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JP2008123084A - Transmission line abnormality diagnostic field equipment system - Google Patents

Transmission line abnormality diagnostic field equipment system Download PDF

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JP2008123084A
JP2008123084A JP2006303663A JP2006303663A JP2008123084A JP 2008123084 A JP2008123084 A JP 2008123084A JP 2006303663 A JP2006303663 A JP 2006303663A JP 2006303663 A JP2006303663 A JP 2006303663A JP 2008123084 A JP2008123084 A JP 2008123084A
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JP
Japan
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transmission line
field device
unit
diagnostic module
device system
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Pending
Application number
JP2006303663A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Takeuchi
誠 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Priority to US11/983,511 priority patent/US20080211660A1/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field equipment system detecting abnormality of a transmission line by detecting increase of transmission-line current when a terminal part of field equipment is submerged. <P>SOLUTION: This field equipment system with the transmission line has a diagnostic module detecting an abnormality of the transmission line. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、伝送線路に接続されたフィールド機器システムに関し、特に伝送線路の短絡などの異常の検出、診断に関するものである。   The present invention relates to a field device system connected to a transmission line, and more particularly to detection and diagnosis of an abnormality such as a short circuit of a transmission line.

例えば、プラント計装において、ホスト装置とフィールド機器が伝送線路で接続されたシステムが使用されることがある。このようなシステムは、屋外での使用で風雨にさらされ、フィールド機器内部に雨水などが浸入して、端子部が水没し端子部の間が短絡することがある。   For example, in plant instrumentation, a system in which a host device and a field device are connected by a transmission line may be used. Such a system is exposed to wind and rain when used outdoors, and rainwater or the like may enter the field device, so that the terminal portions may be submerged and the terminal portions may be short-circuited.

図11に従来の一般的なフィールド機器システム12の構成を示す。伝送線路1,2は共通の直流電源3に接続されている。フィールド機器システム12の規格には、ファウンデーションフィールドバス(FOUNDATION FIELDBUS)、プロフィバス(PROFIBUS)、ハート(HART)などがある。   FIG. 11 shows a configuration of a conventional general field device system 12. The transmission lines 1 and 2 are connected to a common DC power source 3. The standard of the field device system 12 includes a foundation field bus, FOFIBUS, and HART.

伝送線路1,2の両端部には一対のターミネータ4,5が接続され、伝送線路1,2には、この伝送線路を介して通信を行うホスト装置6が接続されている。   A pair of terminators 4 and 5 are connected to both ends of the transmission lines 1 and 2, and a host device 6 that performs communication via the transmission line is connected to the transmission lines 1 and 2.

さらに、伝送線路1,2から分岐した伝送線路7,8にはフィールド機器の一つである差圧伝送器9が接続されている。同様にフィールド機器である温度伝送器10と渦流量計11が伝送線路1,2から分岐した伝送線路に接続されている。フィールド機器は他に電磁流量計、コリオリ質量流量計、超音波流量計、レベル計などがある。   Further, a differential pressure transmitter 9 which is one of field devices is connected to the transmission lines 7 and 8 branched from the transmission lines 1 and 2. Similarly, a temperature transmitter 10 and a vortex flowmeter 11 which are field devices are connected to a transmission line branched from the transmission lines 1 and 2. Other field devices include electromagnetic flow meters, Coriolis mass flow meters, ultrasonic flow meters, and level meters.

差圧伝送器9などのフィールド機器の配線口(図示せず)を通して、伝送線路7,8をフィールド機器内部の独立の端子部(図示せず)に接続する。そして、雨水などが配線口を通してフィールド機器の内部に浸入しないように、配線口にパッキングを設ける。   The transmission lines 7 and 8 are connected to independent terminal portions (not shown) inside the field device through a wiring port (not shown) of a field device such as the differential pressure transmitter 9. A packing is provided at the wiring port so that rainwater or the like does not enter the field device through the wiring port.

このような接続構成において、ホスト装置6からの指令または定周期で、差圧伝送器9などの複数のフィールド機器の一つが選択され、選択されたフィールド機器の消費電流の交流変調によりホスト装置6との間で通信が実行される。   In such a connection configuration, one of a plurality of field devices such as the differential pressure transmitter 9 is selected at a command from the host device 6 or at a constant cycle, and the host device 6 is subjected to AC modulation of the current consumption of the selected field device. Communication is performed with

一方、差圧伝送器9などのフィールド機器は、差圧/圧力、又は流量等の物理量をセンサにより電気信号に変換し、差圧/圧力値、流量値等を算出する。その算出された値を前記交流変調信号に変換してホスト装置6に伝送し、ホスト装置6が物理量を制御する。   On the other hand, a field device such as the differential pressure transmitter 9 converts a physical quantity such as differential pressure / pressure or flow rate into an electrical signal by a sensor, and calculates a differential pressure / pressure value, a flow rate value, and the like. The calculated value is converted into the AC modulation signal and transmitted to the host device 6, and the host device 6 controls the physical quantity.

