特許 6974035 ノイズ対策回路およびフィールド機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6974035

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】ノイズ対策回路およびフィールド機器

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20211118BHJP

   H02H 9/04 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   H02J1/00 309U

   H02H9/04 C

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-105448(P2017-105448)

(22)【出願日】2017年5月29日

(65)【公開番号】特開2018-201309(P2018-201309A)

(43)【公開日】2018年12月20日

【審査請求日】2020年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】名古屋 博昭

(72)【発明者】

【氏名】村田 耕一郎

(72)【発明者】

【氏名】奥田 浩二

【審査官】 坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０１８６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８２７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２０４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００９６５７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０２０５５３５５（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１１３５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０７６０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０４１９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０２０６３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｈ０２Ｈ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源からフィールド機器の内部回路へ第１の電源電圧を供給する第１の電源線とアースとの間に挿入され、容量が調整可能なように構成された第１の容量調整部と、
前記電源から前記フィールド機器の内部回路へ第２の電源電圧を供給する第２の電源線と前記アースとの間に挿入され、容量が調整可能なように構成された第２の容量調整部と、
前記第１の電源線と前記第２の電源線との間の第１の交流電位差を測定するように構成された第１の測定部と、
前記第１の電源線と前記アースとの間の第２の交流電位差を測定するように構成された第２の測定部と、
前記第２の電源線と前記アースとの間の第３の交流電位差を測定するように構成された第３の測定部と、
前記第１の交流電位差と基準値との大小判定、および前記第２の交流電位差と前記第３の交流電位差の大小判定を行うように構成された判定部と、
前記判定部の判定結果に応じて前記第１、第２の容量調整部の容量を調整するように構成された制御部とを備えることを特徴とするノイズ対策回路。

【請求項2】

請求項１記載のノイズ対策回路において、
前記制御部は、前記第１の交流電位差が前記基準値以上の場合に、前記第２の交流電位差と前記第３の交流電位差の大小判定の結果に基づいて、前記第１の交流電位差が小さくなる方向に前記第１、第２の容量調整部の容量を調整することを特徴とするノイズ対策回路。

【請求項3】

請求項２記載のノイズ対策回路において、
前記制御部は、前記第１の交流電位差が前記基準値以上の場合で、かつ前記第２の交流電位差が前記第３の交流電位差よりも小さい場合に、前記第１の容量調整部の容量が減る方向に調整し、前記第１の交流電位差が前記基準値以上の場合で、かつ前記第２の交流電位差が前記第３の交流電位差よりも大きい場合に、前記第２の容量調整部の容量が減る方向に調整することを特徴とするノイズ対策回路。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のノイズ対策回路を備えることを特徴とするフィールド機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ノイズ対策回路およびフィールド機器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

バルブポジショナや圧力発信器等、工業市場で用いられるフィールド機器は、しばしば電源とフィールド機器間にノイズ源が存在する環境にて使用される。例えば、アース（地面）は通常どこでも同電位として扱うが、実際には距離が離れることで２地点間の電気的な抵抗成分も増える。抵抗成分が増えると、電源とフィールド機器間がある程度離れて設置される場合に、電源の地点のアースとフィールド機器の地点のアース間に電位差すなわちノイズが発生し、フィールド機器の動作に影響を及ぼすことがある。また、電源とフィールド機器間のケーブルが他のケーブルと並行して配線される場合に、ケーブル間の容量結合により他のケーブルからのノイズが電源とフィールド機器間のケーブルに重畳することがある。

【0003】

図１１に示すように、従来のフィールド機器１００では、各種ノイズ対策として＋（プラス）電源線Ｌ１とアースＡ間、および−（マイナス）電源線Ｌ２とアースＡ間にコンデンサＣ１００，Ｃ１０１を接続している。電源とフィールド機器との間にノイズ源が存在する際、電源やフィールド機器の回路構成やケーブルの状態により、ノイズの影響の受け方が変わる。特に、ノイズは交流成分として作用するため、電源やフィールド機器がそれぞれアースに対しどのような容量成分を有するかは重要な問題となる。

【0004】

しかしながら、電源や各フィールド機器のアースに対する容量成分については特に決まり事がないため、現場にて様々なメーカーの電源やフィールド機器が接続された際、これらの組合せがアースに対してどのような容量成分を形成するかは分からない。このため、図１１に示したような回路構成で全ての現場に最適となるノイズ対策を実現することは困難であり、場合によってはフィールド機器にとって好ましくないノイズ経路が形成されノイズの影響を受けることがある（特許文献１参照）。

