JP2000259201A - アナログ出力装置及びそれを用いた制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、低コストで実現でき、誤った実装
による大きな支障の可能性の解消を図る。 【解決手段】 予めホールドモード又はリセットモード
を示すモード識別情報が設定される出力モード記憶部２
２を設け、停止時間監視部２３が、データ伝送が所定時
間を越えて停止したとき、出力モード記憶部２２を参照
してモード識別情報がホールドモードを示すときには制
御出力値を異常検出直前の値で保持し、モード識別情報
がリセットモードを示すときには制御出力値をゼロにす
ることにより、各モードを行なうアナログ出力モジュー
ル２０の構造を共通化したアナログ出力装置及びそれを
用いた制御システム

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば産業プラン
ト又は公共プラントなどの制御用のアナログ出力装置及
びそれを用いた制御システムに係り、特に、アナログ出
力装置の異常時に、出力を指定し得るアナログ出力装置
及びそれを用いた制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プラント制御システムでは、Ｐ
ＩＤ制御等に用いるハードウェアとして、アナログ入力
装置（以下、アナログ入力モジュールともいう）とアナ
ログ出力装置（以下、アナログ出力モジュールともい
う）を組合せたモジュール又はアナログ入出力機能を有
するモジュールを備えた構成が広く用いられている。

【０００３】図１１はこの種のプラント制御システムの
概略構成を示す模式図である。このプラント制御システ
ムは、複数のオペレータステーション１と、複数のコン
トロールステーション２とが制御ＬＡＮ３を介して互い
に接続されている。

【０００４】オペレータステーション１は、プラント状
態の表示・操作用の機能を有し、例えばＣＲＴ、キーボ
ード及びデータベース装置を備えている。

【０００５】コントロールステーション２は、ＰＩＤ制
御、シーケンス制御などの各種プラント制御の制御プロ
グラム及びプラント入出力を実行するための装置であ
り、制御ＬＡＮ３に接続された入力側のＩ／Ｏモジュー
ル４と、制御ＬＡＮ３に接続されない出力側のＩ／Ｏモ
ジュール５とが夫々Ｉ／Ｏバス６を介してメインコント
ロール装置７に接続されている。

【０００６】Ｉ／Ｏモジュール４，５は、アナログ入
力、アナログ出力、デジタル入力、デジタル出力などの
信号に対応する各種のモジュールが設けられている。

【０００７】また、出力側のＩ／Ｏモジュール５のうち
の任意の台数は、開閉制御用の計装統一信号（４−２０
ｍＡｄｃのアナログ電流信号）を操作弁８に出力するア
ナログ出力モジュール５ａとなっている。

【０００８】アナログ出力モジュール５ａにおいては、
図１２に示すように、Ｉ／Ｏバス６に接続されたＩ／Ｏ
バス伝送部９が制御部１０に接続されている。制御部１
０は、デジタル電圧をＤ／Ａ変換部１１に与える。Ｄ／
Ａ変換部１１は、このデジタル電圧を変換して対応する
アナログ電圧を電圧／電流変換部１２に与える。電圧／
電流変換部１２は、このアナログ電圧を変換して対応す
る計装統一信号をフィールドの操作弁８に出力する。な
お、電圧／電流変換部１２を省略し、Ｄ／Ａ変換部１１
がデジタル電圧をアナログ電流の計装統一信号に変換し
てフィールドの操作弁８に出力してもよい。

【０００９】このようなプラント制御システムでは、故
障などによりアナログ出力モジュール５ａのアナログ出
力が更新不能のとき、制御方式に応じてホールドモード
又はリセットモードに移行するフェールセーフ動作が行
なわれる。

【００１０】例えば、温度／圧力／流量制御などの計装
制御分野では、主に連続制御を行なうため、故障時にア
ナログ出力モジュール５ａをホールドモードに移行さ
せ、計装統一信号に異常発生直前の値を継続的に保持さ
せる。

【００１１】一方、モータ制御などの電機制御分野で
は、主にシーケンス制御を行なうため、故障時にアナロ
グ出力モジュール５ａをリセットモードに移行させ、計
装統一信号をオフ（０ｍＡに移行）させる。

【００１２】このようなプラント制御システムは、ホー
ルドモード又はリセットモードで一律に動作する。な
お、ホールドモード及びリセットモードを同時に実現す
る構成でも、各モードは夫々別構造の専用のアナログ出
力モジュール５ａにより実現される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら以上のよ
うな制御システムでは、ホールドモードとリセットモー
ドとを同一システムで実現させる場合、次のような問題
がある。

【００１４】すなわち、各モード対応のアナログ出力モ
ジュール５ａを設けたため、常に２種類の異常時用の予
備モジュールを保有する必要があるので、コストを上昇
させてしまう。

【００１５】また、異なるモード対応のアナログ出力モ
ジュール５ａを誤って実装すると、異常時のフェールセ
ーフ動作の際に、大きな支障をきたす可能性がある。

【００１６】さらに、異常時の出力モードの仕様を変更
したい場合、アナログ出力モジュール５ａを交換する。
しかしながら、システム運転中においては、アナログ出
力モジュール５ａを交換すると、交換期間中はアナログ
出力が消失する。このため、システム運転中の仕様変更
が不可能となっている。よって、システムを一旦停止さ
せ、モジュールを交換している。このように、メンテナ
ンス時の操作性及び作業性が低いものとなっている。

【００１７】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、低コストで実現でき、誤った実装による大きな支障
の可能性を解消し得るアナログ出力装置及びそれを用い
た制御システムを提供することを目的とする。

