特許 7535841 分散型制御システム構成要素のサージ保護のための方法及び装置

(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】

(24)【登録日】2024-08-08

(45)【発行日】2024-08-19

(54)【発明の名称】分散型制御システム構成要素のサージ保護のための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20240809BHJP

   G05B 19/042 20060101ALI20240809BHJP

   H02H 9/02 20060101ALI20240809BHJP

   H02H 9/04 20060101ALI20240809BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 301A

H02J13/00 301D

G05B19/042

H02H9/02

H02H9/04

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018144847

(22)【出願日】2018-08-01

(65)【公開番号】P2019033661

(43)【公開日】2019-02-28

【審査請求日】2021-07-28

【審判番号】

【審判請求日】2023-06-13

(31)【優先権主張番号】15/666,330

(32)【優先日】2017-08-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512132022

【氏名又は名称】フィッシャー－ローズマウント システムズ，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ブレッド ジェフリー ウィルソン

(72)【発明者】

【氏名】マイケル ヘイズ トルイット

【合議体】

【審判長】高野 洋

【審判官】稲葉 崇

【審判官】寺谷 大亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１４３４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－３０８６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平２－９５１９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００３－３７９３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

G05B 19/04-19/05

H01C 7/02-7/22

H02H 7/00

H02H 7/10-7/20

H02H 9/00-9/08

H02J 13/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィールドデバイスに電気的に結合されるための端子ブロックであって、前記端子ブロックが、
入力電圧が第１の閾値を満たしたときに前記入力電圧を動作電圧に下げるためのサージプロテクタと、
前記入力電圧が前記第１の閾値を満たしたときに状態メッセージを発生させるための通信インターフェースと、を備える端子ブロックを含む装置。

【請求項2】

前記サージプロテクタが、前記入力電圧が前記第１の閾値を満たしたときに、前記入力電圧で電力供給される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記第１の閾値が、第２の閾値を満たす前記入力電圧の振幅、または、何回、前記入力電圧の前記振幅が前記第２の閾値を満たしたかに対応する計数器に基づいている、請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記状態メッセージが、前記サージプロテクタの健康状態を含み、前記健康状態が前記端子ブロックまたは前記サージプロテクタの取り替えを示す、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。

【請求項5】

前記端子ブロックに接続されるＩ／Ｏモジュールと、前記Ｉ／Ｏモジュールの入力電流が第２の閾値を満たしたときに、前記Ｉ／Ｏモジュールの前記入力電流を下げるための電流制限モジュールと、前記入力電流が前記第２の閾値を満たしたときに、前記状態メッセージを制御装置に送信するための前記通信インターフェースであって、前記状態メッセージが前記入力電流の値を含む、通信インターフェースと、をさらに含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。

【請求項6】

電流制限モジュールであって、
前記端子ブロックの漏れ電流を測定し、
前記漏れ電流を第２の閾値と比較するための、電流制限モジュールと、
前記漏れ電流が前記第２の閾値を満たしたときに、前記状態メッセージを制御装置に送信するための前記通信インターフェースであって、前記状態メッセージが前記漏れ電流の値を含む、通信インターフェースと、をさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。

【請求項7】

Ｉ／Ｏモジュール及びフィールドデバイスに電気的に結合された端子ブロックに埋め込まれたサージプロテクタへの入力電圧を測定することと、
前記入力電圧が第１の閾値を満たしたときに、前記サージプロテクタにより、前記入力電圧を動作電圧に下げることと、
前記入力電圧が前記第１の閾値を満たしたときに、状態メッセージを発生させることと、を含む、方法。

【請求項8】

前記入力電圧が前記第１の閾値を満たしたときに、前記入力電圧で前記サージプロテクタに電力供給を行うことをさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第１の閾値を満たすことが、前記入力電圧の振幅を基準電圧振幅と比較することを含む、請求項７または８に記載の方法。

【請求項10】

前記入力電圧が前記第１の閾値を満たすことに応じて、計数器の値を第２の閾値と比較することをさらに含み、前記値が、何回、前記入力電圧の振幅が前記第１の閾値を満たしたかに対応する、請求項７から９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記状態メッセージが、前記サージプロテクタの健康状態を含み、前記健康状態が前記端子ブロックまたは前記サージプロテクタの取り替えを示す、請求項７から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

入力電流が第２の閾値を満たしたときに、前記Ｉ／Ｏモジュールの前記入力電流を下げることと、前記入力電流が前記第２の閾値を満たしたときに、前記状態メッセージを制御装置に送信することであって、前記状態メッセージが前記入力電流の値を含む、送信することと、をさらに含む、請求項７から１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記端子ブロックの漏れ電流を測定することと、
前記漏れ電流を第２の閾値と比較することと、
前記漏れ電流が前記第２の閾値を満たしている場合、前記状態メッセージを制御装置に送信することであって、前記状態メッセージが前記漏れ電流の値を含む、送信することと、をさらに含む、請求項７から１２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

実行されると、機械に、少なくとも以下
Ｉ／Ｏモジュール及びフィールドデバイスに電気的に結合された端子ブロックに埋め込まれたサージプロテクタへの入力電圧を測定することと、
前記入力電圧が第１の閾値を満たしたときに、前記サージプロテクタにより、前記入力電圧を動作電圧に下げることと、
前記入力電圧が前記第１の閾値を満たしたときに、状態メッセージを発生させることと、を行わせる命令を含む、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項15】

実行されると、前記機械に、前記入力電圧が前記第１の閾値を満たしたときに、前記入力電圧での前記サージプロテクタへの電力供給を少なくとも行わせる命令をさらに含む、請求項１４に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項16】

前記第１の閾値を満たすことが、前記入力電圧の振幅を基準電圧振幅と比較することを
含む、請求項１４または１５に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項17】

前記命令は、実行されると、前記機械に、前記入力電圧が前記第１の閾値を満たすことに応じて、計数器の値を第２の閾値と比較することをさらに行わせ、前記値が、何回、前記入力電圧の振幅が前記第１の閾値を満たしたかに対応する、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項18】

前記状態メッセージが、前記サージプロテクタの健康状態を含み、前記健康状態が、前記端子ブロックまたは前記サージプロテクタの取り替えを示す、請求項１４から１７のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項19】

実行されると、前記機械に、入力電流が第２の閾値を満たしたときに、少なくとも前記Ｉ／Ｏモジュールの前記入力電流を下げさせ、前記入力電流が前記第２の閾値を満たしたときに前記状態メッセージを制御装置に送信させる命令をさらに含み、前記状態メッセージが前記入力電流の値を含む、請求項１４から１８のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【請求項20】

実行されると、前記機械に、少なくとも、以下
前記端子ブロックの漏れ電流を測定することと、
前記漏れ電流を第２の閾値と比較することと、
前記漏れ電流が前記第２の閾値を満たしている場合、前記状態メッセージを制御装置に送信することであって、前記状態メッセージが前記漏れ電流の値を含む、送信することと、を行わせる命令をさらに含む、請求項１４から１９のいずれか１項に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、プロセス制御システムに関し、より具体的には、分散型制御システム構成要素のサージ保護のための方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、化学、石油、及び／または他のプロセスで使用されるシステムのようなプロセス制御システムは、それらの先行のものよりも多い処理電力を含むフィールドデバイスの激増に従って次第に複雑さを増してきている。現世代のプロセス制御システムは、プロセス制御環境の異なる側面を測定しかつ／または制御するための、より多数の、かつより多くの種類のフィールドデバイスまたは器具を含む。プロセス制御システム内のデバイスも、早期故障を引き起こす可能性のある、水分、広温度範囲、電力品質の乱れ、落雷などに晒される状態の困難な屋外環境にあることがある。

【発明の概要】

【0003】

分散型制御システム構成要素のサージ保護のための方法、装置、及び製品が開示される。例示的な装置は、フィールドデバイスに電気的に結合されるための端子モジュールであって、入力電圧が閾値を満たしたときに入力電圧を動作電圧に下げるためのサージプロテクタを含む、端子モジュールと、入力電圧が閾値を満たしたときに状態メッセージを発生させるためのサージ保護論理解析器と、を含む。

【0004】

例示的な方法は、Ｉ／Ｏモジュール及びフィールドデバイスに電気的に結合された端子ブロックに埋め込まれたサージプロテクタへの入力電圧を測定することと、入力電圧が第１の閾値を満たしたときに入力電圧を動作電圧に下げることと、入力電圧が第１の閾値を満たしたときに状態メッセージを発生させることと、を含む。

【0005】

例示的な非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、実行されると、機械に、少なくとも、Ｉ／Ｏモジュール及びフィールドデバイスに電気的に結合された端子ブロックに埋め込まれたサージプロテクタへの入力電圧を測定させ、入力電圧が第１の閾値を満たしたときに入力電圧を動作電圧に下げさせ、かつ入力電圧が第１の閾値を満たしたときに状態メッセージを発生させる命令を含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の教示による、例示的な分散型制御システム制御装置に含まれている例示的サージプロテクタ装置の概略図である。

【図2】本開示の教示による、別の例示的分散型制御システム制御装置に含まれている例示的なサージプロテクタ装置の別の概略図である。

【図3】本開示の教示による、さらに別の例示的な分散型制御システム制御装置に含まれている例示的なサージプロテクタ装置のさらに別の概略図である。

【図4】図１～３の例示的なサージプロテクタ装置の例示的な実装形態のブロック図である。

【図5】分散型制御システム構成要素のサージ保護のために図１～４の例示的なサージ保護プロテクタ装置を使って行われ得る例示的な方法を表すフローチャートである。

【図6】分散型制御システム構成要素のサージ保護のために図１～４の例示的なサージ保護プロテクタ装置を使って行われ得る例示的な方法を表すフローチャートである。

【図7】分散型制御システム構成要素のサージ保護のために図１～４の例示的なサージ保護プロテクタ装置を使って行われ得る例示的な方法を表すフローチャートである。

【図8】機械可読命令を実行して、図５～７の方法を実施するように構造化された例示的なプロセッサプラットフォーム、及び図１～４の例示的なサージプロテクタ装置のブロック図である。

【0007】

図は、正確な縮尺で描かれていない。可能な限り、図面及び付随する書面による「発明を実施するための形態」全体を通して、同じ参照番号が、同じまたは同様の部分を指すように使用されることになる。

