WO2002101682A1 - Appareil de terrain - Google Patents

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WO2002101682A1
WO2002101682A1 PCT/JP2002/005595 JP0205595W WO02101682A1 WO 2002101682 A1 WO2002101682 A1 WO 2002101682A1 JP 0205595 W JP0205595 W JP 0205595W WO 02101682 A1 WO02101682 A1 WO 02101682A1
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power supply
communication
signal
field device
power
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PCT/JP2002/005595
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masato Kuroda
Yasuo Kumeda
Shinichi Akano
Fumio Nagasaka
Original Assignee
Yamatake Corporation
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Publication date
Application filed by Yamatake Corporation filed Critical Yamatake Corporation
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0428—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24054—Self diagnostic

Definitions

  • the present invention relates to a field device such as a positioner having a communication function.
  • a control system for remotely controlling a control device such as a valve
  • detection signals from a field device that measures a physical quantity such as a flow rate, a pressure, and a temperature are collected in a controller as a higher-level device.
  • Remote control such as opening and closing valves is performed based on these detection signals.
  • a transmission path for transmitting a detection signal from a detection end of a field device or the like to a controller or a control signal from a controller to an operation end of a valve or the like is generally 4 to 20.
  • a communication cable is used.
  • the controller receives an analog signal (hereinafter referred to as a “4 to 20 mA signal”) with a current of 4 to 2 O mA normalized to 0 to 100% from the detection end by this communication cable.
  • the PID parameters are set for each operation terminal so that the detection data at the point becomes the target value (set point) set in advance, and the 4 to 2 1111 signal as the control signal is normalized to 0 to 100%. Send it out to the operation end.
  • a field device having a function of transmitting valve and self-diagnosis information to a controller in addition to a valve control function has been developed.
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. There is a positioner disclosed in No. 202.
  • the diagnosis result of the valve and the self is notified to the controller via the transmission line, the diagnosis result can be analyzed by the controller and a countermeasure can be taken.
  • two-way digital communication such as fieldbus communication (hereinafter referred to as “FB communication”) is used.
  • FB communication fieldbus communication
  • a control system using such two-way digital communication has been replaced by a conventional control system using analog communication. I'm trying to take over.
  • the controller performs remote control of the operating terminals such as valves as in the past, as well as remotely instructs valve diagnosis and self-diagnosis of field devices. Manage devices.
  • Such a control system using FB communication has advantages such as easy setting and maintenance of valves and field devices.
  • control information for remote control of the operation end and device diagnostic information are mixed, so that the transmission path is congested with transmission information and adversely affects control. It is possible. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to easily introduce a digital communication control system without wasting an existing control system using 4 to 20 mA communication, and to accurately and quickly transmit information between an external device and an operation terminal.
  • the purpose is to provide field devices that can transmit data.
  • the present invention is a field device that includes analog communication means capable of receiving an analog signal from the outside, and performs control of a controlled element and other predetermined functions based on a command signal received by the analog communication means, A diagnostic unit for performing an abnormality diagnosis of the field device itself or the controlled element, and a bidirectional digital communication unit for transmitting a digital signal indicating the diagnosis result to the outside while receiving a digital signal from the outside.
  • a switching means for example, a power supply switching unit 18 in FIG. 2 capable of switching whether to use as power is provided.
  • either the power supply from the analog communication means or the power supply from the bidirectional digital communication means is used as the power for operating the field device, and when the power supply in use is lost, the other power supply is used.
  • An automatic switching means for example, an automatic switching switch 53 in FIG. 5) for automatically switching to the supply is provided.
  • the use of digital communication with the module by the bidirectional digital communication means also provides the advantages of bidirectional communication such as self-diagnosis or setting and diagnosis of controlled objects. Also, since the control information and the device management / diagnosis information do not coexist, the congestion of the transmission line is prevented and the control is not adversely affected. According to the embodiment of the present invention, the information is supplied by the analog communication means.
  • the power supply in use when the power supply in use is lost, the power supply is automatically switched to the other power supply, so that even if one of the power supplies is stopped, the effect can be prevented.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a control system configured using a positioner according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration of a positioner according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of an IZV block.
  • FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the FB block.
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of a control system configured using the positioner of the present invention.
  • FIG. 1 shows a control system configured using the positioner according to the embodiment of the present invention.