【００１８】また、本発明の他の目的は、システム運転
中においても、異常時の出力モードの仕様を変更でき、
メンテナンス時の操作性及び作業性を向上し得ることに
ある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、上位のコントロール装置との間でデータ伝送を行
い、下位の制御対象に制御出力値を与えるアナログ出力
装置において、予めホールドモード又はリセットモード
を示すモード識別情報が設定されるモード記憶手段と、
前記データ伝送が所定時間を越えて停止したとき、前記
モード記憶手段を参照して前記モード識別情報がホール
ドモードを示すときには制御出力値を異常検出直前の値
で保持し、前記モード識別情報がリセットモードを示す
ときには制御出力値をゼロにする停止異常監視制御手段
とを備えたアナログ出力装置である。

【００２０】また、請求項２に対応する発明は、請求項
１に対応するアナログ出力装置を用いた制御システムに
おいて、前記コントロール装置としては、前記アナログ
出力装置を制御するための制御プログラム及びアプリケ
ーションプログラムの作成を支援し、前記アナログ出力
装置の配置を示す装置構成情報を登録し、前記制御プロ
グラム、前記アプリケーションプログラム及び前記装置
構成情報を送受信するためのエンジニアリングツールを
搭載した端末が接続されており、前記エンジニアリング
ツールは、前記モード識別情報を前記モード記憶手段に
設定するためのモード設定手段を備えた制御システムで
ある。

【００２１】さらに、請求項３に対応する発明は、請求
項２に対応する制御システムにおいて、前記エンジニア
リングツールとしては、前記装置構成情報及び前記モー
ド識別情報に基づいて、前記装置構成情報により指定さ
れるアナログ出力装置と当該アナログ出力装置に設定さ
れたモード識別情報とを対応付けて表示するための表示
処理手段を備えた制御システムである。

【００２２】また、請求項４に対応する発明は、請求項
３に対応する制御システムにおいて、前記アナログ出力
装置としては、自己の出力状況を送出する状況送出手段
を有し、前記表示処理手段としては、前記状況送出手段
から得られる出力状況と前記装置構成情報により指定さ
れるアナログ出力装置とを対応付けて表示する制御シス
テムである。

【００２３】さらに、請求項５に対応する発明は、請求
項４に対応する制御システムにおいて、前記エンジニア
リングツールとしては、リセット解除指令を対象となる
アナログ出力装置の位置情報と共に入力するための解除
入力手段を有し、前記アナログ出力装置としては、前記
解除入力手段により入力されたリセット解除指令及び位
置情報を受けると、当該位置情報が自己を示すとき、制
御出力値のゼロ値の制御を解除するモード解除手段を備
えた制御システムである。

【００２４】また、請求項６に対応する発明は、請求項
５に対応する制御システムにおいて、前記エンジニアリ
ングツールとしては、リセット一括解除指令を入力する
ための一括解除入力手段を有し、前記アナログ出力装置
としては、前記一括解除入力手段により入力された一括
解除指令を受けると、自己が制御出力値をゼロに制御し
ているとき、当該ゼロへの制御を解除する一括解除手段
を備えた制御システムである。

【００２５】さらに、請求項７に対応する発明は、請求
項１に対応するアナログ出力装置を用いた制御システム
において、前記アナログ出力装置としては、異常監視に
関する項目毎に、選択又は非選択を示す選択識別情報が
記憶される選択情報記憶手段と、前記異常監視に関する
項目毎に設けられ、前記選択情報記憶手段内の該当する
項目の選択識別情報が選択を示すとき、該当する異常監
視を実行して異常を検出すると、前記モード記憶手段を
参照して前記モード識別情報がホールドモードを示すと
きには制御出力値を異常検出直前の値で保持し、前記モ
ード識別情報がリセットモードを示すときには制御出力
値をゼロにする複数種類の異常監視制御手段とを有し、
前記エンジニアリングツールとしては、前記選択識別情
報を前記選択情報記憶手段に設定するための選択設定手
段とを備えた制御システムである。

【００２６】また、請求項８に対応する発明は、請求項
７に対応する制御システムにおいて、前記アナログ出力
装置としては、前記異常監視制御手段により前記制御出
力値がゼロにされるときの当該制御出力値の降下特性が
記憶される降下特性記憶手段と、前記制御出力値をゼロ
にするとき、前記降下特性記憶手段内の降下特性に従っ
て前記制御出力値を降下させる降下制御手段とを有し、
前記エンジニアリングツールとしては、前記降下特性記
憶手段に降下特性を設定するための降下設定手段とを備
えた制御システムである。

【００２７】（作用）従って、請求項１に対応する発明
は以上のような手段を講じたことにより、予めホールド
モード又はリセットモードを示すモード識別情報が設定
されるモード記憶手段を設け、停止異常監視制御手段
が、データ伝送が所定時間を越えて停止したとき、モー
ド記憶手段を参照してモード識別情報がホールドモード
を示すときには制御出力値を異常検出直前の値で保持
し、モード識別情報がリセットモードを示すときには制
御出力値をゼロにすることにより、各モードを行なうア
ナログ出力装置本体を共通化できるので、低コストで実
現でき、誤った実装による大きな支障の可能性を解消さ
せることができる。

【００２８】請求項２に対応する発明は、コントロール
装置としては、アナログ出力装置を制御するための制御
プログラム及びアプリケーションプログラムの作成を支
援し、アナログ出力装置の配置を示す装置構成情報を登
録し、制御プログラム、アプリケーションプログラム及
び装置構成情報を送受信するためのエンジニアリングツ
ールを搭載した端末が接続されており、エンジニアリン
グツールとしては、モード設定手段により、モード識別
情報をモード記憶手段に設定するので、請求項１に対応
する作用に加え、システム運転中においても、異常時の
出力モードの仕様を変更でき、メンテナンス時の操作性
及び作業性を向上させることができる。

【００２９】さらに、請求項３に対応する発明は、エン
ジニアリングツールとしては、表示処理手段により、装
置構成情報及びモード識別情報に基づいて、装置構成情
報により指定されるアナログ出力装置と当該アナログ出
力装置に設定されたモード識別情報とを対応付けて表示
するので、請求項２に対応する作用に加え、モード設定
内容を容易に確認することができる。

