WO2006011414A1 - フィールド制御システム及び無線通信装置 - Google Patents

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WO2006011414A1
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signal
wireless communication
wireless
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communication device
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Inventor
Akira Nagashima
Teruyoshi Minaki
Satoru Kurosu
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Yokogawa Electric Corporation
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    • G08C2201/00—Transmission systems of control signals via wireless link
    • G08C2201/40—Remote control systems using repeaters, converters, gateways

Definitions

  • the present invention is a control computer system connected to field devices such as pressure Z differential pressure transmitters, various flow meters, thermometers, and valve 'positioners' distributed in plants, factories, etc.
  • the present invention relates to a field control system that improves signal transmission / reception operation between the two and a wireless communication device used in the system.
  • Field devices are distributed and arranged in plants, factories, and the like. Field devices include pressure Z differential pressure transmitters, various flow meters, thermometers, valve positioners, and so on.
  • a field device is connected to a control computer system via a two-wire signal transmission line, etc., generates power from a 4-20 mA signal cable transmitted via the transmission line, and collects collected data. Data to the control computer 'system.
  • JP-T-10-508129, JP-A-2003-134030, JP-A-2003-134261, US Pat. No. 5,682,476 and US Pat. No. 6,236,334 are referred to as related technologies.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an entire system to which field devices as related technologies are connected.
  • a differential pressure transmitter D including a valve V, a positioner P, a flow meter F, and an orifice o is connected as a variety of field devices to a nozzle Q through which various fluids flow.
  • Each field device P, F, D is connected to the control system FCS via the input / output device I / O via the two-wire signal transmission lines LI, L2, L3, and a signal of 4-20mA. Electric power is supplied by and the detected physical quantity signal (flow rate signal, pressure signal, etc.) is transmitted.
  • each field device P, F, D has a built-in wireless communication unit, converts the detected physical quantity signal into a wireless signal, and transmits it to a wireless station (not shown).
  • Ru [0009]
  • a diagnostic tool MM I is installed at the upper level, or a diagnostic sensor is installed in an existing field device, and in addition to the above two-wire transmission line.
  • Systems have also been proposed in which new signal lines are installed to diagnose field devices.
  • FIG. 4 shows a general configuration block of a field device.
  • the field device 10 includes a sensor S that detects physical quantities of various fluids, and performs various calculations according to the values from the AZD conversion unit 11 and the AZD conversion unit 11 that convert the values from the sensor S into AZD.
  • Executes the processing unit 12 of the CPU, etc., and the operation result of the processing unit 12 is DZ-A converted and output to the 2- wire signal transmission line L DZA converter 13, various instruction signals from the 2-wire signal transmission line A receiving unit 14 that receives setting signals and the like and sends them to the arithmetic unit 12
  • the input / output device IZO shown in FIG. 3 simply includes a power supply ⁇ ⁇ ⁇ for supplying power to the two-wire transmission line L and a resistor AZD modification (not shown) shown in FIG. It is a block provided.
  • the physical quantity detected by the sensor S is subjected to various calculations and output to the 2 -wire transmission line L as a 4-20 mA current signal.
  • the input / output device IZO receives the 4 20 mA current signal and sends it to the host control system (controller) FCS or diagnostic tool MMI.
  • An object of the present invention is to provide a field control system and a wireless communication apparatus that can easily perform wireless communication of an existing field device.
  • the present invention provides a field device installed at the site of a process and the above-described file via a signal line.
  • a control computer system connected to a device, a signal conversion unit provided in the middle of the signal line, for converting a signal transmitted through the signal line based on a wireless protocol, and the signal conversion unit.
  • a field control system including a wireless communication device including a wireless communication unit that wirelessly transmits a converted signal.
  • the wireless communication device includes a power generation unit that generates power from a signal transmitted through the signal line.
  • the power generation unit has a variable impedance.
  • the wireless communication unit receives a wireless signal.
  • the signal conversion unit converts the radio signal received by the radio communication unit
  • the radio communication device converts the signal converted by the signal conversion unit to the signal
  • a wired communication unit that superimposes the signal transmitted on the line and transmits the signal to the field device is provided.
