JPH0612483B2 - プロセスコントロ−ルシステム - Google Patents

プロセスコントロ−ルシステム

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JPH0612483B2
JPH0612483B2 JP56166262A JP16626281A JPH0612483B2 JP H0612483 B2 JPH0612483 B2 JP H0612483B2 JP 56166262 A JP56166262 A JP 56166262A JP 16626281 A JP16626281 A JP 16626281A JP H0612483 B2 JPH0612483 B2 JP H0612483B2
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JP
Japan
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control circuit
operation output
connector board
unit
digital
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JP56166262A
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敬輔 高田
弘夫 奥原
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00Systems controlled by a computer
    • G05B15/02Systems controlled by a computer electric

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control By Computers (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は、プロセスコントロールシステムに係り、特に
マイクロコンピュータを利用するプロセスコントロール
システムにおいて制御回路とこの制御回路とは別離して
配置されるマニュアル操作部を有するプロセスコントロ
ールシステムに関する。
[従来の技術] 第1図は従来のワンループコントローラの概略図で、従
来のアナログ調節計と同じく指示計、操作用スイッチ等
の存在するパネルのマンマシンインタフェイス部11と
制御回路部12を一体構造となしたもので、端子部13
は操作端14、検出端15と接続されている。第2図は
このワンループコントローラのブロック図を示す。
複数の検出端1A,1B…から到来するアナログ検出信
号はアナログ入力回路2に配設されたマルチプレクサ3
によって時分割的に走査されて多重化された後に、アナ
ログディジタル変換器4でディジタル信号に変換されて
マイクロプロセッサでなる中央処理装置5に入力され
る。中央処理装置5は到来した検出信号をディジタル演
算処理した後その処理結果をアップダウンカウンタ6に
記憶させる。このアップダウンカウンタ6は操作端7の
基準の運転状態に相当する設定値を中央処理装置5によ
ってプリセットされ、以後操作端7の状態を変更する場
合は設定値からの偏差を中央処理装置5からアップカウ
ント信号又はダウンカウント信号としてアップダウンカ
ウンタ6に与えるようになされている。
そしてアップダウンカウンタ6には操作端7へ与えるべ
き操作信号に相当する指令値がディジタルホールドされ
る。このアップダウンカウンタ6のホールド値はディジ
タルアナログ変換器8によってアナログ操作電圧信号A
Vに変換され、さらに電圧電流変換器(以下V/I変換
器と呼ぶ)9においてアナログ操作電流信号AIに変換
されて操作端7へ供給される。
また第1図のマンマシンインタフェイス部11の右上部
はSV(Set point Variable)値用のUP・DOWNスイ
ッチ,下部はMV(Maniqulated Variable)値を手動で変
更するスイッチ、右側中央の3つの押しボタンスイッチ
はそれぞれカスケード制御「C」,オートマティック制
御「A」、手動制御「M」を選択するスイッチを表わ
す。
このようなワンループコントローラはダイレクトディジ
タルコントローラを実行するにあたりきわめて有用では
あるが、計装規模が大きくなり、CRTによるプロセス
コントロールなどを集中監視した場合マンマシンインタ
フェイスが重複することとなり、パネルレス計装(各ル
ープごとのマンマシンが必要でないので)を目指し、計
器室をコンパクト化したいとか、シーケンス制御など他
の制御機器と密に情報交換する場合に不都合である。
すなわちワンループコントローラはアナログ計器と同じ
マンマシン・インタフェースを持つことから数ループに
及ぶシステムではかなりのパネル占有面積を必要とし、
また伝送系の重複等の問題を生じる。
このためCRTディスプレイシステムの信頼性が向上し