【００３０】また、請求項４に対応する発明は、アナロ
グ出力装置としては、状況送出手段により、自己の出力
状況を送出し、エンジニアリングツールの表示処理手段
としては、状況送出手段から得られる出力状況と装置構
成情報により指定されるアナログ出力装置とを対応付け
て表示するので、請求項３に対応する作用に加え、現在
の出力状況を容易に確認することができる。

【００３１】さらに、請求項５に対応する発明は、エン
ジニアリングツールとしては、解除入力手段により、リ
セット解除指令を対象となるアナログ出力装置の位置情
報と共に入力し、アナログ出力装置としては、モード解
除手段により、解除入力手段により入力されたリセット
解除指令及び位置情報を受けると、当該位置情報が自己
を示すとき、制御出力値のゼロ値の制御を解除するの
で、請求項４に対応する作用に加え、オンラインで所望
のアナログ出力装置のリセットモードを解除でき、現場
に出かける労力を省略することができる。

【００３２】また、請求項６に対応する発明は、エンジ
ニアリングツールとしては、一括解除入力手段により、
リセット一括解除指令を入力し、アナログ出力装置とし
ては、一括解除手段により、一括解除入力手段により入
力された一括解除指令を受けると、自己が制御出力値を
ゼロに制御しているとき、当該ゼロへの制御を解除する
ので、請求項５に対応する作用に加え、全てのアナログ
出力装置のリセットモードを解除する際に、１回のキー
操作で直ちにリセット状態を解除できるため、通常制御
の再開までの時間を大幅に短縮できると共に、ＭＴＴＲ
（平均修理時間）の短縮化を図ることができる。

【００３３】さらに、請求項７に対応する発明は、アナ
ログ出力装置としては、異常監視に関する項目毎に、選
択又は非選択を示す選択識別情報が記憶される選択情報
記憶手段と、異常監視に関する項目毎に設けられ、選択
情報記憶手段内の該当する項目の選択識別情報が選択を
示すとき、該当する異常監視を実行して異常を検出する
と、モード記憶手段を参照してモード識別情報がホール
ドモードを示すときには制御出力値を異常検出直前の値
で保持し、モード識別情報がリセットモードを示すとき
には制御出力値をゼロにする複数種類の異常監視制御手
段とを有し、エンジニアリングツールとしては、選択設
定手段により、選択識別情報を選択情報記憶手段に設定
するので、請求項１に対応する作用に加え、制御システ
ムの内容に応じて異常監視の内容を選択できるので、異
常発生時に、制御システムへの影響を最小限に抑えるこ
とができる。

【００３４】また、請求項８に対応する発明は、アナロ
グ出力装置としては、異常監視制御手段により制御出力
値がゼロにされるときの当該制御出力値の降下特性が記
憶される降下特性記憶手段を設け、エンジニアリングツ
ールとしては、降下設定手段により、降下特性記憶手段
に降下特性を設定し、アナログ出力装置の降下制御手段
が、制御出力値をゼロにするとき、降下特性記憶手段内
の降下特性に従って制御出力値を降下させるので、請求
項７に対応する作用に加え、制御システムの内容に応じ
てリセット時の制御出力値の降下の仕方を選択できるの
で、異常発生時には、確実にフェールセーフとなる動作
を実現するように、制御システムを構築することができ
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態に係
る制御システムに適用されたアナログ出力モジュールの
構成を示す模式図であり、前述した図と同一部分には同
一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異な
る部分について主に述べる。なお、以下の各実施形態も
同様にして重複した説明を省略する。

【００３６】すなわち、本実施形態は、共通のアナログ
出力モジュール２０にて異常時の出力モードを任意に選
択し得るものであり、具体的には、制御部２１が、出力
モード記憶部２２及び停止時間監視部２３を有し、電圧
／電流変換機能を含めたＤ／Ａ変換部２４がリセット端
子２４ｒを有し、且つ停止時間監視部２３とリセット端
子２４ｒとの間にＯＲ論理素子２５を介在させた構成と
なっている。

【００３７】ここで、出力モード記憶部２２は、予め異
常時の出力モードとしてホールドモード又はリセットモ
ードを示すモード識別情報が記憶されるものである。

【００３８】停止時間監視部２３は、Ｉ／Ｏバス伝送部
９を監視し、自己にアクセスが一定時間ないとき、出力
モード記憶部２２の内容がリセットモードであると、リ
セット信号をＯＲ論理素子２５に出力する機能をもって
いる。

【００３９】ＯＲ論理素子２５は、一方の入力端子が停
止時間監視部２３に接続され、他方の入力端子がカード
内部回路（図示せず）に接続され、出力端子がＤ／Ａ変
換部２４のリセット端子２４ｒに接続されている。な
お、カード内部回路は、電源投入時に電源投入信号をＯ
Ｒ論理素子２５に与える機能をもつものである。

【００４０】次に、以上のように構成された制御システ
ムの動作を説明する。いま、システム立上げ時又は初期
化時とする。メインコントロール装置７は、モード識別
情報をＩ／Ｏバス６を介してアナログ出力モジュール２
０に送信する。アナログ出力モジュール２０は、このモ
ード識別情報をＩ／Ｏバス伝送部９を介して制御部２１
の出力モード記憶部２２に書込む。

【００４１】続いて、システム運転中とする。メインコ
ントロール装置７は、アナログ出力データをＩ／Ｏバス
６に送出する。Ｉ／Ｏバス伝送部９は、Ｉ／Ｏバス６か
ら受信したアナログ出力データの異常をチェックし、し
かる後、制御部２０に送出する。

