JP6969108B2 - フィールド機器および情報提供方法 - Google Patents

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Description

本発明は、フィールド機器および情報提供方法に関する。
従来、プラントや工場等においては、フィールド機器と呼ばれる現場機器（測定器、操作器）が用いられている。フィールド機器は、例えば、測定対象物（例えば、流体等）を測定して、測定値（流量、圧力、および温度等）を外部の機器へ送信する。そして、外部機器はフィールド機器から受信した測定値に基づいて異常診断等を行う（例えば、特許文献１参照）。
特許第５０４９９５６号公報
従来の測定システムにおいて、様々な種類の測定器による測定を行う場合、例えば、図７に示す測定システム２のように、測定器によって測定された測定値を記録計８５へ送信するための伝送線９５の配線が測定器ごとに必要となる。例えば、図７に図示するように、内部に流体が流れる配管５０に、流量計１５、温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨ（ペーハー）センサー３０ｅ等の測定器が取り付けられ、当該測定器によってそれぞれ測定された測定値が、伝送線９５を介してそれぞれ記録計８５へ伝送される。このように、従来の測定システムにおいて様々な種類の測定器による測定を行う場合には、測定器ごとに伝送線９５の配線がなされる必要があるため、配線作業等にかかるコストが増大するという課題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、配線にかかるコストを削減することができるフィールド機器および情報提供方法を提供することを目的とする。
（１）本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様としては、複数種類のセンサーと、前記複数種類のセンサーの測定結果を取得し、前記測定結果を物理量である測定情報に変換する少なくとも１つの変換器と、前記変換器から前記測定情報を取得して記憶し、予め定められた条件が満たされた場合に、記憶された前記測定情報を外部に提供する情報提供装置と、を備えるフィールド機器である。
（２）また、本発明の一態様としては、上記のフィールド機器であって、前記情報提供装置は、前記測定情報を無線信号にして送信する通信部を備える。
（３）また、本発明の一態様としては、上記のフィールド機器であって、前記情報提供装置は、外部センサーを接続可能な外部入力部を備える。
（４）また、本発明の一態様としては、上記のフィールド機器であって、前記情報提供装置は、取得した前記測定結果を用いて統計処理を行う統計処理部を備えており、前記統計処理部で行われた統計処理結果に基づく統計処理情報を外部に提供する。
（５）また、本発明の一態様としては、上記のフィールド機器であって、前記情報提供装置は、前記複数種類のセンサーの測定結果を同時に取得する。
（６）また、本発明の一態様としては、上記のフィールド機器であって、前記条件は、予め規定された時刻が到来したこと、予め規定された時間が経過したこと、及び外部からの情報送信要求を受信したこと、のうちの少なくとも何れかである。
（７）また、本発明の一態様としては、フィールド機器に設けられた複数種類のセンサーの測定結果を取得する第１ステップと、前記測定結果を物理量である測定情報に変換する第２ステップと、前記第２ステップで変換された前記測定情報を取得して記憶する第３ステップと、予め定められた条件が満たされたときに、前記第３ステップで記憶された前記測定情報を前記フィールド機器から外部に提供する第４ステップと、を有する情報提供方法である。
本発明によれば、配線にかかるコストを削減することができることができるフィールド機器および情報提供方法を提供することができる。
本発明の第１の実施形態に係る測定システムの構成の概要を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係るフィールド機器の構成の概要を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係るフィールド機器の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るフィールド機器と測定器との接続の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るサーバボードの動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るフィールド機器の機能構成を示すブロック図である。 従来の測定システムの構成の概要を示す概略図である。
