JP7417404B2

JP7417404B2 - Ｈａｒｔモデムおよび診断システム

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Publication number: JP7417404B2
Application number: JP2019205321A
Authority: JP
Inventors: 直樹古澤; 守籠浦; 直之深尾; 宏行津金
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2039-11-13
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Description

本発明は、ＨＡＲＴ通信の状況を調査することができるＨＡＲＴモデムおよび診断システムに関するものである。

ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信は、制御システムで用いられている４～２０ｍＡの直流電流信号（アナログ信号）にデジタル信号を重畳する通信方式である。ＨＡＲＴ通信は、既存制御システムのフィールド機器（デバイス）をＨＡＲＴ対応品に置き換えた上で、アナログ信号線にＨＡＲＴ対応コンフィギュレータ（設定器）を接続することでデバイスの設定に用いられる。また、ＨＡＲＴ通信は、デバイスの計測データを送受信して監視や制御に用いたり、デバイスの自己診断結果を送受信して、制御システムと並列に接続される機器管理システムで計測値の健全性やデバイスの交換時期を判断したりすることに用いられる（特許文献１参照）。

制御システムの製品寿命は３０年以上と長いが、既存制御システムをそのまま使いながら、デバイスをＨＡＲＴ対応品に交換し、コンフィギュレータあるいは機器管理システム（まとめてＨＡＲＴホストと呼ぶ）を制御システムに付加（並列に接続）するだけで、データをやり取りできることが、ユーザにとってのＨＡＲＴ通信の利点となっている。

ただし、アナログ信号線の配線状況によってはＨＡＲＴ通信に必要な負荷抵抗が不足していたり、アナログ信号線がＨＡＲＴ通信を妨害するノイズ下の環境に設置されていたりすることがあり、ユーザの望むＨＡＲＴ通信ができなかったり、不安定だったりすることがあった。

ＨＡＲＴデバイスとＨＡＲＴホストの設置後、ＨＡＲＴ通信での読み書きがエラーになると、その原因を調査するため、マルチメータ（テスター）で電圧を測定し、オシロスコープでノイズレベルや、ＨＡＲＴホストから発行されるコマンドのデジタル通信波形、コマンドに対してＨＡＲＴテバイスが発行するレスポンスのデジタル通信波形を調査する。また必要に応じて、プロトコルアナライザで通信データの内容を確認するなど、様々な機材を駆使して通信エラーの原因究明にあたることになる。

ＨＡＲＴデバイスを扱うフィールドサービス業務において、ＨＡＲＴ通信の不安定さから通信状況を調べたいことは時々あるが、調査用の機材は普段持ち歩くものではないため、現場で問題調査をしたい状況に遭遇しても、必要な機材が手元にないことがあるという問題点があった。

特開２０１５－６４７６６号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＨＡＲＴ通信の状況の調査を容易に行うことが可能なＨＡＲＴモデムおよび診断システムを提供することを目的とする。

本発明のＨＡＲＴモデムは、フィールド機器と上位のホスト装置または診断装置との通信を中継するように構成された通信変換部と、前記フィールド機器との間で送受信されるＨＡＲＴ通信の信号をサンプリングしたデータを生成するように構成された波形検出部と、この波形検出部によって生成されたデータを前記診断装置に送信するように構成された通信インタフェース部とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明のＨＡＲＴモデムは、フィールド機器と上位のホスト装置または診断装置との通信を中継するように構成された通信変換部と、前記フィールド機器との間で送受信されるＨＡＲＴ通信の信号をサンプリングしたデータを生成するように構成された波形検出部と、この波形検出部によって生成されたデータを、ＨＡＲＴモデムに装着された記憶媒体に記録するように構成された記録管理部とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の診断システムは、ＨＡＲＴモデムと、診断装置とを備え、前記診断装置は、前記ＨＡＲＴモデムから送信されたデータを受信したときに、受信したデータが示す信号波形を表示するための画像を生成するように構成された波形生成部と、前記波形生成部によって生成された画像を表示するように構成された表示部とを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、ＨＡＲＴ通信の信号波形のデータを生成して診断装置に送信することにより、信号波形を診断装置で表示することができる。本発明では、ＨＡＲＴモデムと診断装置（例えばＰＣまたはスマートフォン）という簡単な機材でＨＡＲＴ通信の状況の調査を容易に行うことが可能となる。