【発明を実施するための形態】

【0008】

分散型制御システムなどのプロセス制御システムは、データ取得分解能、処理電力、及び信号調整が高められた個々の構成要素が開発されるにつれて、益々、複雑になっている。分散型制御システム（ＤＣＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）は、動作の様々な側面が、例えば、構成要素を製造すること、化学原料を処理することなどのプロセス制御環境において実施されるようにモニタしかつ／または制御するのに使用される。ＤＣＳは、通常、制御装置が、様々な入力フィールドデバイス及び／または器具から信号を取得し、かつ様々な出力フィールドデバイス及び／または器具を制御することを可能にする、付随する入力／出力（Ｉ／Ｏ：Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）モジュールを備える複数の制御装置（例えば、電子制御装置、プログラマブルコントローラなど）を含む。Ｉ／Ｏモジュールは、入力、出力、及び／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。

【0009】

本明細書で使用される際、「フィールドデバイス」または「器具」という用語は、プロセス制御システム全体にわたって、プロセス制御システムの様々な態様（例えば、他のプロセス制御デバイスなど）を測定しかつ／または制御するのに使用され得る、例えば、作動装置、作動装置組立体、作動装置制御装置、作動装置位置決め装置、センサ、送信装置、バルブ組立体などの制御デバイスを指す。

【0010】

典型的なＤＣＳは、プロセス制御環境の近くに制御機能を局在化させることによって、確実性を高め、設置費用を縮小するように、プロセス制御環境全体にわたって分散されているが、プロセス制御環境のモニタリング及び監視制御を遠隔で有効にする制御装置を含む。いくつかの例において、プロセス制御環境に近い、ＤＣＳ制御装置及び／または遠隔Ｉ／Ｏモジュールは、電流スパイク、電圧スパイクなどの電気スパイクを含む、困難な環境条件及び／または動作条件に晒されることにより、瞬間のまたは早められた障害に見舞われる可能性がある。

【0011】

電気スパイクとは、電気回路内の、電圧（例えば、電圧スパイクなど）、電流（例えば、電流スパイクなど）、または移動エネルギー（例えば、エネルギースパイクなど）における速く短い持続時間の電気的過渡現象である。電気スパイクとは、直接結合（例えば、直撃雷など）または誘導結合のいずれかを通した、電磁パルス（ＥＭＰ：ＥｌｅｃｔｏｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｐｕｌｓｅ）の結果である。誘導結合の例は、単線に誘導的に結合された照明システム下方導体の下方への稲妻に端を発するＥＭＰ移動を含んでもよく、この場合、単線の近くの並列導体が、ＥＭＰに対応する電圧を引き上げる。電圧スパイクの影響は、対応する電流の上昇をもたらすことにある（例えば、電流スパイクなど）。結果として、電圧のかなりの上昇が、電流スパイクを引き起こし、ヒューズが開く、バイポーラトランジスタが故障するなどの結果をもたらすことがある。あるいは、電流スパイクが、電圧スパイクを誘導する場合がある。例えば、誘導子に蓄えられた初期放電電流が、電圧をもたらす場合がある。結果として、電流のかなりの上昇が、電界効果トランジスタ、コンデンサなどの電気構成要素に損傷をもたらす可能性がある電圧レベルを誘導することがある。

【0012】

電気スパイクは、ＤＣＳ制御装置、ＤＣＳ Ｉ／Ｏモジュールなどの損傷を引き起こし
、かつ／またはそれの故障を早める可能性がある。例えば、落雷が、フィールドデバイス（例えば、作動装置、センサなど）に結合された金属構造物（例えば、管、タンクなど）に接触することがある。落雷は、電圧スパイクを、フィールドデバイスから、フィールドデバイスに電気的に結合されたＤＣＳ Ｉ／Ｏモジュールへ移動させることがある。電圧スパイクは、ＤＣＳ Ｉ／Ｏモジュール、対応するＤＣＳ制御装置などに損傷を与えることがある。

【0013】

［先行のＤＣＳ実装形態では、ＤＣＳ制御装置及びＤＣＳ Ｉ／Ｏモジュールは、ＤＩＮレールマウント型サージ保護端子ブロックなどの外部サージ抑制ソリューションによって保護されている。これらの外部サージ抑制ソリューションに対する欠点は、それらが、電気筐体内部にさらなる空間を占めることにある。ＤＩＮレールマウント型サージ保護端子ブロックは、サージ保護回路網を介して電気的に結合された、入力端子及び出力端子を含む。このような先行の実装形態では、フィールドデバイスは、ＤＩＮレールマウント型サージ保護端子ブロックの入力に電気的に結合されている。ＤＩＮレールマウント型サージ保護端子ブロックの出力は、ＤＣＳ制御装置、ＤＣＳ制御装置Ｉ／Ｏモジュールなどの入力に電気的に結合されている。

【0014】

本明細書に開示されている例示的サージプロテクタ装置は、ＤＣＳ制御装置のサージ保護の働きをする。いくつかの本開示の例では、ＤＣＳ制御装置は、サージプロテクタ装置を含む。例えば、サージプロテクタ装置は、ＤＣＳ制御装置と同じ機械構造（例えば、ハウジング組立体、ハウジング構造物など）であってもよい。このような例では、サージプロテクタ装置は、同じ機械構造内、ＤＣＳ制御装置機械構造に結合されたベースプレート機械構造（例えば、ＤＣＳ制御装置ベースプレートなど）内などで、ＤＣＳ制御装置に電気的に結合されている。それに加え、または別法として、例示的サージプロテクタ装置は、ＤＣＳ制御装置Ｉ／Ｏモジュール、ＤＣＳ制御装置Ｉ／Ｏモジュール端子ブロックなどと同じ機械構造にあってもよい。ＤＣＳ制御装置、ＤＣＳ制御装置ベースプレート、ＤＣＳ Ｉ／Ｏモジュール、ＤＣＳ Ｉ／Ｏモジュール端子ブロックなどに例示的サージプロテクタ装置を含めることによって、ＤＩＮレールマウント型サージ保護端子ブロックなどの外部独立型サージ保護モジュールへの必要が減らされる。様々なＤＣＳ構成要素（例えば、ＤＣＳ制御装置、ＤＣＳ制御装置ベースプレートなど）のうちの１つに例示的サージプロテクタ装置を統合することによって、様々なＤＣＳ構成要素の電力品質の状態、及び１つ以上のサージ抑制構成要素の状態をモニタすること、ＤＣＳ制御装置へデータパケットを送信すること、などの追加の機能性が組み込まれ得る。

【0015】

［いくつかの本開示の例において、サージプロテクタ装置は、入力電圧を安全レベル（例えば、構成要素の標準動作範囲内の電圧など）に下げるための電圧制限モジュールを含む。例えば、サージプロテクタ装置は、過渡電圧抑制装置（例えば、背向ダイオード組立体、金属酸化物バリスタ、ガス放電管など、及び／またはそれらの組み合わせ）を含んでもよい。いくつかの本開示の例において、サージプロテクタ装置は、入力電流を安全レベル（例えば、構成要素の標準動作範囲内の電流など）に下げるための電流制限モジュールを含む。例えば、サージプロテクタ装置は、過渡電流抑制装置（例えば、高速電流制限装置など）を含んでもよい。いくつかの本開示の例において、サージプロテクタ装置は、１つ以上のフィルタを含む。例えば、サージプロテクタ装置は、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタなど、及び／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。

【0016】

いくつかの本開示の例において、サージプロテクタ装置は、１つ以上の電圧制限モジュール及び１つ以上の電流制限モジュールの両方を含む。電圧制限回路網の非線形クランピング効果により、サージ保護装置に入るエネルギー全体が、分路されることができないことがあり、結果として、残留減衰電圧により、通過電流が通るのを許すことがある。通過
電流が電圧制限回路網を通過するのを受けて、残留電流を、許容可能レベル、非破壊レベルなどに下げるのに、電流制限モジュールが使用されてもよい。

【0017】

いくつかの本開示の例において、サージプロテクタ装置は、１つ以上の機械的及び／または電気的表示器を含む。例えば、サージプロテクタ装置は、説明文付きの色付き面、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）表示器などを含んでもよい。いくつかの本開示の例において、サージプロテクタ装置は、ＤＣＳ制御装置、フィールドデバイスなどと通信を行うための１つ以上の通信インターフェースを含む。例えば、サージプロテクタ装置は、イーサネットベースインターフェース、光ファイバベースインターフェースなどの有線通信インターフェースを含んでもよい。別の例において、サージプロテクタ装置は、セルラー、近距離無線通信（ＮＦＣ：Ｎｅａｒ－Ｆｉｅｌｄ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）インターフェース、Ｗｉ－Ｆｉインターフェース（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）インターフェースなど）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェースなどの無線通信インターフェースを含んでもよい。

【0018】

いくつかの本開示の例において、サージプロテクタ装置は、閾値を満たしている入力信号に基づき、通信メッセージ、状態メッセージなどの警報を発生させる。例えば、サージプロテクタ装置は、入力電圧の振幅が閾値を満たしたときに（例えば、振幅が、３０ボルト直流（ＶＤＣ：Ｖｏｌｔ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）、５０ＶＤＣ、１００ボルト交流（ＶＡＣ：Ｖｏｌｔ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）などよりも大きい）、警報を発生させてもよい。別の例において、サージプロテクタ装置は、入力電流、漏れ源流などが閾値を満たしたときに（例えば、入力電流が１．５アンペアよりも大きい、漏れ電流が１００ミリアンペアよりも大きい、など）、警報を発生させてもよい。

【0019】

いくつかの本開示の例において、サージプロテクタ装置は、サージプロテクタ装置の健康または状態に基づき、警報を発生させる。例えば、サージプロテクタ装置は、サージプロテクタ装置が作動状態である、サージプロテクタ装置が損傷している、サージプロテクタ装置が低下している、サージプロテクタ装置が非応答状態である、などを示す通信メッセージを発生させ、それを、イーサネットを介してＤＣＳ制御装置に送信してもよい。

【0020】

図１は、本開示の教示による、例示的ＤＣＳ制御装置組立体１０２に含まれている例示的サージプロテクタ１００の概略図である。ＤＣＳ制御装置組立体１０２は、第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６を含む。図示例において、第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６は、特徴付けモジュール（ＣＨＡＲＭ：Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ）Ｉ／Ｏカード（ＣＩＯＣ：Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ
ｍｏｄｕｌｅ Ｉ／Ｏ Ｃａｒｄ）である。別法として、任意の他の個数またはタイプの電気制御装置が、使用されてもよい。第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６は、センサ測定値を得て処理する、センサ測定値を外部制御装置及び／またはＤＣＳに送信するなど、データ取得及び制御動作を行う。図示例において、第２の制御装置１０６は、第１の制御装置１０４に対する代替要員である。例えば、第２の制御装置１０６は、第１の制御装置１０４が非応答状態（例えば、損傷している、非動作状態であるなど）であるときに、一次データ取得及び制御責任を担ってもよい。