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態に係る測定システム１について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る測定システムの構成の概要を示す概略図である。図示するように、測定システム１は、フィールド機器１０と、端末８０と、通信ネットワーク９０と、を含んで構成される。また、フィールド機器１０は、センサー３０と、伝送線７０と、を含んで構成される。
フィールド機器１０は、測定対象物に関する測定を行う測定器である。本実施形態においては、フィールド機器１０は、配管（図示せず）を流れる流体の流量を測定する流量センサーを当該フィールド機器１０の本体部に内蔵する測定器であるものとする。フィールド機器１０は、例えば、プラント等に敷設された配管に設置される。
センサー３０は、上記の流量センサーとは異なる種類のセンサー、例えば、温度センサー、圧力センサー、導電率センサー、またはｐＨセンサー等である。
フィールド機器１０の本体部とセンサー３０とは、伝送線７０を介して接続されている。なお、図１においては、伝送線７０は、フィールド機器１０の本体部およびセンサー３０の外部を通して配線されているが、これに限られるものではない。伝送線７０は、フィールド機器１０等の機器の内部を通して配線されてもよい。
伝送線７０は、例えば、「４〜２０ｍＡ」のアナログ信号の伝送に用いられる伝送線、「０〜１ｋＨｚ」のパルス信号の伝送に用いられる伝送線、およびフィールド機器１０の内部に設けられた接点（図示せず）をオン／オフすることによりＨｉｇｈ信号／Ｌｏｗ信号を送信する伝送線を含む。
なお、フィールド機器１０は、例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＦｉｅｌｄＢｕｓ等に準拠した有線の工業用ネットワーク、またはＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＡＲＴ（登録商標）等に準拠した無線の工業用ネットワークで通信接続されてもよい。
フィールド機器１０は、測定した流量の測定値に基づく測定結果情報、およびセンサー３０から取得した測定値（例えば、温度、圧力値、導電率、またはｐＨ値等）に基づく測定結果情報を記憶することができる。また、フィールド機器１０は、記憶した測定結果情報を用いて様々な統計処理を行い、当該統計処理の結果に基づく統計情報を記憶することができる。
端末８０は、コンピュータ装置、例えば、パーソナルコンピュータ等である。フィールド機器１０と端末８０とは、通信ネットワーク９０（例えば、インターネット、またはＬＡＮ（Ｌｏｃａl Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ；構内通信網）等）を介して通信接続されている。端末８０は、フィールド機器１０から送信された情報、例えば、フィールド機器１０によって測定された流量の測定値に基づく測定結果情報、各種のセンサー３０によって測定された測定値（例えば、温度、圧力値、導電率、またはｐＨ値等）に基づく測定結果情報、および、上述した統計処理の結果に基づく統計情報を受信して、表示することができる。
なお、端末８０からフィールド機器１０への情報の送信は、端末８０からフィールド機器１０に対して要求が行われた際に送信が行われるような構成であってもよいし、フィールド機器１０が自ら定期的に送信を行うような構成であってもよい。
このように、本発明の第１の実施形態に係る測定システム１では、フィールド機器１０は、各種のセンサー（例えば、流量センサー、温度センサー、圧力センサー、導電率センサー、またはｐＨセンサー等）を備える。これにより、本発明の第１の実施形態に係る測定システム１においては、例えば図７に示した従来の測定システム２のように、各センサー（温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨ（ペーハー）センサー３０ｅ等）と記録計８５等との間をそれぞれ伝送線９５等によって配線する必要がない。
また、上述したように、本発明の第１の実施形態に係る測定システム１では、フィールド機器１０は、自らのフィールド機器１０が備えるセンサーによって測定した測定値に基づく測定結果情報等を記憶することができる。さらに、フィールド機器１０は、記憶したこれらの測定結果情報を用いて様々な統計処理を行うことができる。これにより、本発明の第１の実施形態に係る測定システム１においては、図例えば７に示した従来の測定システム２のように、記録計８５等の外部の機器を設置して、当該外部の機器に測定値を記憶させたり、統計処理を行わせたりする必要がない。