また、本発明では、ＨＡＲＴ通信の信号のデータを生成して記憶媒体に記録することにより、記憶媒体に記録されたデータを外部の装置で確認することができる。

また、本発明では、ＨＡＲＴ通信のコマンドとレスポンスとを記憶媒体に記録することにより、記憶媒体に記録されたコマンドとレスポンスを外部の装置で確認することができる。

また、本発明では、ＨＡＲＴ通信の信号の波高値を測定して測定結果を診断装置に送信することにより、波高値を診断装置で確認することができ、ＨＡＲＴ通信を行うのに必要なアナログ信号線の負荷抵抗が適切か否かを確認することができる。

また、本発明では、ノーレスポンス数またはノーレスポンス比率を測定して測定結果を診断装置に送信することにより、ノーレスポンス数またはノーレスポンス比率を診断装置で確認することができ、ＨＡＲＴ通信の通信状態を診断することができる。

また、本発明では、アナログ信号線の直流電圧を測定して測定結果を診断装置に送信することにより、アナログ信号線の直流電圧を診断装置で確認することができ、アナログ信号線の電源供給状態を確認することができる。

また、本発明では、ＨＡＲＴモデムに表示部を設けることにより、測定結果をＨＡＲＴモデム単独で確認することができる。

また、本発明では、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠しているかどうか、測定結果が過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合しているかどうかを判定することができ、判定結果を診断装置で確認することができる。

また、本発明では、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠していない、または測定結果が過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合していないときの対処方法を知識データベースから取得して診断装置に送信することができ、対処方法を診断装置で確認することができる。

また、本発明では、ＨＡＲＴ通信のコマンドとレスポンスとを診断装置に送信し、診断装置においてコマンドとレスポンスとを文字列に変換することにより、診断装置においてコマンドとレスポンスの内容を示す文字列を表示することができる。

また、本発明では、ＨＡＲＴ通信のコマンドとレスポンスとを診断装置に送信し、診断装置においてコマンドとレスポンスとを文字列に変換してＨＡＲＴモデムに送信し、ＨＡＲＴモデムにおいて受信した文字列を記憶媒体に記録することにより、記憶媒体に記録された文字列を外部の装置で確認することができる。

図１は、本発明の実施例に係る診断システムの構成を示すブロック図である。図２は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムの通信機能を説明するフローチャートである。図３は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムの信号波形表示機能を説明するフローチャートである。図４は、本発明の実施例に係る診断装置の信号波形表示機能を説明するフローチャートである。図５は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムの通信プロトコル解析機能を説明するフローチャートである。図６は、本発明の実施例に係る診断装置の通信プロトコル解析機能を説明するフローチャートである。図７は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムの通信記録機能を説明するフローチャートである。図８は、本発明の実施例に係る診断装置の通信記録機能を説明するフローチャートである。図９は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムの波高測定機能を説明するフローチャートである。図１０は、本発明の実施例に係る診断装置の波高測定機能を説明するフローチャートである。図１１は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムの通信状態診断機能を説明するフローチャートである。図１２は、本発明の実施例に係る診断装置の通信状態診断機能を説明するフローチャートである。図１３は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムの電源供給状態診断機能を説明するフローチャートである。図１４は、本発明の実施例に係る診断装置の電源供給状態診断機能を説明するフローチャートである。図１５は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムの判定機能を説明するフローチャートである。図１６は、本発明の実施例に係る診断装置の判定機能を説明するフローチャートである。図１７は、本発明の実施例に係るＨＡＲＴモデムを実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係る診断システムの構成を示すブロック図である。診断システムは、例えば圧力発信機やポジショナ等のフィールド機器であるＨＡＲＴデバイス１と、診断装置２と、ＨＡＲＴデバイス１と診断装置２またはホスト装置５との通信を中継する通信機器であるＨＡＲＴモデム３とから構成される。

診断装置２は、ＨＡＲＴモデム３との通信を制御する通信インタフェース部２０と、画像やＨＡＲＴモデム３による測定結果を表示する表示部２１と、ＨＡＲＴモデム３から送信されたコマンドとレスポンスとを、その内容を示す文字列に変換する通信プロトコル解析部２２と、ＨＡＲＴモデム３に対して許可する通信、または接続対象デバイスを指定する指定部２３と、ユーザが診断装置２に指示を与えるための操作部２４と、ＨＡＲＴモデム３から送信されたデータを受信したときに、受信したデータが示す信号波形を表示するための画像を生成する通信波形生成部２５とを備えている。

