JPH02155397A - プロセス監視制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラントの運転・監視に係り、特にデータ伝送
ネットワークを適用したプロセス監視制御装置を用いる
プラン１−の運転、監視に関する。

〔従来の技術〕 従来のプロセス監視−制御装置では、例えば。

特開昭５８−６６１１１号公報に記載されているように
、プロセスのデータをサンプリングする装置や制御等の
演算をするプロセス制御装置と計算機を伝送路で結合し
、中央制御室にある集口１型の監視・制御盤でプロセス
状態の監視やプロヤスの操作をおこなうようになってい
た。また、中央制御室では、プラント全体の状態ととも
に個／７の装置の状態まで、監視、制御ができるように
なっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような中央集中型のプロセス監視・制御装
置を備えたプラントでも、計算機端末のない、プロセス
機器、制御機器（コントローラを含む）が設置しである
場所や、プロセス量の検出端が設置しである場所（以下
、併せて現場という）では、プロセス監視・制御装置、
が採取したプロセスデータを得たり、現場で機器の運転
状況を見ながらプロセス監視・制御装置に制御指令を入
力したり、制御パラメータの調整をしたりすることはで
きなかった。

又、プロセス監視・制御装置の計算機端末を現場に設置
する場合は、固定式の端末を設置していたため、計算機
負荷容量からくる端末暉動数の制限及び端末設置が長期
に及ぶため設置場所に空調設備が必要である事などの理
由により、設置個所が限られてしまっていた。

本発明の課題は、プラントの現場のプロセス機器、制御
機器のそばや、プロセス量検出端のそばで、プロセス監
視・制御装置との情報の送受を可能とするにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、中央操作室に配置されてプラントの統括
制御を行う中央操作監視盤と、該中央操作監視盤に接続
されて制御演算を行う計算機と、該計算機に接続されて
機器の制御及びプロセスデータの採取を行うコントロー
ラと、を備えたプロセス監視制御装置に、上記計算機と
コントローラを接続する伝送路を前記コントローラ及び
／または前記中央操作監視盤で制御される機器の近傍に
まで延長して敷設し、機器の近傍を含む複数の位置の前
記伝送路に、該伝送路の分岐をなす接続コネクタを設け
、該接続コネクタに接続可能な接続手段を備えた制御機
器を備えることにより達成される。

制御機器が、コントローラを制御する現場操作監視端末
、プロセスデータを採取するサンプリング手段、プロセ
スデータを印字もしくは画像により表示する表示手段、
及びコントローラの内部ブタの読みだし書き替えを行う
現ｆＵＡ１Ｍ端末、の内の少なくともひとつである請求
項１に記載のプロセス監視制御装置としてもよい。

中央操作室に配置されてプラントの統括制御を行う中央
操作監視盤と、該中央操作監視盤に接続されて制御演算
を行う計算機と、該計算機に接続されて機器の制御及び
プロセスデータの採取を行うコントローラと、を備えた
プロセス監視制御装置に、上記計算機とコントローラを
接続する伝送路を、プロセスデータが採取される機器の
近傍にまで延長して敷設し、該機器の近傍を含む複数の
位置の前記伝送路に、該伝送路の分岐をなす接続コネク
タを設け、該接続コネクタレこ接続可能な接続手段を備
えた制御機器を備えることによっても達成される。

制御機器が、プロセスデータを採取するサンプリング手
段を含んでいる請求項３に記載のプロセス監視制御装置
としてもよい。

接続コネクタが、無線通信手段をそなえており、接続手
段が前記無線通信手段と交信可能な無線通信手段である
請求項１乃至４に記載のプロセス監視制御装置としても
よい。

伝送路がループをなしている請求項１乃至５に記載のプ
ロセス監視制御装置としてもよく、伝送路が光ファイバ
によって形成されている請求項１乃至５に記載のプロセ
ス監視制御装置としてもよい。

〔作用〕

計算機とコントローラを接続する伝送路が１機器の近傍
にまで延長して敷設され、前記伝送路の、機器の近傍を
含む複数の位置に、接続コネクタが設けられていて、こ
の接続コネクタには、必要に応じて、プロセスデータを
表示する手段、コン１−ローラを制御する現場操作監視
端末、プロセスブタを採取するサンプリング手段、コン
トローラや計算機の内部データの読み出し、書きかえを
行う現場調整端末などを任意につないだり、外したりす
ることができる。