  • the wireless communication device includes a route setting unit that determines signal transmission wirelessly transmitted from the wireless communication unit.
  • the wireless communication device includes a path setting unit that determines a transmission destination of a signal obtained by converting the wireless signal received by the wireless communication unit.
  • the wireless communication device includes a battery as a power source.
  • the wireless communication device is connected in series to the signal line.
  • the signal line is a two-wire transmission line.
  • the present invention relates to a wireless communication apparatus provided in the middle of the signal line between the control computer system and a field device connected to the control computer 'system via a signal line installed at the site of the process.
  • a signal conversion unit that converts a signal transmitted through the signal line based on a wireless protocol; and a wireless communication unit that wirelessly transmits the signal converted by the signal conversion unit.
  • a wireless communication device is provided.
  • the wireless communication device includes a power generation unit that generates power from a signal transmitted through the signal line.
  • the power generation unit has a variable impedance.
  • the wireless communication unit receives a wireless signal.
  • the signal conversion unit converts the wireless signal received by the wireless communication unit, and the wireless communication device converts the signal converted by the signal conversion unit to the signal line.
  • a wired communication unit that superimposes the signal to the field device and transmits the signal to the field device.
  • the wireless communication apparatus includes a route setting unit that determines a signal transmission destination wirelessly transmitted from the wireless communication unit.
  • the wireless communication apparatus includes a route setting unit that determines a transmission destination of a signal obtained by converting the wireless signal received by the wireless communication unit.
  • the wireless communication device includes a battery as a power source.
  • the wireless communication device is connected in series to the signal line.
  • the signal line is a two-wire transmission line.
  • the signal converter can convert the signal transmitted through the signal line based on the wireless protocol and transmit the signal wirelessly.
  • the power source of the wireless communication device can be generated from a signal transmitted through the signal line by variable impedance or the like, power saving can be realized.
  • the wireless communication apparatus can receive a wireless signal from the outside, bidirectional wireless communication is possible.
  • the signal conversion unit converts the received wireless signal, and the wired communication unit superimposes the converted signal on the signal transmitted through the signal line, so that various settings of the field device are changed by wireless communication. be able to.
  • the transmission destination of the wireless signal corresponding to the signal transmitted through the signal line or the wireless signal also received external force is sent to other field devices as well as a normal wireless station. Since the wireless communication device can be connected, this wireless communication device can be used as a wireless relay point. [0040] By using a battery as a power source of the wireless communication device, it is possible to realize that power on the signal line is not consumed.
  • connection of the wireless communication device is connected in series to a signal line that is, for example, a two-wire signal transmission line, it is not necessary to make extensive modifications or changes to the field devices and signal lines Explanation
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a field device of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram of an entire system using the field device of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram of an overall system using field devices as related technology.
  • FIG. 4 is a configuration block diagram of a field device as a related technology.
  • FIG. 1 shows a field machine according to the present invention. It is a block diagram showing the structure of a container.
  • a radio communication device 20 is connected in series with the transmission line L in the middle of the two-wire signal transmission line L that couples the host control computer system and the field device 10. ⁇ . Since the field device 10 has the same configuration as the field device 10 shown in FIG. 4, the description thereof is omitted.
  • the wireless communication device 20 is installed in the existing field device 10 so as to be interrupted in the middle of the two-wire signal transmission line L which is a means for communication with the host control computer system.
  • the wireless communication device 20 includes a variable impedance 21, a signal conversion unit 22, a wireless communication unit 23, and a route setting unit 22a.
  • the variable impedance 21 obtains power from a small current flowing through the two-wire signal transmission line L.
  • the signal converter 22 converts the 420 mA current signal flowing in the transmission line L based on the wireless protocol.
  • the wireless communication unit 23 wirelessly transmits the signal converted by the signal conversion unit 22, receives an external wireless signal, or transfers the signal to another wireless communication device 20 or the like.
  • the signal conversion unit 22 converts the wireless signal received by the wireless communication unit 23.
  • the transmission line 21 modulates the signal converted by the signal converter 22 and sends it to the field device 10 side.
  • the radio communication device 20 sets a radio path for transmitting radio signals to higher-level radio stations via radio communication devices installed in a plurality of field devices.