ＨＡＲＴモデム３は、ＨＡＲＴデバイス１との通信を制御するＨＡＲＴ通信部３０と、周波数信号（ＨＡＲＴ信号）とデジタル信号との変換処理を実行するＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１と、ＨＡＲＴモデム３内でのデータの管理と通信状況の測定とを行うデータ管理部３２と、診断装置２またはホスト装置５との通信を制御する通信インタフェース部３３と、ＨＡＲＴデバイス１との間で送受信される周波数信号をサンプリングしたデータを生成する通信波形検出部３４と、ＨＡＲＴデバイス１とＨＡＲＴモデム３とを接続するアナログ信号線１０，１１の直流電圧を測定する電源供給状態確認部３６と、ＨＡＲＴモデム３による測定結果を表示する状態表示部３７と、診断装置２から接続対象デバイスの指定を受けてＨＡＲＴモデム３の処理を許可するか否かを決定する接続対象管理部３８と、通信波形検出部３４によって生成されたデータ、コマンドとレスポンス、コマンドとレスポンスの内容を示す文字列を、スロット４１に装着された記憶媒体４０に記録する記録管理部３９と、ＨＡＲＴプロトコル仕様および過去のＨＡＲＴ通信診断の知見を記憶する知識データベース４２と、知識データベース４２を参照し、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠しているかどうか、測定結果が過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合しているかどうかを判定する判定部４３と、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠していない、または測定結果が過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合していないときの対処方法を知識データベースか４２ら取得する指示部４４とを備えている。

図１の４はアナログ信号線１０，１１を介してＨＡＲＴデバイス１に電源電圧を供給す電源またはＩ／Ｏモジュールである。

図２はＨＡＲＴモデム３の通信機能を説明するフローチャートである。ＨＡＲＴモデム３の通信インタフェース部３３は、機器管理システムを構成するホスト装置５から通信インタフェース部２０を介して送信されたデジタル信号（コマンド）を受信する（図２ステップＳ１００）。
ＨＡＲＴモデム３のＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１は、通信インタフェース部３３からデータ管理部３２を介して渡されたコマンドを周波数信号に変換する（図２ステップＳ１０１）。

ＨＡＲＴモデム３のＨＡＲＴ通信部３０は、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１によって得られた周波数信号を４～２０ｍＡ電流信号に重畳させ、アナログ信号線１０，１１に送り出す（図２ステップＳ１０２）。
こうして、ＨＡＲＴデバイス１にコマンドを送信することができる。

次に、ＨＡＲＴ通信部３０は、ＨＡＲＴデバイス１から送出された４～２０ｍＡ電流信号に重畳されている周波数信号を取り出す（図２ステップＳ１０３）。
ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１は、ＨＡＲＴ通信部３０によって取り出された周波数信号からデジタル信号（レスポンス）を再生する（図２ステップＳ１０４）。

通信インタフェース部３３は、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１からデータ管理部３２を介して渡されたレスポンスをホスト装置５に送信する（図２ステップＳ１０５）。
こうして、コマンドに対してＨＡＲＴデバイス１から返されたレスポンスをホスト装置５に送信することができる。

なお、図２では、ＨＡＲＴモデム３がホスト装置５とＨＡＲＴデバイス１との通信を中継する動作について説明しているが、本実施例では、後述のようにデータ管理部３２が診断用のコマンドを生成することも可能である。診断用のコマンドをＨＡＲＴデバイス１に送信する場合には、ステップＳ１０１～Ｓ１０４の処理が実施される。
通信インタフェース部３３は、診断装置２またはホスト装置５と有線通信を行ってもよいし、無線通信を行ってもよい。

また、診断装置２の指定部２３は、ユーザからＨＡＲＴモデム３に許可する通信の指定を受けたときに、ＨＡＲＴモデム３に対して許可する通信を指定する通信指定信号を送信するようにしてもよい。通信指定信号は、例えば特定のコマンドのみ送信可、コマンド送信のみ不可、コマンド送受信不可などの情報を含む。

ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、通信インタフェース部３３を介して通信指定信号を受信すると、図２の処理の実行を、通信指定信号で許されている種類の通信についてのみ許可する。

次に、通信機能以外の本実施例の動作について説明する。図３はＨＡＲＴモデム３の信号波形表示機能を説明するフローチャート、図４は診断装置２の信号波形表示機能を説明するフローチャートである。