てきた現状ではCRTによる集中管理となし、特に重要
な制御ループにはマンマシンインタフェースを設けるシ
ステムの確立の要望が強くなった。これにより計装エン
ジニアのレベルで自由自在にシステムアップが図かれ、
より制御機能を高度化することが要望されてきた。また
大規模計装から小規模計装まで均質な広がりを有するシ
ステムの確立が求められてきている。
しかしながら単純にマンマシンインタフェースと制御回
路とを分割し、その間をケーブルで結んで制御回路をボ
ードタイプとなし、筐体に複数まとめて収納しても、筐
体下部にはプロセスやインターフェイスからのケーブル
が集まり新たにケーブルを配線することがむずかしい。
また保守・点検を考えるとコネクタの接続方向やその配
線、ケーブルの引きまわし等にむずかしい問題を生じて
いた。また、システムの拡張性にも問題があった。
さらに制御回路が故障してこれを交換しなくてはならな
いときに、操作出力が一時ダウンし、プロセスに大きな
影響を与える問題がある。このため操作出力回路にバイ
パス回路を設け、予備の手動操作器をバイパス回路に挿
入して出力を維持する等、手間のかかる操作をする必要
があり、しかも外部のインターフェイスからの制御がで
きなくる欠点を有している。つまり、単に制御回路とマ
ンマシンインターフェイスを分けるやり方ではワンルー
プコントローラ以上のより充実した制御システムの確立
に問題があった [本発明の目的] 本発明の目的は従来のこれらの欠点を除去し、制御回路
とこの制御回路をバックアップするマニュアル操作部と
を分離し大規模計装にも十分適用できるDDCのプロセ
スコントロールシステムの提供にある。
さらに他の本発明の目的は、制御回路と表示部を含む制
御回路のバックアップを行うマニュアル操作部を分離
し、制御回路を交換中であっても操作出力がダウンする
ことのないプロセスコントロールシステムの提供にあ
る。
[本発明の概要] 本発明ではこの目的を達成するために、制御回路からの
ディジタル操作出力をコネクタボードを介して操作出力
ユニットに伝え、検出端からのプロセス変数をコネクタ
ボードを介して制御回路に、またコネクタボード及び操
作出力ユニットを介してマニュアル操作部にそれぞれ伝
え、操作出力ユニットからの操作出力はコネクタボード
を介して操作端に出力し、容易に制御回路をマニュアル
操作部によってバックアップが可能なプロセスコントロ
ールシステムを提供する。
[本発明の実施例] 以下本発明を一実施例について図を参照して説明する。
第3図は一実施例のシステム構成を説明する説明図であ
る。第5図はこの実施例のコントロールシステムのブロ
ック図である。制御回路22はマイクロコンピュータC
PUを有し検出端5から入力信号をAD変換器A/Dで
ディジタル信号に変換した後演算処理する。入出力演算
や制御演算を行うための機能モジュールはすべてROM
に記憶されまた上位計算機との情報のやりとり、他の制
御回路との情報のやり取りのためRAMが設けられてい
る。M/Aは制御部側から手動制御とするか自動制御と
するかを選択する切換回路である。CPUの制御演算後
の操作出力はMVU/Dの出力回路より出力される。ま
たマニュアル操作部21との信号伝送のため伝送回路A
RTが設けられ、これらの回路間は内部バスによって連
絡されている。
制御回路22からのディジタル操作出力はコネクタP
1、ケーブル25を介して、一旦コネクタボード23に
入力される。複数の制御回路が筐体24に並列にボード
状で配置されている。これらの制御回路はその制御対象
によって制御ループの数に違いをもっている。この実施
例では制御回路は制御対象によって1ループの制御用、
2ループの制御用、4ループの制御用の種類を有してい
る。
コネクタボード23は通常、筐体の下部に配置され、検
出端15、操作端14からの伝送線を集中して集めてい
る。したがってこのコネクタボード23周辺には多数の
配線がひきまわされている。ケーブル25はコネクタP
2によってコネクタボード23に接続される。
マニュアル操作部21はこの筐体24とは分離され、こ
のマンマシンインターフェイスを正面として集中管理用
のオペレータコンソールに配置されている。このマニュ
アル操作部21は制御対象の要望によって設けられるも
ので必ずしもすべての操作端に相当する数が設けられる
ものではない。この操作部21は重要ループのバックア
ップおよびそのループのMV値,SV値の表示等の限ら
れた事項について制御回路22の操作がこの実施例では
可能である。そしてこれら回路間は第5図の破線の伝送
略によって接続されている。
操作部21にはCPU,RAM,ROM,D/A変換器
等が配置され、マイクロプロセッサの演算処理によって
警報発生時の表示の点滅、上下限警報設定値の表示、制
御部故障時のPV値指示バックアップ等が行うことがで
きる。
したがって、作業者は、通常CRTをマンマシンインタ
ーフェイスとしてプロセスコントロールを行い、制御回
路が故障したときには操作部21よりプロセスのバック
アップが可能となる。
警報設定値の表示、制御部故障時のPV値指示バックア