【0005】

図１２を用いて従来の問題点を説明する。ここでは、電源２００の内部で−電源線Ｌ２がアースＡ２に接地されている場合について説明する。図１２の例では、電源側アースＡ２とフィールド機器側アースＡ１との間に例えば抵抗成分に起因するノイズ源Ｎが存在する。

【0006】

コンデンサＣ１００，Ｃ１０１の設定が適切でない場合、電源側アースＡ２を基準としてノイズ電圧の経路を考察すると、＋電源線Ｌ１については、フィールド機器側アースＡ１とコンデンサＣ１００とを介してノイズ電圧が伝達される状態となる。一方、−電源線Ｌ２は、電源側アースＡ２と同じ電位となる。この状態において、フィールド機器１００の＋電源線Ｌ１と−電源線Ｌ２との間にはノイズ電位差が生じた状態となり、図１２に示す経路３００で、フィールド機器１００の内部回路１０１を介してノイズ電流が流れ、回路動作に影響を与える。

【0007】

フィールド機器１００の動作がノイズの影響を受けた場合、その場で最適な容量設定になるよう、電源２００またはフィールド機器１００の回路を変更する、といった対策が必要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１７−０２０６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、フィールド機器や電源の改造・交換を行うことなくノイズ対策を実施することができるノイズ対策回路およびフィールド機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のノイズ対策回路（第１、第２の実施例）は、電源からフィールド機器の内部回路へ第１の電源電圧を供給する第１の電源線とアースとの間に挿入され、容量が調整可能なように構成された第１の容量調整部と、前記電源から前記フィールド機器の内部回路へ第２の電源電圧を供給する第２の電源線と前記アースとの間に挿入され、容量が調整可能なように構成された第２の容量調整部と、前記第１の電源線と前記第２の電源線との間の第１の交流電位差を測定するように構成された第１の測定部と、前記第１の電源線と前記アースとの間の第２の交流電位差を測定するように構成された第２の測定部と、前記第２の電源線と前記アースとの間の第３の交流電位差を測定するように構成された第３の測定部と、前記第１の交流電位差と基準値との大小判定、および前記第２の交流電位差と前記第３の交流電位差の大小判定を行うように構成された判定部と、前記判定部の判定結果に応じて前記第１、第２の容量調整部の容量を調整するように構成された制御部とを備えることを特徴とするものである。

【0011】

また、本発明のノイズ対策回路の１構成例（第１、第２の実施例）において、前記制御部は、前記第１の交流電位差が前記基準値以上の場合に、前記第２の交流電位差と前記第３の交流電位差の大小判定の結果に基づいて、前記第１の交流電位差が小さくなる方向に前記第１、第２の容量調整部の容量を調整することを特徴とするものである。
また、本発明のノイズ対策回路の１構成例（第１、第２の実施例）において、前記制御部は、前記第１の交流電位差が前記基準値以上の場合で、かつ前記第２の交流電位差が前記第３の交流電位差よりも小さい場合に、前記第１の容量調整部の容量が減る方向に調整し、前記第１の交流電位差が前記基準値以上の場合で、かつ前記第２の交流電位差が前記第３の交流電位差よりも大きい場合に、前記第２の容量調整部の容量が減る方向に調整することを特徴とするものである。
また、本発明のフィールド機器（第１、第２の実施例）は、前記ノイズ対策回路を備えることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、電源からフィールド機器の内部回路へ電源電圧を供給する電源線とアースとの間に容量調整部を挿入することにより、フィールド機器が設置される現場でフィールド機器の電源線がアースに対して有する容量成分が適切になるように容量調整部の容量を設定することによりノイズ経路を調整することができ、フィールド機器や電源の改造・交換を行うことなくノイズ対策を実施することができる。

【0013】

また、本発明では、第１、第２、第３の測定部と判定部と制御部とを設けることにより、フィールド機器が設置される現場でフィールド機器の電源線がアースに対して有する容量成分が適切になるように容量調整部の容量を自動的に最適化することができ、適切なノイズ対策を自動的に実施することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の第１の参考例に係るフィールド機器の構成を示す回路図である。