【0021】

図１の図示例において、第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６は、端子ブロック１１０を介して、Ｉ／Ｏモジュール１０８に電気的に結合されている。Ｉ／Ｏモジュール１０８は、ベースプレート１１２に直脱自在に結合されている端子ブロック１１０に着脱自在に結合されている。図示例において、第１のフィールドデバイス１１４は、端子ブロック１１０のうちの第１の端子ブロックを介して、Ｉ／Ｏモジュール１０８のうちの第１のＩ／Ｏモジュールに電気的に結合されている。

【0022】

図示例において、Ｉ／Ｏモジュール１０８は、ＣＨＡＲＭである。別法として、デーダ取得及び制御用に使用される任意の他のタイプの入力及び／または出力モジュールが使用されてもよい。各ＣＨＡＲＭは、第１の制御装置１０４と第２の制御装置１０６とのための個々の入力及び／または出力チャネルである。例えば、Ｉ／Ｏモジュール１０８のそれぞれのＩ／Ｏモジュールが、アナログ入力または出力チャネル、デジタル入力または出力チャネル、中継チャネルなどであってもよい。Ｉ／Ｏモジュール１０８のそれぞれが、アナログ－デジタル（Ａ／Ｄ：Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路網、信号絶縁回路網などを含んでもよい。例えば、第１のＩ／Ｏモジュール１０８が、第１のフィールドデバイス１１４から得られた４～２０ミリアンペア測定値を、デジタル値（例えば、１６ビットＡ／Ｄ変換器の場合は０～６５５３６の範囲の値、など）に変換してもよい。第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６は、第１のＩ／Ｏモジュール１０８からデジタル値を得てもよい。

【0023】

図示例において、端子ブロック１１０は、ＣＨＡＲＭ端子ブロックである。別法として、任意の他のタイプの端子ブロックまたは電気的インターフェースが使用されてもよい。各ＣＨＡＲＭ端子ブロックは、現場配線に端子接続具を提供する直脱自在な端子ブロックである。端子ブロック１１０は、１つ以上の出力端子に電気的に結合された１つ以上の入力端子を含む。例えば、第１の端子ブロック１１０は、第１のフィールドデバイス１１４からの有線接続具で電気的に結合するための、押し込み式端子接続具、ネジ端子接続具、スプリングケージ端子接続具などを含む１つ以上の入力端子を含んでもよい。別の例において、第１の端子ブロック１１０は、第１のＩ／Ｏモジュール１０８に、第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６に、ベースプレート１１２に、など、電気的に結合するための１つ以上の出力端子（例えば、押し込み式端子接続具、ネジ端子接続具など）を含んでもよい。

【0024】

図示例において、端子ブロック１１０は、対応するＣＨＡＲＭに物理的ラッチ機構を提供する。例えば、第１の端子ブロック１１０は、第１のＩ／Ｏモジュール１０８が所定位置に機械的に固定されるのを確実にするように、１つ以上の機械的ラッチを使って、第１のＩ／Ｏモジュール１０８にラッチ留めされてもよい。さらに別の例において、第１の端子ブロック１１０は、第１の端子ブロック１１０からＩ／Ｏモジュール１０８を取り外すのに、１つ以上の機械的ラッチを外すことによって、第１のＩ／Ｏモジュール１０８から外されてもよい。

【0025】

図示例において、ベースプレート１１２は、ＣＨＡＲＭベースプレートである。別法として、任意の他のタイプのベースプレートまたはハードウェア境界面が使用されてもよい。例えば、ベースプレート１１２は、電源とバス（例えば、通信バスなど）とを交互配置したコネクタまたは接続具を含むＤＩＮレールマウント型機械的構造物であってもよい。図示例において、ベースプレート１１２は、１２個のＩ／Ｏモジュール１０８及び１２個の端子ブロック１１０を支持している。別法として、１２個よりも少ないまたは多いＩ／Ｏモジュール１０８が支持または使用されてもよい。それに加え、ベースプレート１１２は、通信インターフェース１１６及びアドレスプラグ１１８（例えば、ネットワークトポロジにおいて、第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６のネットワークアドレスを調整することのできるハードウェアデバイスなど）を含む。例えば、通信インターフェース１１６は、有線通信インターフェース（例えば、イーサネットインターフェース、シリアル通信インターフェース（例えば、ＲＳ－２３２、ＲＳ－４８５など）など）、または無線通信インターフェース（例えば、ＮＦＣ、Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）であってもよい。

【0026】

図示例において、第１のフィールドデバイス１１４は、圧力測定値を４～２０ミリアンペア電気出力に変換する圧力変換装置である。別法として、任意の他のタイプのフィール
ドデバイスが使用されてもよい。例えば、第１のフィールドデバイス１１４は、２線式測定（例えば、４～２０ミリアンペア信号など）を介した圧力測定値を、第１の端子ブロック１１０を介して第１のＩ／Ｏモジュール１０８に送信してもよい。

【0027】

図１の図示例において、サージプロテクタ１００は、Ｉ／Ｏモジュール１０８にある。図示例において、サージプロテクタ１００は、Ｉ／Ｏモジュール１０８内で制御回路網１２０に電気的に結合されている。制御回路網１２０は、ベースプレート１１２において、「＋Ｖ」で示された電力接続具、及び「－Ｖ」で示された電力リターン接続具に、電気的に結合されている。それに加え、または別法として、制御回路網１２０は、任意の他の個数及び／またはタイプの接続具でベースプレート１１２に電気的に結合されていてもよい。

【0028】

図示例において、サージプロテクタ１００は、第１の端子ブロック１１０の接続具「２」及び「４」を介して、第１のフィールドデバイス１１４に電気的に結合されている。いくつかの例において、サージプロテクタ１００は、入力電圧が閾値を満たしたときに、第１のフィールドデバイス１１４からの入力信号の電圧を下げる。例えば、サージプロテクタ１００は、入力電圧の振幅を閾値と比較して、振幅が閾値を満たしているかどうか（例えば、振幅が、５０ＶＤＣ、１００ＶＡＣなどよりも大きい）を判断してもよい。例示的サージプロテクタ１００は、電圧入力を、制御回路網１２０、第１のＩ／Ｏモジュール１０８、第１の制御装置１０４、第２の制御装置１０６などの標準動作範囲内の電圧などの安全レベルに下げてもよい。

【0029】

いくつかの例において、サージプロテクタ１００は、入力電流が閾値を満たしたときに、第１のフィールドデバイス１１４からの入力信号の電流を下げる。例えば、サージプロテクタ１００は、入力電流を閾値と比較して、入力電流が閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、０．５アンペア、１．５アンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。サージプロテクタ１００例は、入力電流を、制御回路網１２０、第１のＩ／Ｏモジュール１０８、第１の制御装置１０４、第２の制御装置１０６などの標準動作範囲内の電流などの安全レベルに下げてもよい。

【0030】

いくつかの例において、サージプロテクタ１００は、閾値を満たしている入力電圧、入力電流、漏れ電流など基づき、警報を発生させる。例えば、サージプロテクタ１００は、サージプロテクタ１００が作動状態である、入力電圧が閾値を満たした、入力電流が閾値を満たした、などのときに、電気的表示器１２２の作動を指図してもよい。図示例において、電気的表示器１２２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。それに加え、または別法として、任意の他のタイプの電気的表示器が使用されてもよい。例えば、電力サージ事象の前、または、サージプロテクタ１００が良好な健康または動作状態にあることが分かっている期間中、電気的表示器は、非作動または無給電の状態であってもよい。このような例では、電力サージ事象中もしくはその後、または、サージプロテクタ１００が低下している（例えば、損傷しているなど）または非動作であることが分かっている期間中、サージプロテクタ１００は、電気的表示器１２２に電力供給を行ってもよい（例えば、ＬＥＤの電源が入る、など）。

【0031】

別法として、電気的表示器１２２は、第１のＬＥＤ（例えば、緑ＬＥＤなど）が電力サージ事象前に有効にされ得るマルチＬＥＤ光源などであってもよい。このような例では、電力サージ中またはその後など、第１のＬＥＤが無効にされる一方、第２のＬＥＤ（例えば、赤ＬＥＤなど）が有効にされてもよい。別法として、任意の他の色または個数の電気的表示器が使用されてもよい。それに加え、または別法として、例示的サージプロテクタ１００の健康状態または動作状態の変化を明示するのに、任意の他の電気的表示器が使用されてもよい。

【0032】

いくつかの例において、サージプロテクタ１００は、サージプロテクタ１００が作動状態である、入力電圧が閾値を満たした、入力電流が閾値を満たした、などのときに、作動可能面１２４（例えば、作動させることができる説明文付きの色付き面など）の作動を指図する。図示例において、作動可能面１２４は、バネ式機構を介して第１のＩ／Ｏモジュール１０８に動作可能に結合されている。別法として、枢軸支持具（例えば、ジンバルなど）などの任意の他のタイプの機械的機構が使用されてもよい。例えば、作動可能面１２４は、作動可能面１２４が第１の色であり、かつ／または第１の説明文を表示する、第１の状態にあってもよい。このような例では、作動可能面１２４は、緑であってもよく、「ＯＫ状態」と表示された文字を表示する。このような例では、作動可能面１２４は、作動可能面１２４が、第１の色及び／または第１の説明文の代わりに、第２の色であり、かつ／または第２の説明文を表示する、第２の状態に変わるように作動させられてもよい。このような例では、作動可能面１２４は、赤であってもよく、「サージ稼働中」と表示された文字を表示する。それに加え、または別法として、任意の他の色、文字などが使用されてもよい。

【0033】

いくつかの例において、サージプロテクタ１００は、サージプロテクタ１００が作動状態である、入力電圧が第１の閾値を満たした、入力電流が第２の閾値を満たした、などのときに、サージプロテクタ１００の動作状態（例えば、サージプロテクタ１００が作動状態である、など）、サージプロテクタ１００の健康状態（例えば、サージプロテクタ１００が損傷している、サージプロテクタが非応答状態である、など）などを含む通信メッセージを発生させる。いくつかの例において、入力電圧が第１の閾値を満たした、入力電流が第２の閾値を満たした、などのときに、サージプロテクタ１００は、対応するＩ／Ｏモジュール１０８と一緒に、取り替えられる。