【００４２】制御部２０は、アナログ出力データに従っ
て出力値をＤ／Ａ変換部２４に設定する。

【００４３】Ｄ／Ａ変換部２４は、この設定データに従
って計装統一信号（４−２０ｍＡｄｃの直流アナログ電
流信号）を操作弁８に出力する。

【００４４】次に、ここで、メインコントロール装置７
が異常でダウンした場合について述べる。この場合、Ｉ
／Ｏバス６の伝送が不通となる。このため、アナログ出
力モジュール２０内の制御部２１では、メインコントロ
ール装置７の回復までの期間、プラントの制御はもとよ
り、出力データの更新も停止する。

【００４５】このとき、制御部２１は、停止時間監視部
２３がＩ／Ｏバス伝送部９の停止時間を監視し、この停
止時間が所定時間を越えたとき、出力モード記憶部２２
のモード識別情報がリセットモードを示すと、リセット
信号をＯＲ論理素子２５に出力する。

【００４６】このＯＲ論理素子２５はリセット信号を通
過させてＤ／Ａ変換部２４のリセット端子２４ｒに与え
る。Ｄ／Ａ変換部２４は、このリセット信号を受ける
と、リセットモードに移行し、計装統一信号をゼロｍＡ
とする。よって、アナログ出力モジュール２０もリセッ
トモードに移行し、リセット動作を実現する。

【００４７】一方、出力モード記憶部２２のモード識別
情報がホールドモードを示すとき、停止時間監視部２３
は、リセット信号を出力せず、特に動作を行わない。

【００４８】これにより、Ｄ／Ａ変換部２４は、制御部
２１からデータが更新されないので、操作弁８への計装
統一信号がホールド状態となる。

【００４９】上述したように本実施形態によれば、予め
ホールドモード又はリセットモードを示すモード識別情
報が設定される出力モード記憶部２２を設け、停止時間
監視部２３が、データ伝送が所定時間を越えて停止した
とき、出力モード記憶部２２を参照してモード識別情報
がホールドモードを示すときには制御出力値を異常検出
直前の値で保持し、モード識別情報がリセットモードを
示すときには制御出力値をゼロにすることにより、各モ
ードを行なうアナログ出力モジュール２０の構造を共通
化できるので、低コストで実現でき、誤った実装による
大きな支障の可能性を解消させることができる。

【００５０】また、共通のアナログ出力モジュール２０
で、故障時の出力モードをプログラマブルに設定できる
ので、制御システムのアナログ出力モジュール２０を標
準化できる。これにより、異常時のための複数種類の予
備モジュールを保有する必要がなくなり、経済的にも有
利となる。

【００５１】（第２の実施形態）図２は本発明の第２の
実施形態に係る制御システムの部分構成を示す模式図で
ある。この制御システムは、メインコントロール装置７
に接続され、エンジニアリングツール３０の搭載された
パーソナルコンピュータ等の端末３１を備えたものであ
る。

【００５２】ここで、エンジニアリングツール３０は、
制御プログラム及びアプリケーションプログラムの作成
を支援するための作成支援機能と、アプリケーションプ
ログラムに基づいて、システム構成情報（位置情報を含
む）、出力モード（モード識別情報）などを設定するた
めの設定機能と、作成内容、設定内容及び入力内容（リ
セット解除指令及びリセット一括解除指令等）などの送
信や現在の状態などの受信を行なうための送受信機能
と、作成内容、設定内容及び受信内容を表示するための
表示処理機能とを備えている。

【００５３】アプリケーションプログラムは、例えば図
３〜図７に示す如き、モード設定画面３２、ハードウェ
ア構成画面３３、アラーム画面３４、リセット解除画面
３５などを端末やオペレータステーションに選択的に表
示させ、入力内容に応じ夫々動作させるためのものであ
る。

【００５４】モード設定画面３２は、図３に示すよう
に、システム構成情報に基づいて、制御システムの各モ
ジュール毎に出力モードを設定するためのものである。
ハードウェア構成画面３３は、図４に示すように、シス
テム構成情報に基づいて、制御システムのハードウェア
構成を表示させるためのものである。

【００５５】アラーム画面３４は、図５に示すように、
システム構成情報と各モジュールの現在の状態とに基づ
いて、制御システムの各モジュール毎にリセット中など
のアラーム状況を表示させるためのものである。

【００５６】リセット解除画面３５は、図６又は図７に
示すように、システム構成情報に基づいて、制御システ
ムの各モジュールのリセット状況を表示させると共に、
リセット解除用のコマンドを入力可能なリセット解除ア
イコン３６及び一括リセット解除アイコン３７を表示さ
せるためのものである。

【００５７】システム構成情報は、システム名、ステー
ション番号（例、ＰＣＳ６０００）、ユニット番号
（例、UNIT No.０〜１５）、スロット番号（例、０〜１
１）、モジュール名（例、ＳＰＳＸＸ、ＳＡＯＰ１、Ｓ
ＬＴＲＸ）及びモジュール情報（出力点数、出力モード
等）などの内容からなり、アプリケーションプログラム
により参照されて前述した画面の表示等に使用される。
なお、画面表示の際には、システム構成情報は、各モジ
ュールの現在の状態（アラームや出力値等）等と適宜組
合されて表示される。

【００５８】次に、以上のように構成された制御システ
ムの動作について説明する。エンジニアリングツール３
０は、端末３１の操作に応じて、図３に示すように、モ
ード設定画面３２を端末３１に表示させる。また、端末
３１の操作に応じてモード設定画面３２内で出力モード
を示すモード識別情報が設定され、設定内容が確定され
ると、システム構成情報に基づいて、そのモード識別情
報を該当するアナログ出力モジュール２０の制御部２１
宛に送出する。

【００５９】これにより、オンラインで制御部２１の出
力モード記憶部２２内にモード識別情報が設定される。
一方、オペレータステーション１においては、操作者の
操作により、図４に示すように、ハードウェア構成画面
３３が表示される。このハードウェア構成画面３３で
は、アプリケーションプログラム３０により、モード設
定画面３２の設定内容に基づいて、各アナログ出力モジ
ュール２０毎の出力モードを表示することができる。