  • Route setting unit 22a the radio communication device 20 sets a radio path for transmitting radio signals to higher-level radio stations via radio communication devices installed in a plurality of field devices.
  • the path setting unit 22a designates an upper radio station to which the radio signal of the radio communication device 20 is to be transmitted, or designates a radio communication device installed in another field device as a relay point
  • the circuit unit is set with an algorithm for specifying another wireless communication device.
  • a battery 24 may be installed in the radio communication device 20 instead of receiving power from the variable impedance 21 as a power supply unit.
  • the present invention having such a configuration operates as follows.
  • the wireless communication device 20 shown in FIG. are installed in series at connection points cl, c2, etc. on the two-wire signal transmission line L, for example.
  • the electric power necessary for the wireless communication device 20 is generated by the variable impedance 21 from the current of 20 mA flowing through the two-wire signal transmission line L.
  • the power is supplied to each of the components.
  • variable impedance is regarded as a general shunt regulator in the DC region.
  • the signal conversion unit 22 converts the 4-20 mA signal flowing through the two-wire signal transmission line L into a wireless protocol corresponding to the magnitude, and sends it to the wireless communication unit 23.
  • the radio transmission / reception unit 23 transmits this radio protocol as a radio signal to a higher-level radio station (not shown).
  • the physical quantity signal from the field device 10 may be acquired as a digital signal by modulating the voltage and frequency with the variable impedance 21 and may be transmitted as a radio signal.
  • the wireless communication device 20 when the wireless communication device 20 is installed on the two-wire signal transmission line L, when a wireless signal such as a setting change from the outside is received, the following is performed.
  • the handheld terminal is used to change the setting of the field device 10. That is, when the field device 10 setting change is received wirelessly.
  • the signal conversion unit 22 converts the radio signal into a voltage signal, a frequency signal, etc., and changes the impedance of the variable impedance 21 to receive the signal.
  • the setting signal included in the wireless signal is superimposed on the 2-wire transmission line.
  • the field device 10 is connected to the two-wire signal transmission line L.
  • a radio signal corresponding to the current signal to be applied can be transmitted to the outside.
  • this radio signal can be superimposed on the two-wire signal transmission line L to change various settings of the field device 10, or to monitor and monitor the field device.
  • the path setting unit 22a has a function of setting a partner to transmit a radio signal from the radio communication device 20 and a partner to transfer a received radio signal! Get.
  • a battery 24 may be installed inside a force that generates an example of a current force of 4 20 mA flowing through the two-wire signal transmission line L.
  • FIG. 2 is an example of the entire system including field devices to which the wireless communication device 20 is added.
  • wireless communication devices PM, FM, DM are connected and added to the two-wire signal transmission lines LI, L2, L3 to which the field devices P, F, D in the overall system shown in Fig. 3 are coupled. This is an example.
  • these wireless communication devices PM, FM, and DM are installed at appropriate locations on the two-wire signal transmission lines L1, L2, and L3, respectively.
  • each of the field devices P, F, and D interposes the wireless communication devices PM, FM, and DM, and transmits signals to be sent to the two-wire signal transmission lines LI, L2, and L3 to the wireless signal ml , m2, m3 can be transmitted to the radio station ST. Or, you can communicate with the wireless handheld terminal HHT and wireless signal m6.
  • the radio may not reach the radio station ST.
  • Communication device DM transmits wireless signal m4 to wireless communication device FM
  • wireless communication device FM serves as a relay point
  • wireless communication device FM transmits wireless signal m5 to wireless communication device PM
  • wireless communication device PM You can set the wireless route to send the wireless signal ml from the wireless station ST.
  • a route opposite to the above route may be set.
  • the relay point If the wireless communication device is out of order, the wireless route may be changed to change the relay point.
  • the power generation unit is not generated from the current flowing through the signal transmission line L, but by using the battery 24, the power on the signal transmission line L is not consumed. It can also save power.

