JP5907915B2 - 較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置とその装置を用いた較正試験方法 - Google Patents

Description

この発明は、発電所等におけるフィールドネットワークに接続される一般にＰＩＯ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ）装置と称されているプロセス入出力装置に関するものであり、特にプロセス入出力装置に設けられた、例えばアナログ入力部の入力値に対するアナログ出力部からの出力値を測定する較正試験時の作業を容易化する較正手順実行機能および較正手順表示機能を備えたプロセス入出力装置とその装置を用いた較正試験方法に係るものである。

フィールドネットワークに接続されるプロセス入出力装置において、新規に発電プラント等を立ち上げる場合などに、監視制御盤に設置されたプロセス入出力装置のアナログ入出力回路およびデジタル入出力回路の各種試験には多大の労力が必要である。このプロセス入出力装置の立ち上げ試験の１例としての入出力点の健全性を確認する試験であって、タッチパネル式表示装置を有する監視制御部と入出力回路部とが設けられ、入出力回路部を介して監視制御部にプロセス信号を入力するデジタル制御装置において、入出力回路を試験する試験装置を備え、この試験装置は入出力点番号表示選択手段と入出力回路健全性判定手段とを有し、前記入出力点番号表示手段は入出力回路部の入力点あるいは出力点の番号を前記タッチパネル式表示装置の画面の所定の位置に表示するとともに、前記所定の位置に触れることにより点番号を選択し、前期入出力回路健全性判定手段は、前記選択された点番号の入力が監視制御部にプロセス信号として正しく入力されるか否か、あるいは出力点に正しく出力されるか否かを判定するデジタル制御装置が示されている（例えば特許文献１）。

上記特許文献１はいわゆるプロセス入出力装置の入出力点間の接続回路の健全性を試験するものであり、プロセス入出力装置としてはこれ以外に、例えばアナログ入力値に対するアナログ出力値の較正試験、あるいはデジタル入力値に対するデジタル出力値の較正試験が必要であり、上記特許文献１にはこの試験に関する記載は示されていない。
この較正試験は、上記特許文献１に示されたデジタル制御装置と同様の構成の場合において、試験装置に較正用の試験値として、例えばプロセス入出力装置のアナログ入力端子に技術員が専用試験器具を用いて上記アナログ値を入力し、アナログ出力端子側に出力する値をプロセス入出力装置に記憶させる作業を繰り返す方法が一般的に行われている。

特関２００８−５９１０１号公報

しかしながら上記従来の方法では、プロセス入出力装置を設置する一般に複数台のデジタル制御装置と試験装置とは建屋１階と２階のようにかなり離れて設置されており、この較正試験には２名の技術員が必要であり、かつ両者間の情報伝達が電話等を介するものであることから、ミス発生の要因となっているという問題点がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、プロセス入出力装置の較正試験を１名の技術員によって実施可能とするとともに、較正試験を容易とし、コスト低減化した較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置とその装置を用いた較正試験方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置において、較正手順実行機能には、スタートスイッチ、モードスイッチ、ストップスイッチが設けられ、較正手順表示機能には、第１、第２、第３の表示灯および上位の入力値表示灯と、下位の入力値表示灯とが設けられており、プロセス入出力装置の入力値に対する出力値の較正試験が行われる際に、スタートスイッチ、モードスイッチ、ストップスイッチのそれぞれの投入に対して第１、第２、第３の表示灯がそれぞれ点灯し、入力値の小数点以上の値が上位の入力値表示灯に表示されるとともに、入力値の小数点以下の値が下位の入力値表示灯に表示され、プロセス入出力装置はモードスイッチが投入されている際に、入力値の下限値から上限値を記憶するとともに出力値の較正線を作成するものである。

第２の発明は、第１の発明による較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置によるプロセス入出力装置への入力値に対する出力値の較正試験方法である。