従って、プラントの機器（コントローラ等の制御機器を
含む）が設置されている場所に、常時、それらの機器を
制御、！Ｉ！！整する装置やプロセスデータを表示する
装置、プロセスデータを採取する装置を設置しておかず
とも、必要のとき、必要な間だけそれらの装置を接続し
て使用することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明が適用されたプラントのプロセス監視・
制御装置の第１の実施例のシステム構成を示し、本プロ
セス監視制御装置は、中央操作室に設置されプラントの
監視・操作を行う中央操作監視盤１と、該中央操作監視
盤１に接続され計算機室に設置された計算機２と、該計
算機２に接続され同じく計算機室に設置された記憶部３
と、航記計算機２に接続され、計算機室と現場に配設さ
れた伝送路６と、前記計算機２に伝送路６を介して接続
され、同しく計算機室に設置されたコントローラ４およ
び接続コネクタ５と、該コントローラ４に接続され現場
に配置されたプロセス量の検出端８および操作端９と、
前記伝送路６を介して計算機２に接続され現場に配置さ
れたコントローラ４および接続コネクタ５と、該コント
ローラ４に接続されて現場に配置されたプロセス量の検
出端８および操作端９と、該接続コネクタ５にケブル１
０で接続されて現場に配置された制御機器である現場操
作監視端末７と、を備えている。

前記計算機２は、プラントの統括制御、伝送路６を介し
て取りこんだプロセスデータなどの監視情報の中央操作
監視盤への表示、中央操作監視盤１が出力する操作指令
の制御指令への変換及び該制御指令の伝送路６への出力
等を行う。コントローラ４は、現場の、センサー等の検
出端８を介してのプロセスデータ採取、得られたデータ
の伝送路６への出力、採取したデータによりフィードバ
ック制御等のプロセス自動制御の実施、伝送路６を介し
て入力される計算機２の制御指令に基づくバルブやアク
チュエータ等の操作端への制御信号の出力を行う。現場
操作監視端末７は、伝送路６上の複数の個所に設けられ
た接続コネクタ５のなかの任意のものに結合され、該コ
ネクタ５を介して伝送路６に接続されている。該現場操
作監視端末７は、伝送路６に制御指令を入力する操作入
力部７２と、伝送路６を介して得られるプロセスデータ
を表示する液晶表示部７１とを備えている。

第２図は第１図に示したプロセス監視制御装置の機能構
成を示すブロック図である。伝送路６には、計算機２、
コントローラ４、及び接続コネクタ５を介して現場操作
監視端末７が接続されている。現場のセンサなどの検出
端８で採取されたプロセスデータは、コントローラ４の
プロセス入力部４４でサンプリングされ、演算部４３に
入力されてフィードバック制御などの自動制御演算に使
用されると共に、伝送出力部４２により電信編快されて
伝送路６に送信される。伝送路６に送信されたプロセス
データは、計算機２の伝送入力部２６に受信されて演算
部２６に送りこまれるとともに、現場操作監視端末７の
伝送入力部７６に受信されて演算部７５に送りこまれる
。

計算機２の演算部２５に送りこまれたプロセスデータは
、プラントの統括自動制御演算に使用され、制御指令に
変換されるとともに、に／ａ（キーボード）２１からの
プロセスデータ表示要求を人力解析部２３が受けつけた
とき、記憶部３から取り出した画面表示情報と共に表示
制御部２４によりＣＲＴ２２に表示される。又、プロセ
スの操作指令はに／Ｂ２１からも、入力解析部２３を介
して入力され、演算部２５により制御指令に変換される
。これらの制御指令は伝送出力部２７により送信編集さ
れ、伝送路６に送出される。伝送路６を流れる制御指令
は、コントローラ４の伝送入力部４１により受信され、
演算部４３により制御演算され、ついでプロセス出力部
４５により制御信号に変換されてアクチュエータなどの
操作端９に出力される。

現場操作監視端末７の演算部７５に入力されたプロセス
データは、操作入力部７２からのプロセスデータ表示要
求を入力解析部７４が受信すると、記憶部７８から取り
出された画面表示情報とともに、表示制御部７３により
、液晶表示部７１に表示される。操作入力部７２からは
５、プロセスの操作指令を、入力解析部７４を介して入
力することができ、入力された操作指令は、演算部７５
で制御指令に変換され、伝送出力部７７で送信編集され
て伝送路６に送出される。伝送路６に送出された該制御
指令は、コントローラ４の伝送入力部４１に受信され、
制御演算されたのち、制御信号としてプロセスのアクチ
ュエータなどの操作端９に出力される。

コントローラ４は、計算機２を経由する中央操作監視盤
からの手入力による操作指令あるいは現場操作監視端末
７からの制御指令を、操作対象とする操作端９が、手動
モードの制御状態の時のみ受けつけるようになっており
、これらの制御指令とコントローラ４内で行われるフィ
ードバック制御などの自動モード時の制御信号が競合し
て操作端９に出力されることはない。又、操作端ごとに
。