ＨＡＲＴモデム３の通信波形検出部３４は、アナログ信号線１０，１１上の４～２０ｍＡ電流信号に重畳されている周波数信号を取り出して、周波数信号を一定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換したデジタルデータを生成する（図３ステップＳ２００）。

データ管理部３２は、通信波形検出部３４によって生成されたデジタルデータを通信インタフェース部３３に渡す。通信インタフェース部３３は、データ管理部３２から受け取ったデジタルデータを診断装置２に送信する（図３ステップＳ２０１）。
なお、通信波形検出部３４によって生成されたデジタルデータを記憶媒体４０または他の記憶媒体に一旦蓄積してから送信してもよいことは言うまでもない。

診断装置２の通信波形生成部２５は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３からデジタルデータを受信すると（図４ステップＳ３００においてＹＥＳ）、受信したデジタルデータが示す信号波形を表示するための画像を生成する（図４ステップＳ３０１）。
診断装置２の表示部２１は、通信波形生成部２５によって生成された画像を表示する（図４ステップＳ３０２）。

こうして、ＨＡＲＴ通信の信号波形を診断装置２で表示することができ、ＨＡＲＴモデム３と診断装置２という簡単な機材でＨＡＲＴ通信の状況の調査を容易に行うことが可能となる。

図３、図４の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される波形表示開始指示信号に応じて開始される。波形表示開始指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

また、図３、図４の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される波形表示停止指示信号に応じて停止する。波形表示停止指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。波形表示停止指示信号に応じて停止するまで（図３ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、ステップＳ２００，Ｓ２０１の処理が繰り返し実行されるので、診断装置２によって表示される信号波形が時間の経過と共に更新されることは言うまでもない。

また、上記の例では、ＨＡＲＴ通信の信号波形を表示しているが、ＨＡＲＴ通信が行われていないときに図３、図４の処理を開始すれば、アナログ信号線１０，１１上の４～２０ｍＡ電流信号に重畳しているノイズの波形を表示できることは言うまでもない。

また、診断装置２の指定部２３は、ユーザから接続対象デバイスの指定を受けたときに、ＨＡＲＴモデム３に対して接続対象デバイスを指定するデバイス指定信号を送信するようにしてもよい。指定部２３は、ＨＡＲＴモデム３に接続される各種デバイスの識別情報を予め記憶している。指定部２３が送信するデバイス指定信号には、ユーザが指定したデバイスの識別情報が含まれる。

ＨＡＲＴモデム３の接続対象管理部３８は、通信インタフェース部３３を介してデバイス指定信号を受信すると、図３、図４の処理の実行を、デバイス指定信号で指定されたＨＡＲＴデバイス１についてのみ許可し、デバイス指定信号で指定されていないＨＡＲＴデバイス１については実行を不許可とする。なお、ＨＡＲＴデバイス１の識別情報は、ＨＡＲＴデバイス１とのＨＡＲＴ通信によって取得することができる。この情報により、ＨＡＲＴモデム３に接続されているＨＡＲＴデバイス１がデバイス指定信号で指定されたデバイスか否かを判断することができる。

図５はＨＡＲＴモデム３の通信プロトコル解析機能を説明するフローチャート、図６は診断装置２の通信プロトコル解析機能を説明するフローチャートである。
ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、ステップＳ１００で説明したように、ホスト装置５からコマンドを受信したときに（図５ステップＳ４００においてＹＥＳ）、受信したコマンドを通信インタフェース部３３を介して診断装置２に送信する（図５ステップＳ４０１）。

診断装置２の通信プロトコル解析部２２は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３からコマンドを受信すると（図６ステップＳ５００においてＹＥＳ）、受信したコマンドを人間が理解可能な文字列である１６進値に変換する（図６ステップＳ５０１）。

診断装置２の表示部２１は、通信プロトコル解析部２２によって得られた１６進値を表示する（図６ステップＳ５０２）。なお、コマンドはホスト装置５から送信されたものであるが、本実施例の通信プロトコル解析はホスト装置５の動作と独立して行われるために、ＨＡＲＴモデム３で受信したコマンドを診断装置２の通信プロトコル解析部２２に送るようにしている。

また、ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、ステップＳ１０４で説明したように、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１によってレスポンスが再生されたときに（図５ステップＳ４０２においてＹＥＳ）、レスポンスを通信インタフェース部３３を介して診断装置２に送信する（図５ステップＳ４０３）。