以下に、フィールド機器１０の構成の概要について、図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係るフィールド機器の構成の概要を示す概略図である。図示するように、フィールド機器１０は、変換器２０（２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）と、センサー３０（３０ａ、３０ｂ、および３０ｃ）と、センサー取付け部４０（４０ｂ、および４０ｃ）と、サーバボード１００と、を含んで構成される。
変換器２０（２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）は、センサー３０によって測定された測定値を物理量である測定結果情報に変換する機器、例えば、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ；アナログ・デジタル）変換器等である。
なお、各変換器２０（２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）にそれぞれ対応する複数のＡ／Ｄ変換器が備えられているような構成であってもよいし、各変換器２０（２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）に対応する１つのＡ／Ｄ変換器が備えられているような構成であってもよい。
なお、変換器２０（２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）は、Ａ／Ｄ変換器とプロセッサ（演算装置）とから構成され、Ａ／Ｄ変換器の出力値をプロセッサにおいて物理量である測定結果情報に演算し変換してもよい。この場合、各変換器２０（２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）にそれぞれ対応する複数のプロセッサが備えられているような構成であってもよいし、各変換器２０（２０ａ、２０ｂ、および２０ｃ）に対応する１つのプロセッサが備えられているような構成であってもよい。
センサー３０（３０ａ、３０ｂ、および３０ｃ）は、測定対象物である、配管（図示せず）を流れる流体を測定する各種のセンサーである。図２に示す３つのセンサー３０は、それぞれ流量センサー３０ａ、温度センサー３０ｂ、および圧力センサー３０ｃである。流量センサー３０ａ、温度センサー３０ｂ、および圧力センサー３０ｃによって測定された測定値は、それぞれ変換器２０ａ、変換器２０ｂ、および変換器２０ｃによって物理量である測定結果情報に変換される。
センサー取付け部４０ｂおよびセンサー取付け部４０ｃは、それぞれ、センサー３０ｂおよびセンサー３０ｃを、フィールド機器１０の本体部に取り付けるための部材である。なお、センサー取付け部４０は、センサー３０を取り付けるために専用に設けられた部材でなくてもよい。例えば、流量計の本体部に接続されるアースリング等に各種のセンサー３０を取り付けるようにしてもよい。
サーバボード１００（情報提供装置）は、変換器２０によって変換された測定結果情報を記憶することができる。さらに、サーバボード１００は、記憶した測定結果情報を用いて統計処理を行い、当該統計処理を行った結果である統計情報を記憶することができる。
また、サーバボード１００は、記憶した測定結果情報および統計情報を、通信ネットワーク９０を介して端末８０へ送信することができる。
［フィールド機器の構成］
以下に、フィールド機器１０の機能構成の一例について、図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係るフィールド機器の機能構成を示すブロック図である。図示するように、フィールド機器１０は、サーバボード１００と、流量センサー３０ａと、温度センサー３０ｂと、圧力センサー３０ｃと、導電率センサー３０ｄと、ｐＨセンサー３０ｅと、変換器２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、および２０ｅ）と、を含んで構成される。また、サーバボード１００は、制御部１０１と、取得部１０２と、タイマー１０３と、記憶部１０４と、通信部１０５と、を含んで構成される。また、制御部１０１は、計測部１０１１と、統計処理部１０１２と、設定部１０１３と、サーバ機能部１０１４と、を含んで構成される。
サーバボード１００は、例えば、サーバ機能を有する電子回路基板（マザーボード）である。