この消費電流は、例えば4−20mAに設計され、可変部0−16mAのスパンを、8mAを中心に±8mAで交流変調する。そして、伝送線路1,2間の負荷抵抗を50Ωの設計にすると、伝送線路1,2間には±400mVの交流電圧が発生し、これをホスト装置6が受信する。また、通信信号はファウンデーションフィールドバス(FOUNDATION FIELDBUS)では、0.75〜1Vp−pの信号を伝送線路1,2間の電圧に重畳する。   This current consumption is designed to be, for example, 4-20 mA, and the span of the variable portion 0-16 mA is AC-modulated by ± 8 mA with 8 mA as the center. When the load resistance between the transmission lines 1 and 2 is designed to be 50Ω, an AC voltage of ± 400 mV is generated between the transmission lines 1 and 2 and the host device 6 receives this. The communication signal is superimposed on the voltage between the transmission lines 1 and 2 by a FOUNDATION FIELDBUS signal of 0.75 to 1 Vp-p.

なお、特許文献1の図2には、このような従来の一般的なフィールド機器システムの構成の概要が記載されている。   Note that FIG. 2 of Patent Document 1 outlines the configuration of such a conventional general field device system.

さらに、図12に従来の一般的なフィールド機器システム19の構成を示す。図12において、図11と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。   Further, FIG. 12 shows a configuration of a conventional general field device system 19. 12, the same components as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

差圧伝送器9などのフィールド機器は、伝送線路7,8と複数機器接続装置15と伝送線路13,14を介して伝送線路1,2に接続されている   Field devices such as the differential pressure transmitter 9 are connected to the transmission lines 1 and 2 via the transmission lines 7 and 8, the plural device connection device 15, and the transmission lines 13 and 14.

詳しくは、伝送線路1,2から分岐した伝送線路13,14に複数機器接続装置15が接続されている。複数機器接続装置15の接続端子16の一方は、伝送線路13,14に接続され、他方は伝送線路7,8に接続されている。伝送線路7,8には差圧伝送器9が接続されている。同様に、接続端子17,18も伝送線路を介して、温度伝送器10と渦流量計11に接続されている。   Specifically, the multiple device connection device 15 is connected to the transmission lines 13 and 14 branched from the transmission lines 1 and 2. One of the connection terminals 16 of the multiple device connection device 15 is connected to the transmission lines 13 and 14, and the other is connected to the transmission lines 7 and 8. A differential pressure transmitter 9 is connected to the transmission lines 7 and 8. Similarly, the connection terminals 17 and 18 are also connected to the temperature transmitter 10 and the vortex flowmeter 11 through transmission lines.

このような接続構成において、ホスト装置6は差圧伝送器9などの複数のフィールド機器と通信を実行して、物理量を制御する。   In such a connection configuration, the host device 6 communicates with a plurality of field devices such as the differential pressure transmitter 9 to control physical quantities.

特開2004−86405号公報JP 2004-86405 A

しかし、図11と図12において、配線口のパッキングが適切に設けられていないと、雨水などがフィールド機器の内部に侵入して、端子部が水没することがある。   However, in FIG. 11 and FIG. 12, if the packing of the wiring port is not properly provided, rainwater or the like may enter the field device and the terminal portion may be submerged.

端子部が水没したときには、端子部に加わる電圧によって水の電気分解が起こり、端子部から水素などの危険なガスを発生することがある。また、電気分解により端子部の金属が水中にイオン化して溶出し、水中の導電率が上昇して、独立の端子部の間に漏れ電流が流れることがある。さらに漏れ電流が増加すると、端子部の間が短絡することがある。 When the terminal part is submerged, water is electrolyzed by a voltage applied to the terminal part, and dangerous gas such as hydrogen may be generated from the terminal part. Moreover, the metal of a terminal part ionizes and elutes in water by electrolysis, the electrical conductivity in water rises, and a leakage current may flow between independent terminal parts. If the leakage current further increases, the terminals may be short-circuited.

漏れ電流の増加により、伝送線路1,2,7,8に流れる伝送線路電流が増加し、直流電源3の出力電圧が低下するという伝送線路1,2,7,8の異常が起こり、ホスト装置6と複数のフィールド機器の間で通信ができなくなる通信障害が発生する。 Due to the increase in leakage current, the transmission line current flowing in the transmission lines 1, 2, 7, and 8 increases and the output voltage of the DC power supply 3 decreases, causing an abnormality in the transmission lines 1, 2, 7, and 8, and the host device. A communication failure that prevents communication between 6 and a plurality of field devices occurs.

一方、図12において、同様に漏れ電流が増加するが、複数機器接続装置15の電流制限機能により、伝送線路7,8に流れる伝送線路電流を制限するため、直流電源3の出力電圧は低下せず、通信障害が発生するのを防止できる。   On the other hand, in FIG. 12, the leakage current increases in the same way, but the output voltage of the DC power supply 3 is lowered because the transmission line current flowing in the transmission lines 7 and 8 is limited by the current limiting function of the multiple device connecting device 15. Therefore, it is possible to prevent a communication failure from occurring.

