１２毎に固有のパラメータを変換部１１の情報保持部１１ｃに設定格納することが行われる。

これら検出部１２毎に固有のパラメータは、製造番号、製造年月日、適合規格情報、製品名、製造メーカーなどとともに、パイプ１２ａの側面に設けられている銘板１３に銘板情報１３ａとして記載されている。作業者は、検出部１２毎に固有のパラメータを変換部１１の情報保持部１１ｃに設定格納するのにあたっては、銘板１３に記載されている銘板情報１３ａから固有のパラメータを目視で読み取り、変換部１１の入力部１１ａから入力したり、ホスト機器２０の入力部２０ａから情報送信部２０ｅを介して変換部１１の情報受信部１１ｅに送信入力する。

図８は、従来のフィールド機器の他の例を示す構成説明図である。図８の例では、フィールド機器１０は、変換部１１と検出部１２が一体化されている。そして、銘板１３は変換部１１の側面に設けられている。

これらの構成において、フィールド機器１０の検出部１２は、測定対象の測定値の算出に用いる信号を検出生成して変換部１１に出力する。変換部１１は、この信号を検出信号受信部１１ｈで受信し、測定値算出部１１ｇに入力する。測定値算出部１１ｇは、前もって情報保持部１１ｃに格納されている補正係数や銘板情報１３ａから読み取られた検出部固有パラメータなどを利用して、流量や温度や圧力などの測定対象の測定値情報を算出する。

測定値算出部１１ｇで算出されたこれら測定値情報は、表示部１１ａに表示されるとともに、情報送信部１１ｄを介してホスト機器２０にも伝送される。

ホスト機器２０は、フィールド機器１０で算出された測定値や補正係数や検出部固有パラメータなどの各種情報を情報受信部２０ｆで受信することができ、これら受信した情報を表示部２０ａに表示して確認することができる。

なお、検出部１２は、変換部１１の検出部駆動部１１ｉから出力される駆動信号で駆動される。

特許文献１には、計測流路を有する使い捨て可能なディスポハウジングをベースハウジングに着脱可能に装着するように構成された電磁流量計において、ディスポハウジングにそれぞれのディスポハウジングに固有のデータ類がコード化された２次元バーコードを設けてベースハウジングにはバーコードリーダを設け、正確な流量測定を行う技術が記載されている。

特許文献２には、フィールド機器のファームウェアを更新した場合における金属プレートの銘板代替に関する技術が記載されている。

特開２００７−７１６９５号公報 特開２００９−２１１３５９号公報

しかし、従来の構成によれば、作業者が銘板情報１３ａから検出部固有パラメータを目視で読み取って手動で入力していたため、作業工数がかかるとともに、パラメータを間違えて入力してしまうことがあった。

また、銘板１３の大きさには制限があることから、銘板１３に記載できる銘板情報１３ａの情報量は限られていた。

また、検出部固有パラメータ１３ａが多いフィールド機器の場合には、銘板１３のサイズを大きくせざるを得ず、コストが高くなってしまう。

さらに、近年のデジタル技術の発達に伴い、銘板情報１３ａとフィールド機器に実装されている機能の情報とが一致しないケースも発生している。このような例としては、製品の出荷後にソフトウェアのダウンロードによりフィールド機器のファームウェアのみを更新した場合や、フィールド機器の内部のアンプのみを交換した場合などが考えられる。

これらの場合には、出荷後の機器の機能アップに伴って出荷時点における銘板の内容と機器の内容が一致しなくなることが多くなり、本来であれば銘板も交換すべきであるが、特許文献２にも記載されているように銘板の交換には費用や時間がかかる。

また、銘板に記述されている銘板情報１３ａは、フィールド機器のマニュアルや、各種通信を介してホストから見る方法でほぼすべてを把握できるなどの理由もあり、実際には出荷後の銘板の交換は行わず、銘板情報１３ａと実装されている機能の情報との違いを、付箋やシールを用いて手書きで記入して対応していることが多い。

ところが、このような付箋やシールへの手書き記入の場合には、以下のような問題がある。一般に、ファームウェアの更新には、重要な情報やパラメータ値変更などが含まれるが、これらの重要な情報やパラメータ値変更などを全て把握して手書きで漏れなく記入するのは困難であり、誤記や記入忘れなどのヒューマンエラーが生じる可能性が高くなる。

さらに、ファームウェア更新は、１台だけでなく複数台について行うことが多く、複数のフィールド機器１０の機器固有パラメータの入れ替えには多大な工数を要することになる。