第１の発明に係る較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置は上記のような構成を採用しているので、較正試験の過程が可視化することが可能となり、較正作業のミスが防止でき、かつ較正試験作業が容易となって１名の技術員で担当可能となり、結果としてコストの低減が可能となるという効果がある。また第２の発明に係る較正試験方法も同様の効果を奏する。

実施の形態１による較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置を示す図である。 実施の形態１による入力値に対する出力値を表す較正線を示す図である。 実施の形態２による較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置を示す図である。 実施の形態３による較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置を示す図である。 実施の形態４による較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は実施の形態１による制御装置１００にフィールドネットワーク４を介して接続される較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置３（以下、ＰＩＯ装置と称呼する）を示すブロック図である。制御装置１００には、演算機１と、ＰＩＯ装置３を制御するＰＩＯマスタ２とが設けられている。前記フィールドネットワーク４はＤｅｖｉｃｅ Ｎｅｔ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｂｕｓなどが用いられる。較正試験を実行する為のスイッチであるスタートスイッチ３ａ（以下、スイッチはＳ／Ｗと称呼する）、モードスイッチ３ｂ（モードＳ／Ｗ３ｂ）、ストップスイッチ３ｃ（ストップＳ／Ｗ３ｃ）が較正手順実行機能として設けられており、これらのスイッチによって点灯される第１、第２、第３の表示灯であるＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３が較正手順表示機能として設けられている。前記スタートＳ／Ｗ３ａの投入でＬＥＤ１が点灯し、モードＳ／Ｗ３ｂを投入すると前記ＬＥＤ１が消灯しＬＥＤ２が点灯する。さらにモードＳ／Ｗ３ｂの投入によりＬＥＤ２が消灯し、ＬＥＤ３が点灯する。ストップＳ／Ｗ３ｃの投入によりＬＥＤ３が消灯する。これらスタートＳ／Ｗ３ａ、モードＳ／Ｗ３ｂ、ストップＳ／Ｗ３ｃ、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３をもって較正手順実行機能および較正手順表示機能と称呼する。

次に動作について説明する。ＰＩＯ装置３の図示省略した入出力回路の較正試験を開始しようとする際、スタートＳ／Ｗ３ａの投入によりＬＥＤ１が点灯し試験開始を表示する。次にＰＩＯ装置３の図示省略した入出力回路を構成する、例えばアナログ入力端子にアナログ値を入力し、アナログ出力端子に出力されるアナログ値を計測する較正試験実行のモードＳ／Ｗ３ｂを投入するとＬＥＤ２が点灯し、較正試験実行中を表示する。
この較正試験の実施例について説明する。
数百点ないし数千点におよぶ入出力回路端子の内、ある１点のアナログ入出力端子への入力値の下限値を４ｍＡ、上限値を２０ｍＡとする。較正試験用の専用装置である定電流電源装置を用いて、外部からアナログ入力端子に下限値の４ｍＡを入力、アナログ出力端子側で検出される電流値を計測する。このアナログ出力端子側で検出値が例えば４．１２ｍＡとする。この入出力値をＰＩＯ装置３は記憶する。次にモードＳ／Ｗ３ｂを再投入するとＬＥＤ２が消灯し、ＬＥＤ３が点灯して上限値の較正試験実行中を表示する。外部からアナログ入力端子に上限値の２０ｍＡとなるよう電流値を増加して入力、アナログ出力端子側での検出を行いその値が例えば２０．６ｍＡとする。これら入出力値をＰＩＯ装置３は記憶する。
上記記憶した下限値および上限値の入力／出力値からＰＩＯ装置３は図２に示す較正線ｃを求める。この較正線ｃは前記下限値／上限値の入力値に対する下限値／上限値の出力値間を直線で結んだものであり、この較正線ｃ上に乗るデータをＰＩＯ装置３が演算する、すなわち入力値に対する想定される出力値を演算する機能を有するので、入力する下限値４ｍＡと上限値２０ｍＡ間の較正試験作業が不要となる。
この較正試験が完了するとストップＳ／Ｗ３ｃを投入することで、ＬＥＤ３が消灯する。
以上のように、この実施の形態１では較正手順実行機能および較正手順表示機能付のＰＩＯ装置３であるので、較正試験の各ステップが表示され、較正試験がＰＩＯ装置３の付近にて行うことが可能で従来２人の技術員が実行していた較正試験が１名の技術員で可能となる。また、ＰＩＯ装置３に入力値に対する想定される出力値を演算する機能を有するので、較正試験時間が大幅に短縮でき、コスト低減が可能となる。
尚、上記実施例ではアナログ値をもってアナログ入出力値の較正試験を説明したが、デジタル値でもってデジタル入出力値の較正試験であってもよい。