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Abstract

　フィールド制御システムは、プロセスの現場に設置されフィールド機器と、信号線を介して前記フィールド機器に接続された制御コンピュータ・システムと、前記信号線の途中に設けられ、前記信号線を伝送する信号を無線プロトコルに基づいて変換する信号変換部と、前記信号変換部によって変換された信号を無線送信する無線通信部とを備える。                                                                           

Description

明 細 書
フィールド制御システム及び無線通信装置
技術分野
[oooi] 本発明は、プラント、工場等に分散配置されている圧力 Z差圧伝送器、各種流量 計、温度計、バルブ'ポジショナ等のフィールド機器と接続される制御コンピュータ'シ ステム等との間の信号送受信動作を改善するフィールド制御システム及び当該シス テムで用いられる無線通信装置に関する。
背景技術
[0002] プラント、工場等にはフィールド機器が分散して配置されている。フィールド機器と は、圧力 Z差圧伝送器、各種流量計、温度計、バルブ ·ポジショナ等である。
[0003] フィールド機器は、 2線式信号伝送線等で制御コンピュータ ·システムと接続し、伝 送線を介して伝送される 4— 20mAの信号カゝら電力を生成するとともに、収集したデ ータを制御コンピュータ 'システムに送信する。
[0004] 無線手段が組み込まれたフィールド機器もあり、このようなフィールド機器は、検知
、収集したデータを制御コンピュータ ·システムへ送信する。
[0005] 特表平 10— 508129公報、特開 2003— 134030号公報、特開 2003— 134261 号公報、米国特許第 5682476号及び米国特許第 6236334号は関連技術として参 照される。
[0006] 図 3は、関連技術としてのフィールド機器が接続される全体システムの例を表わす 図である。図 3で、各種の流体が流れるノィプ Qに、各種のフィールド機器として、バ ルブ V及びポジショナ P、流量計 F、オリフィス oを含む差圧伝送器 Dが接続されてい る。
[0007] それぞれのフィールド機器 P, F, Dは、制御システム FCSと、入出力装置 I/Oを介 してそれぞれ 2線式信号伝送線 LI, L2, L3により接続され、 4— 20mAの信号によ り電力が供給され、検知した物理量信号 (流量信号、圧力信号等)を送信する。
[0008] 更に、それぞれのフィールド機器 P, F, Dに無線通信部を内蔵させ、検知した物理 量信号を無線信号に変換して無線局（図示せず）に送信する方式も提案されて ヽる [0009] また、一方では、それぞれのフィールド機器を診断するため上位に診断ツール MM Iを設置する、あるいは、診断センサを既設のフィールド機器に設置して、上記の 2線 式伝送線の他に信号線を新たに敷設してフィールド機器の診断を行なうようなシステ ムも提案されている。
[0010] フィールド機器の一般的な構成ブロックを図 4に表わす。
図 4にあって、フィールド機器 10は、各種流体の物理量を検知するセンサ Sを含み 、センサ Sからの値を AZD変換する AZD変換部 11、 AZD変換部 11からの値に っ 、て各種演算処理を実行する CPU等の演算部 12、演算部 12の演算結果を DZ A変換して2線式信号伝送線 Lに出力する DZA変換部 13、 2線式信号伝送線しか ら各種の指示信号、設定信号等を受信して演算部 12に送出する受信部 14を備える
[0011] 尚、図 3に示した入出力装置 IZOは、端的には、図 4に示す、 2線式伝送線 Lに電 源を供給する電源 Β、抵抗 AZD変翻（図示せず)を備えるブロックである。
[0012] このような構成にあって、センサ Sで検知した物理量は、各種演算が施され、 4-20 mA電流信号として2線式伝送線 Lに出力される。
[0013] 入出力装置 IZOは、この 4 20mA電流信号を受信して上位の制御システム（コン トローラ） FCSまたは診断ツール MMIへ送出する。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0014] しかしながら、フィールド機器の診断、または信号伝送の冗長化等の観点力もフィ 一ルド機器の無線ィ匕を考えると、通常、 1システムで多数台設置されている、既設の フィールド機器に無線機能を設けるのは煩雑である。また、無線機能を付加するため に 1台ずつ回路を改造するのも煩雑でコストも力かりすぎる。