制御部１０１は、サーバボード１００における各種の処理を制御する。制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ；中央演算処理装置）を含んで構成される。
計測部１０１１は、後述するタイマー１０３からの信号に基づいて定期的に（例えば、「５０ｍｓｅｃ」ごと）に動作し、各種のセンサー３０（流量センサー３０ａ、温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨセンサー３０ｅ）によって測定された測定値に基づく測定結果情報を、変換器２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、および２０ｅ）から取得する。そして計測部１０１１は取得した測定結果情報を、後述する記憶部１０４に記憶させる。
なお、計測部１０１１は、タイマー１０３からの信号に基づいて、複数種類のセンサーの測定結果を同時に取得するような構成であってもよい。
統計処理部１０１２は、記憶部１０４に記憶された測定結果情報を用いて統計処理を行う。そして、統計処理部１０１２は、統計処理の結果に基づく統計情報を、記憶部１０４に記憶させる。
設定部１０１３は、各種のセンサー３０（流量センサー３０ａ、温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨセンサー３０ｅ）が測定対象物（流体）を測定するために必要な各種の設定に関する処理、例えば、測定するためのパラメータの設定、ファームウェアの更新等を行う。
サーバ機能部１０１４は、記憶部１０４に記憶された測定結果情報および統計情報を、後述する通信部１０５を介して端末８０へ送信する。
取得部１０２は、サーバボード１００が変換器２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、および２０ｅ）とそれぞれ通信接続するための通信インターフェースである。取得部１０２は、センサー３０（流量センサー３０ａ、温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨセンサー３０ｅ）によって測定された測定値が変換器２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、および２０ｅ）によってそれぞれ変換された測定結果情報を取得する。制御部１０１は、取得部１０２から測定結果情報を取得する。
タイマー１０３は、定期的に（例えば、「５０ｍｓｅｃ」ごと）に信号を発生して、当該信号を計測部１０１１へ出力することにより、計測部１０１１を定期的に動作させる。また、タイマー１０３は、現在時刻を計時することができるものとする。
記憶部１０４は、計測部１０１１によって取得された測定結果情報を記憶する。また、記憶部１０４は、統計処理部１０１２によって生成された統計情報を記憶する。
記憶部１０４は、記憶媒体、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ；ハードディスクドライブ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ；イーイーピーロム）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅ Ｍｅｍｏｒｙ；読み書き可能なメモリ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ；読み出し専用メモリ）、またはこれらの記憶媒体の任意の組み合わせによって構成される。
通信部１０５は、通信ネットワーク９０を介して端末８０と通信接続するための通信インターフェースである。通信部１０５は、サーバ機能部１０１４からの指示に基づいて、無線通信を介して通信ネットワーク９０に通信接続し、記憶部１０４に記憶された測定結果情報および統計情報を、端末８０（外部の機器）へ送信する。なお、ここでいう無線通信は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、または３Ｇ／ＬＴＥ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信である。
なお、本実施形態においては、通信部１０５は、無線通信を介して通信ネットワーク９０に通信接続するものとしたが、有線通信を介して通信ネットワーク９０に通信接続する構成であっても構わない。
なお、例えば、予め規定された時刻が到来したこと、予め規定された時間（例えば、通信部１０５が、前回、測定結果情報および統計情報を外部に提供した時刻からの経過時間等）が経過したこと、及び外部からの情報送信要求を受信したこと等のうち、少なくとも何れかの条件が満たされた場合にサーバ機能部１０１４から入力される指示に基づいて、通信部１０５が、取得した測定結果を示す測定結果情報および統計情報を外部に提供するような構成であってもよい。