実施の形態２．
次に実施の形態２による高精度の較正試験を可能とする較正試験実行／表示機能付のＰＩＯ装置を図３に基づいて説明する。
図３に示すようにこの実施の形態２のＰＩＯ装置３は実施の形態１で示した図１のＰＩＯ装置３に上位値表示ＬＥＤ３０と下位値表示ＬＥＤ３１を設けたものでありそれ以外は図１と同様である。前述した実施の形態１と同様の４ｍＡ〜２０ｍＡのアナログ値の較正試験の動作について説明する。スタートＳ／Ｗ３ａの投入によりＬＥＤ１が点灯し較正試験開始を表示する。次にモードＳ／Ｗ３ｂを投入するとＬＥＤ２が点灯する。外部からまず４．１ｍＡをアナログ入力端子に入力すると６個の上位入力値表示ＬＥＤ３０は○○○●○○、６個の下位の入力値表示ＬＥＤ３１は○○○○○●と点灯する。つまりこれら上位の入力値表示ＬＥＤ３０が小数点以上の値を、下位の入力値表示ＬＥＤ３１が少数点以下の値を、点灯（点灯２〜０×Ｆ）させるので、現在時点での入力値が判る仕組みである、この入力値に対するアナログ出力端子側での検出値、例えば４．２２３ｍＡをＰＩＯ装置３は記憶する。次に２０ｍＡの入力を促すためモードスイッチ３ｂを再投入するとＬＥＤ３が点灯する。外部からアナログ入力端子に１６．２ｍＡ（０×１０．２ｍＡ）を入力すると上位の入力値表示ＬＥＤ３０は○●○○○○、下位の入力値表示ＬＥＤ３１は○○○○●○となる。この時のアナログ出力端子側の検出値、例えば２０．６ｍＡをＰＩＯ装置３は記憶するとともに、これらの記憶値から実施の形態１の図２で示したものと同等の較正線ｃを演算する。但しこの実施の形態２は前述した実施の形態１に比較して、高精度の較正を行う場合に好適な機能を備えたのであり、前述した入力電流が実施の形態１の４ｍＡに対して４．１ｍＡとより小刻みにしている。上記較正試験が完了するとストップＳ／Ｗ３を投入し、ＬＥＤ３、上位の入力値表示ＬＥＤ３０、下位の入力値表示ＬＥＤ３１は消灯する。
以上のようにこの実施の形態２では、実施の形態１の効果に加え、入力する値が表示されるので較正試験における誤入力の発生が生じたとしても、容易に発見でき、かつ高精度の較正が可能となるという効果がある。