[0015] 本発明の目的は、既設のフィールド機器の無線ィ匕を容易に行なえるフィールド制御 システム及び無線通信装置を提供することである。
課題を解決するための手段
[0016] 本発明は、プロセスの現場に設置されフィールド機器と、信号線を介して前記フィ 一ルド機器に接続された制御コンピュータ 'システムと、前記信号線の途中に設けら れ、前記信号線を伝送する信号を無線プロトコルに基づ 、て変換する信号変換部と 、前記信号変換部によって変換された信号を無線送信する無線通信部とを備える無 線通信装置と、を備えるフィールド制御システムを提供する。
[0017] 当該フィールド制御システムでは、前記無線通信装置は、前記信号線を伝送する 信号より電力を生成する電源生成部を備える。
[0018] 当該フィールド制御システムでは、前記電源生成部は、可変インピーダンスである。
[0019] 当該フィールド制御システムでは、前記無線通信部は、無線信号を受信する。
[0020] 当該フィールド制御システムでは、前記信号変換部は、前記無線通信部で受信し た前記無線信号を変換して、前記無線通信装置は、前記信号変換手段によって変 換された信号を前記信号線を伝送する信号に重畳して、前記フィールド機器に送信 する有線通信部を備える。
[0021] 当該フィールド制御システムでは、前記無線通信装置は、前記無線通信部から無 線送信される信号送信を定める経路設定部を備える。
[0022] 当該フィールド制御システムでは、前記無線通信装置は、前記無線通信部で受信 した前記無線信号を変換した信号の送信先を定める経路設定部を備える。
[0023] 当該フィールド制御システムでは、前記無線通信装置は、電源として電池を備える
[0024] 当該フィールド制御システムでは、前記無線通信装置は、前記信号線に直列に接 続される。
[0025] 当該フィールド制御システムでは、前記信号線は、 2線式伝送線である。
[0026] 本発明は、プロセスの現場に設置され制御コンピュータ 'システムに信号線を介して 接続するフィールド機器と前記制御コンピュータ ·システムとの間の前記信号線の途 中に設けられた無線通信装置であって、前記信号線を伝送する信号を無線プロトコ ルに基づいて変換する信号変換部と、前記信号変換部によって変換された信号を無 線送信する無線通信部と、備えることを特徴とする無線通信装置を提供する。
[0027] 当該無線通信装置では、前記信号線を伝送する信号より電力を生成する電源生成 部を備える。 [0028] 当該無線通信装置では、前記電源生成部は、可変インピーダンスである。
[0029] 当該無線通信装置では、前記無線通信部は、無線信号を受信する。
[0030] 当該無線通信装置では、前記信号変換部は、前記無線通信部で受信した前記無 線信号を変換し、前記無線通信装置は、前記信号変換手段によって変換された信 号を前記信号線を伝送する信号に重畳して、前記フィールド機器に送信する有線通 信部を備える。
[0031] 当該無線通信装置では、前記無線通信部から無線送信される信号送信先を定め る経路設定部を備える。
[0032] 当該無線通信装置では、前記無線通信部で受信した前記無線信号を変換した信 号の送信先を定める経路設定部を備える。
[0033] 当該無線通信装置では、電源として電池を備える。
前記無線通信装置は、前記信号線に直列に接続される。
[0034] 当該無線通信装置では、前記信号線は、 2線式伝送線である。
発明の効果
[0035] 上記フィールド制御システム及び無線通信装置によれば、信号変換部が信号線を 伝送する信号を無線プロトコルに基づいて変換して無線で送信することができるので
、フィールド機器の診断、データ処理が容易となる。
[0036] 無線通信装置の電源は、可変インピーダンス等により、信号線を伝送する信号から 生成することができるので、省電力化を実現することができる。
[0037] 無線通信装置は、外部からの無線信号を受信することができるので、双方向の無 線通信が可能である。
[0038] 信号変換部は受信した無線信号を変換して、有線通信部が、当該変換された信号 を信号線を伝送する信号に重畳するので、無線通信によりフィールド機器の各種設 定を変更することができる。