変換器２０ａは、取得部１０２からの要求に基づいて、自らのフィールド機器１０が備える流量センサー３０ａによって測定された測定値を当該流量センサー３０ａから取得する。そして、変換器２０ａは、取得した測定値を物理量である測定結果情報に変換し、サーバボードの１００の取得部１０２へ出力する。
同様に、変換器２０ｂ、変換器２０ｃ、変換器２０ｄ、および変換器２０ｅは、取得部１０２からの要求に基づいて、それぞれ自らのフィールド機器１０が備えるセンサー３０（温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨセンサー３０ｅ）によって測定された測定値を、それぞれのセンサー３０から取得する。そして、変換器２０ｂ、変換器２０ｃ、変換器２０ｄ、および変換器２０ｅは、取得した測定値を物理量である測定結果情報にそれぞれ変換し、サーバボードの１００の取得部１０２へそれぞれ出力する。
流量センサー３０ａは、計測部１０１１からの要求に基づいて配管（図示せず）に流れる流体（測定対象物）の流量を測定し、測定した結果である測定値を変換器２０ａへ出力する。
同様に、温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨセンサー３０ｅは、計測部１０１１からの要求に基づいて、それぞれ、配管（図示せず）に流れる流体（測定対象物）の温度、圧力、導電率、およびｐＨ値を測定し、測定した結果である測定値を変換器２０ａへ出力する。
なお、本実施形態においては、フィールド機器１０に取り付けられた各種のセンサー３０（流量センサー３０ａ、温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨセンサー３０ｅ）によって測定された測定値を物理量である測定結果情報に変換する変換器２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、および２０ｅ）を当該フィールド機器１０の本体部が備えるものとしたが、これに限られない。変換器２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、および２０ｅ）は、例えば、それぞれのセンサー３０（流量センサー３０ａ、温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨセンサー３０ｅ）が備えるような構成であってもよい。
以下に、フィールド機器１０の本体部への各種のセンサー３０（測定器）の取付け方法の一例について、図面を参照しながら説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係るフィールド機器と測定器との接続の一例を示す図である。図示するように、温度センサー３０ｂがセンサー取付け部４０（アースリング）に取り付けられており、当該センサー取付け部４０をフィールド機器１０の本体部と接続することにより、フィールド機器１０の本体部と温度センサー３０ｂとが通信接続される。具体的には、例えば、フィールド機器１０の本体部とセンサー取付け部４０の接合部には、それぞれ通信インターフェースであるデータ入出力端子（図示せず）が備えられており、フィールド機器１０の本体部の内部およびセンサー取付け部４０の内部には予め配線がなされているため、フィールド機器１０の本体部とセンサー取付け部４０とが接続されることによって互いのデータ入出力端子（図示せず）が接続されることにより、フィールド機器１０と温度センサー３０ｂとが通信接続される。
さらに、図示するように、センサー取付け部４０と導電率センサー３０ｄを備えた導電率計とが接続可能になっており、当該センサー取付け部４０と当該導電率計とが接続されることにより、フィールド機器１０の本体部と導電率センサー３０ｄとが通信接続される。具体的には、例えば、センサー取付け部４０と導電率センサー３０ｄの接合部には、それぞれ通信インターフェースであるデータ入出力端子（図示せず）が備えられており、センサー取付け部４０の内部および導電率計の内部には予め配線がなされているため、フィールド機器と１０の本体部とセンサー取付け部４０と導電率計とが接続されることによって互いのデータ入出力端子（図示せず）が接続されることにより、センサー取付け部４０を介してフィールド機器１０の本体部と導電率センサー３０ｄとが通信接続される。