  • the positioners 1 a and 1 b as field devices have a positioning function of controlling the valve positions of the valves 3 a and 3 b according to a control signal from the controller 2.
  • the positioners la and lb and the controller 2 are connected by two-wire: ⁇ 20 mA communication cables 5a and 5b, respectively.
  • Each positioner 1 a, lb is based on a control signal (hereinafter referred to as “4 to 20 mA signal”) transmitted from the controller 2 via the communication cable 5 a, 5 b. Control the valve position.
  • a control signal hereinafter referred to as “4 to 20 mA signal”
  • the control signal transmitted from the controller 2 is transmitted to each positioner in the controller 2 so that the detection data of the flow transmitter 6 provided downstream of the valves 3a and 3b becomes a preset target value.
  • the PID parameters for la and 1b are determined and generated.
  • Each of the positioners la and lb is operated by the power supplied from the stabilized power supply 7a connected to the controller 2 via the 4 to 20mA communication cables 5a and 5b.
  • Each positioner la, lb also has a function of diagnosing its own operating condition and the operating condition of the valves 3a, 3b. Diagnosis result information (hereinafter referred to as “diagnosis information”) is transmitted to the FB setting device 4 that performs setting and management of each field device via the two-wire FB communication cables 8a and 8b.
  • diagnosis information is transmitted to the FB setting device 4 that performs setting and management of each field device via the two-wire FB communication cables 8a and 8b.
  • Each of the positioners la and lb has a communication function that can receive setting information from the FB setting device 4 via the FB communication cables 8a and 8b.
  • Positioner 1 a, lb, FB communication It is configured to receive power supply via cables 8a and 8b. Specifically, switches are provided in the positioners la and lb to switch between power supply via the 4 to 2 OmA communication cables 5a and 5b and power supply via the FB communication cables 8a and 8b. Power via the FB communication cables 8a and 8b is supplied from a stabilized power supply 7b provided separately from the stabilized power supply 7a on the controller 2 side.
  • FIG. 2 shows a circuit configuration of the positioner 1a.
  • This circuit includes an arithmetic processing unit 10, a voltage conversion unit 20, a valve lift detection unit 21, an IZV block 17, an FB block 22, and a power supply switching unit 18 as main components.
  • the arithmetic processing unit 10 includes a CPU 11, a ROM 12, a RAMI 3, a communication interface 14, an AZD converter 15, and a power supply unit 19 connected via a bus 16.
  • the CPU 11 functions as a diagnostic unit that generates diagnostic information based on input signals from various sensors (not shown) provided for diagnosis.
  • the diagnostic information is sent to the FB block 22 via the communication interface 14 and transmitted from there to the FB setting device 4 via the FB communication cables 8a and 8b.
  • the various sensors provided for diagnosis are air pressure sensors, ultrasonic sensors, temperature sensors, and the like.
  • the 4 to 20 mA signal sent from the controller 2 via the communication cables 5 ⁇ and 5 b is distributed to the 1 to 3 V voltage signal and the power supply current in the IZV block 17 as an example of analog communication means. .
  • the power supply current is supplied to the power supply unit 19 of the arithmetic processing unit 10 through the switch Si of the power supply switching unit 18, while the voltage signal is converted into a digital signal by the AZD converter 15.
  • the CPU 11 calculates a deviation between the digital signal and a valve lift signal described later, generates a valve lift control signal that determines the control amount of the valve position of the valve 3a, and outputs the valve lift control signal from the voltage converter 20. I do.
  • the voltage conversion unit 20 is configured by a known conversion circuit that converts a valve lift control signal into a pneumatic signal, and the valve position of the valve 3a is controlled by the converted pneumatic signal.
  • the valve lift detection unit 21 is composed of a known detection circuit that converts the stem displacement of the valve 3a into a voltage signal of 1 to 3 V, and the detection signal is also converted into a digital signal by the AZD converter 15. The valve lift control signal is used for generation.
  • the digital signal sent from the FB setting device 4 via the FB communication cables 8a and 8b is converted into a signal representing the setting information from the FB setting device 4 and a power supply in the FB block 22, which is an example of a bidirectional digital communication means. Distributed to the current.
  • the power supply current is supplied to the power supply unit 19 of the arithmetic processing unit 10 through the switch S i of the power supply switching unit 18, while the setting information signal is supplied to the isolator 24 via the communication path 23 after noise removal.
  • the CPU 11 executes various setting processes according to the setting signal received via the communication interface 14.