ップ等が行なえる。そしてこれらの機能の実行のため、
操作部21内部にはCPU,KAM,ROM,D/A変
換器等が配置されている。そして操作部21と他回路と
の伝送はまず操作部21に接続されたコネクタP5によ
りケーブル26を介して行なわれる。このケーブル26
にはその他端側にコネクタP4が設けられ、このコネク
タP4に操作出力ユニット27と操作部21は接続され
る。
操作出力ユニット27は、ディジタル操作出力をアップ
ダウンカウンタU/DCに記憶したのちディジタルアナ
ログ変換器D/Aでアナログ変換し、アナログ操作出力
を操作端14へ出力する。この操作出力は制御回路22
のM/Aによってもしくは操作部21によってマニュア
ル動物の操作出力か自動制御の操作出力かが選択され
る。S1は操作部21もしくは制御回路22によって自
動制御側Aもしくはマニュアル動作側Mに切換えられる
スイッチである。このスイッチS1を駆動するため駆動
回路M/Aが設けられる。
この操作出力ユニット27はD/A変換器はもちろん周
辺回路を含めてIC化され小形に型成されている。そし
てこの操作出力ユニット27には対面する面、第4図で
左手前側の面と右奥側の面にそれぞれコネクタP4のプ
ラグ、コネクタP3のプラグが形成される。そしてこれ
らはそれぞれコルクタP4のレセプタクル、コネクタボ
ード23に形成されたP3のレセプタクルと接続する。
このため、操作出力ユニットはスペース的にコネクタボ
ードに新たに設ける必要はなく、さらに操作出力ユニッ
トを新たにコネクタによって接続する必要がなくなる。
このように操作出力ユニットに操作部のケーブルをコネ
クタP4によって接続すればよく、コネクタボードにお
ける平面的スぺースをそこねることがなくなる。なお第
4図は第3図に示したコネクタP4、操作出力ユニット
27、コネクタボード23の関係を説明する概略斜視図
である。
次にこのように構成されたプロセスコントロールシステ
ムにおいて、通常自動にて操作端14を制御するとき
は、操作出力ユニット27のスイッチS1を「A」に切
換え、制御回路22からの操作出力をカウンタU/DC
でホールドしたのち、アナログ信号に変換して行う。こ
れは通常のDDCの制御システムとなんら変わりはな
い。
そして制御回路が故障した場合、制御回路22を筐体2
4からぬいても操作出力ユニットは操作出力はホールド
しているので、制御回路の交換を容易に行うことができ
る。しかも操作出力ユニットはケーブル26を介して操
作部21と接続しているので、作業者は、操作部21を
作動させてMV値,SV値の表示はもちろんマニュアル
制御を行うことができる。このときは操作部よりスイッ
チS1をマニュアル操作にする。
[本発明の効果] 以上のように本発明は、制御回路と分離した構造の操作
出力ユニットを配置し、しかもマニュアルの操作部とを
この操作出力ユニットと接続しているので、制御回路が
故障しても操作部より操作端を制御することができる。
このため効率のよい、きわめて信頼性の高い制御システ
ムの提供が可能となる。
さらにこの構成により重要な制御ループのみに操作部を
必要に応じて配置し、バックアップ等を行うことができ
CRTを使用した大規模計装がより現実的にかつ効率的
に行うことができる。また小規模の計装から大規模計装
までを均質に行うことができる。
さらにコネクタボードに操作出力ユニット、マニュアル
操作部のコネクタを重ねて配置しているので多数の検出
端、操作端と接続されているコネクタボードを有効に活
用することができる。また操作出力ユニットを制御回路
から分離し、しかも制御回路から分離した操作部をこの
ユニットに接続しているので、各伝送路を有効に活用で
き、配線のむだを少なくすることができる。
なお本発明の一実施例では操作出力ユニットの相向い合
う面に操作部からのケーブル、コネクタボードをそれぞ
れ接続したが、操作出力ユニットの操作部側の面に制御
回路からの伝送線を第6図のように接続してもよい。こ
こでは操作出力ユニットを27で表わす。また第7図は
第6図のシステムの概略斜視図である。
【図面の簡単な説明】
第1図はワンループコントローラの概略図、第2図はこ
のワンループコントローラのブロック図、第3図は本発
明の一実施例のシステム構成を説明する説明図、第4図
は第3図の操作出力ユニットの周辺の概略斜視図、第5
図は本発明の一実施例のブロック図、第6図は本発明の
他の実施例のブロック図、第7図は第6図のシステムの
概略斜視図である。 21……マニュアル操作部 22……制御回路 23……コネクタボード 24……筐体 25,26……ケーブル 27……操作出力ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−21584(JP,A) 特開 昭51−149479(JP,A) 実公 昭50−13726(JP,Y1) 「オートメーション」,第23巻第8号, 1978年,P.101−108 「日立評論」,第58巻第3号,1976年, P.1−4,11−16 「計装」,第24巻第11号,1981年,P. 94−100

