JPH04306707A - 分散形制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分散配置され、プロセ
スの制御演算やシーケンス制御等を実行する制御ステー
ションと、この制御ステーションとの間でデータの授受
を行い、制御の監視や制御操作，指示を行うグラフィッ
ク表示画面を備えたオペレータステーションとで構成さ
れる分散形制御装置に関し、さらに詳しくは、複雑化す
るプロセス制御の監視や操作，指示を簡便に行うことが
できるようにした分散形制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、分散形制御装置の構成概念図で
ある。図において、１はプロセスの制御を担当する制御
ステーションで、工場内のプロセスに対応して分散配置
されており、プロセスフィールドにある各種センサなど
から、信号変換器を介して規格化された例えば１〜５Ｖ
の入力アナログデータが印加されると共に、バルブのよ
うな操作端に制御出力を送出している。２はマンマシン
インターフェイス部としてのオペレータステーションで
、キーボードやＣＲＴなどのグラフィックディスプレイ
を有しており、計器室などに設置される。このオペレー
タステーション２は、各制御ステーション１から通信回
線を介して送られてくるプロセスデータを表示したり、
制御ステーション１に対して設定値や制御パラメータな
どの変更指示，プロセス制御の操作などができるように
構成されている。このような分散形制御装置において、
グラフィック画面には、マンマシン・コミュケーション
を容易にするために各種のグラフィックが表示される。 図８は、その様な表示の１つであるアナログ調節計の指
示計を模擬して表示するようにしたコントロールグルー
プの計器図を示す図である。ここでは、制御ステーショ
ン１が図示するような複合制御ループを構成しているよ
うな場合、画面には、制御ステーション内に構成されて
いる例えばタグ名ＴＩＣ２０１，ＦＩＣ２０１が付され
た２つのアナログ調節計の計器図と，タグ名ＦＣＬ２０
１が付された１つの入力補正のための演算計器（指示計
器）の計器図がそれぞれ並んで表示されていて、各アナ
ログ調節計の指示計や演算計器は、その計器に与えられ
ている信号に連動して指針が動き、各計器の動作状態が
直観的に把握できるようになっている。そして、オペレ
ータは、これらの各アナログ調節計や指示計器に表示さ
れている各種のデータ（プロセス入力量，設定値，制御
出力値や、自動調節状態，手動調節状態等のモードやス
テータス）あるいは関連データ（制御パラメータなど）
を、各計器に付けられているタグ名を元にして、参照し
たり設定したりできるようにしてある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示すような複合制御ループの場合、オペレータは必ずし
も各計器毎に制御系を認識している訳ではなく、複合ル
ープ全体（一点鎖線で囲んで示す部分）を対応付けして
ひとまとまりとし、認識している。このために、さらに
多数の計器で複雑な複合ループを構成するような場合、
画面には多数の計器図が並んで表示されることとなり、
制御状態をかえって把握しにくくなるという不具合が発
生する。本発明は、この様な点に鑑みてなされたもので
、複雑な複合ループであってもオペレータがその制御状
態を直観的に把握することができる合理的なグラフィッ
ク表示機能を有する分散形制御装置を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
本発明は、複数のループの制御を実行する制御ステーシ
ョンと、この制御ステーションとの間でデータの授受を
行い、制御の監視や操作，指示を行うグラフィック表示
画面を備えたオペレータステーションとで構成される分
散形制御装置において、前記オペレータステーションに
、前記制御ステーションが実施する複数の制御の実行単
位（機能ブロック）において、互いに関連している幾つ
かの機能ブロックを対応付けしたもう一つ別の機能ブロ
ック（特殊機能ブロック）を起こし、当該一つの特殊機
能ブロックを一つのアナログ計器にみたててその指示操
作面部分を模擬して前記グラフィック表示画面に表示す
る特殊計器図表示手段を設けたことを特徴とする分散形
制御装置である。

