JP5267099B2 - フィールドバス型電磁流量計 - Google Patents
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Description
本発明は、フィールドバスに接続されて上位装置と通信すると共に、このフィールドバスから給電されるフィールドバス型電磁流量計に関するものである。
図２は、FOUNDATION FIELDBUS（以下、ＦＦ）規格に準拠したフィールドバスシステムのソフトウェアダウンロードのイメージを示す機能ブロック図である。ＦＦ規格に準拠したフィールドバス１には、ＦＦ規格に準拠した複数台のフィールド機器２が接続されている。
各フィールド機器には、アナログインプットファンクションブロックＡＩ、あるいは制御演算ブロックＰＩＤ等のファンクションブロックが内蔵されている。これらフィールド機器２の内、少なくとも１台は電磁流量計である。
フィールドバス１は、Ｉ／Ｏ装置３、制御バス４を介して上位装置５に接続されており、各フィールド機器２は上位装置５と通信する。フィールドバス１に接続された各フィールド機器２は、Ｉ／Ｏ装置３が備える電源部から給電されて作動する。
フィールド機器２は、内蔵するファンクションブロックを形成するソフトエアのバージョンアップ、新機能の追加、バグ修正などのソフトウエア更新処理のため、上位装置５からのダウンロードでソフトウェアの更新や新診断機能の追加が実行される。このソフトウェア更新処理は、ＦＦ規格に準拠したこのＦＦ仕様に基づいて実行される。
この場合、更新対象となるソフトウェア（制御プログラムやネットワーク情報を構成するコンフィギュレーション情報）は、EPROM,FlashROM,EEPROMM等の不揮発性メモリに保存されている。
不揮発性メモリの特性上、保持内容を更新するためにメモリ内容を消去する必要がある。この処理のためのセクタ消去電流が必要となり、消費電流が増加する必要がある。特許文献１には、ソフトウェアの更新中にＩ／Ｏ装置３の電源部からフィールドバス１に給電する電源電流を所定値増加させる技術が開示されている。
図３は、本発明の適用対象であるフィールドバス型電磁流量計の構成例を示す機能ブロック図である。フィールドバス型電磁流量計の内部回路は、ＭＡＵ（Media Attachment Unit）２１を介してフィールドバス１に接続される。このＭＡＵは、ディジタル信号とアナログ信号の相互変換、送受信回路、内部電源電圧生成、電流制御回路として機能する。
このＭＡＵ２１から第１電源ラインと第１コモンライン間に出力される電源電圧で励磁回路２２、通信制御回路２３、ＣＰＵ２４、メモリ資源２５が給電されている。メモリ資源２５は、更新対象のソフトウェアを保存する不揮発メモリFlashROM、ＣＰＵ２４が使用する主メモリSRAM、パラメータ等を保持するEPROMを備える。
第１電源ラインの電圧は、ＤＣ−ＤＣ変換回路２６で直流絶縁して基準電位をシフトした第２電源ラインと第２コモンライン間の電圧に変換され、増幅回路２７、Ａ／Ｄ変換器２８、絶縁回路２９に給電される。
周知の電磁流量計の検出器３０は、流量検出電極を備える導管３１と励磁コイル３２を備える。励磁コイル３２に供給される定格値の交流の励磁電流Ｉｓは、ＣＰＵ２４で制御される励磁回路２２から供給される。
検出器３０より発信される流量検出信号ｅは、増幅回路２７で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２８でディジタル変換され、絶縁回路２９を介して流量データｄとしてＣＰＵ２４に入力されて演算処理される。
ソフトウェアの更新中にＩ／Ｏ装置３の電源部からフィールドバス１に給電する電源電流を所定値増加させる手法では、次のような問題がある。
（１）ソフトウェア更新時にフィールドバスシステムの消費電流が増加するので、Ｉ／Ｏ装置が大型化しコストアップとなる。
（２）フィールドバスに接続できる機器の台数が減少する。
（１）ソフトウェア更新時にフィールドバスシステムの消費電流が増加するので、Ｉ／Ｏ装置が大型化しコストアップとなる。
（２）フィールドバスに接続できる機器の台数が減少する。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、フィールド機器が電磁流量計である場合において、ソフトウェア更新時にフィールドバスシステムの消費電流の増加を生じないフィールドバス型電磁流量計の実現を目的としている。
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）フィールドバスに接続されて上位装置と通信すると共に、このフィールドバスから給電されるフィールドバス型電磁流量計において、
前記上位装置からのソフトウェア更新処理の期間中に、励磁回路より励磁コイルに供給される励磁電流を定格値より所定値だけ低下させる励磁電流制御部を備え、
前記励磁電流制御部は、前記ソフトウェア更新処理の指令を取得したとき、前記ソフトウェアを書き込む不揮発性メモリのセクタ消去電流に略等しい電流値だけ前記励磁電流を所定期間定格値より低下させると共に、前記上位装置からのソフトウェア更新処理期間中に、前記定格値より低下させた励磁電流に基づいて流量測定を継続することを特徴とするフィールドバス型電磁流量計。
（１）フィールドバスに接続されて上位装置と通信すると共に、このフィールドバスから給電されるフィールドバス型電磁流量計において、
前記上位装置からのソフトウェア更新処理の期間中に、励磁回路より励磁コイルに供給される励磁電流を定格値より所定値だけ低下させる励磁電流制御部を備え、