【００６０】続いて、制御システムの異常時について説
明する。前述した通り、メインコントロール装置７に異
常が発生すると、予めリセットモードに設定済のアナロ
グ出力モジュール２０は、リセットモードに移行すると
共に、計装統一信号が０ｍＡになり、また制御部２１が
現在の状況（リセット中、出力０ｍＡ）をオペレータス
テーション１宛にＩ／Ｏバス伝送部９に送出する。

【００６１】オペレータステーション１においては、操
作者の操作により、図５に示すように、アラーム画面３
４が表示される。このアラーム画面３４では、アプリケ
ーションプログラム３１により、制御部２１の検出した
停止時間異常と、モード設定画面３２の設定内容と、制
御部２１から受けた現在の状況とに基づいて、アナログ
出力モジュール２０のリセットモード又はホールドモー
ドに関するアラーム（図中例、リセット中ＲＳ）などが
表示される。

【００６２】これにより、現在リセット中であり、当該
アナログ出力モジュール２０による計装統一信号が現在
も０ｍＡである旨を容易に確認することができる。しか
る後、メインコントロール装置７が動作回復してＩ／Ｏ
バス伝送が正常に再開しても、リセット状態は継続され
る。これは、自動的に操作弁８への計装統一信号の値を
再開した場合のプラントへの影響を阻止するためであ
る。

【００６３】続いて、オペレータステーション１におい
ては、操作者の操作により、図６に示すように、リセッ
ト解除アイコン３６を含むリセット解除画面３５が表示
される。このリセット解除画面３５では、操作者の操作
により、リセット解除アイコン３６がクリックされる
と、解除対象となるアナログ出力モジュール２０を特定
するための位置情報の入力ウインドウ画面が表示される
（図示せず）。この入力ウインドウ画面は、例えば会話
形式により、リセットを解除させるアナログ出力モジュ
ール２０のユニット番号とスロット番号とを入力させる
ものである。

【００６４】この入力ウインドウ画面において、ユニッ
ト番号とスロット番号とが入力されると、両番号にて特
定されたアナログ出力モジュール２０に対し、リセット
解除指令及び位置情報の組が例えばメインコントロール
装置７から当該アナログ出力モジュール２０に与えら
れ、リセットが解除される。

【００６５】なお、全てのアナログ出力モジュール２０
のリセット状態を同時に解除したい場合、図７に示す如
き、一括リセット解除アイコン３７をクリックすること
により、一括してリセット状態を解除してもよい。

【００６６】リセット解除の完了後、オペレータステー
ション１においては、操作者の操作により、各アナログ
出力モジュール２０に対して出力データが設定され、通
常の制御に復帰する。

【００６７】上述したように本実施形態によれば、メイ
ンコントロール装置７としては、アナログ出力モジュー
ル２０を制御するための制御プログラム及びアプリケー
ションプログラムの作成を支援し、アナログ出力モジュ
ール２０等のＩ／Ｏ装置の配置を示す装置構成情報を登
録し、制御プログラム、アプリケーションプログラム及
び装置構成情報を送受信するためのエンジニアリングツ
ール３０を搭載した端末３１が接続されており、エンジ
ニアリングツール３０としては、設定機能により、モー
ド識別情報を出力モード記憶部２２に設定するので、第
１実施形態の効果に加え、システム運転中においても、
オンラインで異常時の出力モードの仕様を変更でき、ま
た、仕様変更やモジュールの追加などが必要になった場
合においても、オンラインで出力モードの仕様を変更で
きるので、メンテナンス時の操作性及び作業性を格段に
向上させることができる。

【００６８】エンジニアリングツール３０としては、表
示処理機能により、装置構成情報及びモード識別情報に
基づいて、装置構成情報により指定されるアナログ出力
モジュール２０と当該アナログ出力モジュール２０に設
定されたモード識別情報とを対応付けてハードウェア構
成画面３３を表示するので、モード設定内容を容易に確
認することができ、設定変更、追加した情報に誤りがな
いかなど、設定誤りの有無を目視確認することができ
る。

【００６９】また、アナログ出力モジュール２０として
は、状況送出機能により、自己の出力状況を送出し、エ
ンジニアリングツール３０の表示処理機能としては、こ
のアナログ出力モジュール２０から得た出力状況と装置
構成情報により指定されるアナログ出力モジュール２０
とを対応付けてアラーム画面３４を表示するので、現在
の出力状況を容易に確認することができる。

【００７０】例えば、メインコントローラ装置７に異常
が発生し、回復した状態においても、リセットモードに
設定されたアナログ出力モジュール２０が現在リセット
中であり、当該モジュール２０の計装統一信号がゼロｍ
Ａ状態であることを容易に確認することができる。従っ
て、保守員が現場に出向いての計装統一信号の確認作業
の必要がなくなり、作業効率を向上させることができ
る。

【００７１】さらに、エンジニアリングツール３０とし
ては、リセット解除アイコン３７のクリック等により、
リセット解除指令を対象となるアナログ出力モジュール
２０の位置情報と共に入力し、アナログ出力モジュール
２０としては、入力されたリセット解除指令及び位置情
報を受けると、当該位置情報が自己を示すとき、制御出
力値のゼロ値の制御を解除するので、オンラインで所望
のアナログ出力モジュール２０のリセットモードを解除
でき、現場に出かける労力を省略することができる。

【００７２】また、オンライン操作により、システム制
御復帰後、温度、圧力、流量など各種のプラント状態の
情報を監視しながら、リセット状態を回復できると共
に、スムーズに計装統一信号を適切に設定、操作するこ
とができ、操作性及びメンテナンス性を向上させること
ができる。