しかし、雨水の成分や水没の状態によっては、複数機器接続装置15の電流制限値以下において、漏れ電流の増加と減少が繰り返し起こり、伝送線路1,2,13,14,7,8にノイズが重畳する異常が起こり、ホスト装置6と複数のフィールド機器の間で通信ができなくなる通信障害が発生する。   However, depending on the component of rainwater and the submerged condition, the leakage current repeatedly increases and decreases below the current limit value of the multi-device connection device 15, and noise occurs in the transmission lines 1, 2, 13, 14, 7, and 8. A superimposing abnormality occurs, and a communication failure that prevents communication between the host device 6 and a plurality of field devices occurs.

本発明の目的は、フィールド機器の端子部が水没したとき、端子部の間に流れる漏れ電流の増加による伝送線路電流の増加を検出して、直流電源の出力電圧低下やノイズの重畳による伝送線路の異常を検出する診断モジュールを備えたフィールド機器システムを提供することである。   An object of the present invention is to detect an increase in transmission line current due to an increase in leakage current flowing between terminal parts when the terminal part of a field device is submerged, and to reduce the output voltage of a DC power source or transmission line due to noise superposition It is an object of the present invention to provide a field device system including a diagnostic module for detecting abnormalities in the apparatus.

このような目的を達成するために、請求項1の発明は、
伝送線路を備えるフィールド機器システムにおいて、
前記伝送線路の異常の有無を検出する診断モジュールを備えた、
ことを特徴とする。
In order to achieve such an object, the invention of claim 1
In a field device system including a transmission line,
With a diagnostic module that detects the presence or absence of an abnormality in the transmission line,
It is characterized by that.

請求項2の発明は、請求項1記載の発明において、
前記診断モジュールは、
伝送線路電流を測定する電流測定部と、
前記電流測定部の初期測定値に基づいて閾値を演算する閾値演算部と、
前記電流測定部の測定値と前記閾値とを比較する比較部と、
比較部の出力に基づいて警報を出力する警報出力部を備えた、
ことを特徴とする。
The invention of claim 2 is the invention of claim 1,
The diagnostic module includes:
A current measurement unit for measuring the transmission line current;
A threshold value calculation unit that calculates a threshold value based on an initial measurement value of the current measurement unit;
A comparison unit that compares the measured value of the current measurement unit and the threshold;
With an alarm output unit that outputs an alarm based on the output of the comparison unit,
It is characterized by that.

請求項3の発明は、請求項2記載の発明において、
前記診断モジュールは、
さらに情報を通信する通信部を備えた、
ことを特徴とする。
The invention of claim 3 is the invention of claim 2,
The diagnostic module includes:
In addition, it has a communication unit that communicates information.
It is characterized by that.

請求項4の発明は、請求項2または3のいずれかに記載の発明において、
前記診断モジュールは、
さらに前記電流測定部の測定値を時間情報とともに記憶する記憶部を備えた、
ことを特徴とする。
The invention of claim 4 is the invention according to claim 2 or 3,
The diagnostic module includes:
Furthermore, a storage unit for storing the measurement value of the current measurement unit together with time information is provided.
It is characterized by that.

請求項5の発明は、請求項2から4のいずれかに記載の発明において、
前記診断モジュールは、
フィールド機器が接続されている伝送線路に接続される、
ことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 2 to 4,
The diagnostic module includes:
Connected to the transmission line to which the field device is connected,
It is characterized by that.

請求項6の発明は、請求項5記載の発明において、
前記診断モジュールの警報出力に基づいて前記伝送線路を接続または切断する開閉部を備えた、
ことを特徴とする。
The invention of claim 6 is the invention of claim 5,
An opening / closing part for connecting or disconnecting the transmission line based on an alarm output of the diagnostic module,
It is characterized by that.

本発明によれば、フィールド機器の端子部が水没したとき、端子部の間に流れる漏れ電流の増加による伝送線路電流の増加を検出して、直流電源の出力電圧低下やノイズの重畳による伝送線路の異常を検出する診断モジュールを備えたフィールド機器システムを実現できる。   According to the present invention, when a terminal portion of a field device is submerged, an increase in the transmission line current due to an increase in leakage current flowing between the terminal portions is detected, and a transmission line due to a decrease in the output voltage of the DC power supply or superimposition of noise is detected. It is possible to realize a field device system including a diagnostic module for detecting abnormalities in the apparatus.

[第1の実施例]
図1から図3を用いて、第1の実施例を説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示したフィールド機器システムであり、図11と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図2は、図1において複数機器接続装置15を使用したときのフィールド機器システムであり、図1と図12と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図3は、診断モジュール20のブロック図である。
[First embodiment]
A first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a field device system according to the first embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. FIG. 2 shows a field device system when the multiple device connecting device 15 is used in FIG. 1, and the same components as those in FIG. 1 and FIG. FIG. 3 is a block diagram of the diagnostic module 20.