【0034】

いくつかの例において、サージプロテクタ１００は、漏れ電流が閾値を満たしたときに、電気的表示器１２２の作動、作動可能面１２４の作動、警報メッセージの発生などを指図する。例えば、サージプロテクタ１００は、サージプロテクタ１００の回路網内の漏れ電流量を測定してもよい。例えば、サージプロテクタ１００は、サージプロテクタ１００の１つ以上の構成要素が低下するのにつれて増加する漏れ電流量を測定してもよい。結果として、例示的サージプロテクタ１００は、漏れ電流の値をモニタするのに基づき、サージプロテクタ１００の健康状態を判断してもよい。いくつかの例において、サージプロテクタ１００は、漏れ電流を閾値と比較して、漏れ電流が閾値を満たしているかどうか（例えば、漏れ電流が、１０ミリアンペア、１００ミリアンペアなどより大きい）を判断する。場合によっては、漏れ電流が閾値を満たしたときに、サージプロテクタ１００が、対応するＩ／Ｏモジュール１０８と一緒に、取り替えられる。

【0035】

図２は、本開示の教示による、図１の例示的ＤＣＳ制御装置組立体１０２に含まれている、図１の例示的サージプロテクタ１００の別の概略図である。図示例において、サージプロテクタ１００は、端子ブロック１１０にある。図示例において、サージプロテクタ１００は、制御回路網１２０がＩ／Ｏモジュール１０８にある、図１の制御回路網１２０に電気的に結合されている。例示的サージプロテクタ１００は、図１に関連して上に説明されているように、図１の第１のフィールドデバイス１１４からの入力電圧、入力電流などを安全レベルに下げてもよい。例えば、サージプロテクタ１００は、入力電圧が第１の閾値を満たした、入力電流が第２の閾値を満たした、漏れ電流量が第３の閾値を満たした、などのときに、図１に関連して上に説明されているように、図１の電気的表示器１２２を作動させる、図１の作動可能面１２４を作動させる、警報メッセージをさせる、などを行ってもよい。いくつかの例において、入力電圧が第１の閾値を満たした、入力電流が第２の閾値を満たした、漏れ電流量が第３の閾値を満たした、などのときに、サージプロテクタ１００が、対応する端子ブロック１１０と一緒に、取り替えられる。

【0036】

図３は、本開示の教示による、図１及び２の例示的ＤＣＳ制御装置組立体１０２に含まれている、図１及び２の例示的サージプロテクタ１００のさらに別の概略図である。図示例において、サージプロテクタ１００は、ベースプレート１１２にある。図示例において、サージプロテクタ１００は、図１及び２の制御回路網１２０に電気的に結合され、この場合、制御回路網１２０は、Ｉ／Ｏモジュール１０８にある。図示例において、制御回路網１２０は、「ＦＤ＋」及び「ＦＤ－」で指し示されている第１のフィールドデバイス１１４から入力信号を得る。図示例において、サージプロテクタ１００は、「ＣＣ_ｏｕｔ＋」及び「ＣＣ_ｏｕｔ－」で指し示されている制御回路網１２０から処理済み入力信号を得る。例示的サージプロテクタ１００は、図１及び２に関連して上に説明されているように、処理済み入力信号からの入力電圧、入力電流などを安全レベルに下げてもよい。例えば、サージプロテクタ１００は、入力電圧が第１の閾値を満たした、入力電流が第２の閾値を満たした、漏れ電流が第３の閾値を満たした、などのときに、図１及び２に関連して上に説明されているように、図１及び２の電気的表示器１２２を作動させる、図１及び２の作動可能面１２４を作動させる、警報メッセージを発生させる、などを行ってもよい。いくつかの例において、入力電圧が第１の閾値を満たした、入力電流が第２の閾値を満たした、漏れ電流が第３の閾値を満たした、などのときに、サージプロテクタ１００が、ベースプレート１１２と一緒に、取り替えられる。

【0037】

図４は、図１～３の第１のフィールドデバイス１１４からの、または制御回路網１２０を介して第１のフィールドデバイス１１４からの入力信号４００をモニタし、入力信号４００が１つ以上の閾値を満たしたときに（例えば、入力電圧が第１の閾値を満たした、入力電流が第２の閾値を満たしたなど、かつ／またはそれらの組み合わせ）、入力信号４００を安全レベルに下げる、図１～３の例示的サージプロテクタ１００の実装形態例のブロック図である。図示例において、第１のフィールドデバイス１１４は、入力信号４００及び入力信号リターン４０２に電気的に結合されている。いくつかの例において、第１のフィールドデバイス１１４は、接地接続具４０４に電気的に結合され、この場合、接地接続具４０４は、保護アース接続具４０６に電気的に結合されている。

【0038】

図４の図示例において、サージプロテクタ１００は、例示的電圧制限モジュール４０８、例示的フィルタモジュール４１０、第１の例示的電流制限モジュール４１２、第２の例示的電流制限モジュール４１４、及び例示的サージ保護管理部４１６を含む。図示例において、サージ保護管理部４１６は、例示的電力モジュール４１８、例示的サージ保護論理解析器４２０、例示的表示器モジュール４２２、例示的通信インターフェース４２４、及び例示的データベース４２６を含む。別法として、例示的データベース４２６は、例示的サージ保護管理部４１６から、かつ／または例示的サージプロテクタ１００から分離していてもよい。例示的通信インターフェース４２４は、例示的ネットワーク４２８に通信可能に結合されている。例示的ＤＣＳ構成要素４３０、第２の例示的フィールドデバイス４３２、例示的出力信号４３４、及び例示的出力信号リターン４３６がさらに示されている。

【0039】

図４の図示例において、サージプロテクタ１００は、入力電圧をモニタしかつ／または下げるための電圧制限モジュール４０８を含む。本明細書で使用される際、「入力電圧」という用語は、入力信号リターン４０２に関する入力信号４００及び／または接地接続具４０４の電圧を指す。図示例において、電圧制限モジュール４０８は、ガス排出管、金属酸化物バリスタ、過渡電圧抑制装置など、及び／またはそれらの組み合わせである。例えば、電圧制限モジュール４０８は、入力電圧（例えば、入力電圧の振幅など）を基準電圧（例えば、基準電圧の振幅、基準電圧振幅など）と比較してもよい。このような例では、電圧制限モジュール４０８は、入力電圧が閾値を満たしたときに、入力電圧を安全レベルに下げてもよい。例えば、電圧制限モジュール４０８は、入力電圧の振幅が閾値を満たし
たときに（例えば、入力電圧が、５０ＶＤＣ、１００ＶＡＣなどよりも大きい）、入力電圧を下げてもよい。例えば、電圧制限モジュール４０８は、入力電圧が５０ＶＤＣの閾値を満たしたときに、入力電圧を、１００ＶＤＣから２８ＶＤＣに下げてもよく、この場合、２８ＶＤＣは、ＤＣＳ制御装置組立体１０２、Ｉ／Ｏモジュール１０８などの公称（標準）動作電圧である。

【0040】

図４の図示例において、サージプロテクタ１００は、電磁干渉、無線周波干渉などによるノイズをフィルタ処理するためのフィルタモジュール４１０を含む。例えば、フィルタモジュール４１０は、入力信号４００、入力信号リターン４０２、接地接続具４０４、及び／または保護アース４０６にある伝導妨害を抑制してもよい。いくつかの例において、フィルタモジュール４１０は、コモンモード及び／または差動モード干渉を抑制するための１つ以上のフィルタを含む。例えば、フィルタモジュール４１０は、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタなど、及び／またはそれらの組み合わせを含んでもよい。いくつかの例において、フィルタモジュール４１０は、ＤＣ信号、通信信号（例えば、ハイウェイアドレス可能遠隔トランスデューサ（ＨＡＲＴ：Ｈｉｇｈｗａｙ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｒｅｍｏｔｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）信号、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ信号など）などの望ましい信号を変えずにフィルタモジュール４１０に通過させながら、望まれないノイズを抑制する。

【0041】

図４の図示例において、サージプロテクタ１００は、入力信号４００の入力電流をモニタしかつ／または下げるための第１の電流制限モジュール４１２を含む。図示例において、第１の電流制限モジュール４１２は、過渡電流抑制装置である。別法として、任意の他のタイプの電流制限装置が使用されてもよい。例えば、第１の電流制限モジュール４１２は、入力電流を基準電流と比較してもよい。このような例では、第１の電流制限モジュール４１２は、入力電流が閾値を満たしたときに、入力電流を安全レベルに下げてもよい。例えば、第１の電流制限モジュール４１２は、入力電流を閾値と比較して、入力電流が閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、０．５アンペア、１．５アンペアなどよりも大きい、など）を判断してもよい。入力電流が閾値を満たしたのを受けて、第１の例示的電流制限モジュール４１２は、入力電流を安全レベルに下げてもよい。例えば、第１の電流制限モジュール４１２は、入力電流が０．５アンペアの閾値を満たしたときに、入力電流を０．６アンペアから０．２アンペアに下げてもよい。

【0042】

いくつかの例において、第１の電流制限モジュール４１２は、第１の電流制限モジュール４１２の負荷に基づき、電力サージ事象を特徴付けする。例えば、第１の電流制限モジュール４１２は、全負荷、最大能力などで動作している第１の電流制限モジュール４１２に基づき、電力サージ事象が、重大な電力サージ事象である、第一階級の電力サージ事象である、などを判断して、入力電流を安全レベルに下げてもよい。別の例において、第１の電流制限モジュール４１２は、全負荷よりも低いレベル、最大能力よりも低いレベルなどで動作している第１の電流制限モジュール４１２に基づき、電力サージ事象が、深刻ではない電力サージ事象である、第二階級の電力サージ事象である、などを判断して、入力電流を安全レベルに下げてもよい。別法として、第１の電流制限モジュール４１２の負荷に基づいた、電力サージ事象の２つより多いまたは少ない特徴付け、階級などがあってもよい。

【0043】

いくつかの例において、第１の電流制限モジュール４１２は、入力電流が閾値を満たしたときに、第１の電流制限モジュール４１２の出力を作動させ、この場合、出力は、例示的サージ保護管理部４１６に動作可能に結合されている。例えば、サージ保護管理部４１６は、第１の電流制限モジュール４１２が出力を作動させると、第１の電流制限モジュール４１２から入力電流に対応する値を、第１の電流制限モジュール４１２から通信メッセージ（例えば、データパケットなど）を、などと得てもよい。例えば、第１の電流制限モ
ジュール４１２は、第１の電流制限モジュール４１２が出力を作動させると、値を含む通信メッセージ、値が閾値を満たしたことを示す表示器などをサージ保護管理部４１６に送信してもよい。