計算機２と現場操作監視端末７からの制御指令のどちら
を優先するかが定められて記憶部４６に入力されており
、同一制御対象に対して、計算機２と現場操作監視端末
７の双方から制御指令が出力された場合は、演算部４３
が記憶部４６を検索し、どちらの制御信号が便先である
かを選択して操作端９に制御信号を出力するので、複数
の場所から同一の操作端に操作指令を発行した場合にも
制御信号の競合は起きない。

第３図は、本実施例のプロセス監視・制御装置の伝送路
６上の伝送データフォーマットを示す。

各装置が伝送路６に送出するデータパケット１０００に
は、各装置ごとにユニークな１機能コード１００】が付
加されている。

第４図は本実施例のプロセス監視制御装置の伝送データ
の流れを示す。伝送路６に接続された各装置には、自己
が伝送ｇ６にデータを送出するデータパケットに付加す
る機能コー１くと、伝送路６」二に各装置から送信され
た伝送データ（データパケット）の内、自己が受信する
データパケットを指示する機能コードとが記憶されてい
る。例えば、コントローラ４が送信するプロセスデータ
のデータパラケトの機能コードはＢであり、伝送経路１
０ｏに示されるように、計算機２．現場操作監視端末７
の両方が受信する。現場操作監視端末７からコントロー
ラ４への制御指令の機能コードはＣであり、伝送経路１
０３に示されるように、計算機２は受信しない。従って
現場操作監視端末ごとに送信する機能コードをユニーク
とし、又受信側各装置に、あらかじめ、受信すべき機能
コードを記憶させておくことにより、伝送路内のどの接
続コネクタに現場操作監視端末７が接続されても、伝送
路６を介しての情報の確実な送受が可能であり、現場操
作監視端末７が多数接続されていても。

情報の混乱を生ずることはない。伝送路６は、ループ状
の伝送路としてもよい。

第５図に示す第２の実施例は、前記第１の実施例と、接
続コネクタ５に現場操作監視端末７でなく、プリンター
及び画像デイスプレー付の現場調整用端末２００が接続
された点が異なる。現場調整用端末２００は、伝送路６
を介して、コントローラ４の内部パラメータや、計算機
２のデータの読み出し、書き替えを行う。本実施例によ
れば。

例えば、機器の動作速度や、ＰＩＤのパラメータ、タイ
マ設定など、実際の機器の動作を見ながら調整を行うこ
とが可能であり、内部パラメータを画像デイスプレーで
確認できるので、調整がしやすくなり、調整結果をプリ
ンターでハードコピーに残すことができる。

第６図に示す第３の実施例は、前記第１の実施例と、接
続コネクタに現場操作監視端末の替りに。

プロセスデータサンプリング端末２０１が接続されてい
る点が異なる。常時採取する必要がなく、調整時にのみ
採取が必要なデータの場合　ｉｇｌ整時にのみサンプリ
ング端末を必要な個所に設ければよく、サンプリング端
末を常設するのに比べ、設備費、保守費が低減される。

第７図に示す第４の実施例は、前記第１の実施例の接続
コネクタを無線送受信手段を備えた接続コネクタ５０と
し、現場操作監視端末７００も、接続コネクタ５０と無
線交信可能な送受信手段を備えたものとしである。本実
施例によれば、現場操作監視端末７００の移動が、現場
操作監視端末と接続コネクタがケーブル１０で接続され
ている場合よりも容易であり、機器の微妙な動きや、見
にくい場所の動きを監視しながらの調整が容易になる。

伝送路６としては、上記実施例に示した電線、ケーブル
の他、光ファイバーの使用も可能であり、この場合は各
機器と伝送路６の間に、第８図に示されるような、光／
電、＠／光変換接続コネクタ５Ａが付加される。第８図
において、伝送路６Ａは光ファイバーからなり、該光フ
ァイバーに直列に光／電：電／光変換接続コネクタ５Ａ
が設けられる。詑コネクタ５Ａは、光ファイバーである
伝送路６に接続された分光装置５Ｄと、該分光装置に接
続された光／電・電／光変換器５Ｂと、該変換器５Ｂに
接続されたコネクタ５Ｃとを備え、コネクタ５Ｃは、各
機器のケーブル１０に接続可能となっている。各機器が
伝送路６に送出するデータパケットは電気信号として、
ケーブル１０、コネクタ５Ｃを経て、光／電・電／光変
換器５Ｂに入り、光信号に変換されたのち１分光装置５
Ｄを経て、伝送路６に送出される。一方、伝送路６を流
れる光信号は、分光装置５Ｄで分光されて光／′に・電
／光変換器５Ｂで、電気信号に変換され、コネクタ５Ｃ
、ケーブル１０を経て各機器へ送りこまれる。