[0039] 経路設定部による無線経路設定により、信号線を伝送する信号に対応する無線信 号、または、外部力も受信した無線信号の送信先を、通常の無線局はもとより、他の フィールド機器に接続する無線通信装置とすることができるため、無線の中継点とし てこの無線通信装置を活用することができる。 [0040] 無線通信装置の電源を電池とすることにより、信号線上の電力を消費しないことも 実現できる。
[0041] 無線通信装置の接続を、例えば 2線式信号伝送線である信号線に直列に接続する ので、フィールド機器及び信号線に対して大規模な改修、変更を加える必要はない 図面の簡単な説明
[0042] [図 1]図 1は、本発明のフィールド機器全体構成を表わす図である。
[図 2]図 2は、本発明のフィールド機器を用いた全体システムの図である。
[図 3]図 3は、関連技術としてのフィールド機器を用いた全体システムの図である。
[図 4]図 4は、関連技術としてのフィールド機器の構成ブロック図である。
符号の説明
[0043] 10 フィールド機器
11 AZD変換部
12 演算部
13 DZA変換部
14 受信部
S センサ
20 無線通信装置
21 可変インピーダンイス
22 信号変換部
22a 経路設定部
23 無線通信部
cl, c2 接続点
B 電源
R 抵抗
L, LI, L2, L3 2線式信号伝送線
発明を実施するための最良の形態
[0044] 以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図 1は本発明にかかるフィールド機 器の構成を表わすブロック図である。
[0045] 図 1に示すように、上位の制御コンピュータ 'システムとフィールド機器 10とを結合す る 2線式信号伝送線 Lの途中に、無線通信装置 20が伝送線 Lと直列に接続されて ヽ る。尚、このフィールド機器 10は、図 4に示したフィールド機器 10と同一の構成である ので、その説明は省略する。
[0046] この無線通信装置 20は、既設のフィールド機器 10にあって、上位の制御コンビュ ータ ·システムとの通信手段である 2線式信号伝送線 Lの途中に割り込むように設置 する。
[0047] この無線通信装置 20は、可変インピーダンス 21と、信号変換部 22と、無線通信部 23と、経路設定部 22aとを備える。
可変インピーダンス 21は、 2線式信号伝送線 Lに流れる少ない電流から電力を得る 。信号変換部 22は、伝送線 Lに流れる 4 20mA電流信号を無線プロトコルに基づ いて変換する。無線通信部 23は、信号変換部 22で変換された信号を無線送信し、 外部からの無線信号を受信し、または、他の無線通信装置 20等に信号を転送する。
[0048] 信号変換部 22は、無線通信部 23が受信した無線信号を変換する。、伝送線 こ 接続された可変インピーダンス 21は、信号変換部 22によって変換された信号を変調 してフィールド機器 10側へ送出する。
[0049] 更に、無線通信装置 20は、後述するように、複数のフィールド機器に設置される無 線通信装置を相互に経由して上位の無線局へ無線信号を送信する際の無線経路を 設定する経路設定部 22aを備える。
[0050] 詳しくは、経路設定部 22aは、この無線通信装置 20の無線信号の送信先となる上 位の無線局を指定する、または、他のフィールド機器に設置される無線通信装置を 中継点として指定する、更に、その中継点となる無線通信装置が故障、異常のときは 、他の無線通信装置を指定するようなアルゴリズムが設定される回路部である。
[0051] 尚、無線通信装置 20に、電源部として可変インピーダンス 21から電力を受ける代 わりに、電池 24を設置するようにしてもよい。
[0052] このような構成の本発明は、次のように作用する。
フィールド機器 10からの信号を無線で送信するには、図 1に示す無線通信装置 20 を、例えば、 2線式信号伝送線 L上の接続点 cl, c2等に直列に設置する。
[0053] これ〖こより、まずはじめに、 2線式信号伝送線 Lを流れる 4 20mAの電流から，可 変インピーダンス 21によってこの無線通信装置 20に必要な電力が生成され、この無 線通信装置 20内の各構成要素に電源として供給される。
[0054] 尚、可変インピーダンスは、直流域では、一般のシャント 'レギユレータとしてみなさ れる。