診断装置２の通信プロトコル解析部２２は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３からレスポンスを受信すると（ステップＳ５００においてＹＥＳ）、受信したレスポンスを１６進値に変換する（図６ステップＳ５０１）。
診断装置２の表示部２１は、通信プロトコル解析部２２によって得られた１６進値を表示する（ステップＳ５０２）。

こうして、ＨＡＲＴ通信のコマンドとレスポンスを人間が理解可能な文字列に変換した結果を診断装置２で表示することができる。
図５、図６の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される解析開始指示信号に応じて開始される。解析開始指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

また、図５、図６の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される解析停止指示信号に応じて停止する。解析停止指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

なお、本実施例では、ＨＡＲＴ通信のコマンドとレスポンスを１６進値に変換しているが、通信プロトコル解析部２２は、コマンドとレスポンスを、その意味を示すデコード文字列に変換するようにしてもよい。これにより、コマンドとレスポンスを、人間が容易に理解できる書式に変換して表示することができる。

上記と同様に、診断装置２の指定部２３は、ユーザから接続対象デバイスの指定を受けたときに、ＨＡＲＴモデム３に対してデバイス指定信号を送信するようにしてもよい。

ＨＡＲＴモデム３の接続対象管理部３８は、通信インタフェース部３３を介してデバイス指定信号を受信すると、図５、図６の処理の実行を、デバイス指定信号で指定されたＨＡＲＴデバイス１についてのみ許可し、デバイス指定信号で指定されていないＨＡＲＴデバイス１については実行を不許可とする。

図７はＨＡＲＴモデム３の通信記録機能を説明するフローチャート、図８は診断装置２の通信記録機能を説明するフローチャートである。
図７のステップＳ６００の処理は、図３のステップＳ２００，Ｓ２０１と同じである。

ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、通信波形検出部３４によって生成されたデジタルデータを記録管理部３９に渡す。記録管理部３９は、データ管理部３２から受け取ったデジタルデータを記憶媒体４０に記録する（図７ステップＳ６０１）。ＨＡＲＴモデム３には、記憶媒体４０を装着するためのスロット４１が設けられている。記憶媒体４０の例としては、例えばＳＤカードがある。記憶媒体は着脱を前提としないＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）のようなものでも良い。

一方、図７のステップＳ６０４，Ｓ６０５の処理は、図５のステップＳ４００，Ｓ４０１と同じである。
ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、受信したコマンドを記録管理部３９に渡す。記録管理部３９は、データ管理部３２から受け取ったコマンドを記憶媒体４０に記録する（図７ステップＳ６０６）。

図７のステップＳ６０７，Ｓ６０８の処理は、図５のステップＳ４０２，Ｓ４０３と同じである。
ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１によって再生されたレスポンスを記録管理部３９に渡す。記録管理部３９は、データ管理部３２から受け取ったレスポンスを記憶媒体４０に記録する（図７ステップＳ６０９）。

一方、コマンドまたはレスポンスがＨＡＲＴモデム３から診断装置２に送信されると、診断装置２の通信プロトコル解析部２２は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３から受信したコマンドまたはレスポンスを１６進値に変換する（図８ステップＳ７００，Ｓ７０１）、
診断装置２の通信インタフェース部２０は、通信プロトコル解析部２２によって得られた１６進値をＨＡＲＴモデム３に送信する（図８ステップＳ７０２）。

ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、通信インタフェース部３３を介して診断装置２から１６進値を受信すると（図７ステップＳ６１０においてＹＥＳ）、受信した１６進値を記録管理部３９に渡す。記録管理部３９は、データ管理部３２から受け取った１６進値を記憶媒体４０に記録する（図７ステップＳ６１１）。

こうして、ＨＡＲＴ通信の信号波形のデータと、コマンドとレスポンスと、コマンドとレスポンスの１６進値とを記憶媒体４０に記録することができる。記憶媒体４０はＨＡＲＴモデム３から抜き取って別の装置に装着することが可能であり、記憶媒体４０に記録された情報を別の装置で確認することができる。

図７、図８の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される記録開始指示信号に応じて開始される。記録開始指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

また、図７、図８の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される記録停止指示信号に応じて停止する。記録停止指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

なお、通信プロトコル解析機能と同様に、診断装置２の通信プロトコル解析部２２は、コマンドとレスポンスを１６進値に変換するだけでなく、コマンドとレスポンスを、その意味を示すデコード文字列に変換するようにしてもよい。これにより、コマンドとレスポンスの内容を示す文字列を診断装置２からＨＡＲＴモデム３に送信して、記憶媒体４０に記録することができる。