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検出端からのプロセス変数を入力し所定設
    定値と比較演算してプロセスの操作端を操作するディジ
    タル操作出力を出力する制御回路と、プロセス変数及び
    ディジタル操作出力を表示する機能及びプロセスの操作
    端へのディジタル操作出力を出力可能な機能を有し、制
    御回路とは別離して配置されるマニュアル操作部と、前
    記制御回路もしくはマニュアル操作部のディジタル操作
    出力のいづれか一方が入力されるアップダウンカンウタ
    と前記ディジタル操作出力をアナログ操作出力信号に変
    換するディジタル−アナログ変換器とを有し、前記制御
    回路とは別離に設けられた操作出力ユニットと、プロセ
    スの操作端、検出端からの信号線及び制御回路からの伝
    送路を接続し、前記操作出力ユニットを接続配置するコ
    ネクタボードとを備え、前記制御回路からのディジタル
    操作出力は前記コネクタボードを介して前記操作出力ユ
    ニットに伝えられ、前記検出端からのプロセス変数はコ
    ネクタボードを介して前記制御回路に、前記コネクタボ
    ード及び前記操作出力ユニットを介して前記マニュアル
    操作部にそれぞれ伝えられ、前記操作出力ユニットから
    の操作出力は前記コネクタボードを介して操作端に出力
    されることを特徴とするプロセスコントロールシステ
    ム。
  2. 【請求項2】制御回路を、筐体内上部に配置し、この筐
    体下部にコネクタボードに設置し、このコネクタボード
    上の各操作端に対応する位置に、一端がコネクタボード
    に接続し、他端に重ねてマニュアル操作部の伝送線を接
    続する操作出力ユニットを設置することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のプロセスコントロールシステ
    ム。
JP56166262A 1981-10-18 1981-10-18 プロセスコントロ−ルシステム Expired - Lifetime JPH0612483B2 (ja)

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US06/415,799 US4533990A (en) 1981-10-18 1982-09-08 Computer process control system
CA000413563A CA1179420A (en) 1981-10-18 1982-10-15 Computer process control system

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JPS5868108A JPS5868108A (ja) 1983-04-22
JPH0612483B2 true JPH0612483B2 (ja) 1994-02-16

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