【図2】図２は、本発明の第１の参考例に係るノイズ対策回路の効果を説明する図である。

【図3】図３は、本発明の第１の参考例に係るフィールド機器の別の構成を示す回路図である。

【図4】図４は、本発明の第２の参考例に係るフィールド機器の構成を示す回路図である。

【図5】図５は、本発明の第１の実施例に係るフィールド機器の構成を示す回路図である。

【図6】図６は、本発明の第１の実施例に係るノイズ対策回路の動作を説明するフローチャートである。

【図7】図７は、本発明の第１の実施例に係るフィールド機器の別の構成を示す回路図である。

【図8】図８は、本発明の第１の実施例に係るノイズ対策回路の別の動作を説明するフローチャートである。

【図9】図９は、本発明の第２の実施例に係るフィールド機器の構成を示す回路図である。

【図10】図１０は、本発明の第２の実施例に係るノイズ対策回路の動作を説明するフローチャートである。

【図11】図１１は、従来のノイズ対策回路の構成を説明する回路図である。

【図12】図１２は、従来のノイズ対策回路の問題点を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１の参考例］
以下、本発明の参考例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の参考例に係るフィールド機器の構成を示す回路図である。フィールド機器１は、各種の機能を実現する内部回路１０と、ノイズ対策回路１１とを備えている。

【0016】

内部回路１０は、例えばバルブの開度を制御したり（フィールド機器１がバルブポジショナの場合）、２点間の圧力の差または絶対圧を測定したりする（フィールド機器１が圧力発信器の場合）ための回路である。なお、フィールド機器１は、バルブポジショナや圧力発信器に限らないことは言うまでもない。

【0017】

ノイズ対策回路１１は、図示しない電源からフィールド機器１の内部回路１０へ正の電源電圧を供給する＋電源線Ｌ１（第１の電源線）とアースＡとの間に挿入されるコンデンサＣ１と、電源から内部回路１０へ負の電源電圧（例えばグランド電位）を供給する−電源線Ｌ２（第２の電源線）とアースＡとの間に挿入されるコンデンサＣ２と、＋電源線Ｌ１とアースＡとの間にコンデンサＣ１と直列に挿入されるスイッチＳＷ１と、−電源線Ｌ２とアースＡとの間にコンデンサＣ２と直列に挿入されるスイッチＳＷ２とから構成される。

【0018】

このように、本参考例では、＋電源線Ｌ１とアースＡとの間に、スイッチＳＷ１とコンデンサＣ１とを直列に接続した第１の容量調整部１２−１を挿入し、−電源線Ｌ２とアースＡと間に、スイッチＳＷ２とコンデンサＣ２とを直列に接続した第２の容量調整部１２−２を挿入している。

【0019】

これにより、本参考例では、フィールド機器１が設置される現場でフィールド機器１の電源線Ｌ１，Ｌ２がアースＡに対して有する容量成分が適切になるようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを設定して容量調整部１２−１，１２−２の容量を調整することによりノイズ経路を調整することができ、フィールド機器１や電源の改造・交換を行うことなくノイズ対策を実施することができる。

【0020】

図２を用いて本参考例の効果を説明する。ここでは、電源２の内部で−電源線Ｌ２がアースＡ２に接地されている場合について説明する。従来と同様に、図２の例では、電源側アースＡ２とフィールド機器側アースＡ１との間に例えば抵抗成分に起因するノイズ源Ｎが存在する。

【0021】

ノイズ対策回路１１のスイッチＳＷ１をＯＦＦに設定し、スイッチＳＷ２をＯＮに設定したときに、電源側アースＡ２を基準としてノイズ電圧の経路を考察すると、スイッチＳＷ１をＯＦＦに設定したことにより、フィールド機器側アースＡ１とコンデンサＣ１とを介したノイズ経路３が遮断されるので、＋電源線Ｌ１にノイズ電圧が伝わることはない。一方、−電源線Ｌ２は、電源側アースＡ２と同じ電位となる。この状態において、フィールド機器１の＋電源線Ｌ１と−電源線Ｌ２との間にはノイズ電位差が生じないため、従来のようなノイズ電流が内部回路１０に流れることはない。このように、本参考例では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを適切に設定することにより、ノイズ対策を実施することができる。