このように、上記のようなフィールド機器１０によれば、配線を行うことなく、当該フィールド機器１０の本体部に対して１または複数の各種のセンサー３０を任意に取り付け可能である。また、上記のようなフィールド機器１０によれば、当該フィールド機器１０の本体部に取り付けるセンサー３０の組み替えを容易に行うことができる。
［サーバボードの動作］
以下に、サーバボード１００の動作の一例について、図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態に係るサーバボードの動作の一例を示すフローチャートである。本フローチャートは、フィールド機器１０の電源がオンの状態にされた際に開始する。
（ステップＳ００１）計測部１０１１が、タイマー１０３から定期的に出力される信号の入力を検知した場合、ステップＳ００２へ進む。そうでない場合（すなわち、当該信号の入力を検知していない場合）ステップＳ００５へ進む。
（ステップＳ００２）計測部１０１１は、各種のセンサー３０によって測定された測定値に基づく測定結果情報を変換器２０から収集する。その後、ステップＳ００３へ進む。
（ステップＳ００３）計測部１０１１は、ステップＳ００２において取得した測定結果情報を、記憶部１０４に記憶させる。その後、ステップＳ００４へ進む。
（ステップＳ００４）統計処理部１０１２は、ステップＳ００３において記憶部１０４に記憶された測定結果情報を用いて統計処理を行う。そして、統計処理部１０１２は、統計処理を行った結果である統計情報を、記憶部１０４に記憶させる。その後、ステップＳ００５へ進む。
（ステップＳ００５）通信部１０５が、通信ネットワーク９０を介して、端末８０から送信された出力要求を示す情報を受信した場合、当該出力要求を示す情報をサーバ機能部１０１４へ出力し、ステップＳ００６へ進む。そうでない場合（すなわち、当該出力要求を示す情報を受信していない場合）ステップＳ００７へ進む。
（ステップＳ００６）サーバ機能部１０１４は、ステップＳ００５において入力された出力要求を示す情報に基づいて、記憶部１０４に記憶された情報（すなわち、測定結果情報、または統計情報の少なくとも一方）を取得する。そして、サーバ機能部１０１４は、取得した情報に基づいて、端末８０（外部の機器）へ出力するための出力データを生成し、当該出力データを通信部１０５へ出力する。そして、通信部１０５は、無線通信を介して通信ネットワーク９０に通信接続し、サーバ機能部１０１４から入力された出力データを、端末８０（外部の機器）へ出力する。その後、ステップＳ００７へ進む。
（ステップＳ００７）フィールド機器１０の電源がオフの状態にされた場合、本フローチャートの処理が終了する。そうでない場合（すなわち、フィールド機器１０の電源がオンのままである場合）ステップＳ００１へ戻る。
［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態に係るフィールド機器１１について図面を参照しながら説明する。
図６は、本発明の第２の実施形態に係るフィールド機器の機能構成を示すブロック図である。なお、第１の実施形態に係るフィールド機器１０における機能ブロックと構成が同一である機能ブロックについては、同一の符号を付し、説明を省略する。
図示するように、フィールド機器１１は、１または複数の外部機器６０から出力される測定値（例えば、フィールド機器１１に直接接続されていない外部の測定器によって測定された測定値に基づく測定結果情報等）を取得する外部入力部１０６を備える。外部入力部１０６は、外部機器６０と通信接続するための通信インターフェースである。
制御部１０１は、外部入力部１０６が取得した測定結果情報を記憶部１０４に記憶させる。これにより、統計処理部１０１２は、記憶部１０４に記憶された、外部機器６０から取得した測定結果情報も含む測定結果情報を用いて統計処理を行い、統計情報を生成することができる。
このように、本発明の第２の実施形態に係るフィールド機器１１によれば、自らのフィールド機器１１に備えられたセンサー３０（流量センサー３０ａ、温度センサー３０ｂ、圧力センサー３０ｃ、導電率センサー３０ｄ、およびｐＨセンサー３０ｅ）によって測定された測定値に基づく測定結果情報だけでなく、各種の外部機器６０から取得した測定結果情報等も含めて統計処理を行い、統計情報を生成することができる。
（統計処理の実施例）
以下に、統計処理部１０１２によって行われる統計処理の一例について説明する。
統計処理部１０１２は、記憶部１０４に記憶された測定結果情報を用いて、管理指標を算出する。管理指標は、プラントの診断に用いられる指標であり、例えば、プラント内の配管のライニング減肉量や、生産物の品質または収率を示す指標である。
統計処理部１０１２は、記憶部１０４から取得した測定結果情報（例えば、配管内の流体の流量を示す流量データ、および配管内の流体の温度を示す温度データ）を用いて重回帰分析を行うことにより、管理指標を算出する。
