JPH062407U - 制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御装置とプログラマブル・コントローラ
（ＰＣ）との間の通信系を二重化構成とすると共に、一
方の通信系の異常に対して、データを保証しつつ通信系
をもう一方の通信系に自動的に切換えるようにする。 【構成】 制御装置ＦＣＳに、ＰＣとの間で信号の授受
を行うための二重化した通信手段と、各通信手段に接続
されるＰＣとの通信状態を監視する通信状態監視手段
と、通信状態監視手段からの監視結果と手動による切換
え信号とを受け、二重化された通信手段のいずれを実際
の通信動作につかせるかを切換える二重化切換え手段と
を設けて構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ＣＩＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａ ｃｔｕｒｉｎｇ）の構築を行うような場合に適用される分散形制御装置に関し、 更に詳しくは、分散形制御システムにおいて、プログラマブル・コントローラと の間の通信系を二重化構成とした分散形制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

プロセス制御に用いられる分散形制御システムは、マンマシンインターフェイ ス機能を備えた操作監視装置（オペレータステーション）と、プロセスの制御を 担当する分散配置された複数の制御装置（フィールドコントロールステーション ）とで構成されており、プロセス制御の分野において広く利用されている。一方 、プログラマブル・コントローラ（以下、ＰＣと呼ぶ）は、電気機器（装置）や 機械の自動化機器工場内のあらゆる場面に使用されてきている。

【０００３】 この様な状況のもとで、制御装置とプロセスとの間にＰＣを配置し、ＰＣのプ ログラムを使用してプロセスに設置されている各種のバルブや電動弁等の操作端 との間で、信号の授受を行うと共にそれらを制御する必要が生じてきている。こ の様な場合、制御装置とＰＣの間の通信系には、例えばＲＳ−２３２−Ｃ通信ケ ーブルを用いてデータの授受を行い、制御装置からの演算出力は、各種の制御端 が接続されているＰＣへ出力し、これらの制御を行うこととなる。このとき、制 御装置とＰＣとの間の通信に際して、通信系を構成する通信カードや通信ケーブ ルに異常が発生した場合、通信を継続することができなくなるという課題があっ た。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、この様な点に鑑みてなされたもので、制御装置とＰＣとの間の通信 系を二重化構成とすると共に、通信を行っている側で通信異常が生じた場合、も う一方の通信系に切換えて通信を継続できるようにし、通信系の信頼性を向上さ せると共に、通信系のオンラインでのメンテナンスを行えるようにした分散形制 御装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この様な目的を達成する本考案は、 制御装置とＰＣのようなサブシステムとを接続し、制御装置とＰＣとの間で通 信を行うようにした分散形制御装置であって、 前記制御装置に、 前記ＰＣとの間で信号の授受を行うための二重化した通信手段と、 これらの通信手段に接続されるＰＣとの通信状態を監視する通信状態監視手段 と、 この通信状態監視手段からの監視結果と手動による切換え信号とを受け前記二 重化された通信手段のいずれを実際の通信動作につかせるかを切換える二重化切 換え手段とを設けたことを特徴とする分散形制御装置である。

【０００６】

【作用】

通信状態監視手段は、二重化構成の通信手段（通信カード）が扱う通信データ と、通信対象のＰＣの各局との通信状態を監視していて、実際に通信動作を行っ ている側の通信系に異常が検出された場合、それを二重化切換え手段に伝える。

【０００７】 二重化切換え手段は、通信状態監視手段からの切換え指令を受けると、もう一 方の通信系が通信動作を引き継ぐように切換える。

【０００８】

【実施例】

以下図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明する。 図１は、本考案が適用される分散形制御装置の構成概念図である。図において 、ＯＰＳは操作監視装置であり、ＣＲＴやキーボードを有していて、マンマシン インターフェイスとしての機能を持つ。ＦＣＳは制御装置で、ここでは一つだけ を示すが、プロセスの規模に応じて複数個が分散配置される。この制御装置内に は、ＣＰＵが搭載されたＣＰＵカードと、ＰＣとの間の通信を行う通信機能を有 する通信カードが二重化構成となっていて、これらがスロットに装着されて制御 装置を構成するようになっている。