本発明は、これらの問題を解決するものであり、その目的は、目視による機器固有パラメータの誤入力を防止でき、複数の電子機器のデータ更新が効率よく行える電子機器を提供することにある。

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、
内部構成が変更可能な電子機器において、
前記電子機器の外部から識別可能に設けられた少なくとも1枚の情報媒体を備え、この情報媒体には前記内部構成に関連した情報がコード化されて可視化され、前記内部構成に関連した情報には、フィールド機器の検出部固有のパラメータを識別するための情報が付加され、
前記内部構成に関連した情報は前記電子機器のファームウェアの更新情報を含み、
前記ファームウェアの更新前に機器固有情報を情報格納部に一時保存し、前記ファームウェアの更新後に情報格納部に一時保存した前記機器固有情報をフィールド機器に書き込むとともに、更新された前記ファームウェアの情報に基づき前記コードを作成することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の電子機器において、
前記電子機器の管理情報は、前記電子機器の銘板記載情報、前記電子機器の使用方法を記載したテキスト情報、音声ガイドや動作音を含む音声情報、前記電子機器の動作を評価するためのソフトウェア、前記電子機器の動作条件を設定するための設定ファイルのうちの少なくとも一つであることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電子機器において、
前記情報媒体にコード化された情報は、暗号化されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子機器において、
前記電子機器は、プラントを制御するフィールド機器であることを特徴とする。

これらにより、目視による誤入力を防止でき、複数の電子機器のデータ更新を効率よく行える。

本発明の一実施例を示す構成図である。 本発明で用いるホスト機器２０の具体例を示すブロック図である。 本発明で用いるフィールド機器１０の変換部１１の具体例を示すブロック図である。 図１におけるフィールド機器１０のファームウェア更新処理の流れの具体例を説明するフローチャートである。 従来のフィールド機器の一例を示す構成説明図である。 従来のフィールド機器の変換部の一例を示すブロック図である。 従来のホスト機器の一例を示すブロック図である。 従来のフィールド機器の他の例を示す構成説明図である。

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成図であり、図５と共通する部分には同一の符号を付けている。

図１において、銘板１３には、アンプや前述のようなファームウェアの更新情報に代表される検出部１２に固有のパラメータをはじめ、製造番号、製造年月日、適合規格情報、製品名、製造メーカーなどの内部構成に関連した情報を含む銘板情報１３ａがコード化され記録された情報媒体１４として１個のＱＲコード（登録商標）が設けられている。

図１の情報媒体１４には、たとえば以下の情報がコード化され記録されている。
製品名：電磁流量計
型名：ＡＤＭＡＧ−ＡＸＦ
製造番号：１０−＊＊＊＊＊
製造年月日：２０１０．０７．２５
付加仕様コード：ＬＣＩ
ファーム情報：ｒｅｖ．＊＊＊

図２は、本発明で用いるホスト機器２０の具体例を示すブロック図であり、図７と共通する部分には同一の符号を付けている。図２において、デコーダ２０ｇは、コードリーダー２０ｈで読み取った情報媒体１４のコード化情報を、検出部１２の内部構成に関連した情報を含む銘板情報１３ａにデコードする。

そして、デコードされた銘板情報１３ａの中から測定対象の測定値の算出に必要な検出部固有パラメータ（図１の実施例ではファーム情報：ｒｅｖ．＊＊＊）を選択し、前述図５と同様に、情報送信部２０ｅを介して変換部１１の情報受信部１１ｅに送信入力され、情報格納部１１ｃに格納される。なお、図１の情報媒体１４のＱＲコードを読み取るのにあたっては、コードリーダー２０ｈとしてＱＲコードリーダーを用いる。

このような構成において、フィールド機器１０の検出部１２は、測定対象の測定値の算出に用いる信号を検出生成して変換部１１に出力する。変換部１１は、この信号を検出信号受信部１１ｈで受信し、測定値算出部１１ｇに入力する。測定値算出部１１ｇは、前もって情報保持部１１ｃに格納されている補正係数や、情報送信部２０ｅを介して変換部１１の情報受信部１１ｅに送信入力され情報格納部１１ｃに格納された情報媒体１４のコード化情報に基づく検出部固有パラメータなどを利用して、流量や温度や圧力などの測定対象の測定値情報を算出する。