【0022】

図１、図２では、スイッチとコンデンサとを直列に接続した回路を１電源線あたり１個としたが、これに限るものではなく、図３に示すようにスイッチとコンデンサとを直列に接続した回路を１電源線あたり複数個設けるようにしてもよい。＋電源線Ｌ１とアースＡとの間に、スイッチＳＷ１とコンデンサＣ１とを直列に接続した回路を並列に複数配設した回路は第１の容量調整部１２−１ａを構成している。また、−電源線Ｌ２とアースＡと間に、スイッチＳＷ２とコンデンサＣ２とを直列に接続した回路を並列に複数配設した回路は第２の容量調整部１２−２ａを構成している。

【0023】

図３に示したフィールド機器１ａのノイズ対策回路１１ａによれば、フィールド機器１ａの電源線Ｌ１，Ｌ２がアースＡに対して有する容量を細かく調整することができ、より適切なノイズ対策を実施することが可能となる。

【0024】

なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は機械的な操作によってＯＮ／ＯＦＦを設定できるものであってもよいし、外部からの制御信号によってＯＮ／ＯＦＦを設定できるものであってもよい。

【0025】

［第２の参考例］
次に、本発明の第２の参考例について説明する。図４は本発明の第２の参考例に係るフィールド機器の構成を示す回路図であり、図１、図３と同一の構成には同一の符号を付してある。本参考例のフィールド機器１ｂは、内部回路１０と、ノイズ対策回路１１ｂとを備えている。

【0026】

ノイズ対策回路１１ｂは、＋電源線Ｌ１とアースＡとの間に挿入されるバリアブルコンデンサＣ３と、−電源線Ｌ２とアースＡとの間に挿入されるバリアブルコンデンサＣ４とから構成される。バリアブルコンデンサＣ３は第１の容量調整部１２−１ｂを構成し、バリアブルコンデンサＣ４は第２の容量調整部１２−１ｂを構成している。

【0027】

このように、本参考例では、スイッチとコンデンサとを直列に接続した回路の代わりにバリアブルコンデンサＣ３，Ｃ４を用いることにより、フィールド機器１の電源線Ｌ１，Ｌ２がアースＡに対して有する容量を連続的に調整することができ、より適切なノイズ対策を実施することが可能となる。

【0028】

なお、バリアブルコンデンサＣ３，Ｃ４は、機械的な操作によって容量が変化するものであってもよいし、外部からの制御信号によって容量が変化するものであってもよい。

【0029】

［第１の実施例］
次に、本発明の第１の実施例について説明する。図５は本発明の第１の実施例に係るフィールド機器の構成を示す回路図であり、図１、図３、図４と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例のフィールド機器１ｃは、内部回路１０と、ノイズ対策回路１１ｃとを備えている。第１の参考例では、フィールド機器の設置場所でノイズ対策を行う作業員がスイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦ設定を試行錯誤で決定する必要があった。これに対して、本実施例は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦ設定を自動的に最適化するものである。

【0030】

ノイズ対策回路１１ｃは、コンデンサＣ１，Ｃ２と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、＋電源線Ｌ１と−電源線Ｌ２との間の交流電位差（第１の交流電位差）を測定する測定部１１０と、＋電源線Ｌ１とアースＡとの間の交流電位差（第２の交流電位差）を測定する測定部１１１と、−電源線Ｌ２とアースＡとの間の交流電位差（第３の交流電位差）を測定する測定部１１２と、測定部１１０の測定結果と基準値との大小判定、および測定部１１１，１１２の測定結果の大小判定を行う判定部１１３と、判定部１１３の判定結果に応じてスイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを制御して容量を調整する制御部１１４とから構成される。本実施例では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２として、制御部１１４からの制御信号によってＯＮ／ＯＦＦを設定できるものを用いる。

【0031】

図６は本実施例のノイズ対策回路１１ｃの動作を説明するフローチャートである。初期状態では、制御部１１４はスイッチＳＷ１，ＳＷ２を共にＯＮ状態とする。測定部１１０は、＋電源線Ｌ１と−電源線Ｌ２との間の交流電位差Ｖ１２を測定する（図６ステップＳ１）。測定部１１１は、＋電源線Ｌ１とアースＡとの間の交流電位差Ｖ１を測定する（図６ステップＳ２）。測定部１１２は、−電源線Ｌ２とアースＡとの間の交流電位差Ｖ２を測定する（図６ステップＳ３）。測定部１１０〜１１２は、交流電位差Ｖ１２，Ｖ１，Ｖ２のピーク値を検出してもよいし、平均値を検出してもよい。