前記励磁電流制御部は、前記ソフトウェア更新処理の指令を取得したとき、前記ソフトウェアを書き込む不揮発性メモリのセクタ消去電流に略等しい電流値だけ前記励磁電流を所定期間定格値より低下させると共に、前記上位装置からのソフトウェア更新処理期間中に、前記定格値より低下させた励磁電流に基づいて流量測定を継続することを特徴とするフィールドバス型電磁流量計。
（２）前記フィールドバスは、FOUNDATION FIELDBUS規格に準拠し、前記上位装置からのソフトウェア更新処理は、前記FOUNDATION FIELDBUS規格の仕様に基づくものであることを特徴とする（１）に記載のフィールドバス型電磁流量計。
本発明の構成によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）ソフトウェア更新に伴うフィールドバスの電流増加が発生しないので、電流増加を考慮したフィールドバスシステムの設計を必要としない。これに伴い、Ｉ／Ｏ装置は小型化でき、コストダウンをすることができる。
（２）ソフトウェア更新時にも連続した流量測定が可能である。
（３）接続台数を増やすことができる。
（１）ソフトウェア更新に伴うフィールドバスの電流増加が発生しないので、電流増加を考慮したフィールドバスシステムの設計を必要としない。これに伴い、Ｉ／Ｏ装置は小型化でき、コストダウンをすることができる。
（２）ソフトウェア更新時にも連続した流量測定が可能である。
（３）接続台数を増やすことができる。
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した励磁回路１００の一実施形態を示す機能ブロック図である。図３で説明した構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
ＭＡＵ２１を介して給電される励磁回路１００は、励磁コイル３２に定格の励磁電流Ｉｓを供給する励磁電流駆動部１０１と、この励磁電流Ｉｓを一定値に制御する励磁電流制御部１０２よりなる。なお、定格の励磁電流Ｉｓは、ソフトウェア更新処理を行っていないときに、励磁コイル３２に供給する電流である。
励磁電流制御部１０２は、励磁電流の値を検出する電流検出抵抗１０３に発生する電圧を入力し所定の内部設定値との偏差に基づいて励磁電流駆動部１０１を制御して励磁電流Ｉｓを一定値に制御する。
励磁電流制御部１０２は、ソフトウェア更新期間では、ＣＰＵ２４からの指令Ｃを取得し、制御信号Ｓにより励磁電流駆動部１０１からの励磁電流を（Ｉｓ−ΔＩ）とし所定値ΔＩだけ低下させる。
この電流低下値ΔＩをソフトウェア更新時の不揮発性メモリの消去に要するセクタ消去電流と略等しく選定すれば、メモリ資源２５で消費電流が増加してもフィールドバス１から供給する給電電流を増加させないで済むことになる。
なお、電流低下値ΔＩは、セクタ消去電流値以上であればよい。また、電流低下値ΔＩがセクタ消去電流値より小さいとき、フィールドバス１から供給される給電電流が、電磁流量計全体の消費電流より大きければよい。励磁電流を低下させる期間は、ソフトウェア更新処理の指令を取得したときから、ソフトウェア更新処理に要する期間以上であればよい。
その結果、ソフトウェア更新中は励磁電流は定格値から低下するが、電磁流量計としての流量測定は継続して可能である。ソフトウェア更新中の流量測定値は、信号レベルの低下、ノイズの増加によるＳ／Ｎ比の低下による測定精度低下が発生するが、測定が中断することはない。
信号レベルの低下は、増幅回路２７のオートゲインによるレベル制御で対応できる。レベルの低下やＳ／Ｎ比低下による測定精度低下は、ソフトウェア更新が行われる極く短時間であり、更新前のデータで置換する等のＣＰＵ２４によるデータ処理で対応することができるので、問題にはならない。
本発明によれば、消費電流の大きい電磁流量計をフィールドバスに多数接続したフィールドバスシステムにおけるソフトウェア更新に際して、消費電流の増加を考慮したフィールドバスの設計が不要となるので、接続台数を増やせ、コストダウン効果も大きい。
以上説明した実施形態では、フィールドバスの規格としてＦＦを示したが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、PROFIBUS,HART等の他のフィールドバス規格に準拠した電磁流量計に適用することができる。
１ フィールドバス
２１ ＭＡＵ
２４ ＣＰＵ
３２ 励磁コイル
１００ 励磁回路
１０１ 励磁電流駆動部
１０２ 励磁電流制御部
１０３ 電流検出抵抗
２１ ＭＡＵ
２４ ＣＰＵ
３２ 励磁コイル
１００ 励磁回路
１０１ 励磁電流駆動部
１０２ 励磁電流制御部
１０３ 電流検出抵抗
Claims (2)
- フィールドバスに接続されて上位装置と通信すると共に、このフィールドバスから給電されるフィールドバス型電磁流量計において、
前記上位装置からのソフトウェア更新処理の期間中に、励磁回路より励磁コイルに供給される励磁電流を定格値より所定値だけ低下させる励磁電流制御部を備え、
前記励磁電流制御部は、前記ソフトウェア更新処理の指令を取得したとき、前記ソフトウェアを書き込む不揮発性メモリのセクタ消去電流に略等しい電流値だけ前記励磁電流を所定期間定格値より低下させると共に、前記上位装置からのソフトウェア更新処理期間中に、前記定格値より低下させた励磁電流に基づいて流量測定を継続することを特徴とするフィールドバス型電磁流量計。 - 前記フィールドバスは、FOUNDATION FIELDBUS規格に準拠し、前記上位装置からのソフトウェア更新処理は、前記FOUNDATION FIELDBUS規格の仕様に基づくものであることを特徴とする請求項１に記載のフィールドバス型電磁流量計。
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