本実施例では、（Ｉ）信号波形のデータ、（II）コマンドとレスポンス、（III）コマンドとレスポンスの１６進値、（IV）コマンドとレスポンスの内容を示す文字列のうち少なくとも１種類の情報を記憶媒体４０に記録すればよい。

ＨＡＲＴモデム３の接続対象管理部３８は、通信インタフェース部３３を介してデバイス指定信号を受信すると、図７、図８の処理の実行を、デバイス指定信号で指定されたＨＡＲＴデバイス１についてのみ許可し、デバイス指定信号で指定されていないＨＡＲＴデバイス１については実行を不許可とする。

また、本実施例では、図３、図４で説明した信号波形表示機能と図７、図８で説明した通信記録機能とを個別に行う例で説明しているが、信号波形表示と同時に信号波形のデータを記憶媒体４０に記録するようにしてもよい。

また、本実施例では、図５、図６で説明した通信プロトコル解析機能と図７、図８で説明した通信記録機能とを個別に行う例で説明しているが、通信プロトコル解析結果の表示と同時に（II）～（IV）のうち少なくとも１種類の情報を記憶媒体４０に記録するようにしてもよい。

また、ＨＡＲＴモデム３の記録管理部３９は、（I）～（IV）のうちの少なくとも１種類と共に、ＨＡＲＴデバイス１の識別情報を記憶媒体４０に記録するようにしてもよい。ＨＡＲＴデバイス１の識別情報は、ＨＡＲＴデバイス１とのＨＡＲＴ通信によって取得することができる。

図９はＨＡＲＴモデム３の波高測定機能を説明するフローチャート、図１０は診断装置２の波高測定機能を説明するフローチャートである。
ＨＡＲＴモデム３の通信波形検出部３４は、アナログ信号線１０，１１上の４～２０ｍＡ電流信号に重畳されている周波数信号を取り出して、周波数信号の波高値を測定する（図９ステップＳ８００）。

データ管理部３２は、通信波形検出部３４による波高値の測定結果を通信インタフェース部３３に渡す。通信インタフェース部３３は、データ管理部３２から受け取った測定結果を診断装置２に送信する（図９ステップＳ８０１）。

診断装置２の表示部２１は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３から波高値の測定結果を受信すると（図１０ステップＳ９００においてＹＥＳ）、受信した測定結果を表示する（図１０ステップＳ９０１）。
こうして、ＨＡＲＴ通信の信号波形の波高値を診断装置２で確認することができ、アナログ信号線１０，１１の負荷抵抗が適切か否かを確認することができる。

図９、図１０の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される測定開始指示信号に応じて開始される。測定開始指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

また、図９、図１０の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される測定停止指示信号に応じて停止する。測定停止指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

なお、本実施例では、波高値の測定結果を診断装置２に送信しているが、これに限るものではなく、ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、測定結果を状態表示部３７に表示させるようにしてもよい。

図１１はＨＡＲＴモデム３の通信状態診断機能を説明するフローチャート、図１２は診断装置２の通信状態診断機能を説明するフローチャートである。
ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、ＨＡＲＴデバイス１にコマンドが送信された時点から規定時間内にＨＡＲＴデバイス１からのレスポンスを受信できなかった回数であるノーレスポンス数を測定する（図１１ステップＳ１０００）。

データ管理部３２は、ノーレスポンス数の測定結果を通信インタフェース部３３に渡す。通信インタフェース部３３は、データ管理部３２から受け取った測定結果を診断装置２に送信する（図１１ステップＳ１００１）。

診断装置２の表示部２１は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３からノーレスポンス数の測定結果を受信すると（図１２ステップＳ１１００においてＹＥＳ）、受信した測定結果を表示する（図１２ステップＳ１１０１）。
こうして、ノーレスポンス数を診断装置２で確認することができ、ＨＡＲＴ通信の通信状態を診断することができる。

図１１、図１２の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される通信状態診断開始指示信号に応じて開始される。通信状態診断開始指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

また、図１１、図１２の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される通信状態診断停止指示信号に応じて停止する。通信状態診断停止指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。通信状態診断停止指示信号に応じて停止するまで（図１１ステップＳ１００２においてＹＥＳ）、ステップＳ１０００，Ｓ１００１の処理が繰り返し実行されるので、ノーレスポンス数が時間の経過と共に更新されることは言うまでもない。