【００７３】また、エンジニアリングツール３０として
は、一括リセット解除アイコン３７のクリックにより、
リセットモードの一括解除指令を入力した場合、アナロ
グ出力モジュール２０としては、この一括解除指令を受
けると、自己が制御出力値をゼロに制御しているとき、
当該ゼロへの制御を解除するので、全てのアナログ出力
モジュール２０のリセットモードを解除する際に、１回
のキー操作で直ちにリセット状態を解除できるため、通
常制御の再開までの時間を大幅に短縮できると共に、Ｍ
ＴＴＲの短縮化を図ることができる。

【００７４】（第３の実施形態）図８は本発明の第３の
実施形態に係るアナログ出力モジュールの構成を示す模
式図である。このアナログ出力モジュール２０ａは、第
１又は第２の実施形態の変形構成であり、Ｉ／Ｏバス伝
送の停止という異常時に加え、所望の他の内容の異常時
にも前述した出力モードに移行可能となっている。

【００７５】具体的には、アナログ出力モジュール２０
ａ内の制御部２１ａは、前述した停止時間監視部２３の
他、制御部２１ａ内のＣＰＵ４１の暴走を監視するＣＰ
Ｕ暴走監視部４２、Ｄ／Ａ変換部２４の異常を監視する
Ｄ／Ａ変換監視部４３、Ｉ／Ｏバス伝送ハードエラーを
監視する伝送エラー監視部４４、及び各監視部４２〜４
４の選択（；動作する）／非選択（；動作しない）が記
憶される監視選択記憶部４５を備えている。なお、エン
ジニアリングツール３０は、前述した設定機能におい
て、操作者の操作により、監視選択記憶部４５に対して
各監視部４２〜４４の選択／非選択が設定可能となって
いる。

【００７６】ここで、ＣＰＵ暴走監視部４２は、ＣＰＵ
４１の一機能と、ＷＤＴ（ウォッチドッグタイマ）監視
部４６と、フリップフロップ４７とから構成される。な
お、ＣＰＵ４１は、図面上ＣＰＵ暴走監視部４２内に全
体を描写したが、他に適宜、制御部２１ａ、Ｄ／Ａ変換
監視部４３及び伝送エラー監視部４４の処理を実行可能
となっている。

【００７７】ＣＰＵ４１の一機能は、出力モード記憶部
２２の内容がリセットモードのときにはフリップフロッ
プ４７のＤ端子を“１（Ｈレベル）”にし、ホールドモ
ードのときには“０（Ｌレベル）”にする機能と、ＷＤ
Ｔ監視部４６をタイムアップさせないように定期的にＷ
ＤＴリセット信号をＷＤＴ監視部４６に与える機能とを
備えている。

【００７８】ＷＤＴ監視部４６は、常に時間をカウント
し、ＣＰＵ４１からＷＤＴリセット信号を受けるとカウ
ントした時間をリセットし、またＷＤＴリセット信号が
途絶え、時間のカウント結果が所定値を越えると、ＣＰ
Ｕリセット信号をＣＰＵ４１とフリップフロップ４７の
ＣＫ端子とに与える機能をもっている。

【００７９】フリップフロップ４７は、ＣＰＵリセット
信号をＷＤＴ監視部４６からＣＫ端子に受けたとき、Ｄ
端子が“０”であると何もせず、Ｄ端子が“１”である
とＱ端子からリセット信号をＯＲ論理素子２５に出力す
る機能をもっている。

【００８０】Ｄ／Ａ変換監視部４３は、Ｄ／Ａ変換部２
４を監視して異常を検出したとき、出力モード記憶部２
２の内容がリセットモードであると、リセット信号をＯ
Ｒ論理素子２５に出力する機能をもっている。

【００８１】伝送エラー監視部４４は、パリティエラー
又は受信サイズオーバー等のＩ／Ｏバスの伝送エラーを
監視して異常を検出したとき、出力モード記憶部２２の
モード識別情報がリセットモードを示すと、リセット信
号をＯＲ論理素子２５に出力する機能をもっている。

【００８２】監視選択記憶部４５は、各監視部２３，４
２〜４４に関して予め端末３１からエンジニアリングツ
ール３０により選択（；動作する）／非選択（；動作し
ない）が設定されるものである。

【００８３】次に、以上のように構成された制御システ
ムの動作を説明する。はじめに、エンジニアリングツー
ル３０は、端末３１の操作により、監視選択記憶部４５
に各監視部２３，４２〜４４の動作／非動作が設定され
る。具体的には例えば、停止時間監視部２３及びＣＰＵ
暴走監視部４２が“選択”と設定され、伝送エラー監視
部４４及びＤ／Ａ変換部４３が“非選択”と設定された
場合を述べる。但し、停止時間監視部２３は、前述した
通りに動作するのでその説明を省略し、ここでは、ＣＰ
Ｕ暴走監視部４２の動作のみを説明する。

【００８４】ＣＰＵ暴走監視部４２は、周知のＷＤＴ手
法により、ＷＤＴ監視部４６がＣＰＵ４１を監視する。
すなわち、ＷＤＴ監視部４６は時刻をカウントアップ
し、ＣＰＵ４１はＷＤＴ監視部４６をタイムアップさせ
ないように定期的にＷＤＴリセット信号をＷＤＴ監視部
４６に与える。通常時はこのカウントアップからＷＤＴ
リセットまでの処理が繰返して実行される。

【００８５】ここで、ＣＰＵ４１に故障が発生するか又
は内部処理に異常が生じると、ＷＤＴリセット信号が出
力されず、ＷＤＴ監視部４６はタイムアップしてＣＰＵ
リセット信号をフリップフロップ４７等に出力する。

【００８６】フリップフロップ４７は、ＣＰＵリセット
信号をＷＤＴ監視部４６からＣＫ端子に受けたとき、Ｄ
端子が“０”であると何もしないが（ホールドモード設
定）、ここではＤ端子が“１”であるので（リセットモ
ード設定）、Ｑ端子からリセット信号をＯＲ論理素子２
５に出力する。