測定値算出部１１ｇで算出されたこれら測定値情報は、表示部１１ａに表示されるとともに、情報送信部１１ｄを介してホスト機器２０にも伝送される。

ホスト機器２０は、前述と同様に、フィールド機器１０で算出された測定値や補正係数や検出部固有パラメータなどの各種情報を情報受信部２０ｆで受信することができ、これら受信した情報を表示部２０ａに表示して確認することができる。

なお、図１の実施例では、情報媒体１４には、検出部１２に固有のパラメータをはじめ、製造番号、製造年月日、適合規格情報、製品名、製造メーカーなどの内部構成に関連した情報を含む銘板情報１３ａがコード化されて記録されていることから、デコードされた銘板情報１３ａの中から測定対象の測定値の算出に必要な検出部固有パラメータを変換部１１に送信するために選択識別する必要がある。

そこで、たとえば銘板情報１３ａのコード化にあたり、検出部固有パラメータの項目には送信識別情報を付加しておく。

これにより、ホスト機器２０は、デコードされた銘板情報１３ａの中から付加されている送信識別情報に基づいて検出部固有パラメータを選択識別でき、検出部固有パラメータを変換部１１に送信することができる。

他の方法としては、銘板情報１３ａのコード化にあたって検出部固有パラメータの項目に送信識別情報は付加せず、デコードされた全ての銘板情報１３ａをホスト機器２０側に送信し、ホスト機器２０の送信情報識別部２０ｉで送信すべき検出部固有パラメータの情報を識別するようにしてもよい。

図１および図２のように構成することにより、従来のような検出部固有パラメータの目視で読み取り入力に伴う誤入力を防止できる。

また、情報がコード化され記録される情報媒体を用いることにより、面積が比較的小さく制限されている銘板１３に比較的大量のコード化された情報を記録できる。

また、情報がコード化され記録される情報媒体を用いることにより、銘板１３に、文字情報だけではなく、音声、画像、ソフトウェアなどの各種の電子情報も保持することができる。

なお、上記実施例では、情報媒体１４として１個のＱＲコードを設けた例を示しているが、これに限るものではなく、１次元バーコードやその他の２次元バーコードであってもよいし、ＲＦＩＤタグなどであってもよく、情報量が多くなる場合にはこれら情報媒体１４を２個以上設けるようにしてもよい。

また、情報媒体１４は、銘板１３に直接印刷してもよいし、別途シールなどに印刷してそのシールをフィールド機器１２の銘板１３に貼り付けるようにしてもよい。

また、情報媒体１４に、使用期限、製造工場、製造担当者などを含む管理用の情報を記録してもよい。

これにより、ホスト機器２０を携帯可能にすることで、フィールド機器が設置されている現場で管理用の情報を確認することが可能になる。

また、情報媒体１４に記録する情報を、暗号化することもできる。この場合、ホスト機器２０のデコーダ２０ｇは、暗号化された情報を復号化する機能を持つようにする。

これにより、ユーザーに知られたくないサービス用の情報や競合他社に知られたくない情報を暗号化して記録することが可能になる。

また、情報媒体１４に、電子機器の使用方法を記載した操作マニュアルのテキスト情報、音声情報、前記電子機器の動作を評価するためのソフトウェア、電子機器の動作条件を設定するための設定ファイルなどを記録してもよい。

たとえば、マニュアルとしては、設置方法、パラメータ設定方法、作動方法、検出部の変更方法などを記録する。音声情報としては、音声ガイド、正常時の動作音、異常時の動作音などを記録する。動作を評価するためのソフトウェアとしては、ＤＴＭ、シミュレータ、デバッグ用ソフトウェアなどを記録する。設定ファイルとしては、ＤＤ（デバイス記述）ファイル、ＣＦ（機能定義）ファイルなどを記録する。

これにより、従来はマニュアルや音声情報やソフトウェアや設定ファイルは、インターネットを介して取得するか、ＣＤやＤＶＤなどの記憶メディアから読み込み機器を介して取得していた。つまり、インターネットに接続する環境や記憶メディアとそれを読み込む機器が必要であったが、フィールド機器１０の表面にこれらの情報がコード化され記録された情報媒体を設けることで、インターネットに接続する環境や記録メディアとそれを読み込む機器が不要になる。

また、図３に示すように、フィールド機器１０の変換部１１に、ＱＲコード生成部１１ｊを設け、測定値算出部１１ｇで算出した流量や温度や圧力などの測定値情報や補正係数や検出部固有パラメータや機器の設定パラメータなどの情報をＱＲコードに変換し、生成したＱＲコードをたとえば液晶表示器で構成されている表示部１１ａで表示するようにしてもよい。なお、ＱＲコード生成部１１ｊは、ＱＲコードに変換する情報を暗号化してからＱＲコードに変換してもよい。