【0044】

図４の図示例において、サージプロテクタ１００は、入力信号リターン４０２の入力電流をモニタしかつ／または下げるための第２の電流制限モジュール４１４を含む。図示例において、第２の電流制限モジュール４１４は、過渡電流抑制装置である。別法として、任意の他のタイプの電流制限装置が使用されてもよい。図示例において、第２の電流制限モジュール４１４は、第１の電流制限モジュール４１２に関連して上に説明されているように、入力信号リターン４０２に対応する入力電流を安全レベルに下げてもよい。

【0045】

いくつかの例において、第２の電流制限モジュール４１４は、漏れ電流量を測定する。例えば、第２の電流制限モジュール４１４は、漏れ電流量を閾値と比較して、値が閾値を満たしているかどうか（例えば、漏れ電流量が、１０ミリアンペア、１００ミリアンペアなどよりも多い）を判断してもよい。

【0046】

いくつかの例において、第２の電流制限モジュール４１４は、第２の電流制限モジュール４１４の出力を作動させ、この場合、出力は、漏れ電流が閾値を満たしたときに、サージ保護管理部４１６に電気的に結合される。例えば、サージ保護管理部４１６は、第２の電流制限モジュール４１４が出力を作動させると、第２の電流制限モジュール４１４から漏れ電流に対応する値を、第２の電流制限モジュール４１４から通信メッセージ（例えば、データパケットなど）を、など得てもよい。例えば、第２の電流制限モジュール４１４は、自分が出力を作動させると、値を含む通信メッセージ、値が閾値を満たしたことを示す表示器、などをサージ保護管理部４１６に送信してもよい。

【0047】

図４の図示例において、サージプロテクタ１００は、電力サージ事象の評価を管理し、かつ対応するサージ保護動作を調整するためのサージ保護管理部４１６を含む。図示例において、サージ保護管理部４１６は、サージ保護管理部４１６、及びサージ保護管理部４１６の対応する下位モジュール（例えば、サージ保護論理解析器４２０、通信インターフェース４２４など）に電力供給を行うための電力モジュール４１８を含む。いくつかの例において、電力モジュール４１８は、電源（例えば、ＡＣ－ＤＣ変換器、ＤＣ－ＤＣ変換器など）を使って、電力を提供する。別法として、例示的電力モジュール４１８は、バッテリー源（例えば、リチウム－イオンバッテリなど）、熱電子発生器、エネルギーファーミング装置、誘導性電力源、電磁電力源などを使って、電力を提供してもよい。

【0048】

いくつかの例において、電力モジュール４１８は、電力サージ事象電力を使って、電力を提供する。例えば、電力モジュール４１８は、電力サージ事象（例えば、落雷、短絡など）中、入力電圧を使って、電力を提供してもよい。このような例では、電力モジュール４１８は、電力サージ事象の前に、サージ保護管理部４１６を無給電状態、低給電状態（例えば、スリープモードなど）などに維持してもよい。電力サージ事象を受けて、例示的電力モジュール４１８は、電力サージ事象からの電力を使って、例示的サージ保護管理部４１６に電力供給を行ってもよい。ある期間が経過した後、電力モジュール４１８は、サージ保護管理部４１６を無給電状態、低給電状態などに戻してもよい。例えば、サージ保護管理部４１６の下位モジュールが、１つ以上の作業を完了してもよい（例えば、通信インターフェース４２４が、サージプロテクタ１００の健康状態を、ネットワーク４２８を介してＤＣＳ構成要素４３０に送信してもよい、など）。このような例では、例示的サージ保護管理部４１６の下位モジュールが１つ以上の作業を完了したのを受けて、例示的電力モジュール４１８は、サージ保護管理部４１６を、無給電状態、低給電状態などに戻してもよい。場合によっては、電力モジュール４１８は、いつ電力モジュール４１８がサージ保護管理部４１６に電力供給を行ったかに対応するタイプスタンプ、何回、電力モジュ
ール４１８がサージ保護管理部４１６に電力供給を行ったかに対応する計数器の値、などの情報をデータベース４２６に格納する。

【0049】

図４の図示例において、サージ保護管理部４１６は、サージプロテクタ１００の健康状態及び／または電力サージ事象の動作状態をモニタするためのサージ保護論理解析器４２０を含む。いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、電圧制限モジュール４０８の入力信号４００、入力信号リターン４０２、及び出力、また第１の電流制限モジュール４１２及び第２の電流制限モジュール４１４の出力などに基づき、サージプロテクタ１００の健康状態をモニタする。

【0050】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、漏れ電流を１つ以上の閾値と比較して、漏れ電流が１つ以上の閾値を満たしているかどうかを判断することによって、サージプロテクタ１００の健康状態を判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、漏れ電流を第１の閾値と比較して、漏れ電流が第１の閾値を満たしているかどうか（例えば、漏れ電流が、５００ミリアンペア、７５０ミリアンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。このような例では、第１の閾値は、サージプロテクタ１００が第１の低下状態にあるのに対応していてもよく、この場合、第１の低下状態は、サージプロテクタ１００が取り替えを必要とするのに対応する（例えば、サージプロテクタ１００が故障している、非応答状態である、など）。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、漏れ電流を第２の閾値と比較して、漏れ電流が第２の閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、１０ミリアンペア、１００ミリアンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。このような例では、第２の閾値は、サージプロテクタ１００が第２の低下状態にあるのに対応していてもよく、この場合、第２の低下状態は、サージプロテクタ１００が動作中であるが、低下した状態にあるのに対応する。

【0051】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、入力電圧の値、入力電流の値などに基づき、サージプロテクタ１００の健康状態を判断する。場合によっては、サージ保護論理解析器４２０は、入力電圧、入力電流などが閾値を満たしているかどうかに基づき、サージプロテクタ１００の健康状態を判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、入力電圧の上昇する値、入力電流の上昇する値などに基づき、例示的サージプロテクタ１００が低下している、また、閾値を満たしている入力電圧、入力電流などに基づき、サージプロテクタ１００が非動作または非応答の健康状態を有する、などを判断してもよい。

【0052】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、入力信号４００（例えば、入力電圧、入力電流など）を閾値と比較して、入力信号４００が閾値を満たしているかどうかを判断するのに基づいて、電力サージ事象の動作状態を判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、入力電圧の振幅を閾値と比較して、振幅が閾値を満たしているかどうか（例えば、振幅が、５０ＶＤＣ、１００ＶＡＣなどよりも大きい）を判断してもよい。別の例において、サージ保護論理解析器４２０は、入力電流を閾値と比較して、入力電流が閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、０．５アンペア、１．５アンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。例示的サージ保護論理解析器４２０は、電力サージ事象が起こっていることを、満たされている上述の例示的閾値のうちの１つ以上に基づき、判断してもよい。

【0053】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、入力信号４００（例えば、入力電圧、入力電流など）を１つ以上の閾値と比較するのに基づき、電力サージ事象を特徴付ける。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、入力電流を第１の閾値と比較して、入力電流が第１の閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、１．５アンペア、２．５アンペアなどよりも大きい）を判断してもよく、この場合、第１の閾値は、入力電流
が、重大な電力サージ事象、一次階級のサージ事象、第一階級の電力サージ事象などに対応しているかどうかに基づいている。このような例では、サージ保護論理解析器４２０は、入力電流を第２の閾値と比較して、入力電流が第２の閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、１００ミリアンペア、５００ミリペアなどよりも大きい）を判断してもよく、この場合、第２の閾値は、入力電流が、大したことのない電力サージ事象、二次階級の電力サージ事象、第二階級の電力サージ事象などに対応しているかどうかに基づいている。別法として、任意の個数の閾値によって判断される、任意の個数の電力サージ事象特徴付けがあってもよい。

【0054】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、電力サージ事象を特徴付けるのに基づき、計数器をインクリメントさせる。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、いくつかの大したことのない電力サージ事象、二次階級の電力サージ事象（例えば、第二階級、第三階級など）などに対応して、計数器をインクリメントさせて、電力品質状態を判断すること、サージプロテクタ１００の残存耐用年数測定基準を計算すること、サージプロテクタ１００の健康状態を判断すること、などを行ってもよい。場合によっては、サージ保護論理解析器４２０は、閾値を満たしている電力サージ事象に対応する入力信号４００の測定値に基づき、計数器をインクリメントさせる。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、入力電圧が第１の閾値を満たしたときに、第１のカウンタをインクリメントさせてもよい。別の例において、サージ保護論理解析器４２０は、入力電流が第２の閾値を満たしたときに、第２の計数器をインクリメントさせてもよい。第１及び第２の閾値は、二次階級の電力サージ事象中の、入力電圧の値、入力電流の値などに対応してもよい。

【0055】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、計数器の値を閾値と比較して、値が閾値を満たしているかどうか（例えば、値が、３、１０、３０などよりも大きい）を判断する。計数器の値が閾値を満たしたのを受けて、例示的サージ保護論理解析器４２０は、例示的表示器モジュール４２２に、図１～３の電気的表示器１２２、図１～３の作動可能面１２４などを作動させるよう指図し、例示的通信インターフェース４２４に、警報メッセージなどを送信するよう指図してもよい。

【0056】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、入力信号４００、入力信号リターン４０２などの電力品質状態をモニタする。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、電力サージ事象の頻度が、低電力品質を示している（例えば、いくつかの二次階級の電力サージ事象がある期間起こっている、など）と判断してもよい。別の例において、サージ保護論理解析器４２０は、第１の電流制限装置４１２及び第２の電流制限装置４１４が最大能力で動作する頻度が、低電力品質を示している（例えば、いくつかの一次階級の電力サージ事象がある期間起こっている、など）と判断してもよい。

【0057】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、表示器モジュール４２２及び／または通信インターフェース４２４に、動作を行うのを可能にさせる。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、表示器モジュール４２２に、電気的表示器１２２、作動可能面１２４などを作動させるよう指図してもよい。このような例では、サージ保護論理解析器４２０は、１つ以上の閾値が満たされていると自分が判断すると、表示モジュール４２２に指図してもよい。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、入力電圧が閾値を満たしたときに（例えば、入力電圧が、５０ＶＤＣ、１００ＶＡＣなどよりも大きい）、表示器モジュール４２２に、電気的表示器１２２を作動させるよう指図してもよい。

【0058】

別の例において、サージ保護論理解析器４２０は、通信インターフェース４２４に、動作を行うよう指図してもよい。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、通信インターフェース４２４に、警報メッセージ、状態メッセージなどを発生させること、警報メッセージ、状態メッセージなどを送信すること、などを指図してもよい。このような例では、サ
ージ保護論理解析器４２０は、１つ以上の閾値が満たされていると自分が判断すると、通信インターフェース４２４に指図してもよい。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、漏れ電流が閾値を満たしたときに（例えば、漏れ電流が、５０ミリアンペア、２００ミリアンペアなどよりも大きい）、通信インターフェース４２４に、警報メッセージを発生させ、それをインターネット４２８を介してＤＣＳ構成要素４３０に送信するよう指図してもよい。