  • the power supply switching section 18 of the positioner 1a is in a state where the switch piece S, is connected to the I / V block 17, and the power supply current from the I / V block 17 is supplied to the power supply. It is supplied to the unit 19, and is constituted by a manual switch which can manually switch the connection of the switch piece 3 to the FB block 22 side. Therefore, when the power supply from the controller 2 is stopped, the power supply from the FB setting device 4 can be replaced by switching the state of this switch.
  • FIG. 3 shows a circuit configuration of the I / V block 17.
  • This I-NOV block 17 connects a series circuit of a transistor as the first variable impedance element Z i and a resistor as the reception impedance element R s between the 4 to 20 mA communication cables 5 a and 5 b. and, together with the connecting a series circuit of tiger Njisu evening and the resistor R c of the second variable impedance element Z 2 in parallel with these, connects the arithmetic circuits 3 1 in parallel with the element Z 2, this operation
  • the circuit 31 is configured to take output from both terminals.
  • the arithmetic circuit 3 while controlling the impedance of the element in the direction of the constant (e.g., 10V) the line voltage V L of 4 to 20 mA communication cable 5 a, 5 b, through resistor R c controlling the impedance of the element Z 2 the current I c in the direction of the constant (e.g., 4mA).
  • the output current of IZV block 1 7 I 2 I c - I! Becomes
  • FIG. 4 shows a circuit configuration of the FB block 22.
  • the FB block 22 includes an MAU (Media Attachment Unit) 41, a CPU 42, a flash memory 43, a RAM 44, and a communication interface 45.
  • MAU Media Attachment Unit
  • the MAU41 distributes the transmission signals from the FB communication cables 8a and 8b to the power supply current and digital signals as setting information, and sends the field device (in this case, the positioner) diagnostic information to the FB setting device 4. It has a function to transmit.
  • the power supply current is supplied as power for operating the FB block 22, and is supplied to the power supply section 19 when the state of the switch Si in FIG. 2 is switched from the normal state as described above.
  • a digital signal as setting information is processed in the CPU 42 and transmitted from the communication interface 45 to the arithmetic processing unit 10 via the transmission path 23.
  • the CPU 11 in the arithmetic processing unit 10 performs processing such as monitoring and adjusting the output value of the field device based on the setting information, and transmits various types of diagnostic information obtained based on the information via the FB block 22. Transmit to FB setting device 4.
  • the flash memory 43 stores programs related to FB communication, and the RAM 44 stores variables related to FB communication.
  • FIG. 5 shows a circuit configuration in which the power supply from the I / V block 17 side and the power supply from the FB setting device 4 side are automatically switched in the positioner 1a according to the situation.
  • the power supply monitoring circuits 5 la and 51 b are connected to the respective output terminals of the IZV block 17 and the FB block 22 to constantly monitor the output current from the I / V block 17 and the FB block 22.
  • the output indicating the monitoring status of the visual circuits 51 a and 51 b is input to the OR circuit 52, and the output of the OR circuit 52 is the setting signal of the automatic switching switch 53.
  • the OR circuit 52 sends a signal corresponding to the monitoring output from one of the power supply monitoring circuits 51a and 51b to the automatic switching switch 53.
  • the automatic switching switch 53 is set to one of a power supply state from the IZV block 17 side and a power supply state from the FB block 22 side according to the input signal.
  • the automatic switching switch 53 is set to supply a power supply current from the 1 / V block 17 to the power supply unit 19 normally.
  • the output from the OR circuit 52 changes, so that the automatic switching switch 53 supplies the power from the FB block 22 to the power supply section 19.
  • the state can be switched to supply. In this state, if there is no output in the power supply monitoring circuit 51b on the FB block 22 side, the output from the OR circuit 52 will change, so the automatic switching switch 53 supplies power from the I block 17 to the power supply section 19. To return to the normal state.
  • the present invention is not limited to the positioner, but can be applied to other field devices (for example, measuring devices such as a differential pressure transmitter).