実施の形態３．
次に実施の形態３を図４に基づいて説明する。図４に示すようにこの実施の形態３の較正手順実行機能および較正手順表示機能付のＰＩＯ装置３は、前述した実施の形態１の３個のＬＥＤ１〜ＬＥＤ３に代替して１個のＬＥＤ１０を、さらにスタートＳ／Ｗ３ａ、モードＳ／Ｗ３ｂ、ストップＳ／Ｗ３ｃに代替して１個の選択Ｓ／Ｗ３ｄを設けたものである。
この選択Ｓ／Ｗ３ｄはスイッチが投入される押圧時間の長さを選択することによってＯＮ、ＯＦＦ機能が異なるものであり、例えば押圧時間２秒以内でＯＮ、ＯＦＦすると実施の形態１に例示のスタートＳ／Ｗ３ａ、ストップＳ／Ｗ３ｃの機能と同等の動作を行い、５秒以上押し続けると実施の形態１に例示のモードＳ／Ｗ３ｂの投入時と同様の較正を行う。すなわち選択Ｓ／Ｗ３ｄのＯＮにより較正試験が開始され、前記ＬＥＤ１０が点灯し、選択Ｓ／Ｗｄのモード機能の選択によりＬＥＤ１０が点滅、ストップ選択によりＬＥＤ１０が消灯する。尚、前記モード機能の選択によってＬＥＤ１０が点滅する周期は下限値が入力されている場合と、上限値が入力されている場合とは異なるようにしてもよい。すなわち下限値の場合は１回／２秒、上限値の場合３回／２秒のように点滅周期を変える構成とする。これ以外の較正試験の動作は前述した実施の形態１と同様であるので説明を省略する。このような構成を備えた実施の形態３の較正手順実行機能および較正手順表示機能付のＰＩＯ装置３は、Ｓ／ＷとＬＥＤの個数がそれぞれ１個となり、コストが低減するとともに装置が小型化されるという効果を加えて奏する。

実施の形態４．
次に実施の形態４を図５に基づいて説明する。図５に示すように、この実施の形態４の較正手順実行機能および較正手順表示機能付のＰＩＯ装置３は、実施の形態１の図１において図示省略した入出力回路を構成する入力端子２１と出力端子２２を図５に示すとともにこの入力端子２１と出力端子２２の間にループバック手段４０を設けたものであり、それ以外は図１と同様である。このようにこの実施の形態４ではループバック手段４０を設けた較正手順実行機能および較正手順表示機能付のＰＩＯ装置３であるので、入力端子２１から入力した値が出力端子２２で正しく出力されるかを確認することが可能となる。これ以外の動作は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。尚、上記ループバック手段４０に代替して出力端子２２にパソコンを接続し、このパソコン上に出力値を表示する構成としてもよい。
このようにこの実施の形態４では、実施の形態１の効果に加え、正しく入力されたか否かを容易に確認できるという効果がある。

尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

３ ＰＩＯ装置、３ａ スタートＳ／Ｗ、３ｂ モードＳ／Ｗ、
３ｃ ストップＳ／Ｗ、３ｄ 選択Ｓ／Ｗ、４ フィールドネットワーク、
１０ ＬＥＤ、１１ ＬＥＤ１、１２ ＬＥＤ２、１３ ＬＥＤ３、２１ 入力端子、
２２ 出力端子、３０ 上位の入力値表示ＬＥＤ、３１ 下位の入力値表示ＬＥＤ、
４０ ループバック手段、Ｃ 較正線。

Claims (2)

1. 較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置において、前記較正手順実行機能には、スタートスイッチ、モードスイッチ、ストップスイッチが設けられ、前記較正手順表示機能には、第１、第２、第３の表示灯および上位の入力値表示灯と、下位の入力値表示灯とが設けられており、前記プロセス入出力装置の入力値に対する出力値の較正試験が行われる際に、前記スタートスイッチ、モードスイッチ、ストップスイッチのそれぞれの投入に対して前記第１、第２、第３の表示灯がそれぞれ点灯し、前記入力値の小数点以上の値が前記上位の入力値表示灯に表示されるとともに、前記入力値の小数点以下の値が前記下位の入力値表示灯に表示され、前記プロセス入出力装置は前記モードスイッチが投入されている際に、前記入力値の下限値から上限値を記憶するとともに前記出力値の較正線を作成することを特徴とする較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置。
2. 請求項１に記載の較正手順実行機能および較正手順表示機能付のプロセス入出力装置によるプロセス入出力装置への入力値に対する出力値の較正試験方法。

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