【0059】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、いつ、入力信号４００、入力信号リターン４０２などをモニタすることを継続すべきかを判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０は、無給電状態である第１のフィールドデバイス１１４に対応して、入力信号４００の値、入力信号リターン４０２の値などが、無視できるものである（例えば、値が、約０ボルト、約０アンペアなどである）と判断してもよい。

【0060】

いくつかの例において、サージ保護論理解析器４２０は、計数器の値（例えば、第１の計数器の値、第２の計数器の値など）、入力信号４００の値（例えば、入力電圧の値、入力電流の値など）、漏れ電流の値、サージプロテクタ１００の健康状態などの情報を、データベース４２６に格納する。場合によっては、サージ保護論理解析器４２０は、計数器の値（第１の計数器の値、第２の計数器の値など）などの情報をデータベース４２６から検索する。

【0061】

図４の図示例において、サージ保護管理部４１６は、サージプロテクタ１００の健康状態、電力サージ事象の動作状態などに基づき、警報、警報メッセージなどを発生させるための通信インターフェース４２４を含む。例えば、通信インターフェース４２４は、サージプロテクタ１００の健康状態、電力サージ事象の動作状態などに対応する情報を含む１つ以上のデータパケットを発生させ、送信してもよい。このような例では、通信インターフェース４２４は、サージプロテクタ１００が損傷している、低下している、非動作状態である、非応答状態である、などを示す状態を含むデータパケットを発生させ、それをネットワーク４２８を介してＤＣＳ構成要素４３０に送信してもよい。別の例において、通信インターフェース４２４は、サージプロテクタ１００が電力サージ事象（例えば、一次の電力サージ事象など）に見舞われている、あるいは、最近、電力サージ事象に見舞われた、かつ／またはそれから回復している、を示す状態を含むデータパケットを発生させ、それをネットワーク４２８を介して第２のフィールドデバイス４３２に送信してもよい。

【0062】

［いくつかの例において、通信インターフェース４２４は、１つ以上の通信プロトコルに対応している、イーサネット、シリアル（例えば、ＲＳ－２３２、ＲＳ－４８５など）など、及び／またはそれらの組み合わせなどの１つ以上の有線インターフェースを含む。別法として、例示的通信インターフェース４２４は、光リンクインターフェース、光ファイバインターフェースなどの１つ以上の光インターフェースを含んでもよい。それに加え、または別法として、任意の他のタイプの有線通信インターフェースが使用されてもよい。場合によっては、１つ以上の有線インターフェースは、ガルバニック絶縁式、光絶縁式などである。例えば、通信インターフェース４２４は、ネットワーク４２８、ＤＣＳ構成要素４３０、第２のフィールドデバイス４３２などからガルバニック絶縁されていてもよい。

【0063】

いくつかの例において、通信インターフェース４２４は、ＮＦＣ、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの１つ以上の無線インターフェースを含む。場合によっては、通信インターフェース４２４は、１つ以上の通信プロトコルに対応している、１つ以上の無線周波数インターフェース（例えば、無線周波数識別タグ、セルラーアンテナなど）、電磁インターフェース、赤外線インターフェースなど、及び／またはそれらの組み合わせを含む。それに加え、または別法として、
任意の他のタイプの無線通信インターフェースが使用されてもよい。

【0064】

図４の図示例において、サージ保護管理部４１６は、データ（例えば、計数器の値、漏れ電流の値、サージプロテクタ１００の健康状態など）を記録するためのデータベース４２６を含む。例示的データベース４２６は、揮発性メモリ（例えば、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｍａｎｉｃ
Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ：Ｄｙｍａｎｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭＢＵＳダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ：ＲＡＭＢＵＳ Ｄｙｎａｍｉｃ
Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）など）及び／または不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）によって実装されていてもよい。例示的データベース４２６は、それに加え、または別法として、ＤＤＲ、ＤＤＲ２、ＤＤＲ３、ＤＤＲ４、モバイルＤＤＲ（ｍＤＤＲ）などの１つ以上のダブルデータレート（ＤＤＲ：Ｄｏｕｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）メモリによって実装されていてもよい。例示的データベース４２６は、それに加え、または別法として、ハードディスクドライブ、コンパクトディスクドライブ、デジタルバーサタイルディスクドライブ、ソリッドステートディスクドライブなどの１つ以上の大容量記憶デバイスによって実装されていてもよい。例示的データベース４２６は、それに加え、または別法として、抵抗変化型メモリ（ＲｅＲＡＭ：Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ
ＲＡＭ）、グラフェンベースメモリチップなどの１つ以上のシリコンベースメモリデバイスによって実装されていてもよい。図示例では、データベース４２６は、ただ１つのデータベースとして示されているが、データベース４２６は、任意の個数及び／またはタイプのデータベースによって実装されていてもよい。さらに、データベース４２６に格納されているデータは、例えば、バイナリデータ構造、コンマ区切りデータ構造、タブ区切りデータ構造、構造化照会言語（ＳＱＬ：Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｑｕｅｒｙ Ｌａｎｇｕａｇｅ）構造などの任意のデータ形式であってもよい。

【0065】

［図４の図示例において、ネットワーク４２８は、バス及び／またはコンピュータネットワークである。例えば、ネットワーク４２８は、内部制御装置バス、プロセス制御ネットワークなどであってもよい。いくつかの例において、ネットワーク４２８は、インターネットに通信可能に結合される能力を備えたネットワークである。しかしながら、ネットワーク４２８は、例えば、１つ以上のデータバス、１つ以上のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、１つ以上の無線ＬＡＮ、１つ以上のセルラーネットワーク、１つ以上の光ファイバネットワーク、１つ以上の衛星ネットワーク、１つ以上のプライベートネットワーク、１つ以上のパブリックネットワークなどを含む、任意の適切な有線及び／または無線ネットワークを使って実装されていてもよい。図示例において、ネットワーク４２８は、サージプロテクタ１００に、ＤＣＳ構成要素４３０及び第２のフィールドデバイス４３２と通信することを可能にさせる。例えば、通信インターフェース４２４は、図１～３のＤＣＳ制御装置組立体１０２、図１～３のＤＣＳ制御装置組立体１０２の外部のＤＣＳ制御装置組立体、遠隔Ｉ／Ｏモジュール、センサ、作動装置、バルブ、安全デバイスなどに、ネットワーク４２８を介してメッセージを送信してもよい。本明細書で使用される際、それの変化形を含む「ｉｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（通信している）」という言い回しは、直接通信、及び／または１つ以上の中間構成要素を通した間接通信に及び、直接物理的（例えば、有線）通信及び／または常時通信を必要とせず、むしろ、周期的または非周期的な間隔とともに、一回限りの事象における選択的な通信を含む。別法として、例示的ネットワーク４２８は、例示的通信インターフェース４２４からＤＣＳ構成要素４３０及び／または第２のフィールドデバイス４３２への直接有線接続であってもよい。

【0066】

図４の図示例において、ＤＣＳ構成要素４３０は、図１～３のＤＣＳ制御装置組立体１０２である。例えば、通信インターフェース４２４は、警報メッセージを、ネットワーク
４２８（例えば、ＤＣＳ制御装置組立体１０２への内部通信バスなど）を介して、第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６に送信してもよい。それに加え、または別法として、ＤＣＳ構成要素４３０は、図１～３のＤＣＳ制御装置組立体１０２に対する外部ＤＣＳ制御装置組立体、図１～３のＤＣＳ制御装置組立体１０２に通信可能に結合された遠隔Ｉ／Ｏモジュールなど、及び／または任意の他のタイプのＤＣＳ構成要素（例えば、制御装置、Ｉ／Ｏモジュールなど）であってもよい。

【0067】

図示例において、第２のフィールドデバイス４３２は、バルブなどの安全デバイスに電気的に結合された作動装置制御装置である。例えば、通信インターフェース４２４は、サージプロテクタ１００の非応答健康状態を含む警報メッセージを作動装置制御装置に送信してもよい。作動装置制御装置が警報メッセージを得たのを受けて、作動装置制御装置は、安全デバイスを作動させてもよい（例えば、バルブを開く、バルブを閉じる、など）。

【0068】

図４の図示例において、サージプロテクタ１００は、図１～３のＤＣＳ制御装置組立体１０２の第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６と電気的に結合するための出力信号４３４及び出力信号リターン４３６を含む。例えば、サージプロテクタ１００は、第１のフィールドデバイス１１４からの測定値を、第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６に送信してもよく、この場合、測定値は、電圧制限モジュール４０８、フィルタモジュール４１０、ならびに第１の電流制限モジュール４１２及び第２の電流制限モジュール４１４によって処理されている。例えば、出力信号４３４及び出力信号リターン４３６は、第１の電圧から第２の電圧に下げられていることがあり、この場合、第１の電圧は、第１のフィールドデバイス１１４からのサージ電圧（例えば、電力サージ事象などによる）であり、第２の電圧は、安全電圧（例えば、第１の制御装置１０４及び第２の制御装置１０６の標準動作範囲内の電圧など）である。別の例において、出力信号４３４及び出力信号リターン４３６は、第１の電流から第２の電流に下げられていることがあり、この場合、第１の電流は、第１のフィールドデバイス１１４からのサージ電流（例えば、電力サージ事象などによる）であり、第２の電流は、安全電流（例えば、第１のＩ／Ｏモジュール１０８の標準動作範囲内の電流など）である。