以下、差圧伝送器9の端子部が水没したものとして説明する。
診断モジュール20は、差圧伝送器9などの複数のフィールド機器に流れる伝送線路電流を測定するため、直流電源3と複数のフィールド機器の間に接続されている伝送線路1,21,2に接続する。
Hereinafter, description will be made assuming that the terminal portion of the differential pressure transmitter 9 is submerged.
The diagnostic module 20 is connected to transmission lines 1, 21 and 2 connected between the DC power supply 3 and the plurality of field devices in order to measure transmission line currents flowing through the plurality of field devices such as the differential pressure transmitter 9. To do.

詳しくは、診断モジュール20の端子Aは伝送線路1に接続され、端子Bは伝送線路21に接続され、端子Cは伝送線路2に接続されている。伝送線路21,2にはターミネータ5が接続され、伝送線路21,2から分岐した伝送線路7,8にはフィールド機器の一つである差圧伝送器9が接続されている。同様に、フィールド機器である温度伝送器10と渦流量計11が、伝送線路21,2から分岐した伝送線路に接続されている。   Specifically, the terminal A of the diagnostic module 20 is connected to the transmission line 1, the terminal B is connected to the transmission line 21, and the terminal C is connected to the transmission line 2. A terminator 5 is connected to the transmission lines 21 and 2, and a differential pressure transmitter 9 which is one of field devices is connected to the transmission lines 7 and 8 branched from the transmission lines 21 and 2. Similarly, a temperature transmitter 10 and a vortex flowmeter 11 which are field devices are connected to a transmission line branched from the transmission lines 21 and 2.

診断モジュール20は、電源生成部24、電流測定部25、閾値演算部26、比較部27、警報出力部28、制御部29から構成されている。   The diagnostic module 20 includes a power generation unit 24, a current measurement unit 25, a threshold value calculation unit 26, a comparison unit 27, an alarm output unit 28, and a control unit 29.

電源生成部24は、端子Aと端子Cに接続されており、直流電源3の出力電圧から内部電源電圧30を生成して、電流測定部25などの各部に供給している。   The power supply generation unit 24 is connected to the terminals A and C, generates an internal power supply voltage 30 from the output voltage of the DC power supply 3, and supplies it to each unit such as the current measurement unit 25.

電流測定部25は、端子Aと端子Bに接続されており、差圧伝送器9などの複数のフィールド機器に流れる伝送線路1,21,2の電流を測定する。   The current measuring unit 25 is connected to the terminals A and B, and measures the currents of the transmission lines 1, 21, and 2 flowing through a plurality of field devices such as the differential pressure transmitter 9.

閾値演算部26は、電流測定部25の初期測定値31に基づいて閾値32を演算する。比較部27は、閾値32と電流測定部25の測定値33を比較する。警報出力部28は、比較部27の出力に基づいて警報を出力する。警報出力部28の出力は、ブザーやランプなどの音響装置や照明装置(図示せず)に接続される。   The threshold calculation unit 26 calculates a threshold 32 based on the initial measurement value 31 of the current measurement unit 25. The comparison unit 27 compares the threshold value 32 with the measurement value 33 of the current measurement unit 25. The alarm output unit 28 outputs an alarm based on the output of the comparison unit 27. The output of the alarm output unit 28 is connected to an acoustic device such as a buzzer or a lamp or a lighting device (not shown).

診断モジュール20の動作を図9のフローチャートを用いて説明する。   The operation of the diagnostic module 20 will be described with reference to the flowchart of FIG.

直流電源3の電圧を出力することにより、診断モジュール20の端子Aと端子Cに電圧が加わり(ステップS1)、ステップS2以降を実行する。   By outputting the voltage of the DC power supply 3, a voltage is applied to the terminals A and C of the diagnostic module 20 (step S1), and steps S2 and after are executed.

電流測定部25の測定値が初期測定値31として(ステップS2)閾値演算部26に入力される。初期測定値31は、伝送線路が正常なときの差圧伝送器9などの複数のフィールド機器に流れる伝送線路1,21,2の電流である。   The measurement value of the current measurement unit 25 is input to the threshold value calculation unit 26 as the initial measurement value 31 (step S2). The initial measurement value 31 is a current of the transmission lines 1, 21, 2 flowing in a plurality of field devices such as the differential pressure transmitter 9 when the transmission line is normal.

閾値演算部26は、正常なときの差圧伝送器9などのフィールド機器に流れる伝送線路1,21,2の電流のばらつきを初期測定値31に加算することにより、伝送線路の異常を検出するための閾値32を演算する(ステップS3)。閾値32は、比較部27に入力される。この閾値32は、差圧伝送器9などのフィールド機器の前記電流のばらつきやそれらの端子部の構造により異なるので、閾値32を変更設定できるようにしてもよい。   The threshold value calculation unit 26 detects an abnormality in the transmission line by adding, to the initial measurement value 31, the variation in the current of the transmission lines 1, 21, and 2 flowing in the field device such as the differential pressure transmitter 9 when normal. The threshold value 32 is calculated (step S3). The threshold value 32 is input to the comparison unit 27. Since the threshold value 32 varies depending on the current variation of the field devices such as the differential pressure transmitter 9 and the structure of the terminal portions thereof, the threshold value 32 may be changed and set.