なお、データ管理部３２は、ノーレスポンス数の代わりに、ＨＡＲＴモデム３からＨＡＲＴデバイス１に送信されたコマンドの総数Ｍに対して、各コマンドの送信から規定時間内にレスポンスを受信できなかった回数の総数Ｎの比率Ｎ／Ｍ（ノーレスポンス比率）を測定するようにしてもよい。これにより、ノーレスポンス比率を診断装置２に送信して表示することができる。

ＨＡＲＴモデム３の接続対象管理部３８は、通信インタフェース部３３を介してデバイス指定信号を受信すると、図１１、図１２の処理の実行を、デバイス指定信号で指定されたＨＡＲＴデバイス１についてのみ許可し、デバイス指定信号で指定されていないＨＡＲＴデバイス１については実行を不許可（ノーレスポンス数、ノーレスポンス比率の測定対象としない）とする。

なお、本実施例では、ノーレスポンス数またはノーレスポンス比率の測定結果を診断装置２に送信しているが、これに限るものではなく、ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、測定結果を状態表示部３７に表示させるようにしてもよい。

図１３はＨＡＲＴモデム３の電源供給状態診断機能を説明するフローチャート、図１４は診断装置２の電源供給状態診断機能を説明するフローチャートである。
ＨＡＲＴモデム３の電源供給状態確認部３６は、アナログ信号線１０，１１間の直流電圧を測定する（図１３ステップＳ１２００）。

データ管理部３２は、電源供給状態確認部３６による直流電圧の測定結果を通信インタフェース部３３に渡す。通信インタフェース部３３は、データ管理部３２から受け取った測定結果を診断装置２に送信する（図１２ステップＳ１２０１）。

診断装置２の表示部２１は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３から直流電圧の測定結果を受信すると（図１４ステップＳ１３００においてＹＥＳ）、受信した測定結果を表示する（図１４ステップＳ１３０１）。
こうして、アナログ信号線１０，１１間の直流電圧を診断装置２で確認することができ、アナログ信号線１０，１１の電源供給状態を確認することができる。

図１３、図１４の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される電源供給状態診断開始指示信号に応じて開始される。電源供給状態診断開始指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

また、図１３、図１４の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される電源供給状態診断停止指示信号に応じて停止する。電源供給状態診断停止指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

なお、本実施例では、アナログ信号線１０，１１間の直流電圧の測定結果を診断装置２に送信しているが、これに限るものではなく、ＨＡＲＴモデム３のデータ管理部３２は、測定結果を状態表示部３７に表示させるようにしてもよい。

図１５はＨＡＲＴモデム３の判定機能を説明するフローチャート、図１６は診断装置２の判定機能を説明するフローチャートである。
ＨＡＲＴモデム３の判定部４３は、波高値の測定結果、ノーレスポンス数またはノーレスポンス比率の測定結果、直流電圧の測定結果が得られたときに、知識データベース４２を参照して、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠しているかどうか、測定結果が過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合しているかどうかを判定する（図１５ステップＳ１４００）。

知識データベース４２には、ＨＡＲＴプロトコル仕様の情報と、過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠していないまたは測定結果が過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合していないときの対処方法の情報が予め登録されている。

データ管理部３２は、判定部４３の判定結果を通信インタフェース部３３に渡す。通信インタフェース部３３は、データ管理部３２から受け取った判定結果を診断装置２に送信する（図１５ステップＳ１４０１）。

診断装置２の表示部２１は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３から判定結果を受信すると（図１６ステップＳ１５００においてＹＥＳ）、受信した判定結果を表示する（図１６ステップＳ１５０１）。
こうして、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠しているかどうか、過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合しているかどうかを診断装置２で確認することができる。

また、ＨＡＲＴモデム３の指示部４４は、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠していない、または測定結果が過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合していないときに（図１５ステップＳ１４０２においてＹＥＳ）、知識データベース４２を参照して、ＨＡＲＴプロトコル仕様との不整合または過去の知見との不整合に対する対処方法の情報を知識データベース４２から取得する（図１５ステップＳ１４０３）。

データ管理部３２は、指示部４４が取得した対処方法の情報を通信インタフェース部３３に渡す。通信インタフェース部３３は、データ管理部３２から受け取った対処方法の情報を診断装置２に送信する（図１５ステップＳ１４０４）。

診断装置２の表示部２１は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３から対処方法の情報を受信すると（図１６ステップＳ１５０２においてＹＥＳ）、受信した対処方法の情報を表示する（図１６ステップＳ１５０３）。