【0069】

図１～３のサージプロテクタ１００を実装するやり方例が図４に示されているが、図４に示されている要素、プロセス、及び／またはデバイスのうちの１つ以上が、任意の他の方法で、組み合わせ、分割、再配置、除外、取り除き、かつ／または実装がなされてもよい。さらに、例示的電圧制限モジュール４０８、例示的フィルタモジュール４１０、第１の例示的電流制限モジュール４１２、第２の例示的電流制限モジュール４１４、例示的サージプロテクタ管理部４１６、例示的電力モジュール４１８、例示的サージ保護論理解析器４２０、例示的表示器モジュール４２２、例示的通信インターフェース４２４、例示的データベース４２６、及び／または、より全体的には、図１～３の例示的サージプロテクタ１００は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及び／またはハードウェア、ソフトウェア、及び／またはファームウェアの任意の組み合わせによって実装されていてもよい。したがって、例えば、例示的電圧制限モジュール４０８、例示的フィルタモジュール４１０、第１の例示的電流制限モジュール４１２、第２の例示的電流制限モジュール４１４、例示的サージプロテクタ管理部４１６、例示的電力モジュール４１８、例示的サージ保護論理解析器４２０、例示的表示器モジュール４２２、例示的通信インターフェース４２４、例示的データベース４２６、及び／または、より全体的には、図１～３の例示的サージプロテクタ１００のいずれも、１つ以上のアナログまたはデジタル回路、論理回路、プログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及び／またはフィールドプログラマブルロジックデバイス（ＦＰＬＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）によって実装されている可能性があ
る。全くのソフトウェア及び／またはファームウェア実装形態に及ぶように、本特許の装置またはシステムの請求項のいずれを読む場合も、例示的電圧制限モジュール４０８、例示的フィルタモジュール４１０、第１の例示的電流制限モジュール４１２、第２の例示的電流制限モジュール４１４、例示的サージプロテクタ管理部４１６、例示的電力モジュール４１８、例示的サージ保護論理解析器４２０、例示的表示器モジュール４２２、例示的通信インターフェース４２４、及び／または例示的データベース４２６のうちの少なくとも１つは、ソフトウェア及び／またはファームウェアを含む、メモリ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、ブルーレイディスクなどの非一時的コンピュータ可読記憶デバイスまたは記憶ディスクを含むように、本明細書に明示的に定義されている。またさらに、図１～３の例示的サージプロテクタ１００は、図４に示されているそれらに加えて、またはそれらの代わりに、１つ以上の要素、プロセス、及び／またはデバイスを含んでもよく、かつ／または示されている要素、プロセス、及びデバイスのいずれかまたはすべてのうちの１つより多くを含んでもよい。

【0070】

図１～４の例示的サージプロテクタ１００を実施するための例示的な方法を表すフローチャートが図５～７に示されている。これらの例において、方法は、図８に関連して以下に述べられる例示的プロセッサプラットフォーム８００に示されているプロセッサ８１２などのプロセッサによる実行用のプログラムを含む機械可読命令を使って、実施されてもよい。プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードドライブ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、またはプロセッサ８１２に関連しているメモリなどの非一時的コンピュータ可読記憶媒体に格納されたソフトウェアに埋め込まれていてもよいが、プログラム全体及び／またはそれの一部は、別法として、プロセッサ８１２以外の、かつ／またはファームウェアまたは専用のハードウェアに埋め込まれているデバイスによって実行される可能性がある。さらに、例示的プログラムは、図５～７に示されているフローチャートに関連して説明されているが、例示的サージプロテクタ１００を実施する多くの他の方法が、別法として使用されてもよい。例えば、ブロックの実行順番が変えられてもよく、かつ／または、説明されているブロックのいくつかが、変えられても、取り除かれても、または組み合わされてもよい。それに加え、または別法として、ブロックのいずれかまたはすべてが、ソフトウェアまたはファームウェアを実行することなく、対応する動作を行うように構造化された、１つ以上のハードウェア回路（例えば、離散及び／または集積アナログ及び／またはデジタル回路網、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒｅｙ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、コンパレータ、演算増幅器（ｏｐ－ａｍｐ）、論理回路など）によって実施されてもよい。

【0071】

上述のように、図５～７の例示的なプロセスは、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ、コンパクトディスク、デジタルバーサタイルディスク、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ、及び／または、情報が任意の持続時間（例えば長期間、永続的に、短いインスタンス中、一時的なバッファリング中、かつ／または情報の捕捉中、）で格納される、任意の他の記憶デバイスまたは記憶ディスクなど、非一時的コンピュータ及び／または機械可読媒体に格納されているコード化命令（例えば、コンピュータ及び／または機械可読命令）を使って、実施されてもよい。本明細書で使用される際、「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、任意のタイプのコンピュータ可読記憶デバイス及び／または記憶ディスクを含み、伝播信号を除外し、かつ伝送媒体を除外するように明示的に定義されている。「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」（ならびに、それらのすべての形式及び時制）は、本明細書では、オープンエンド形式用語であるように使用されている。したがって、請求項が任意の形式の「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」（例えば、備える、含む、備えている、含んでいるなど）に続いて、何かを列挙するときはいつでも、追加の要素、項目などが、対応する請求項の範囲の外側にあることなく、
存在してもよいことが理解されるべきである。本明細書で使用される際、「少なくとも」という言い回しが、請求項の前置きにおいて移行語として使用されている場合、「少なくとも」は、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」がオープンエンド形式であるのと同様にオープン形式である。

【0072】

図５は、図１～３のＤＣＳ制御装置組立体１０２に対してサージ保護を行うために、図１～４の例示的サージ保護プロテクタ１００によって行われ得る例示的方法５００を表すフローチャートである。例示的方法５００は、例示的サージプロテクタ１００が入力信号を測定するブロック５０２において始まる。例えば、電圧制限モジュール４０８が入力信号４００、入力信号リターン４０２、接地接続具４０４などに対応する入力電圧を測定してもよい。別の例において、第１の電流制限モジュール４１２が、入力信号４００に対応する入力電流を測定してもよい。さらに別の例において、第２の電流制限モジュール４１４が、漏れ電流を測定してもよい。

【0073】

ブロック５０４において、例示的サージプロテクタ１００は、入力電圧が第１の閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、電圧制限モジュール４０８が、入力電圧を第１の閾値と比較して、入力電圧が第１の閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電圧が、５０ＶＤＣ、１００ＶＡＣなどよりも大きい）を判断してもよい。第１の閾値は、重大な電力サージ事象、大したことのない電力サージ事象などに対応していてもよい。

【0074】

ブロック５０４において、入力電圧が第１の閾値を満たしていると例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、制御は、ブロック５１０に進み、警報を発生させる。ブロック５０４において、入力電圧が第１の閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック５０６において、サージプロテクタ１００は、入力電流が第２の閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、第１の電流制限モジュール４１２が、入力電流を第２の閾値と比較して、入力電流が第２の閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、０．５アンペア、１．５アンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。第２の閾値は、重大な電力サージ事象、大したことのない電力サージ事象などに対応していてもよい。

【0075】

ブロック５０６において、入力電流が第２の閾値を満たしていると例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、制御は、ブロック５１０に進み、警報を発生させる。ブロック５０６において、入力電流が第２の閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック５０８において、サージプロテクタ１００は、漏れ電流が第３の閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、第２の電流制限モジュール４１４が、漏れ電流を第３の閾値と比較して、漏れ電流が第３の閾値を満たしているかどうか（例えば、漏れ電流が、１０ミリアンペア、１００ミリアンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。第３の閾値は、例示的サージプロテクタ１００が、損傷しているかどうか、低下しているかどうか、非動作状態であるかどうか、非応答状態であるかどうか、などを判断するのに対応していてもよい。

【0076】

ブロック５０８において、漏れ電流が第３の閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、制御は、ブロック５１２に進み、入力信号を測定するのを継続すべきかどうかを判断する。ブロック５０８において、漏れ電流が第３の閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック５１０において、サージプロテクタ１００は、警報を発生させる。例えば、表示器モジュール４２２が、電気的表示器１２２、作動可能面１２４などを作動させてもよい。別の例において、通信インターフェース４２４が、サージプロテクタ１００の健康状態、漏れ電流の値などを含む警報メッセージを発生させ、それを送信してもよい。

【0077】

ブロック５１２において、例示的サージプロテクタ１００は、入力信号を測定するのを継続すべきかどうかを判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０が、無給電状態である第１のフィールドデバイス１１４に対応して、入力信号４００の値が無視できるものである（例えば、おおよそ０ボルト、おおよそ０アンペアなど）と判断してもよい。ブロック５１０において、例示的サージプロテクタ１００が、入力信号を測定するのを継続すべきと判断した場合、制御は、ブロック５０２に戻り、入力信号を測定し、そうでなければ、例示的方法５００は、終了する。

【0078】

図６は、図１～３のＤＣＳ制御装置組立体１０２に対してサージ保護を行うために、図１～４の例示的サージプロテクタ１００によって行われ得る例示的方法６００を表すフローチャートである。例示的方法６００は、例示的サージプロテクタ１００が入力信号を測定するブロック６０２において始まる。例えば、電圧制限モジュール４０８が、入力信号４００、入力信号リターン４０２、接地接続具４０４などに対応する入力電圧を測定してもよい。別の例において、第１の電流制限モジュール４１２が、入力信号４００に対応する入力電流を測定してもよい。さらに別の例において、第２の電流制限モジュール４１４が、漏れ電流を測定してもよい。

【0079】

ブロック６０４において、例示的サージプロテクタ１００は、入力信号が第１の閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０が、入力電流を第１の閾値と比較して、入力電流が第１の閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、１．５アンペア、２．５アンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。このような例では、第１の閾値は、重大な電力サージ事象、第一階級の電力サージ事象などに対応していてもよい。

【0080】

ブロック６０４において、入力信号が第１の閾値を満たしていると例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、制御は、ブロック６１２に進み、警報を発生させる。ブロック６０４において、入力信号が第１の閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック６０６において、サージプロテクタ１００は、入力信号が第２の閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０が、入力電流を第２の閾値と比較して、入力電流が第２の閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、５００ミリアンペア、７５０ミリアンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。このような例では、第２の閾値は、大したことのない電力サージ事象、二次階級の電力サージ事象などに対応していてもよい。

【0081】

ブロック６０６において、入力信号が第２の閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、制御は、ブロック６１４に進み、入力信号を測定するのを継続するべきかどうかを判断する。ブロック６０６において、入力信号が第２の閾値を満たしていると例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック６０８において、サージプロテクタ１００は、計数器をインクリメントさせる。例えば、サージ保護論理解析器４２０が、何回、大したことのない電力サージが起こったかに対応して、計数器の値をインクリメントさせてもよい。

【0082】

ブロック６１０において、例示的サージプロテクタ１００は、計数器が閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、サージ保護論理分析器４２０が、計数器の値を閾値と比較して、値が閾値を満たしているかどうかを（例えば、値が、３、１０、３０などよりも大きい）を判断してもよい。

【0083】

ブロック６１０において、例示的サージプロテクタ１００が、計数器が閾値を満たしていないと判断した場合、制御は、ブロック６１４に進み、入力信号を測定するのを継続するべきかどうかを判断する。ブロック６１０において、計数器が閾値を満たしていると例
示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック６１２において、サージプロテクタ１００は、警報を発生させる。例えば、表示器モジュール４２２が、電気的表示器１２２、作動可能面１２４などを作動させてもよい。別の例において、通信インターフェース４２４が、サージプロテクタ１００の健康状態、入力電流の値などを含む警報メッセージを発生させ、送信してもよい。