つぎに、伝送線路の異常診断を開始する(ステップS4)。電流測定部25の測定値33(ステップS5)が、比較部27に入力される。比較部27は、測定値33と閾値32を比較して(ステップS6)、測定値33が閾値32より大きければ、診断モジュール20は、伝送線路に異常の有ることを検出する(ステップS7)。   Next, abnormality diagnosis of the transmission line is started (step S4). The measurement value 33 (step S5) of the current measurement unit 25 is input to the comparison unit 27. The comparison unit 27 compares the measured value 33 with the threshold value 32 (step S6). If the measured value 33 is larger than the threshold value 32, the diagnostic module 20 detects that there is an abnormality in the transmission line (step S7).

警報出力部28は、伝送線路に異常の有ることを知らせるために、ブザーなどの音響装置から音響を発生させたり、ランプなどの照明装置を点灯または点滅させるための警報信号を出力する(ステップS8)。   The alarm output unit 28 outputs an alarm signal for generating sound from an acoustic device such as a buzzer or lighting or blinking a lighting device such as a lamp in order to notify that there is an abnormality in the transmission line (step S8). ).

また、測定値33が閾値32より小さければ、診断モジュール20は、伝送線路に異常の無いことを検出して(ステップS9)、前記警報信号を出力しない。以降、ステップS4以下の処理が繰り返される。   If the measured value 33 is smaller than the threshold value 32, the diagnostic module 20 detects that there is no abnormality in the transmission line (step S9) and does not output the alarm signal. Henceforth, the process after step S4 is repeated.

制御部29は、比較部27などの各部や図9のフローチャートに基づく処理を制御、実行する。制御部29は、比較部27などを含めて、マイクロプロセッサユニット(MPU)により、実現することができる。   The control unit 29 controls and executes processing based on each unit such as the comparison unit 27 and the flowchart of FIG. The control unit 29 can be realized by a microprocessor unit (MPU) including the comparison unit 27 and the like.

さらに、図10に、差圧伝送器9の端子部が水没したときの、差圧伝送器9に流れる伝送線路7,8の電流の時間に対する変化の一例を示す。Cur1は、伝送線路が正常なときに差圧伝送器9に流れる電流を示す(約15mA)。Cur2は、端子部が水没したときに、端子部の間に流れる漏れ電流を示す。   Further, FIG. 10 shows an example of a change with respect to time of the currents of the transmission lines 7 and 8 flowing in the differential pressure transmitter 9 when the terminal portion of the differential pressure transmitter 9 is submerged. Cur1 indicates a current flowing through the differential pressure transmitter 9 when the transmission line is normal (about 15 mA). Cur2 indicates a leakage current that flows between the terminal portions when the terminal portions are submerged.

差圧伝送器9の端子部が水没したとき、漏れ電流Cur2は、数時間から1日程度を要して、30mA程度になる(T1)。そのあと、端子部の腐食が始まると、数日程度を要して、漏れ電流Cur2は流れなくなる(T2)。測定値が閾値より大きければ、警報を出力して、小さければ警報を出力しない。   When the terminal part of the differential pressure transmitter 9 is submerged, the leakage current Cur2 takes about several hours to about one day and becomes about 30 mA (T1). After that, when the corrosion of the terminal portion starts, it takes about several days and the leakage current Cur2 stops flowing (T2). If the measured value is larger than the threshold value, an alarm is output, and if it is smaller, no alarm is output.

本実施例によって、診断モジュール20は、フィールド機器の端子部が水没したとき、端子部の間に流れる漏れ電流の増加による伝送線路電流の増加を検出して、直流電源の出力電圧低下やノイズの重畳による伝送線路の異常を検出する。そして、警報を出力することにより、異常の有ることを知らせて、異常の原因となっているフィールド機器を取り外しまたは交換することを促す。これにより、通信障害の発生を防止し、水素などの危険なガスの発生を防止でき、物理量の制御を継続できる信頼性の向上したフィールド機器システムを実現できる。   According to this embodiment, when the terminal part of the field device is submerged, the diagnostic module 20 detects an increase in the transmission line current due to an increase in leakage current flowing between the terminal parts, and reduces the output voltage of the DC power supply or noise. Detects transmission line anomalies due to superposition. Then, by outputting an alarm, it is notified that there is an abnormality and prompts the user to remove or replace the field device that is causing the abnormality. As a result, it is possible to realize a field device system with improved reliability that can prevent the occurrence of communication failure, prevent the generation of dangerous gas such as hydrogen, and continue to control the physical quantity.

[第2の実施例]
図4を用いて、診断モジュール20のブロック図の第2の実施例を説明する。図4は、図3と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the block diagram of the diagnostic module 20 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those in FIG.