【０００５】

【作用】特殊計器図表示手段は、グラフィック表示画面
にオペレータがひとまとまりとして認識するのに都合の
良い単位に複数の機能ブロックをまとめ、それをひとつ
のアナログ計器としてみたててその計器図を表示する。 また、この計器図には、ひとつの仮想タグ名が付される
。これにより、制御アルゴリズムの記述や各種データの
参照・設定などは仮想タグ名を用いて行うことが可能と
なる。

【０００６】

【実施例】以下図面を用いて、本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す機能ブロッ
ク図である。図において、１は分散配置された制御ステ
ーションで、ここでは１つの制御ステーションのみ示す
がプロセスの規模や状況に応じて、複数の制御ステーシ
ョンが通信回線ＬＮに接続される。２はこの制御ステー
ション１との間で、通信回線ＬＮを介してデータの授受
を行い、制御の監視や制御に関する指示，操作などを行
うオペレータステーションで、キーボードやＣＲＴを備
えている。このオペレータステーションもここでは１つ
のみ示すがプロセッスの規模や状況に応じて、複数個設
けられる。制御ステーション１において、１１，１２，
１３はこの制御ステーション内に構成された制御の実行
単位を示す機能ブロックで、１１，１２はＰＩＤ調節計
、１３は演算計器として機能するブロックを示している
。ここでは説明を簡単にするために３個の機能ブロック
について示すが、適用するプロセスに応じて、さらに多
くの機能ブロックが構成できるようになっている。また
、機能ブロックとしては、これ以外にスイッチなどを駆
動するスイッチ計器としての機能ブロック、電動機等を
駆動する電動機計器としての機能ブロック等が用意され
ている。

【０００７】１４はデータベース（メモリ）を示し、そ
の内容は各機能ブロックが扱うデータによって構築され
ている。１５はオペレータテステーション２側との間で
通信を行うための通信手段、１６はタグ名と論理アドレ
スとを対応付けたタグリストを概念的に示したもので、
オペレータステーション２側から各機能ブロックが扱う
データにアクセスする場合、このタグ名を用いて行える
ようになっている。１７は複数の機能ブロック（この例
では３個の機能ブロック）で示される制御系を、一つの
制御系として対応付けし、これを別の機能ブロックとし
て表した特殊機能ブロックである。オペレータステーシ
ョン２において、２１は制御ステーション１側との間で
通信を実行する通信手段、２２は制御ステーション１が
実施する複数の機能ブロック（制御の実行単位）におい
て、互いに関連している幾つかの制御実行単位（機能ブ
ロック）を対応付けして、一つの別の機能ブロックとし
、その機能ブロックを一つのアナログ計器にみたて、そ
の指示操作面部分を模擬し、グラフィック表示画面２３
に表示する特殊計器図表示手段で、制御ステーション１
側の特殊機能ブロック１７に対応して計器図を表示する
ものである。

【０００８】このように構成した装置の動作を、次に説
明する。制御ステーション１において、機能ブロック１
１（タグ名ＴＩＣ２０１）は例えば温度センサＳ１から
温度信号ＰＶを入力すると共に、温度設定値ＳＶがデー
タベース１４から与えられる温度調節計として機能し、
機能ブロック１３（タグ名ＦＣＬ２０１）は、例えば流
量センサＳ２，Ｓ３からの流量信号Ｑ１，Ｑ２を入力し
、流量を加算するなどの演算を行う演算計器として機能
し、機能ブロック１２（タグ名ＦＩＣ２０１）は、機能
ブロック１３からの演算結果を入力信号とし、温度調節
計１１からの出力がその設定値信号として与えられてい
て（カスケード接続となっている）、バルブＶ１に制御
出力ＭＶを送出する流量調節計として機能するようにな
っている。また、特殊機能ブロック１７には、タグ名Ｘ
ＩＣ２０１が付されていて、ここには、３つの機能ブロ
ック１１，１２，１３を対応付けし、破線で囲んだ一つ
の制御系の中の温度調節計１１に印加されている温度信
号ＰＶと、設定値ＳＶと、流量調節計１２からの制御出
力ＭＶとを入力し、これらの各データがタグ名ＸＩＣ２
０１で扱えるようになっている。