具体的には、統計処理部１０１２は、予め多変量解析を行うことによって算出した係数、記憶部１０４から取得した測定結果情報（流量データおよび温度データ）、および外部入力部１０６に入力された測定結果情報を用いて重回帰計算を行う。統計処理部１０１２は、重回帰計算を行うことにより、管理指標（例えば、プラント内の配管のライニング減肉量や、生産物の品質または収率を示す指標）を算出する。
以下、管理指標Ｙとして、配管のライニング減肉量を算出する場合について説明する。「ライニング減肉量」は、配管の内側のコーティング部材の減肉量［ｍｍ／ｙｅａｒ］を表す管理指標である。
統計処理部１０１２は、記憶部１０４から、流量センサー３０ａによって測定された流量の測定値に基づく測定結果情報と、温度センサー３０ｂによって測定された温度の測定値に基づく測定結果情報と、外部機器６０から送信されたスラリー硬度の測定値に基づく測定結果情報と、を取得する。なお、外部機器６０は、配管内のスラリー硬度を測定する他のフィールド機器であってもよいし、ユーザからスラリー硬度の入力を受け付けるキーボード等の入力装置であってもよい。
統計処理部１０１２は、重回帰式を用いて重回帰計算を行う。重回帰式は、以下の式（１）のように表される。式（１）において、係数Ａ０〜Ａ３は、統計処理部１０１２が予め多変量解析を行うことによって算出された値であり、記憶部１０４に記憶されている。
Ｙ＝Ａ０＋Ａ１・Ｘ１＋Ａ２・Ｘ２＋Ａ３・Ｘ３ ・・・式（１）
統計処理部１０１２は、記憶部１０４から、係数Ａ０〜Ａ３と、流量の測定値に基づく測定結果情報Ｘ１と、温度の測定値に基づく測定結果情報Ｘ２と、スラリー硬度の測定値に基づく測定結果情報Ｘ３と、を読み出し、ライニング減肉量データＹを管理指標として算出する。そして、統計処理部１０１２は、算出した管理指標Ｙを記憶部１０４に記憶させる。これにより、例えば、プラントの運転員は、端末８０から出力要求を行い、管理指標Ｙを取得することにより、ライニング減肉量を把握することができる。
また、統計処理部１０１２は、算出した管理指標（ライニング減肉量データＹ）に基づき、プラントの状態を判定する。例えば、統計処理部１０１２は、以下の判定基準（ａ）〜（ｅ）に基づき、プラント内の配管の状態レベルを判定し、判定した状態レベルを示すレベルデータＬＤを導出する。なお、閾値ＴＨ１〜ＴＨ４は、ライニングの厚み等に応じて予め設定された閾値であり、ＴＨ１＜ＴＨ２＜ＴＨ３＜ＴＨ４である。
（ａ） Ｙ≦ＴＨ１の場合：判定レベル１
（ｂ）ＴＨ１＜Ｙ≦ＴＨ２の場合：判定レベル２
（ｃ）ＴＨ２＜Ｙ≦ＴＨ３の場合：判定レベル３
（ｄ）ＴＨ３＜Ｙ≦ＴＨ４の場合：判定レベル４
（ｅ）ＴＨ４＜Ｙ の場合：判定レベル５
統計処理部１０１２は、導出したレベルデータＬＤを、記憶部１０４に記憶させる。これにより、例えば、プラントの運転員は、端末８０から出力要求を行い、レベルデータＬＤを取得して配管の状態レベルを確認することにより、配管の状態を把握することができる。
なお、統計処理部１０１２によって算出される管理指標Ｙは、ライニング減肉量データに限られない。例えば、統計処理部１０１２は、生産物の品質データを管理指標Ｙとして算出してもよい。この場合、統計処理部１０１２は、以下の式（２）に基づいて生産物の品質データＹを算出する。
Ｙ＝Ａ０＋Ａ１・Ｘ１＋Ａ２・Ｘ２ ・・・式（２）
式（２）において、Ａ０〜Ａ２は係数、Ｘ１は流量センサー３０ａによって測定された配管内を流れる流体の流量の測定値に基づく測定結果情報、および、Ｘ２はｐＨセンサー３０ｅによって測定された配管内を流れる流体のｐＨ値の測定値に基づく測定結果情報である。
統計処理部１０１２は、記憶部１０４から、係数Ａ０〜Ａ２と、流量の測定値に基づく測定結果情報Ｘ１と、ｐＨ値の測定値に基づく測定結果情報Ｘ２と、を読み出し、生産物の品質データＹを管理指標として算出する。そして、統計処理部１０１２は、算出した管理指標Ｙを記憶部１０４に記憶させる。これにより、例えば、プラントの運転員は、端末８０から出力要求を行い、管理指標Ｙを取得することにより、生産物の品質を把握することができる。
以上、説明したように、本発明の第１の実施形態に係る測定システム１および第２の実施形態に係る測定システム２によれば、フィールド機器１０の本体部およびフィールド機器１１の本体部に、各種のセンサー３０（測定器）を取り付けることができるため、フィールド機器の本体部と各種センサーとの間の配線にかかるコストを削減することができる。
なお、上述した実施形態においては、測定システム１および測定システム２が測定の対象とする測定対象物は流体であるものとしたが、これに限られない。測定対象物は、各種の測定器によって測定可能なものであれば任意である。