【0032】

続いて、判定部１１３は、測定部１１０によって測定された交流電位差Ｖ１２と予め定められた基準値Ｖｒｅｆとの大小判定を行う。判定部１１３は、｜Ｖ１２｜＜Ｖｒｅｆ、すなわち交流電位差Ｖ１２の絶対値が基準値Ｖｒｅｆよりも小さい場合（図６ステップＳ４においてＹＥＳ）、内部回路１０がノイズの影響を受ける可能性はないと判断する。制御部１１４は、交流電位差Ｖ１２の絶対値が基準値Ｖｒｅｆよりも小さい場合、現在のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態（ここでは共にＯＮの状態）を維持して、処理を終了する。

【0033】

基準値Ｖｒｅｆの決定は、例えば内部回路１０がノイズの影響を受けない状態からノイズの影響を受ける状態に遷移する状況を現場で実験的に作り出し、この内部回路１０の状態が遷移するときの交流電位差Ｖ１２の絶対値を基準値Ｖｒｅｆとして設定すればよい。

【0034】

判定部１１３は、交流電位差Ｖ１２の絶対値が基準値Ｖｒｅｆ以上の場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、内部回路１０がノイズの影響を受ける可能性があると判断し、測定部１１１によって測定された交流電位差Ｖ１と測定部１１２によって測定された交流電位差Ｖ２との大小判定を行う。交流電位差Ｖ１はコンデンサＣ１の両端電圧に相当し、交流電位差Ｖ２はコンデンサＣ２の両端電圧に相当する。

【0035】

判定部１１３は、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜、すなわち交流電位差Ｖ１の絶対値が交流電位差Ｖ２の絶対値よりも小さい場合（図６ステップＳ５においてＹＥＳ）、フィールド機器側アースＡ１とコンデンサＣ１とを介して＋電源線Ｌ１に至る経路がノイズ経路であると判断する。つまり、交流電位差Ｖ１が小さい分だけノイズ電圧が内部回路１０に印加されていることになる。制御部１１４は、交流電位差Ｖ１の絶対値が交流電位差Ｖ２の絶対値よりも小さい場合、スイッチＳＷ１をＯＮからＯＦＦに切り替え、現在のスイッチＳＷ２の状態（ここではＯＮ）を維持して（図６ステップＳ６）、処理を終了する。

【0036】

判定部１１３は、｜Ｖ１｜＞｜Ｖ２｜、すなわち交流電位差Ｖ１の絶対値が交流電位差Ｖ２の絶対値よりも大きい場合（ステップＳ５においてＮＯ）、フィールド機器側アースＡ１とコンデンサＣ２とを介して−電源線Ｌ２に至る経路がノイズ経路であると判断する。つまり、交流電位差Ｖ２が小さい分だけノイズ電圧が内部回路１０に印加されていることになる。制御部１１４は、交流電位差Ｖ１の絶対値が交流電位差Ｖ２の絶対値よりも大きい場合、現在のスイッチＳＷ１の状態（ここではＯＮ）を維持して、スイッチＳＷ２をＯＮからＯＦＦに切り替え（図６ステップＳ７）、処理を終了する。判定部１１３と制御部１１４の動作を表１に示す。

【0037】

【表1】

【0038】

以上のように、本実施例では、フィールド機器１ｃが設置される現場でフィールド機器１ｃの電源線Ｌ１，Ｌ２がアースＡに対して有する容量成分が適切になるようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを自動的に最適化することができ、適切なノイズ対策を自動的に実施することが可能となる。

【0039】

本実施例は、スイッチとコンデンサとを直列に接続した回路を１電源線あたり複数個設ける構成に適用してもよい。この場合のフィールド機器１ｄの構成を図７に示し、ノイズ対策回路１１ｄの動作を図８に示す。図８のステップＳ１〜Ｓ４の処理は上記のとおりである。

【0040】

ノイズ対策回路１１ｄの判定部１１３ｄは、交流電位差Ｖ１２と基準値Ｖｒｅｆとの大小判定を上記のとおり行い（図８ステップＳ４）、交流電位差Ｖ１２の絶対値が基準値Ｖｒｅｆ以上の場合、交流電位差Ｖ１と交流電位差Ｖ２との大小判定に応じた処理を上記のとおり行う（図８ステップＳ５〜Ｓ７）。そして、判定部１１３ｄは、ステップＳ５〜Ｓ７の処理後に、測定部１１０〜１１２の測定結果を再び取得し（図８ステップＳ８〜Ｓ１０）、交流電位差Ｖ１２の絶対値が基準値Ｖｒｅｆよりも小さくなるまで（図８ステップＳ１１においてＹＥＳ）、あるいは状態を変更すべきスイッチの側にＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更できるスイッチが存在しなくなるまで（図８ステップＳ１２においてＮＯ）、ステップＳ５〜Ｓ７の処理を繰り返し実行する。