従来のフィールド機器とホスト機器との間におけるデータ送信は、通信線や電波などによる無線通信で行われていたが、通信線には配線の手間やコストがかかってしまうという問題があり、電波による無線通信には医用電気機器周辺や航空機内や電波の干渉が大きい場所などでは利用できないという問題があった。ところが、フィールド機器とホスト機器との間におけるデータ送信をたとえばＱＲコードで行うことにより、配線の手間やコストを削減することができ、従来の電波による無線通信が使用できない場所での無線によるデータ送信も可能になる。

図４は、ファームウェア更新処理の流れの具体例を説明するフローチャートである。なお、フィールド機器１０とホスト機器２０との間の通信にあたっては、Foundation Fieldbus、HART、Profibusなどの汎用の工業用プロトコルが利用される。

ＱＲ情報を更新する際には、まず、フィールド機器１０のファームウェアを更新するかどうかを判断する（ステップＳ１）。フィールド機器１０のファームウェアを更新する場合には、製造番号などの機器により１台ずつの情報が異なる機器固有情報の読み込みを行い、データをフィールド機器１０の変換部１１の情報保持部１１ｃやホスト機器２０の情報格納部２０ｃに一時保存する（ステップＳ２）。

その後、ファームウェアの更新を行うが（ステップＳ３）、その方法には「ソフトウェアダウンロード」（ステップＳ４）と「フィールド機器内部のアンプ交換」（ステップＳ５）の２つがある。

「ソフトウェアダウンロード」の場合、ソフトウェアダウンロードを用いてファームウェアを更新し、機器の再起動を行うことで最新のファームウェアが動作する。ソフトウェアダウンロード時に、銘板情報に関連したＱＲ情報も最新版に更新されているが（ステップＳ４）、機器固有情報部には一時的に初期値が入力される。

「フィールド機器内部のアンプ交換」の場合、フィールド機器１０の電源をＯＦＦにした後に内部のアンプユニットを交換することでファームウェアの更新を実現する（ステップＳ５）。交換後のアンプユニットには既に最新のファームウェアが搭載されており、アンプユニットを交換してフィールド機器１０の電源をＯＮにすることで、最新のファームウェアが動作する。もちろん、ファームウェアに搭載されている銘板情報も最新版に更新されているが、機器固有情報部は一時的に初期値が入力されている。

このようにステップＳ４またはＳ５のいずれかの方法でファームウェアを更新した後、ファームウェア更新前に保存した機器固有情報を、フィールド機器１０に書き込む（ステップＳ６）。

銘板情報更新後、機器は更新された情報を元に、ＱＲコードを作成する（ステップＳ７）。なお、この処理には多少の時間がかかるため、機器の他の処理の空き時間（バックグラウンド作業）として行ったり、機器起動時や作業者が指示した時などに行うようにしてもよい。

ＱＲコードを作成した後、ホスト機器２０より、ＱＲコードおよび銘板情報を出力することができる。出力されたものを、機器に貼付することにより、現在の機器と銘板情報の不一致を防ぐことができる（ステップＳ８）。

銘板情報を変更する際は、通常ファームウェアなどの変更を有することが多いが、ＱＲ情報の誤記などの場合は、ファームウェアの変更は行われない。ステップＳ１において、ファームウェア更新が行われない場合は、次に、ＱＲ情報を変更するか否かを確認する（ステップＳ９）。

ＱＲ情報の更新を行う場合は、隠れパラメータを利用して銘板情報を書き換える（ステップＳ１０）。隠れパラメータは、通常書き込むことができないようにパスワードなどでロックされていて、サービスマンなどある特定の人だけが書き込むことができるように設計されている。もちろん、本パラメータは、一般ユーザーに対しては完全非公開にしてもよい。

図４のファームウェア更新処理の流れによれば、フィールド機器１０の機能アップや不具合修正を行うためのアンプの交換やソフトウェアダウンロードなどの方法によりファームウェアの更新を行う場合に、機器の銘板情報を同時に更新して最新の銘板情報を基に作成したＱＲコードと最新の銘板情報を出力して機器に貼付することで、ファームウェア変更時の機器と銘板情報の不一致を容易に防止できる。

なお、図４では、フィールド機器のファームウェアを更新するとともに、その銘板情報をＱＲコードに変換する例を説明したが、ＰＤＡや携帯電話端末などにも応用できるものであり、コード体系はＱＲコードに限るものではなくその他のバーコードやＲＦＩＤタグなどであってもよい。