なお、上述した実施形態におけるフィールド機器１０またはフィールド機器１１の一部または全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、フィールド機器１０またはフィールド機器１１に内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信回線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
また、上述した実施形態におけるフィールド機器１０またはフィールド機器１１の一部または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。フィールド機器１０またはフィールド機器１１の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
１・・・測定システム、２・・・測定システム、１０・・・フィールド機器、１１・・・フィールド機器、１５・・・流量計、２０・・・変換器、３０・・・センサー、４０・・・センサー取付け部、５０・・・配管、６０・・・外部機器、７０・・・伝送線、８０・・・端末、８５・・・記録計、９０・・・通信ネットワーク、９５・・・伝送線、１００・・・サーバボード（情報提供装置）、１０１・・・制御部、１０２・・・取得部、１０３・・・タイマー、１０４・・・記憶部、１０５・・・通信部、１０１１・・・計測部、１０１２・・・統計処理部、１０１３・・・設定部、１０１４・・・サーバ機能部

Claims (6)

  1. 複数種類のセンサーと、
    前記複数種類のセンサーの測定結果を取得し、前記測定結果を物理量である測定情報に変換する少なくとも１つの変換器と、
    前記変換器から前記測定情報を取得して記憶し、予め定められた条件が満たされた場合に、記憶された前記測定情報を外部に提供する情報提供装置と、
    を備えるフィールド機器であって、
    前記複数種類のセンサーのうちの少なくとも１つは、アースリングに組み込まれており、
    前記フィールド機器の本体部と前記アースリングとの接合部には、前記フィールド機器の本体部の内部及び前記アースリングの内部の配線を介して前記情報提供装置と前記複数種類のセンサーのうちの少なくとも１つとを通信接続するデータ入出力端子が備えられていて、
    前記条件は、予め規定された時刻が到来したこと、予め規定された時間が経過したこと、及び外部からの情報送信要求を受信したこと、のうちの少なくとも何れかである、
    フィールド機器。
  2. 前記情報提供装置は、前記測定情報を無線信号にして送信する通信部を備える、
    請求項１記載のフィールド機器。
  3. 前記情報提供装置は、外部センサーを接続可能な外部入力部を備える、
    請求項１又は請求項２記載のフィールド機器。
  4. 前記情報提供装置は、取得した前記測定情報を用いて統計処理を行う統計処理部を備えており、前記統計処理部で行われた統計処理結果に基づく統計処理情報を外部に提供する、
    請求項１から請求項３の何れか一項に記載のフィールド機器。
  5. 前記情報提供装置は、前記複数種類のセンサーの測定結果に係る前記測定情報を同時に取得する、
    請求項１から請求項４の何れか一項に記載のフィールド機器。
  6. フィールド機器に設けられた複数種類のセンサーの測定結果を取得する第１ステップと、
    前記測定結果を物理量である測定情報に変換する第２ステップと、
    前記第２ステップで変換された前記測定情報を取得して記憶する第３ステップと、
    予め定められた条件が満たされたときに、前記第３ステップで記憶された前記測定情報を前記フィールド機器から外部に提供する第４ステップと、
    を有する情報提供方法であって、
    前記複数種類のセンサーのうちの少なくとも１つは、アースリングに組み込まれており、
    前記フィールド機器の本体部と前記アースリングとの接合部には、前記フィールド機器の本体部の内部及び前記アースリングの内部の配線を介して前記第３ステップ及び前記第４ステップを実施する情報提供装置と前記複数種類のセンサーのうちの少なくとも１つとを通信接続するデータ入出力端子が備えられていて、
    前記条件は、予め規定された時刻が到来したこと、予め規定された時間が経過したこと、及び外部からの情報送信要求を受信したこと、のうちの少なくとも何れかである、
    情報提供方法。
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