【0041】

例えば判定部１１３ｄは、制御部１１４ｄによって複数のスイッチＳＷ１の中の１つがＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更された後に（ステップＳ６）、最新の交流電位差Ｖ１２の絶対値が未だ基準値Ｖｒｅｆ以上で（ステップＳ１１においてＮＯ）、複数のスイッチＳＷ１の中にＯＮ状態のスイッチが残っている場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、ステップＳ５に戻る。また、判定部１１３ｄは、制御部１１４ｄによって複数のスイッチＳＷ２の中の１つがＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更された後に（ステップＳ７）、最新の交流電位差Ｖ１２の絶対値が未だ基準値Ｖｒｅｆ以上で（ステップＳ１１においてＮＯ）、複数のスイッチＳＷ２の中にＯＮ状態のスイッチが残っている場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、ステップＳ５に戻る。

【0042】

こうして、交流電位差Ｖ１２の絶対値が小さくなる方向に（交流電位差Ｖ１の絶対値と交流電位差Ｖ２の絶対値とが等しい値になるように）、複数のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦを自動的に最適化することができ、より適切なノイズ対策を実施することが可能となる。

【0043】

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図９は本発明の第２の実施例に係るフィールド機器の構成を示す回路図であり、図１、図３〜図５、図７と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例のフィールド機器１ｅは、内部回路１０と、ノイズ対策回路１１ｅとを備えている。第２の参考例では、フィールド機器の設置場所でノイズ対策を行う作業員がバリアブルコンデンサＣ３，Ｃ４の容量を試行錯誤で決定する必要があった。これに対して、本実施例は、バリアブルコンデンサＣ３，Ｃ４の容量を自動的に最適化するものである。

【0044】

ノイズ対策回路１１ｅは、バリアブルコンデンサＣ３，Ｃ４と、測定部１１０〜１１２と、判定部１１３ｅと、判定部１１３ｅの判定結果に応じてバリアブルコンデンサＣ３，Ｃ４の容量を調整する制御部１１４ｅとから構成される。本実施例では、バリアブルコンデンサＣ３，Ｃ４として、制御部１１４ｅからの制御信号によって容量を変更できるものを用いる。

【0045】

図１０は本実施例のノイズ対策回路１１ｅの動作を説明するフローチャートである。図１０のステップＳ１〜Ｓ５の処理は第１の実施例で説明したとおりである。
制御部１１４ｅは、交流電位差Ｖ１の絶対値が交流電位差Ｖ２の絶対値よりも小さい場合（図１０ステップＳ５においてＹＥＳ）、バリアブルコンデンサＣ３の容量が所定量だけ小さくなるように制御し、バリアブルコンデンサＣ４の現在の容量を維持する（図１０ステップＳ１３）。

【0046】

また、制御部１１４ｅは、交流電位差Ｖ１の絶対値が交流電位差Ｖ２の絶対値よりも大きい場合（ステップＳ５においてＮＯ）、バリアブルコンデンサＣ４の容量が所定量だけ小さくなるように制御し、バリアブルコンデンサＣ３の現在の容量を維持する（図１０ステップＳ１４）。

【0047】

判定部１１３ｅは、ステップＳ５，Ｓ１３，Ｓ１４の処理後に、測定部１１０〜１１２の測定結果を再び取得し（図１０ステップＳ１５〜Ｓ１７）、交流電位差Ｖ１２の絶対値が基準値Ｖｒｅｆよりも小さくなるまで（図１０ステップＳ１８においてＹＥＳ）、あるいは変更すべきバリアブルコンデンサの容量が下限に達して容量を変更できなくなるまで（図１０ステップＳ１９においてＮＯ）、ステップＳ５，Ｓ１３，Ｓ１４の処理を繰り返し実行する。