また、ＱＲコードなどに変換する情報に、ファームウェアの更新日、更新理由、バージョン情報、更新前のファームウェア本体などを付加してもよい。これにより、ファームウェア更新理由などの確認が容易になり、以前のバージョンに戻したい場合にはファームウェア本体を別途用意する必要がなくなる。

以上の説明は、以下のようにまとめることができる。
（１）フィールド機器とホスト機器で構成されるシステムであって、前記フィールド機器は電子データを保持できるコードを表示し、ホスト機器は前記コードを読み込むリーダーを備え、読み込んだ情報を電子データに変換するデコーダを備えることを特徴とする。
（２）前記電子データは、フィールド機器の検出部固有のパラメータ、フィールド機器やホスト機器の使用方法を記載したマニュアル、音声情報、ソフトウェア、設定ファイルのうち、少なくとも一つであることを特徴とする（１）記載のシステムである。

（３）前記電子データは暗号化されており、ホスト機器は複合化する機能を有することを特徴とする（１）または（２）記載のシステムである。
（４）前記コードをフィールド機器の銘板に記載することを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載のシステムである。

（５）前記フィールド機器は、フィールド機器の情報保持部で保持している情報、情報受信部で受信した情報、測定値算出部で測定した情報、入力部に入力された情報の少なくともいずれかを電子データを保持できるコードに変換して前記コードをフィールド機器の表示部で表示することを特徴とする（１）記載のシステムである。

（６）前記電子データは、フィールド機器の検出部固有のパラメータを識別するための情報が付加されていることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載のシステムである。

（７）前記コードは１次元コードまたは２次元コードであることを特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載のシステムである。

そして、フィールド機器としての特徴は、以下のようにまとめることもできる。
（１）データ保持にあたり、検出部固有のパラメータ、フィールド機器や周辺機器の使用方法を記載したマニュアル、音声情報、ソフトウェア、設定ファイルのうち少なくとも一つの電子データを保持できるコードを表示することを特徴とするフィールド機器である。
（２）前記電子データは、暗号化されていることを特徴とする（１）に記載のフィールド機器である。

（３）フィールド機器の情報保持部で保持している情報、情報受信部で受信した情報、測定値算出部で測定した情報、入力部に入力された情報の少なくともいずれかを電子データを保持できるコードに変換し、前記コードをフィールド機器の表示部で表示することを特徴とする（１）または（２）記載のフィールド機器である。
（４）前記電子データを保持できるコードを銘板で表示することを特徴とする（１）に記載のフィールド機器である。

（５）前記電子データは、フィールド機器の検出部固有のパラメータを識別するための情報が付加されていることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載のフィールド機器である。
（６）前記コードは１次元コードまたは２次元コードであることを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載のフィールド機器である。

以上説明したように、本発明によれば、目視による機器固有パラメータの誤入力を防止できるとともに、複数の電子機器のデータ更新が効率よく行える電子機器を提供することができ、たとえばフィールド機器などに好適である。

１０ フィールド機器
１１ 変換部
１１ｊ ＱＲコード生成部
１２ 検出部
１２ａ パイプ
１３ 銘板
１３ａ 銘板情報
１４ 情報媒体
２０ ホスト機器
２０ｇ デコーダ
２０ｈ コードリーダー

Claims (4)

1. 内部構成が変更可能な電子機器において、
   前記電子機器の外部から識別可能に設けられた少なくとも1枚の情報媒体を備え、この情報媒体には前記内部構成に関連した情報がコード化されて可視化され、前記内部構成に関連した情報には、フィールド機器の検出部固有のパラメータを識別するための情報が付加され、
   前記内部構成に関連した情報は前記電子機器のファームウェアの更新情報を含み、
   前記ファームウェアの更新前に機器固有情報を情報格納部に一時保存し、前記ファームウェアの更新後に情報格納部に一時保存した前記機器固有情報をフィールド機器に書き込むとともに、更新された前記ファームウェアの情報に基づき前記コードを作成することを特徴とする電子機器。
2. 前記電子機器の管理情報は、前記電子機器の銘板記載情報、前記電子機器の使用方法を記載したテキスト情報、音声ガイドや動作音を含む音声情報、前記電子機器の動作を評価するためのソフトウェア、前記電子機器の動作条件を設定するための設定ファイルのうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記情報媒体にコード化された情報は、暗号化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器。
4. 前記電子機器は、プラントを制御するフィールド機器であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子機器。

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