伝送路６を光ファイバーとすると、高周波の電波雑音が
発生する場所であっても、伝送路が雑音を拾うことがな
く、正確な情報伝達が可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、必要な用途の端末を、必要なときに、
必要な場所に、必要な間だけ伝送路に接続して使用でき
るので、従来は計算機や伝送路の負荷の制限のため、あ
るいは設訂場所の温度などの周囲環境がよくないために
、制御機器を常時設置できなかった場所においても、プ
ロセス監視制御装置が得ているプロセスデータの監視、
操作端への操作指令の発出が可能となり、プラントの操
作員は、プロセスの現場で個々の機器を、音、触覚、目
などの感覚で感じながら、プラント全体の状況を監視操
作でき、さらに中央操作室要員と現場パ１へロール要員
の兼任ができて、省人化の効果がある。

又ｊ３１場の機器の挙動を感覚でつかみながらプロセス
監視制御装置のコントローラや計算機の内部データであ
る制御パラメータを変更して、機器の動作状態を変える
ことができるので、機器の動作状態の調整やプロセス動
作状態の調整が容易になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した第１の実施例の装置構成を示
すブロック図、第２図は、第１図に示された装置の機能
構成を示すブロック図、第３図は第１の実施例における
データの伝送フォーマント図、第４図は第１の実施例に
おけるデータの送受端の例を示す概念図、第５〜７図は
本発明の第２〜４の実施例の装置構成を示すブロック図
であり。 第８図は、伝送路が光ファイバーで形成された場合の接
続コネクタの構成を示す概念図である。 １・・・中央操作監視盤、２・・・計算機。 ４・・・コントローラ、５・・・接続コネクタ、６・・
・伝送路、６Ａ・・・伝送路（光ファイバー）、７・・
・制御機器（現場操作監視端末）、５０・・・無線通信
手段を備えた接続コネクタ、２００・・・制御機器（現
場調整端末）、２０１・・・制御機器（サンプリング手
段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中央操作室に配置されてプラントの統括制御を行う
   中央操作監視盤と、該中央操作監視盤に接続されて制御
   演算を行う計算機と、該計算機に接続されて機器の制御
   及びプロセスデータの採取を行うコントローラと、を備
   えたプロセス監視制御装置において、上記計算機とコン
   トローラを接続する伝送路が前記コントローラ及び／ま
   たは前記中央操作監視盤で制御される機器の近傍にまで
   延長して敷設されていることと、機器の近傍を含む複数
   の位置の前記伝送路に、該伝送路の分岐をなす接続コネ
   クタが設けられていることと、該接続コネクタに接続可
   能な接続手段を備えた制御機器を備えていることと、を
   特徴とするプロセス監視制御装置。 ２、制御機器が、操作端である機器の制御を行うコント
   ローラを制御する現場操作監視端末、プロセスデータを
   採取するサンプリング手段、プロセスデータを印字もし
   くは画像により表示する表示手段、及びコントローラの
   内部データの読みだし書き替えを行う現場調整端末、の
   内の少なくともひとつであることを特徴とする請求項１
   に記載のプロセス監視制御装置。 ３、中央操作室に配置されてプラントの統括制御を行う
   中央操作監視盤と、該中央操作監視盤に接続されて制御
   演算を行う計算機と、該計算機に接続されて機器の制御
   及びプロセスデータの採取を行うコントローラと、を備
   えたプロセス監視制御装置において、上記計算機とコン
   トローラを接続する伝送路が、プロセスデータが採取さ
   れる機器の近傍にまで延長して敷設されていることと、
   該機器の近傍を含む複数の位置の前記伝送路に、該伝送
   路の分岐をなす接続コネクタが設けられていることと、
   該接続コネクタに接続可能な接続手段を備えた制御機器
   を備えていることと、を特徴とするプロセス監視制御装
   置。 ４、制御機器が、プロセスデータを採取するサンプリン
   グ手段を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の
   プロセス監視制御装置。 ５、接続コネクタが、無線通信手段をそなえており、接
   続手段が前記無線通信手段と交信可能な無線通信手段で
   あることを特徴とする請求項１乃至４に記載のプロセス
   監視制御装置。 ６、伝送路がループをなしていることを特徴とする請求
   項１乃至５に記載のプロセス監視制御装置。 ７、伝送路が光ファイバによって形成されていることを
   特徴とする請求項１乃至５に記載のプロセス監視制御装
   置。