【0084】

ブロック６１４において、例示的サージプロテクタ１００は、入力信号を測定するのを継続すべきかどうかを判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０が、無給電状態である第１のフィールドデバイス１１４に対応して、入力信号４００の値が無視できるものである（例えば、おおよそ０ボルト、おおよそ０アンペアなど）と判断してもよい。ブロック６１４において、例示的サージプロテクタ１００が、入力信号を測定するのを継続すべきと判断した場合、制御は、ブロック６０２に戻り、入力信号を測定し、そうでなければ、例示的方法６００は、終了する。

【0085】

図７は、サープロテクタ１００の健康状態を判断するために、図１～４の例示的サージプロテクタ１００によって行われ得る例示的方法７００を表すフローチャートである。例示的方法７００は、例示的サージプロテクタ１００が漏れ電流を測定するブロック７０２において始まる。例えば、第２の電流制御モジュール４１４が、漏れ電流を測定してもよい。

【0086】

ブロック７０４において、例示的サージプロテクタ１００は、漏れ電流が第１の閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０が、漏れ電流を第１の閾値と比較して、漏れ電流が第１の閾値を満たしているかどうか（例えば、漏れ電流が、５００ミリアンペア、７５０ミリペアなどよりも大きい）を判断してもよい。このような例では、第１の閾値は、サージプロテクタ１００が第１の低下状態にあるのに対応していてもよく、この場合、第１の低下状態は、サージプロテクタ１００が取り替えを必要としているのに対応している（例えば、サージプロテクタ１００が、故障した、非応答状態である、など）。

【0087】

ブロック７０４において、漏れ電流が第１の閾値を満たしていると例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、制御は、ブロック７１２に進み、警報を発生させる。ブロック７０４において、漏れ電流が第１の閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック７０６において、サージプロテクタ１００は、漏れ電流が第２の閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、サージ保護論理解析器４２０が、漏れ電流を第２の閾値と比較して、漏れ電流が第２の閾値を満たしているかどうか（例えば、入力電流が、１０ミリアンペア、１００ミリアンペアなどよりも大きい）を判断してもよい。このような例では、第２の閾値は、サージプロテクタ１００が第２の低下状態にあるのに対応していてもよく、この場合、第２の低下状態は、サージプロテクタ１００が動作中であるが、低下した状態にあるのに対応する。

【0088】

ブロック７０６において、漏れ電流が第２の閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、制御は、ブロック７１４に進み、漏れ電流を測定するのを継続すべきかどうかを判断する。ブロック７０６において、漏れ電流が第２の閾値を満たしていると例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック７０８において、サージプロテクタ１００は、計数器をインクリメントさせる。例えば、サージプ保護論理解析器４２０が、何回、漏れ電流が第２の閾値を満たしたかに対応して、計数器の値をインクリメントさせてもよい。

【0089】

ブロック７１０において、例示的サージプロテクタ１００は、計数器が閾値を満たしているかどうかを判断する。例えば、サージ保護論理分析器４２０が、計数器の値を閾値と
比較して、値が閾値を満たしているかどうかを（例えば、値が、３、１０、３０などよりも大きい）を判断してもよい。

【0090】

ブロック７１０において、計数器が閾値を満たしていないと例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、制御は、ブロック７１４に進み、漏れ電流を測定するのを継続すべきかどうかを判断する。ブロック７１０において、計数器が閾値を満たしていると例示的サージプロテクタ１００が判断した場合、ブロック７１２において、サージプロテクタ１００は、警報を発生させる。例えば、表示器モジュール４２２が、電気的表示器１２２、作動可能面１２４などを作動させてもよい。別の例において、通信インターフェース４２４が、サージプロテクタ１００の健康状態、漏れ電流の値などを含む警報メッセージを発生させ、送信してもよい。

【0091】

ブロック７１４において、例示的サージプロテクタ１００は、漏れ電流を測定するのを継続すべきかどうかを判断する。例えば、無給電状態である第１のフィールドデバイス１１４に対応して、入力信号４００の値が無視できるものである（例えば、おおよそ０ボルト、おおよそ０アンペアなど）と、サージ保護論理解析器４２０が判断してもよい。ブロック７１４において、例示的サージプロテクタ１００が、漏れ電流を測定するのを継続すべきと判断した場合、制御は、ブロック７０２に戻り、漏れ電流を測定し、そうでなければ、例示的方法７００は、終了する。

【0092】

図８は、図５～７の方法を実施する命令を実行して、図１～４の例示的サージプロテクタ１００を実施することのできる例示的プロセッサプラットフォーム８００のブロック図である。プロセッサプラットフォーム８００は、例えば、プログラマブル論理回路、制御装置など、または任意の他のタイプのコンピューティングデバイスとすることができる。

【0093】

図示される例のプロセッサプラットフォーム８００は、プロセッサ８１２を含む。図示される例のプロセッサ８１２は、ハードウェアである。例えば、プロセッサ８１２は、任意の望ましいファミリまたは製造者からの１つ以上の集積回路、論理回路、マイクロプロセッサ、または制御装置によって実装されている可能性がある。ハードウェアプロセッサは、半導体ベース（例えば、シリコンベース）デバイスであってもよい。この例では、プロセッサは、例示的電圧制限モジュール４０８、例示的フィルタモジュール４１０、第１の例示的電流制限モジュール４１２、及び第２の例示的電流制限モジュール４１４を実装している。プロセッサは、例示的電力モジュール４１８、例示的サージ保護論理解析器４２０、例示的表示器モジュール４２２、例示的通信インターフェース４２４、及び／または、より全体的には、例示的サージ保護管理部４１６を実装している。

【0094】

図示される例のプロセッサ８１２は、ローカルメモリ８１３（例えば、キャッシュ）を含む。図示される例のプロセッサ８１２は、バス８１８を介して、揮発性メモリ８１４及び不揮発性メモリ８１６を含む主メモリと通信している。揮発性メモリ８１４は、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、ＲＡＭＢＵＳダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）、及び／または任意の他のタイプのランダムアクセスメモリデバイスによって実装されていてもよい。不揮発性メモリ８１６は、フラッシュメモリ及び／または任意の他の望ましいタイプのメモリデバイスによって実装されていてもよい。主メモリ８１４、８１６へのアクセスは、メモリ制御装置によって制御される。

【0095】

図示される例のプロセッサプラットフォーム８００は、インターフェース回路８２０も含む。インターフェース回路８２０は、イーサネットインターフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、及び／またはＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースなど、任意のタイプのインターフェース規格によっ
て実装されていてもよい。

【0096】

図示される例において、１つ以上の入力デバイス８２２が、インターフェース回路８２０に接続されている。入力デバイス８２２は、ユーザー、またはフィールドデバイスが、データ及び／またはコマンドをプロセッサ１０１２に入力することを可能にする。入力デバイスは、例えば、ボタン、キーボード、マウス、センサ、タッチスクリーン、トラックパッド、トラックボール、第１のフィールドデバイス１１４、ＩＳＯ－ｐｏｉｎｔ、及び／または音声認識システムによって実装されている可能性がある。入力デバイス１０２２は、入力信号４００、入力信号リターン４０２、接地接続具４０４、及び保護アース接続具４０６を実装している

【0097】

図示される例のインターフェース回路８２０には、１つ以上の出力デバイス８２４も接続されている。出力デバイス１０２４は、例えば、表示デバイス（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、液晶ディスプレイ、陰極線管ディスプレイ（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ ｄｉｓｐｌａｙ）、タッチスクリーン、触覚出力デバイス、プリンタ、及び／またはスピーカ）によって実装されている可能性がある。１つ以上の出力デバイス８２４は、出力信号４３４及び出力信号リターン４３６を実装している。図示される例のインターフェース回路８２０は、したがって、通常、グラフィックドライバカード、グラフィックドライバチップ、及び／またはグラフィックドライバプロセッサを含む。

【0098】

［図示される例のインターフェース回路８２０は、ネットワーク８２６（例えば、イーサネット接続、デジタル加入者線（ＤＳＬ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）、電話回線、同軸ケーブル、セルラー電話システムなど）を介した、外部機械（例えば、任意の種類のコンピューティングデバイス）とのデータ交換を容易にするための送信装置、受信装置、送受信装置、モデム、及び／またはネットワークインターフェースカードなどの通信デバイスも含む。ネットワーク８２６は、図４の例示的ネットワーク４２８を実装している。

【0099】

［図示される例のプロセッサプラットフォーム８００は、ソフトウェア及び／またはデータを格納するための１つ以上の大容量記憶デバイス８２８も含む。このような大容量記憶デバイス８２８の例は、フロッピーディスクドライブ、ハードドライブディスク、コンパクトディスクドライブ、ブルーレイディスクドライブ、ＲＡＩＤシステム、及びデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）ドライブを含む。例示的大容量記憶デバイス８２８は、例示的データベース４２６を実装している。

【0100】

図５～７の方法を実施するためのコード化命令８３２が、大容量記憶デバイス８２８に、揮発性メモリ８１４に、不揮発性メモリ８１６に、かつ／または、ＣＤもしくはＤＶＤなどのリムーバブル非一時的コンピュータ可読記憶媒体に、格納されていてもよい。

【0101】

上述から、分散型制御システム（ＤＣＳ）制御装置及び対応するＩ／Ｏモジュールに対してサージ保護を行う、例示的方法、例示的装置、及び例示的製品が開示されていることが察せられるであろう。上に開示されたサージプロテクタ装置は、それが、ＤＣＳ制御装置組立体のＤＣＳ制御装置、Ｉ／Ｏモジュール、またはＩ／Ｏモジュール端子ブロック内に組み込まれていることから、外部ＤＩＮレールマウント型サージ抑制デバイスへの必要を少なくする。外部サージ抑制ハードウェアの低減は、追加の構成要素が外部サージ抑制ハードウェアの代わりに加えられ得るにつれて、プロセス制御システムの能力及び性能を高める。それに加え、上に開示されているサージプロテクタ装置と一体化されたＤＣＳ構成要素は、入力信号の保護強化及び電力品質向上による性能向上から恩恵を受ける。

【0102】

本明細書において、特定の例示的方法、例示的装置、及び例示的製品が開示されてきたが、本特許の適用範囲は、それらに限定されない。反対に、本特許は、本特許の請求項の範囲内に正にあるすべての方法、装置、及び製品に及ぶ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】