[0055] そして、信号変換部 22は、 2線式信号伝送線 Lを流れて ヽる 4— 20mAの信号をそ の大きさに対応した無線プロトコルに変換し、無線通信部 23に送出する。無線送受 信部 23は、この無線プロトコルを上位の無線局（図示せず）に無線信号として送出す る。
[0056] あるいは、可変インピーダンス 21により、電圧、周波数に変調してディジタル信号と してフィールド機器 10からの物理量信号を取得し、無線信号として送出するようにし てもよい。
[0057] このようにして、 2線式伝送線 Lを流れる信号の電流値の大きさに対応した無線信 号を外部に送出することができ、フィールド機器 10と外部の無線局との間で無線通 信を実現することができる。
[0058] またその一方で、この無線通信装置 20を 2線式信号伝送線 Lに設置した場合、外 部からの設定変更等の無線信号を受信した場合は、次の通りとなる。このときは、フィ 一ルド機器 10の設定変更のためのハンドへルド'ターミナルの代用となる。即ち、フィ 一ルド機器 10設定変更を無線で受信した場合である。
[0059] このとき、信号変換部 22は、受信した無線信号が自分宛ての信号であれば、無線 信号を電圧信号、周波数信号等に変換し、可変インピーダンス 21のインピーダンス を可変することにより、受信した無線信号に含まれる設定信号等を 2線式伝送線 こ 重畳する。
[0060] このようにして、 2線式信号伝送線 Lに接続するフィールド機器 10に、無線通信装 置 20を外付け設置することにより、このフィールド機器 10が 2線式信号伝送線 Lに出 力する電流信号に対応する無線信号を外部に送出することができる。
[0061] また、外部からの設定、または信号監視、モニタのための無線信号を受信した場合 に、この無線信号を 2線式信号伝送線 Lに重畳し、フィールド機器 10の各種設定を 変更、またはフィールド機器の監視、モニタをすることができる。
[0062] また、経路設定部 22aは、無線通信装置 20から無線信号を送出する相手、受信し た無線信号を転送する相手を設定する機能を備えて!/ヽるので、下記の作用効果を得 る。
[0063] この無線通信装置 20から無線信号を送出する相手が故障して 、た場合、異常が 発生していた場合等は、無線信号を送出する相手を変更する、あるいは、単に無線 信号の中継点として、受信した無線信号を他のフィールド機器に付加される無線通 信装置へ転送する無線経路が設定される。
[0064] 尚、この無線通信装置 20の電源としては、 2線式信号伝送線 Lを流れる 4 20mA の電流力も生成する例を挙げた力 内部に電池 24を設置してもよい。
[0065] 図 2は、無線通信装置 20を付加した、フィールド機器を備える全体システムの例で ある。この例は、図 3に示した全体システムにおけるそれぞれのフィールド機器 P, F, Dが結合する 2線式信号伝送線 LI, L2, L3に、無線通信装置 PM, FM, DMを接 続、付加した例である。
[0066] 上記したように、これらの無線通信装置 PM, FM, DMは、 2線式信号伝送線 L1, L2, L3において、それぞれ適切な箇所に設置する。
[0067] このような構成により、各フィールド機器 P, F, Dは、無線通信装置 PM, FM, DM を介在し、 2線式信号伝送線 LI, L2, L3に送出する信号を無線信号 ml, m2, m3 として無線局 STへ送信することができる。または、無線方式のハンドへルド'ターミナ ル HHTと無線信号 m6により通信するようにしてもょ 、。
[0068] また、フィールド機器 P, F, Dまたは無線通信装置 PM, FM, DMの設置状況によ つては、無線が無線局 STへ届力ない場合もあるので、無線経路を、例えば、無線通 信装置 DMから無線通信装置 FMへ無線信号 m4を送信し、無線通信装置 FMを中 継点とし、無線通信装置 FMから無線信号 m5を無線通信装置 PMへ送信させ、無 線通信装置 PMから無線局 STから無線信号 mlを送信する、と ゝぅ無線経路を設定 してちよい。
[0069] あるいは、上記の経路とは逆の経路を設定するようにしてもょ 、。または、中継点の 無線通信装置が故障していたような場合には、中継点を変更するように無線経路を 変更するようにしてもよ ヽ。