【0048】

例えば判定部１１３ｅは、制御部１１４ｅによってバリアブルコンデンサＣ３の容量が削減された後に（ステップＳ１３）、最新の交流電位差Ｖ１２の絶対値が未だ基準値Ｖｒｅｆ以上で（ステップＳ１８においてＮＯ）、バリアブルコンデンサＣ３の容量を更に削減することが可能（Ｃ３の容量を削減する方向に制御信号を変更可能）な場合（ステップＳ１９においてＹＥＳ）、ステップＳ５に戻る。また、判定部１１３ｅは、制御部１１４ｅによってバリアブルコンデンサＣ４の容量が削減された後に（ステップＳ１４）、最新の交流電位差Ｖ１２の絶対値が未だ基準値Ｖｒｅｆ以上で（ステップＳ１８においてＮＯ）、バリアブルコンデンサＣ４の容量を更に削減することが可能（Ｃ４の容量を削減する方向に制御信号を変更可能）な場合（ステップＳ１９においてＹＥＳ）、ステップＳ５に戻る。

【0049】

こうして、交流電位差Ｖ１２の絶対値が小さくなる方向に（交流電位差Ｖ１の絶対値と交流電位差Ｖ２の絶対値とが等しい値になるように）、バリアブルコンデンサＣ３，Ｃ４の容量を自動的に最適化することができ、より適切なノイズ対策を実施することが可能となる。判定部１１３ｅと制御部１１４ｅの動作を表２に示す。

【0050】

【表2】

【0051】

なお、図６、図８、図１０に示した処理は、例えばフィールド機器１ｃ，１ｄ，１ｅの電源が投入されたときに１回実施してもよいし、一定時間毎に実施してもよいし、作業員から指示があったときに実施してもよい。

【0052】

第１、第２の実施例で説明した判定部１１３，１１３ｄ，１１３ｅは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタ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。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１、第２の実施例で説明した処理を実行する。

【0053】

第１、第２の参考例および第１、第２の実施例では、ノイズ対策回路１１，１１ａ〜１１ｅをフィールド機器１，１ａ〜１ｅの内部に設けたが、これに限るものではなく、ノイズ対策回路１１，１１ａ〜１１ｅをフィールド機器１，１ａ〜１ｅの外部に設けるようにしてもよい。ただし、ノイズ対策回路１１，１１ａ〜１１ｅの地点のアースとフィールド機器１，１ａ〜１ｅの地点のアースとの距離が長くなることを避けるため、ノイズ対策回路１１，１１ａ〜１１ｅをフィールド機器１，１ａ〜１ｅの近傍に設けることが望ましい。

【0054】

第１の参考例および第１の実施例では、スイッチＳＷ１とコンデンサＣ１とを直接的に接続した回路を第１の容量調整部１２−１とし、スイッチＳＷ２とコンデンサＣ２とを直接的に接続した回路を第２の容量調整部１２−２としているが、容量調整部１２−１，１２−２はこのような形態に限るものではない。例えばスイッチＳＷ１とコンデンサＣ１との間、およびスイッチＳＷ２とコンデンサＣ２との間のそれぞれに、抵抗等の素子や回路が挿入されていてもよい。すなわち、コンデンサＣ１，Ｃ２は、それぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２と同列状に電源線とアースとの間に挿入され、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と直接的または間接的に接続されていればよい。

【0055】

図３、図７に示した第１の容量調整部１２−１ａにおいてもスイッチＳＷ１とコンデンサＣ１とを含む回路を１電源線あたり複数個設けるようにすればよく、個々のコンデンサＣ１は同列のスイッチＳＷ１と直接的または間接的に接続されていればよい。同様に、第２の容量調整部１２−２ａにおいてもスイッチＳＷ２とコンデンサＣ２とを含む回路を１電源線あたり複数個設けるようにすればよく、個々のコンデンサＣ２は同列のスイッチＳＷ２と直接的または間接的に接続されていればよい。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明は、フィールド機器のノイズ対策に適用することができる。

【符号の説明】

【0057】

１，１ａ〜１ｅ…フィールド機器、１０…内部回路、１１，１１ａ〜１１ｅ…ノイズ対策回路、１２−１，１２−１ａ，１２−１ｂ，１２−２，１２−２ａ，１２−１ｂ…容量調整部、１１０〜１１２…測定部、１１３，１１３ｄ，１１３ｅ…判定部、１１４，１１４ｄ，１１４ｅ…制御部、Ｌ１，Ｌ２…電源線、Ａ…アース、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、Ｃ３，Ｃ４…バリアブルコンデンサ、ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】