【０００９】図２は、この特殊機能ブロック１７の構成
概念図である。データテーブルＤＴは、この機能ブロッ
クが扱うデータ（このデータは各機能ブロックが扱うデ
ータの中で、特に制御の運転状態を理解するのに都合の
よいデータが選定される）が格納される。ポインタテー
ブルＰＴは、特殊機能ブロックが扱うデータのポインタ
が格納されており、各データがここに格納されているポ
インタ（タグ名ＸＩＣ２０１）を指定して取出されるよ
うになっている。モードアルゴリズム格納エリアＭＡに
は、特殊機能ブロック１７自体のモードを決定するため
のアルゴリズム、例えば定周期処理，データ設定時処理
のためのアルゴリズム（プログラム）が格納されていて
、どのモード（アルゴリズム）を用いるかは、データテ
ーブルＤＴのモード値に応じて選定される。アラームア
ルゴリズム格納エリアＡＡには、特殊機能ブロック１７
自体のアラームステータスを決定するためのアルゴリズ
ム、例えば定周期処理，データ設定時処理のためのアル
ゴリズム（プログラム）が格納されていて、どのモード
（アルゴリズム）を用いるかは、データテーブルＤＴの
アラーム値に応じて選定される。モードアルゴリズム，
アラームアルゴリズムは、いずれもユーザが自由に定義
することができるようになっていて、その定周期処理は
、データテーブルＤＴに格納されているデータやステー
タスを参照して、それぞれのモードやステータスを決定
する。また、モードアルゴリズムのデータ設定時処理は
、モード変更指令があったとき、データテーブルＤＴに
格納されているステータスを参照しながら、自分のモー
ドを決定する。

【００１０】図３は、この特殊機能ブロック１７で行わ
れる定周期処理の一例を示すフローチャートである。は
じめに、モードアルゴリズム格納エリアＭＡに格納され
ているアルゴリズムの中で、モード値によって指定され
たモードアルゴリズムを実行し、その実行結果をデータ
テーブルＤＴへ格納する。次に、アラームアルゴリズム
格納エリアＡＡに格納されているアルゴリズムの中で、
アラーム値によって指定されたアラームアルゴリズムを
実行し、その実行結果をデータテーブルＤＴへ格納する
。続いて、アラームに変化があったか判断し、変化があ
ればアラームメッセージを発信する。以上の動作が一定
の周期で繰り返して行われる。図４は、データ参照処理
の一例を示すフローチャートである。この処理は、例え
ば、データ参照の指令等があったとき起動されるもので
、参照すべきデータの種別に応じて、データテーブルＤ
Ｔから該当のデータを抽出しそれを送信し、また、ポイ
ンタテーブルＰＴから参照先のアドレスを抽出し、その
アドレスに基づいて他ブロックデータが読み出され、そ
れを送信する。図５は、データ設定処理の一例を示すフ
ローチャートである。この処理は、モード変更指令があ
った時などに起動され、データ種別に応じて例えば、モ
ードアルゴリズム格納エリアＭＡに格納されているデー
タ設定アルゴリズムに従って、データ設定が実行され、
設定結果を送信する。または、ポインタテーブルＰＴか
ら設定先のアドレスを抽出し、そのアドレスに基づいて
他ブロックデータを設定し、その設定結果を送信する。 図６は、オペレータステーション２側にある特殊計器図
表示手段２２によってグラフィック表示画面２３に表示
される特殊機能ブロック１７の計器図を示す図である。 特殊計器図表示手段２２は、特殊機能ブロック１７を一
つのアナログ計器にみたててその指示操作面部分を模擬
して、グラフィック表示画面２３にその計器図を表示す
る。すなわち、特殊機能ブロック１７に付されたタグ名
（ＸＩＣ２０１）によって扱われるデータを用い、ここ
では３つの複合ループ（機能ブロック）を対応付け、こ
れらを一つにまとめて一つのタグ名ＸＩＣ２０１が付さ
れたひとつの計器図としてグラフィック画面２３に表示
する。計器図は、ここでは調節計の指示計を模擬した従
来の計器図とほぼ同じ形態であって、特殊機能ブロック
として幾つかの機能ブロックを対応付け、これらを代表
していることを二重枠で表わしている。なお、特殊機能
ブロックをどの様な形態でグラフィック画面に表示する
かは、例えばユーザが特殊計器図表示手段２２のプログ
ラムを変更することにより、自由に決定できるものとす
る。