Description

明 細 書
フィールド機器 技術分野
本発明は、 通信機能を有するポジショナ等のフィールド機器に関する。 背景技術
一般に、 バルブ等の制御機器を遠隔操作するための制御システムでは、 流量， 圧力， 温度などの物理量を計測するフィールド機器からの検出信号を上位装置と してのコントローラに集約し、 コントロ一ラはそれらの検出信号に基づいてバル ブ開閉等の遠隔操作を行う。 このような制御システムにおいては、 フィールド機 器等の検出端からコントローラへ検出信号を伝送したりコントローラからバルブ 等の操作端へ制御信号を伝送したりするための伝送路として、 一般に 4〜2 0 m Aの通信ケーブルが使用されている。 コントローラは、 この通信ケーブルにより 、 検出端から 0〜 1 0 0 %に正規化された 4〜2 O mAの電流によるアナログ信 号 （以下 「4〜2 0 mA信号」 という） を受け取り、 検出端での検出データが予 め設定したターゲット値 （セットポイント） となるように、 操作端毎に P I Dパ ラメータを定め、 制御信号としての 4〜 2 0111 信号を0〜1 0 0 %に正規化し て操作端に向けて送り出す。
近年は、 バルブの制御機能に加え、 バルブ及び自己の診断情報をコントローラ に送信する機能を備えたフィールド機器が開発されており、 このようなフィール ド機器の一例として、 特開平 1— 1 4 1 2 0 2号に開示されたポジショナがある 。 これによれば、 バルブ及び自己の診断結果が伝送路経由でコントローラに通知 されるので、 コントローラで診断結果を解析し、 対応措置をとることができる。 そのために、 フィールドバス通信 （以下 「F B通信」 という） 等の双方向デジ夕 ル通信が用いられ、 このような双方向デジタル通信による制御システムが、 従来 のアナ口グ通信による制御システムにとつて代わろうとしている。 このようなデ ジタル制御システムでは、 コントローラは、 従来通りバルブ等の操作端の遠隔操 作を行うことに加えて、 バルブの診断及びフィールド機器の自己診断を遠隔から 指令し、 その診断情報を取得して各フィールド機器の管理を行う。 このような F B通信を利用した制御システムでは、 バルブやフィールド機器の設定、 メンテナ ンスが容易であること等の利点がある。
しかしながら、 4〜2 0 mAの通信ケーブルを使用している既存の制御システ ムを、 F B通信による制御システムに変更するためには、 すべての機器のインタ フェースを既存の 4〜 2 0 mA通信用のものから F B通信用のインタフェースに 交換する必要がある。 また、 このようなシステムの変更には非常に多くのコスト を要する。
また、 F B通信を利用した制御システムでは、 操作端の遠隔操作を行うための 制御情報と機器の診断情報とが混在するため、 伝送路内が伝送情報で混雑し、 制 御に悪影響を及ぼすこともあり得る。 発明の開示
本発明の目的は、 既存の 4〜2 0 mA通信による制御システムを無駄にするこ となくデジタル通信による制御システムを容易に導入できると共に、 外部装置と 操作端との間で正確かつ迅速に情報を伝送できるようなフィールド機器を提供す ることである。
本発明は、 外部からのアナログ信号を受信可能なアナログ通信手段を備え、 当 該アナログ通信手段により受信した指令信号に基づいて被制御要素の制御その他 所定の機能を実行するフィールド機器であって、 当該フィールド機器自体又は被 制御要素の異常診断を行う診断部と、 その診断結果を示すデジタル信号を外部に 発信する一方、 外部からのデジタル信号を受信する双方向デジタル通信手段とを 備えたことを特徴とする。
本発明の実施態様は、 上記アナログ通信手段により供給される電力と双方向デ ジタル通信手段により供給される電力のどちらを当該フィールド機器作動用の電 力として用いるかを切換可能な切換手段 （例えば、 図 2の電源切換部 1 8 ) を備 える。
他の実施態様は、 アナログ通信手段からの電力供給あるいは双方向デジタル通 信手段からの電力供給のどちらかを当該フィールド機器作動用の電力として使用 し、 使用中の電力供給が無くなると他方の電力供給に自動的に切り換える自動切 換手段 (例えば、 図 5の自動切換スィッチ 5 3 ) を備える。