[0070] また、電源生成部として、信号伝送線 Lを流れる電流から生成するのではなく、電 池 24とすることにより、信号伝送線 L上の電力を消費することはないので、その分、省 電力を実現することもできる。
[0071] 以上のようにして、フィールド機器に関連する信号を無線送信、無線受信、無線信 号による設定変更等を実現することができる。
[0072] 本出願は、 2004年 7月 27日出願の日本特許出願 (特願 2004— 218082)に基づくも のであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

請求の範囲
[1] プロセスの現場に設置されフィールド機器と、
信号線を介して前記フィールド機器に接続された制御コンピュータ ·システムと、 前記信号線の途中に設けられ、前記信号線を伝送する信号を無線プロトコルに基づ いて変換する信号変換部と、前記信号変換部によって変換された信号を無線送信 する無線通信部とを備える無線通信装置と、
を備えることを特徴とするフィールド制御システム。
[2] 前記無線通信装置は、前記信号線を伝送する信号より電力を生成する電源生成 部を備えることを特徴とする請求項 1に記載のフィールド制御システム。
[3] 前記電源生成部は、可変インピーダンスであることを特徴とする請求項 2に記載の フィールド制御システム。
[4] 前記無線通信部は、無線信号を受信することを特徴とする請求項 1に記載のフィー ルド制御システム。
[5] 前記信号変換部は、前記無線通信部で受信した前記無線信号を変換し、
前記無線通信装置は、前記信号変換手段によって変換された信号を前記信号線 を伝送する信号に重畳して、前記フィールド機器に送信する有線通信部を備えること を特徴とする請求項 4に記載のフィールド制御システム。
[6] 前記無線通信装置は、前記無線通信部から無線送信される信号送信先を定める 経路設定部を備えることを特徴とする請求項 1に記載のフィールド制御システム。
[7] 前記無線通信装置は、前記無線通信部で受信した前記無線信号を変換した信号 の送信先を定める経路設定部を備えることを特徴とする請求項 4に記載のフィールド 制御システム。
[8] 前記無線通信装置は、電源として電池を備えることを特徴とする請求項 1に記載の フィールド制御システム。
[9] 前記無線通信装置は、前記信号線に直列に接続されることを特徴とする請求項 1 に記載のフィールド制御システム。
[10] 前記信号線は、 2線式伝送線であることを特徴とする請求項 1に記載のフィールド 制御システム。
[11] プロセスの現場に設置され制御コンピュータ ·システムに信号線を介して接続するフ ィールド機器と前記制御コンピュータ 'システムとの間の前記信号線の途中に設けら れた無線通信装置であって、
前記信号線を伝送する信号を無線プロトコルに基づいて変換する信号変換部と、 前記信号変換部によって変換された信号を無線送信する無線通信部と、 を備えることを特徴とする無線通信装置。
[12] 前記信号線を伝送する信号より電力を生成する電源生成部を備えることを特徴とす る請求項 11に記載の無線通信装置。
[13] 前記電源生成部は、可変インピーダンスであることを特徴とする請求項 12に記載の 無線通信装置。
[14] 前記無線通信部は、無線信号を受信することを特徴とする請求項 11に記載の無線 通信装置。
[15] 前記信号変換部は、前記無線通信部で受信した前記無線信号を変換し、
前記無線通信装置は、前記信号変換手段によって変換された信号を前記信号線 を伝送する信号に重畳して、前記フィールド機器に送信する有線通信部を備えること を特徴とする請求項 14に記載の無線通信装置。
[16] 前記無線通信部から無線送信される信号送信先を定める経路設定部を備えること を特徴とする請求項 11に記載の無線通信装置。
[17] 前記無線通信部で受信した前記無線信号を変換した信号の送信先を定める経路 設定部を備えることを特徴とする請求項 14に記載の無線通信装置。
[18] 電源として電池を備えることを特徴とする請求項 11に記載の無線通信装置。
[19] 前記無線通信装置は、前記信号線に直列に接続されることを特徴とする請求項 11 に記載の無線通信装置。
[20] 前記信号線は、 2線式伝送線であることを特徴とする請求項 11に記載の無線通信 装置。
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