【００１１】なお、この実施例においては、タグ名と論
理アドレスとを対応付けたタグリスト１６を制御ステー
ション１側に設けるようにしたが、この様なタグリスト
は、オペレータステーション側２においても持つように
してもよい。この場合、制御ステーション側とオペレー
タステーション側のタグリストの内容が、常に一致する
ように例えば一方のタグリストの内容をタグ名を変更す
るごとにコピーするなどの操作を行う必要がある。また
、特殊機能ブロックとしてまとめる範囲は、実施例では
３つの複合ループを対応付けて一つにまとめたものであ
るが、それぞれの適用されるループの性質や、オペレー
タが制御系を認識するのに最も都合のよいあるいは便利
な範囲等を考慮して自由に決定すればよい。

【００１２】

【効果】以上詳細に説明したように、本発明によればグ
ラフィック画面に表示される計器図は、オペレータが制
御系を認識するのに都合のよいようにまとめられて表示
されるもので、オペレータに対するマンマシンインター
フェイスを親切にする分散形制御装置が実現できる。ま
た、ひとつにまとめられた特殊機能ブロックには、仮想
のタグ名が付され、この仮想タグ名を用いてオペレータ
がデータを扱うことができるので、制御アルゴリズムの
記述がしやすくなり、ユーザフレンドリーな装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す機能ブロック図である
。

【図２】制御ブロックの構成概念図である。

【図３】制御ブロックで行われる定周期処理の一例を示
すフローチャートである。

【図４】データ参照処理の一例を示すフローチャートで
ある。

【図５】データ設定処理の一例を示すフローチャートで
ある。

【図６】オペレータステーション側にある特殊計器図表
示手段によってグラフィック表示画面に表示される特殊
機能ブロックの計器図を示す図である。

【図７】分散形制御装置の構成概念図である。

【図８】従来装置におけるグラフィック表示画面に表示
される計器図を示す図である。

【符号の説明】

１　　制御ステーション １１　　温度調節計 １２　　流量調節計 １３　　演算器 １４　　データベース（メモリ） １５　　通信手段 １６　　タグリスト １７　　特殊機能ブロック ＬＮ　　通信回線 ２　　オペレータステーション ２１　　通信手段 ２２　　特殊計器図表示手段 ２３　　グラフィック表示画面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のループの制御を実行する制御ステー
   ションと、この制御ステーションとの間でデータの授受
   を行い、制御の監視や操作，指示を行うグラフィック表
   示画面を備えたオペレータステーションとで構成される
   分散形制御装置において、前記オペレータステーション
   に、前記制御ステーションが実施する複数の制御の実行
   単位（機能ブロック）において、互いに関連している幾
   つかの機能ブロックを対応付けしたもう一つ別の機能ブ
   ロック（特殊機能ブロック）を起こし、当該一つの特殊
   機能ブロックを一つのアナログ計器にみたててその指示
   操作面部分を模擬して前記グラフィック表示画面に表示
   する特殊計器図表示手段を設けたことを特徴とする分散
   形制御装置。
2. 【請求項２】複数の制御実行単位（機能ブロック）を対
   応付けして形成した別の一つの機能ブロック（特殊機能
   ブロック）に、当該特殊機能ブロックを代表する一つの
   仮想タグ名を付し、オペレータはその仮想タグ名を用い
   て当該特殊機能ブロックに関するデータを扱うことがで
   きるようにした請求項１記載の分散形制御装置。