本発明によれば、 アナログ通信手段により既存の制御システムとの通信が可能 であるから、 バルブ等の被制御対象を制御するために新たな通信設備を設けるこ となく既存の設備が有効活用できると同時に、 双方向デジタル通信手段によるタ 部とのデジタル通信を利用することで、 自己の診断又は被制御対象の設定、 診断 などの双方向通信の利点も得られる。 また、 制御情報と機器の管理/診断情報が 混在しないので、 伝送路の混雑を防止し、 制御に悪影響を及ぼすことが無くなる 本発明の実施態様によれば、 アナ口グ通信手段により供給される電力と双方向 デジタル通信手段により供給される電力のどちらをフィールド機器作動用の電力 として用いるかを任意に切換えられるので、 たとえ F B通信による電力供給が途 絶えた場合でも、 アナログ通信による電力供給に切り換えることで電力を確保し 、 被制御対象の制御に影響するのを防止できる。
他の実施態様によれば、 使用中の電力供給が無くなったとき、 他方の電力供給 に自動的に切り換えられるので、 どちらかの電力供給が停止しても、 その影響を 防ぐことができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明によるポジショナを用いて構成した制御システムの一例を示す 図。
図 2は、 実施例のポジショナの回路構成を示す図。
図 3は、 I ZVブロックの回路構成を示す図。 図 4は、 FBプロックの回路構成を示す図。
図 5は、 本発明のポジショナを用いて構成した制御システムの別の例を示す図
発明を実施するための最良の形態
図 1は、 本発明の実施例のポジショナを用いて構成した制御システムを示す。 フィールド機器としてのポジショナ 1 a， l bは、 コントローラ 2からの制御信 号に応じてバルブ 3 a, 3 bの弁位置を制御するポジショニング機能を有する。 各ポジショナ l a， l bとコントローラ 2は、 それぞれ 2線式の ：〜 20 mA通 信ケ一ブル 5 a， 5 bで接続されている。 各ポジショナ 1 a, l bは、 コント口 —ラ 2から通信ケーブル 5 a, 5 bを介して伝送される制御信号 （以下 「4〜2 0mA信号」 という） に基づき、 各バルブ 3 a, 3 bの弁位置を制御する。 コン トローラ 2から伝送される制御信号は、 当該コントローラ 2において、 バルブ 3 a及び 3 bの下流に設けられた流量発信器 6の検出データが予め設定したターゲ ット値となるように、 各ポジショナ l a， 1 bに対する P I Dパラメータを決定 し、 生成される。 各ポジショナ l a, l bは、 コントローラ 2に接続された安定 化電源装置 7 aから 4〜 20mA通信ケーブル 5 a, 5 bを介して供糸合される電 力により動作する。
各ポジショナ l a， l bは、 自己の作動状況及びバルブ 3 a， 3bの作動状況 を診断する機能をも有する。 診断結果の情報 （以下 「診断情報」 という） は、 2 線式の FB通信ケーブル 8 a， 8 bを介して、 各フィールド機器の設定及び管理 を行う FB設定器 4に伝送される。 また、 各ポジショナ l a， l bは、 FB設定 器 4からの設定情報を FB通信ケーブル 8 a, 8 b経由で受信可能な通信機能を 備える。
上記のようなポジショナ 1 a， 1 bの動作に必要な電力は、 コントローラ 2側 の安定化電源装置 7 aから 4〜20mA通信ケーブル 5 a, 5 bを介して供給さ れるが、 この電力供給が切られた場合でも、 ポジショナ 1 a， l bは、 FB通信 ケーブル 8 a, 8 bを介して電力供給を受けるように構成されている。 具体的に は、 ポジショナ l a， l b内に、 4〜2 OmA通信ケーブル 5 a， 5 b経由の電 力供給と FB通信ケーブル 8 a, 8 b経由の電力供給とを切り換えるスィッチを 備える。 FB通信ケーブル 8 a， 8 b経由の電力は、 コントローラ 2側の安定化 電源装置 7 aとは別に設けた安定化電源装置 7 bから供給される。
図 2は、 ポジショナ 1 aの回路構成を示す。 この回路は、 主な構成要素として 、 演算処理部 1 0、 電圧変換部 2 0、 弁リフト検出部 2 1、 IZVブロック 1 7 、 FBブロック 2 2、 電源切換部 1 8を備えている。
演算処理部 1 0は、 バス 1 6を介して接続された CPU 1 1、 ROM 1 2、 R AMI 3、 通信インタフェース 14、 AZD変換器 1 5及び電源部 1 9を含んで いる。