図4において、通信部34は端子Aと端子Cと制御部29に接続されている。通信部34は、ホスト装置6から伝送線路1,2を介して診断モジュール20の有する情報を要求する通信信号を受信し、制御部29を介して前記情報をホスト装置6へ送信する。前記情報は、警報出力部28の出力や電流測定部25の測定値33などである。例えば、警報出力としては、伝送線路に異常の有るときは(ステップS7)“1”のデータを、異常の無いときは(ステップS9)“0”のデータを情報として送信する。通信部34は、制御部29の動作も行い、制御部29を介さず、警報出力部28の出力や電流測定部25の出力との間で情報の取得をしてもよい。   In FIG. 4, the communication unit 34 is connected to the terminal A, the terminal C, and the control unit 29. The communication unit 34 receives a communication signal requesting information held by the diagnostic module 20 from the host device 6 via the transmission lines 1 and 2, and transmits the information to the host device 6 via the control unit 29. The information includes the output of the alarm output unit 28, the measured value 33 of the current measuring unit 25, and the like. For example, as an alarm output, data “1” is transmitted as information when there is an abnormality in the transmission line (step S7), and data “0” is transmitted as information when there is no abnormality (step S9). The communication unit 34 may also perform the operation of the control unit 29 and may acquire information between the output of the alarm output unit 28 and the output of the current measurement unit 25 without going through the control unit 29.

本実施例によれば、ホスト装置6を設置してある制御室において、ホスト装置6を通して伝送線路の異常の有無を集中的に監視できるため、迅速に異常の原因となっているフィールド機器を取り外しまたは交換することが可能となり、通信障害の発生を防止し、水素などの危険なガスの発生を防止でき、物理量の制御を継続できる信頼性の向上したフィールド機器システムを実現できる。   According to the present embodiment, in the control room where the host device 6 is installed, the presence or absence of the transmission line can be intensively monitored through the host device 6, so that the field device causing the abnormality can be quickly removed. In addition, it is possible to replace them, to prevent occurrence of communication failure, to prevent generation of dangerous gas such as hydrogen, and to realize a field device system with improved reliability capable of continuing control of physical quantities.

[第3の実施例]
図5を用いて、診断モジュール20のブロック図の第3の実施例を説明する。図5は、図3、4と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the block diagram of the diagnostic module 20 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same components as those in FIGS.

図5において、診断モジュール20は、時間タイマー35と記憶部36を備えている。時間タイマー35は、現在の日付と時刻からなる時間情報を有する。記憶部36は、電流測定部25の出力や時間タイマー35の出力や制御部29に接続されている。   In FIG. 5, the diagnostic module 20 includes a time timer 35 and a storage unit 36. The time timer 35 has time information including the current date and time. The storage unit 36 is connected to the output of the current measurement unit 25, the output of the time timer 35, and the control unit 29.

記憶部36は、診断モジュール20の有する情報として、タイマー35の前記時間情報とともに、電流測定部25の測定値33を記憶する。例えば、記憶部への記憶は、図9のステップS5とS6の間で実行される。警報出力のデータをステップS7やS9において、制御部29を介して記憶部36に記憶してもよい。   The storage unit 36 stores the measurement value 33 of the current measurement unit 25 as well as the time information of the timer 35 as information of the diagnostic module 20. For example, storage in the storage unit is executed between steps S5 and S6 in FIG. Alarm output data may be stored in the storage unit 36 via the control unit 29 in steps S7 and S9.

通信部34は、ホスト装置6からの情報を要求する信号に対して、記憶部36から制御部29を介して、前記時間情報や測定値33や警報出力のデータをホスト装置6へ送信する。通信部34は、制御部29の動作も行い、制御部29を介さず記憶部36の出力との間で前記情報の取得してもよい。   In response to a signal requesting information from the host device 6, the communication unit 34 transmits the time information, the measured value 33, and alarm output data to the host device 6 from the storage unit 36 via the control unit 29. The communication unit 34 may also perform the operation of the control unit 29, and may acquire the information with the output of the storage unit 36 without passing through the control unit 29.

本実施例によって、測定値33を時系列に監視でき、測定値33が徐々に増加して伝送線路に異常の有ることを知らせる警報出力が起こる前に、異常の原因となりうるフィールド機器を取り外しまたは交換することが可能となり、通信障害の発生や水素などの危険なガスの発生を未然に防止でき、物理量の制御を継続できる信頼性の向上したフィールド機器システムを実現できる。   According to the present embodiment, the measured value 33 can be monitored in time series, and the field device that may cause the abnormality is removed before the measured value 33 gradually increases and an alarm output is given to notify that there is an abnormality in the transmission line. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of communication failures and the generation of dangerous gases such as hydrogen, and it is possible to realize a field device system with improved reliability capable of continuing control of physical quantities.

[第4の実施例] [Fourth embodiment]

図6と図7を用いて、診断モジュール20と伝送線路との接続場所を図1と図2とは異なるものとした、第4の実施例を説明する。図6は、診断モジュール20を伝送線路7,8に接続した実施例を示したフィールド機器システムである。図7は、図6において複数機器接続装置15を使用したときのフィールド機器システムであり、図1と図2と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。   A fourth embodiment in which the connection location between the diagnostic module 20 and the transmission line is different from that in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a field device system showing an embodiment in which the diagnostic module 20 is connected to the transmission lines 7 and 8. FIG. 7 shows a field device system when the multiple device connecting device 15 is used in FIG. 6, and the same components as those in FIG. 1 and FIG.