【００８７】以下、前述同様にＯＲ論理素子２５はリセ
ット信号を通過させてＤ／Ａ変換部２４のリセット端子
２４ｒに与え、Ｄ／Ａ変換部２４から出力される計装統
一信号が０ｍＡになる。これにより、予め設定した異常
に関し、リセットモードに移行することができる。な
お、伝送エラー監視部４４及びＤ／Ａ変換部２５につい
ても同様に、エンジニアリングツール３０により“選
択”が設定されると、ＣＰＵ４１が伝送エラー異常やＤ
／Ａ変換異常を監視する。また、ＣＰＵ４１は、異常を
検出すると、出力モード記憶部２２の内容がリセットモ
ードのときのみ、リセット信号をＯＲ論理素子２５に出
力する。これにより、アナログ出力モジュール２０は、
前述同様にリセットモードに移行する。また、異常検出
時に、出力モード記憶部２２の内容がホールドモードの
ときにはリセット信号が出力されず、ホールドモードに
移行する。

【００８８】上述したように本実施形態によれば、アナ
ログ出力モジュール２０としては、異常監視に関する項
目毎に、選択又は非選択を示す選択識別情報が記憶され
る監視選択記憶部４５と、異常監視に関する項目毎に設
けられ、監視選択記憶部４５内の該当する項目の選択識
別情報が選択を示すとき、該当する異常監視を実行して
異常を検出すると、出力モード記憶部２２を参照してモ
ード識別情報がホールドモードを示すときには制御出力
値を異常検出直前の値で保持し、モード識別情報がリセ
ットモードを示すときには制御出力値をゼロにする複数
種類の各監視部２３，４２〜４４とを有し、エンジニア
リングツール３０としては、設定機能により、選択識別
情報を監視選択記憶部４５に設定するので、適用させた
実施形態の効果に加え、制御システムの内容に応じて異
常監視の内容を選択できるので、異常発生時に、制御シ
ステムへの影響を最小限に抑えることができる。

【００８９】（第４の実施形態）図９は本発明の第４の
実施形態に係るアナログ出力モジュールの構成を示す模
式図である。本実施形態は、第１乃至第３の実施形態の
いずれかの変形構成であり、ここでは第３の実施形態の
変形構成を例に挙げて述べるが、リセットモードに移行
するとき、任意の勾配（ｍＡ／ｓｅｃ）で計装統一信号
を降下させるものである。

【００９０】具体的には、アナログ出力モジュール２０
は、ＯＲ論理素子２５が省略される一方、予めエンジニ
アリングツール３０によりリセット時の計装統一信号の
降下特性が記憶される降下特性記憶部４８と、各監視部
２３，４２〜４４のリセット信号を受けると、降下特性
記憶部４８の内容に基づいて出力データを降下させなが
らＤ／Ａ変換部２４に与える降下制御部４９とを備えて
いる。なお、エンジニアリングツール３０は、前述した
設定機能において、操作者の操作により、降下特性記憶
部４８に対してリセット時の降下特性が設定可能となっ
ている。

【００９１】ここで、降下特性記憶部４８は、図１０に
示す如き、計装統一信号の最終到達値ｉ（４ｍＡ）と、
最終到達値までの降下時間ｔ（ｓｅｃ）とからなる降下
特性がエンジニアリングツール３０により設定されるも
のである。なお、降下特性は、計装統一信号の降下のさ
せ方を規定可能であればよく、例えば降下時間に代え
て、降下勾配（ｍＡ／ｓｅｃ）を用いてもよい。

【００９２】以上のような構成によれば、アナログ出力
モジュール２０としては、各監視部２３，４２〜４４に
より制御出力値がゼロにされるときの当該制御出力値の
降下特性が記憶される降下特性記憶部４８を設け、エン
ジニアリングツール３０としては、降下特性記憶部４８
により、降下特性記憶部４８に降下特性を設定し、アナ
ログ出力モジュールの降下制御部４９が、制御出力値を
ゼロにするとき、降下特性記憶部４８内の降下特性に従
って制御出力値を降下させるので、第３実施形態の効果
に加え、制御システムの内容に応じてリセット時の制御
出力値の降下の仕方を選択できるので、異常発生時に
は、確実にフェールセーフとなる動作を実現するよう
に、制御システムを構築することができる。

【００９３】前述したリセットモードへの移行の際に、
降下特性制御部４９が降下特性記憶部４８内の降下特性
に従って出力データをＤ／Ａ変換部２４に与えるので、
リセット時に直ちに０ｍＡにしたくない特性をもつ操作
弁８や制御プラントであっても、適用することができ
る。

【００９４】（他の実施形態）なお、上記第２の実施形
態では、システム構成情報にデータの経路を示すチャネ
ル番号を含まない場合を説明したが、これに限らず、シ
ステム構成情報にチャネル番号を含めた構成としても、
本発明を同様に実施して同様の効果を得ることができ
る。

【００９５】また、上記第２の実施形態では、アラーム
画面３４とリセット解除画面３５とを別の画面として説
明したが、これに限らず、アラーム画面３４とリセット
解除アイコン３６（リセット一括解除アイコン３７を含
んでもよい）を同時に表示させた構成としても、本発明
を同様に実施して同様の効果を得ることができる。

【００９６】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
コストで実現でき、誤った実装による大きな支障の可能
性を解消できるアナログ出力装置及びそれを用いた制御
システムを提供できる。また、システム運転中において
も、異常時の出力モードの仕様を変更でき、メンテナン
ス時の操作性及び作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る制御シス
テムに適用されたアナログ出力モジュールの構成を示す
模式図