こうして、測定結果がＨＡＲＴプロトコル仕様に準拠していないとき、または測定結果が過去のＨＡＲＴ通信診断の知見と整合していないときに、その対処方法を診断装置２で確認することができる。

図１５、図１６の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される判定開始指示信号に応じて開始される。判定開始指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

また、図１５、図１６の処理は、例えば診断装置２のユーザによって操作される操作部２４から出力される判定停止指示信号に応じて停止する。判定停止指示信号は、通信インタフェース部２０を介してＨＡＲＴモデム３に送信される。

なお、図２では、ＨＡＲＴモデム３がホスト装置５とＨＡＲＴデバイス１との通信を中継する動作について説明しているが、本実施例のデータ管理部３２は、診断用のコマンドを生成することも可能である。例えばデータ管理部３２は、診断装置２から波形表示開始指示信号、解析開始指示信号、記録開始指示信号、測定開始指示信号、通信状態診断開始指示信号または電源供給状態診断開始指示信号を受信したときに、診断用のコマンドを生成して、ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１に渡すようにすればよい。この診断用のコマンドは、ホスト装置５からのコマンドと同様にＨＡＲＴデバイス１と診断装置２に送信される。

本実施例で説明したＨＡＲＴモデム３の構成のうちＨＡＲＴ通信部３０のソフトウェアの機能とＨＡＲＴ／ホスト通信変換部３１とデータ管理部３２と通信インタフェース部３３のソフトウェアの機能と通信波形検出部３４のソフトウェアの機能と電源供給状態確認部３６のソフトウェアの機能と接続対象管理部３８と記録管理部３９のソフトウェアの機能とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインターフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図１７に示す。

コンピュータは、ＣＰＵ２００と、記憶装置２０１と、インタフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）２０２とを備えている。Ｉ／Ｆ２０２には、ＨＡＲＴ通信部３０のハードウェアと通信インタフェース部３３のハードウェアと通信波形検出部３４のハードウェアと電源供給状態確認部３６のハードウェアと状態表示部３７と記録管理部３９のハードウェア等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の診断方法を実現させるためのプログラムは記憶装置２０１に格納される。ＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。

同様に、診断装置２の構成のうち通信インタフェース部２０のソフトウェアの機能と表示部２１と通信プロトコル解析部２２と指定部２３と操作部２４と通信波形生成部２５とは、コンピュータによって実現することができる。このコンピュータのＩ／Ｆ２０２には、通信インタフェース部２０のハードウェアとディスプレイ等が接続される。診断装置２のＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。

本発明は、ＨＡＲＴ通信に適用することができる。

１…ＨＡＲＴデバイス、２…診断装置、３…ＨＡＲＴモデム、５…ホスト装置、２０，３３…通信インタフェース部、２１…表示部、２２…通信プロトコル解析部、２３…指定部、２４…操作部、２５…通信波形生成部、３０…ＨＡＲＴ通信部、３１…ＨＡＲＴ／ホスト通信変換部、３２…データ管理部、３４…通信波形検出部、３６…電源供給状態確認部、３７…状態表示部、３８…接続対象管理部、３９…記録管理部、４０…記憶媒体、４１…スロット、４２…知識データベース、４３…判定部、４４…指示部。

Claims

フィールド機器と上位のホスト装置または診断装置との通信を中継するように構成された通信変換部と、
前記フィールド機器との間で送受信されるＨＡＲＴ通信の信号をサンプリングしたデータを生成するように構成された波形検出部と、
この波形検出部によって生成されたデータを前記診断装置に送信するように構成された通信インタフェース部とを備えることを特徴とするＨＡＲＴモデム。
フィールド機器と上位のホスト装置または診断装置との通信を中継するように構成された通信変換部と、
前記フィールド機器との間で送受信されるＨＡＲＴ通信の信号をサンプリングしたデータを生成するように構成された波形検出部と、
この波形検出部によって生成されたデータを、ＨＡＲＴモデムに装着された記憶媒体に記録するように構成された記録管理部とを備えることを特徴とするＨＡＲＴモデム。
請求項１記載のＨＡＲＴモデムと、
診断装置とを備え、
前記診断装置は、
前記ＨＡＲＴモデムから送信されたデータを受信したときに、受信したデータが示す信号波形を表示するための画像を生成するように構成された波形生成部と、
前記波形生成部によって生成された画像を表示するように構成された表示部とを備えることを特徴とする診断システム。