詳しくは、診断モジュール20の端子Aは伝送線路7に接続され、端子Bは伝送線路37に接続され、端子Cは伝送線路8に接続されている。   Specifically, the terminal A of the diagnostic module 20 is connected to the transmission line 7, the terminal B is connected to the transmission line 37, and the terminal C is connected to the transmission line 8.

第1から第3の実施例は、診断モジュール20が、差圧伝送器9などの複数のフィールド機器に流れる伝送線路電流を測定するのに対して、本実施例は、1台の差圧伝送器9などのフィールド機器に流れる伝送線路電流を測定するものである。そのため、1台のフィールド機器の端子部の間に流れる漏れ電流による、伝送線路7,37,8の異常を検出するための閾値32を、閾値演算部26において演算または設定する。   In the first to third embodiments, the diagnostic module 20 measures the transmission line current flowing in a plurality of field devices such as the differential pressure transmitter 9, whereas in this embodiment, one differential pressure transmission is performed. The transmission line current flowing in the field device such as the device 9 is measured. Therefore, the threshold value calculation unit 26 calculates or sets a threshold value 32 for detecting an abnormality in the transmission lines 7, 37, and 8 due to a leakage current flowing between the terminal portions of one field device.

本実施例によって、警報出力部28が伝送線路に異常の有る警報出力を出力したときに、異常の原因となっているフィールド機器を特定でき、より迅速にそのフィールド機器を取り外しまたは交換することが可能となり、通信障害の発生を防止し、水素などの危険なガスの発生を防止でき、物理量の制御を継続できる信頼性の向上したフィールド機器システムを実現できる。   According to the present embodiment, when the alarm output unit 28 outputs an alarm output having an abnormality in the transmission line, the field device causing the abnormality can be identified, and the field device can be removed or replaced more quickly. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of communication failure, prevent the generation of dangerous gas such as hydrogen, and realize a highly reliable field device system capable of continuing the control of the physical quantity.

[第5の実施例]
図8を用いて、図7に対してさらに開閉部43を備えた、第5の実施例を説明する。開閉部43は、伝送線路37,8と差圧伝送器9などのフィールド機器の間に接続されている。
[Fifth embodiment]
A fifth embodiment in which an opening / closing part 43 is further provided with respect to FIG. 7 will be described with reference to FIG. The open / close section 43 is connected between the transmission lines 37 and 8 and field devices such as the differential pressure transmitter 9.

詳しくは、診断モジュール20の端子Aは伝送線路7に接続され、端子Bは伝送線路37に接続され、端子Cは伝送線路8に接続されている。開閉部43は、伝送線路37,8と診断モジュール20の警報出力部28の出力に接続され、伝送線路41,42を介して、差圧伝送器9に接続されている。   Specifically, the terminal A of the diagnostic module 20 is connected to the transmission line 7, the terminal B is connected to the transmission line 37, and the terminal C is connected to the transmission line 8. The opening / closing unit 43 is connected to the transmission lines 37 and 8 and the output of the alarm output unit 28 of the diagnostic module 20, and is connected to the differential pressure transmitter 9 via the transmission lines 41 and 42.

図9のステップS9において、開閉部43は、警報出力部28の伝送線路に異常の無い警報出力に基づき、伝送線路37,8と41,42を接続する。また、ステップS7において、開閉部43は、伝送線路に異常の有る警報出力に基づき、伝送線路37,8と41,42を切断する。そのあと、警報出力部28は異常の有る出力を維持し、それに基づき開閉部43は伝送線路37,8と41,42を切断した状態を維持する。なお、開閉部43は、診断モジュール20の電流測定部25とBの間に直列に接続してもよい。また、図6に対して同様に、開閉部43を備えた実施例も可能である。   In step S <b> 9 of FIG. 9, the opening / closing unit 43 connects the transmission lines 37, 8 and 41, 42 based on an alarm output that is not abnormal in the transmission line of the alarm output unit 28. In step S7, the opening / closing unit 43 cuts the transmission lines 37, 8 and 41, 42 based on an alarm output having an abnormality in the transmission line. After that, the alarm output unit 28 maintains an abnormal output, and the switching unit 43 maintains the state in which the transmission lines 37, 8 and 41, 42 are disconnected based on the output. The open / close unit 43 may be connected in series between the current measuring unit 25 and B of the diagnostic module 20. Further, similarly to FIG. 6, an embodiment provided with an opening / closing part 43 is also possible.