【図２】図２は本発明の第２の実施形態に係る制御シス
テムの部分構成を示す模式図

【図３】同実施形態におけるモード設定画面を示す模式
図

【図４】同実施形態におけるハードウェア構成画面を示
す模式図

【図５】同実施形態におけるアラーム画面を示す模式図

【図６】同実施形態におけるリセット解除画面を示す模
式図

【図７】同実施形態におけるリセット解除画面を示す模
式図

【図８】本発明の第３の実施形態に係るアナログ出力モ
ジュールの構成を示す模式図

【図９】本発明の第４の実施形態に係るアナログ出力モ
ジュールの構成を示す模式図

【図１０】同実施形態における降下特性を説明するため
の模式図

【図１１】従来のプラント制御システムの概略構成を示
す模式図

【図１２】従来のアナログ出力モジュールの構成を示す
模式図

【符号の説明】

１…オペレータステーション ２…コントロールステーション ３…制御ＬＡＮ ４，５…Ｉ／Ｏモジュール ６…Ｉ／Ｏバス ７…メインコントロール装置 ８…操作弁 ９…Ｉ／Ｏバス伝送部 ２０，２０ａ…アナログ出力モジュール ２１，２１ａ…制御部 ２２…出力モード記憶部 ２３…停止時間監視部 ２４…Ｄ／Ａ変換部 ２４ｒ…リセット端子 ２５…ＯＲ論理素子 ３０…エンジニアリングツール ３１…端末 ３２…モード設定画面 ３３…ハードウェア構成画面 ３４…アラーム画面 ３５…リセット解除画面 ３６…リセット解除アイコン ３７…一括リセット解除アイコン ４１…ＣＰＵ ４２…ＣＰＵ暴走監視部 ４３…Ｄ／Ａ変換監視部 ４４…伝送エラー監視部 ４５…監視選択記憶部 ４６…ＷＤＴ監視部 ４７…フリップフロップ ４８…降下特性記憶部 ４９…降下制御部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上位のコントロール装置との間でデータ
   伝送を行い、下位の制御対象に制御出力値を与えるアナ
   ログ出力装置において、 予めホールドモード又はリセットモードを示すモード識
   別情報が設定されるモード記憶手段と、 前記データ伝送が所定時間を越えて停止したとき、前記
   モード記憶手段を参照して前記モード識別情報がホール
   ドモードを示すときには制御出力値を異常検出直前の値
   で保持し、前記モード識別情報がリセットモードを示す
   ときには制御出力値をゼロにする停止異常監視制御手段
   とを備えたことを特徴とするアナログ出力装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアナログ出力装置を用
   いた制御システムにおいて、 前記コントロール装置は、前記アナログ出力装置を制御
   するための制御プログラム及びアプリケーションプログ
   ラムの作成を支援し、前記アナログ出力装置の配置を示
   す装置構成情報を登録し、前記制御プログラム、前記ア
   プリケーションプログラム及び前記装置構成情報を送受
   信するためのエンジニアリングツールを搭載した端末が
   接続されており、 前記エンジニアリングツールは、前記モード識別情報を
   前記モード記憶手段に設定するためのモード設定手段を
   備えたことを特徴とする制御システム。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の制御システムにおい
   て、 前記エンジニアリングツールは、前記装置構成情報及び
   前記モード識別情報に基づいて、前記装置構成情報によ
   り指定されるアナログ出力装置と当該アナログ出力装置
   に設定されたモード識別情報とを対応付けて表示するた
   めの表示処理手段を備えたことを特徴とする制御システ
   ム。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の制御システムにおい
   て、 前記アナログ出力装置は、自己の出力状況を送出する状
   況送出手段を有し、 前記表示処理手段は、前記状況送出手段から得られる出
   力状況と前記装置構成情報により指定されるアナログ出
   力装置とを対応付けて表示することを特徴とする制御シ
   ステム。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の制御システムにおい
   て、 前記エンジニアリングツールは、リセット解除指令を対
   象となるアナログ出力装置の位置情報と共に入力するた
   めの解除入力手段を有し、 前記アナログ出力装置は、前記解除入力手段により入力
   されたリセット解除指令及び位置情報を受けると、当該
   位置情報が自己を示すとき、制御出力値のゼロ値の制御
   を解除するモード解除手段を備えたことを特徴とする制
   御システム。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の制御システムにおい
   て、 前記エンジニアリングツールは、リセット一括解除指令
   を入力するための一括解除入力手段を有し、 前記アナログ出力装置は、前記一括解除入力手段により
   入力された一括解除指令を受けると、自己が制御出力値
   をゼロに制御しているとき、当該ゼロへの制御を解除す
   る一括解除手段を備えたことを特徴とする制御システ
   ム。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のアナログ出力装置を用
   いた制御システムにおいて、 前記アナログ出力装置は、 異常監視に関する項目毎に、選択又は非選択を示す選択
   識別情報が記憶される選択情報記憶手段と、 前記異常監視に関する項目毎に設けられ、前記選択情報
   記憶手段内の該当する項目の選択識別情報が選択を示す
   とき、該当する異常監視を実行して異常を検出すると、
   前記モード記憶手段を参照して前記モード識別情報がホ
   ールドモードを示すときには制御出力値を異常検出直前
   の値で保持し、前記モード識別情報がリセットモードを
   示すときには制御出力値をゼロにする複数種類の異常監
   視制御手段とを有し、 前記エンジニアリングツールは、前記選択識別情報を前
   記選択情報記憶手段に設定するための選択設定手段とを
   備えたことを特徴とする制御システム。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の制御システムにおい
   て、 前記アナログ出力装置は、 前記異常監視制御手段により前記制御出力値がゼロにさ
   れるときの当該制御出力値の降下特性が記憶される降下
   特性記憶手段と、 前記制御出力値をゼロにするとき、前記降下特性記憶手
   段内の降下特性に従って前記制御出力値を降下させる降
   下制御手段とを有し、 前記エンジニアリングツールは、 前記降下特性記憶手段に降下特性を設定するための降下
   設定手段とを備えたことを特徴とする制御システム。