CPU 1 1は、 診断用に設けられた各種センサ （図示せず） からの入力信号に 基づいて診断情報を生成する診断部として機能する。 その診断情報は、 通信イン タフエース 14を介して FBブロック 2 2に送り、 ここから FB通信ケーブル 8 a， 8 b経由で FB設定器 4に向けて伝送する。 診断用に設けられる各種センサ は、 空気圧センサ、 超音波センサ、 温度センサ等である。
コントローラ 2から通信ケ一プル 5 Ά, 5 b経由で送られた 4〜2 0mA信号 は、 アナログ通信手段の一例の IZVブロック 1 7において 1〜3 Vの電圧信号 と電源電流とに分配される。 その電源電流は、 電源切換部 1 8のスィッチ Si を 通って演算処理部 1 0の電源部 1 9に供給される一方、 電圧信号は、 AZD変換 器 1 5にてデジタル信号に変換される。 CPU 1 1は、 このデジタル信号と後述 の弁リフト信号との偏差をとり、 それに応じて、 バルブ 3 aの弁位置の制御量を 定める弁リフト制御信号を生成し、 電圧変換部 2 0から出力する。 電圧変換部 2 0は、 弁リフト制御信号を空気圧信号に変換する公知の変換回路で構成され、 そ の変換後の空気圧信号によりバルブ 3 aの弁位置が制御される。 弁リフト検出部 2 1は、 バルブ 3 aのステム変位を 1〜3Vの電圧信号に変換する公知の検出回 路から成り、 その検出信号も上記 AZD変換器 1 5によりデジタル信号に変換さ れ、 上記弁リフト制御信号を生成に用いられる。
一方、 FB設定器 4から FB通信ケーブル 8 a， 8 b経由で送られたデジタル 信号は、 双方向デジタル通信手段の一例の FBプロック 22において、 F B設定 器 4からの設定情報を表わす信号と電源電流とに分配される。 その電源電流は電 源切換部 1 8のスィッチ S i を通って演算処理部 1 0の電源部 19に供給される 一方、 設定情報信号は、 通信路 23を介してアイソレータ 24でノイズ除去後、 通信インタフェース 14に入力される。 CPU 1 1は、 通信インタフェース 14 を介して受信した設定信号に応じて、 各種設定処理を実行する。
このポジショナ 1 aの電源切換部 18は通常、 図 2に示すように、 スィッチ片 S , が I/Vブロック 17に接続する状態になっており、 I/Vブロック 1 7 からの電源電流を電源部 1 9に供給するが、 このスィッチ片3ェ の接続を FBブ ロック 22側に手動で切り換えることができるマニュアルスィッチで構成されて いる。 従って、 コントローラ 2からの電力供給がなくなった場合、 このスィッチ の状態を切り換えることにより、 FB設定器 4からの電力供給に換えることがで さる。
図 3は、 I/Vブロック 17の回路構成を示す。 この Iノ Vブロック 1 7は、 4〜20mA通信ケーブル 5 a， 5 b間に、 第 1の可変インピーダンス素子 Z i としてのトランジスタと受信用インピーダンス素子 Rs としての抵抗器との直列 回路を接続し、 これらと並列に第 2の可変インピーダンス素子 Z2 としてのトラ ンジス夕と抵抗器 Rc との直列回路を接続すると共に、 素子 Z2 と並列に演算回 路 3 1を接続し、 この演算回路 31の両端子から出力をとるように構成したもの である。 ここで、 演算回路 3 1は、 4〜20 mA通信ケーブル 5 a， 5 bの線間 電圧 VL を一定 （例えば 10V) にする方向に素子 のインピーダンスを制御 する一方、 抵抗器 Rc を流れる電流 I c を一定 （例えば 4mA) にする方向に素 子 Z2 のインピーダンスを制御する。 ここで、 素子 Z2 を流れる電流を 1ェ とす れば、 IZVブロック 1 7の出力電流は I 2 = I c - I！ となる。
図 3の回路において、 ：〜 20 mA通信ケーブル 5 a， 5 bの線路電流を I L とすれば、 第 1の可変インピーダンス素子 と抵抗器； s の直列回路を流れる 電流 I s = I L - I cであるから、 Ic をバイアス成分として一定 （例えば 4m A) に定めることにより、 I s は、 例えば 0〜16 mAの信号電流のみとなる。 この I s により示される信号の受信に影響を与えることなく、 図 2のスィッチ S ！ を介して、 電源部 19に対し最大 4mAの電源電流 12 を安定して供給するこ とができる。 一方、 抵抗器 Rs の端子電圧 N (=RS I s ) は、 例えば 1〜 3Vの電圧信号として、 AZD変換器 15に入力される。