本実施例によって、警報出力部28が伝送線路に異常の有る警報出力を出力したときに、異常の原因となっているフィールド機器を、接続されている伝送線路から自動で切断することにより、人手による労力を削減して、さらにより迅速に通信障害の発生を防止し、水素などの危険なガスの発生を防止でき、物理量の制御を継続できる信頼性の向上したフィールド機器システムを実現できる。   According to this embodiment, when the alarm output unit 28 outputs an alarm output having an abnormality in the transmission line, the field device causing the abnormality is automatically disconnected from the connected transmission line. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of communication failure more quickly, prevent the generation of dangerous gas such as hydrogen, and realize a highly reliable field device system capable of continuing the control of the physical quantity.

なお、本発明は、フィールド機器の端子部の水没のみならず、複数機器接続装置15の接続端子16,17,18の雨水などによる水没や伝送線路の劣化による短絡などの伝送線路の異常に対しても、適用できる。また、診断モジュール20は、複数機器接続装置15の内部に設けてもよい。   It should be noted that the present invention is not limited to submersion of the terminal portion of the field device, but also against abnormalities in the transmission line such as submergence caused by rainwater or the like of the connection terminals 16, 17 and 18 of the multi-device connection device 15 or short circuit due to deterioration of the transmission line. Even applicable. Further, the diagnostic module 20 may be provided inside the multiple device connecting device 15.

本発明の一実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other Example of this invention. 診断モジュール20の具体例を示すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a specific example of a diagnostic module 20. FIG. 診断モジュール20の他の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other specific example of the diagnostic module 20. FIG. 診断モジュール20の他の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other specific example of the diagnostic module 20. FIG. 本発明の他の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other Example of this invention. 診断モジュール20の動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing the operation of the diagnostic module 20. 差圧伝送器の端子部が水没したときの伝送線路電流の時間に対する特性例である。It is an example of the characteristic with respect to time of the transmission line current when the terminal part of a differential pressure transmitter is submerged. 従来の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the past. 従来の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of the past.

符号の説明Explanation of symbols

2、7、8、13、14、21 伝送線路
3 直流電源
ターミネータ
6 ホスト装置
9 差圧伝送器
10 温度伝送器
11 渦流量計
15 複数機器接続装置
20 診断モジュール
22、23 フィールド機器システム
24 電源生成部
25 電流測定部
26 閾値演算部
27 比較部
28 警報出力部
29 制御部
30 内部電源
31 初期測定値
32 閾値
33 測定値
34 通信部
35 時間タイマー
36 記憶部
2, 7, 8, 13, 14, 21 Transmission line 3 DC power supply terminator 6 Host device 9 Differential pressure transmitter 10 Temperature transmitter 11 Vortex flow meter 15 Multiple device connection device 20 Diagnostic module 22, 23 Field device system 24 Power generation Unit 25 Current measurement unit 26 Threshold calculation unit 27 Comparison unit 28 Alarm output unit 29 Control unit 30 Internal power supply 31 Initial measurement value 32 Threshold value 33 Measurement value 34 Communication unit 35 Time timer 36 Storage unit

Claims (6)

伝送線路を備えるフィールド機器システムにおいて、
前記伝送線路の異常の有無を検出する診断モジュールを備えた、
ことを特徴とするフィールド機器システム。
In a field device system including a transmission line,
With a diagnostic module that detects the presence or absence of an abnormality in the transmission line,
A field device system characterized by that.
前記診断モジュールは、
伝送線路電流を測定する電流測定部と、
前記電流測定部の初期測定値に基づいて閾値を演算する閾値演算部と、
前記電流測定部の測定値と前記閾値とを比較する比較部と、
比較部の出力に基づいて警報を出力する警報出力部を備えた、
ことを特徴とする請求項1記載のフィールド機器システム。
The diagnostic module includes:
A current measurement unit for measuring the transmission line current;
A threshold value calculation unit that calculates a threshold value based on an initial measurement value of the current measurement unit;
A comparison unit that compares the measured value of the current measurement unit and the threshold;
With an alarm output unit that outputs an alarm based on the output of the comparison unit,
The field device system according to claim 1.
前記診断モジュールは、
さらに情報を通信する通信部を備えた、
ことを特徴とする請求項2記載のフィールド機器システム。
The diagnostic module includes:
In addition, it has a communication unit that communicates information.
The field device system according to claim 2, wherein:
前記診断モジュールは、
さらに前記電流測定部の測定値を時間情報とともに記憶する記憶部を備えた、
ことを特徴とする請求項2または3のいずれかに記載のフィールド機器システム。
The diagnostic module includes:
Furthermore, a storage unit for storing the measurement value of the current measurement unit together with time information is provided.
The field device system according to claim 2, wherein the field device system is a field device system.
前記診断モジュールは、
フィールド機器が接続されている伝送線路に接続される、
ことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のフィールド機器システム。
The diagnostic module includes:
Connected to the transmission line to which the field device is connected,
The field device system according to claim 2, wherein the field device system is a field device system.
前記診断モジュールの警報出力に基づいて前記伝送線路を接続または切断する開閉部を備えた、
ことを特徴とする請求項5記載のフィールド機器システム。
An opening / closing part for connecting or disconnecting the transmission line based on an alarm output of the diagnostic module,
The field device system according to claim 5, wherein:
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