図 4は、 FBブロック 22の回路構成を示す。 この FBブロック 22は、 MA U (Media Attachment Unit) 41、 CPU42、 フラッシュメモリ 43、 RA M44及び通信インタフェース 45を備えている。
MAU41は、 FB通信ケーブル 8 a， 8 bからの伝送信号を電源電流と設定 情報としてのデジタル信号に分配すると共に、 フィールド機器 （この場合、 ポジ ショナ） の診断情報を FB設定器 4に向けて伝送する機能を備える。 電源電流は 、 この FBブロック 22の動作用電源として供給されると共に、 図 2のスィッチ Si の状態が前述のように通常状態から切り換えられたとき、 電源部 1 9に対し て供給される。 一方、 設定情報としてのデジタル信号は、 CPU42において処 理され、 通信インタフェース 45から伝送路 23を介して演算処理部 10に伝送 される。 演算処理部 10内の CPU1 1は、 この設定情報に基づいてフィールド 機器の出力値のモニタリングや調整などの処理を行い、 これらを基に得られる各 種の診断情報を、 FBブロック 22を介して FB設定器 4に向けて伝送する。 フラッシュメモリ 43は、 FB通信に関するプログラムを格納しており、 RA M44は、 FB通信に関する変数を格納している。
図 5は、 ポジショナ 1 aにおいて I /Vプロック 17側からの電源供給と F B 設定器 4側からの電源供給とを状況に応じて自動的に切り換えるように構成した 回路構成を示す。 この回路構成では、 I ZVブロック 17と FBブロック 22の 各々の出力端にそれぞれ電源監視回路 5 l a, 51 bを接続し、 I/Vブロック 17及び FBブロック 22からの出力電流を常時監視する。 これら 2つの電源監 視回路 51 a及び 51 bの監視状況を示す出力は、 OR回路 52への入力となり 、 この OR回路 52の出力は自動切換スィッチ 53の設定信号となる。 すなわち 、 OR回路 52は、 電源監視回路 51 a， 51 bのいずれかからの監視出力に応 じた信号を、 自動切換スィッチ 53に送る。 自動切換スィッチ 53は、 その入力 信号により、 IZVプロック 17側からの電源供給状態と FBブロック 22側か らの電源供給状態のいずれかに設定される。
具体的には、 この自動切換スィッチ 53は、 電源部 19に対して、 通常は 1/ Vブロック 17からの電源電流を供給する状態に設定されている。 ここで、 IZ Vブロック 17側の電源監視回路 51 aにおいて出力電流がなくなると、 OR回 路 52からの出力が変化するので、 自動切換スィッチ 53は、 電源部 19に対し て FBブロック 22から電源供給をする状態に切り換えられる。 この状態で、 F Bブロック 22側の電源監視回路 51 bにおいて出力がなくなると、 OR回路 5 2からの出力が変化するので、 自動切換スィッチ 53は、 電源部 19に対して I ブロック 17から電源供給をする通常の状態に復帰する。
以上、 実施例のポジショナについて説明したが、 本発明はポジショナに限らず 、 他のフィールド機器 （例えば、 差圧発信器などの計測機器） にも適用可能であ る。

Claims

請求の範囲
1 . 外部からのアナログ信号を受信可能なアナログ通信手段を備え、 該アナログ 通信手段により受信した指令信号に基づいて被制御要素の制御その他所定の機能 を実行するフィールド機器であって、
当該フィールド機器自体又は前記被制御要素の異常診断を行う診断部と、 その診断結果を示すデジタル信号を外部に発信する一方、 外部からのデジタル 信号を受信する双方向デジタル通信手段と
を備えたことを特徴とするフィールド機器。
2 . 請求項 1記載のフィールド機器において、 その作動用電力として、 前記アナ 口グ通信手段により供給される電力と前記双方向デジ夕ル通信手段により供給さ れる電力のどちらを用いるかを選択可能な切換手段を備えたことを特徴とするフ ィールド機器。
3 . 請求項 1記載のフィールド機器において、 その作動用電力として、 前記アナ ログ通信手段からの電力供給と前記双方向デジタル通信手段からの電力供給のど ちらかを使用し、 使用中の電力供給が無くなると他方の電力供給に自動的に切り 換える自動切換手段を備えたことを特徴とするフィールド機器。
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