【０００９】 ＰＣ１，ＰＣ２は共にＰＣで、制御装置ＦＣＳ内の各通信カードにモデムを介 して接続されている。制御装置ＦＣＳは、ＰＣ１，ＰＣ２の図示していないＩ／ Ｏカードに接続される各種のセンサからの信号を受けると共に、操作端を操作す ることでプロセスを制御する。

【００１０】 図２は、制御装置ＦＣＳ内の構成ブロック図である。 この制御装置内には、ＣＰＵカードＣ１と、ＰＣに接続される二重化構成の通 信カードＣ２１，Ｃ２２が備えられている。

【００１１】 ＣＰＵカードＣ１において、１は上位に位置する操作監視装置ＯＰＳとの間の 上位インターフェイス、２は制御装置ＦＣＳ内で構築されるデータベースである 。３はフィードバック制御演算機能を行う機能ブロック（内部計器）、４はシー ケンス制御演算を行う機能ブロックで、これらは制御装置ＦＣＳ内に複数個用意 され、これらが扱う各種の信号（プロセス信号ＰＶ，制御出力信号ＭＶなど）も データベースに取り込まれており、操作監視装置ＯＰＳ側から自由にアクセスが 行えるようになっている。

【００１２】 ５は切換えモードの設定手段で、二重化構成の通信系を自動切換えとするか、 手動切換えとするかの指示を行うように構成されている。６は例えばオペレータ による操作、あるいはアプリケーションによる手動操作によって駆動する手動切 換え手段、７は自動切換え手段、８は切換えスイッチで、手動切換え手段６また は自動切換え手段７からの指示に従って２つの通信系（通信カードＣ２１，Ｃ２ ２）のいずれか一方を制御側、他方を待機側に切換える。

【００１３】 ９は通信状態の収集手段で、１０，１２は通信データを一時的に保持するバッ ファ、１１，１３は対応する通信対象のＰＣの各局と通信カードとの通信状態を 監視していて、その状態を格納するバッファで、自分が担当する側の通信系に異 常が検出された場合、それを通信状態の収集手段９に伝えるように構成されてい る。

【００１４】 １４，１５は通信カードＣ１，Ｃ２内のそれぞれのメモリ内の通信情報を示し ている。プロセスに設置されているセンサや接点ステッチからの信号、バルブな どの操作端を制御するための制御出力は、ＰＣと、ＲＳ−２３２−Ｃなどの通信 回線を介して制御装置ＦＣＳ側とやり取りが行われる。

【００１５】 このように構成した装置の動作を説明すれば、以下の通りである。 図３は、動作の一例を示すフローチャートである。 制御装置ＦＣＳは、ＰＣとの通信時に、まず、切換えモードの設定手段５がど のようなモードに設定されているかを読み込み、自動切換え設定モードになって いるか判断する（ＳＴ１，ＳＴ２）。ここで、自動切換え設定モードになってい る場合、二重化された２つの通信カードＣ１，Ｃ２で読み込み通信を行い（ＳＴ ９）、このときの各局との通信状態を収集手段９がバッファ１１，１３から収集 する（ＳＴ１０）。そして、制御側となっている通信系でＰＣの１つの局でも通 信エラーがあるか（ＳＴ１１）、制御側で全局エラーか（ＳＴ１２）、待機側で 一つの局でも正常か（ＳＴ１３）、待機側で全局通信が正常か（ＳＴ１４）につ いて、それぞれの状態に応じて判断する。

【００１６】 これらの判断により、制御側および待機側のカードとＰＣの各局との間の通信 状態によって通信カードＣ１，Ｃ２のどちらかを通信につかせるかを決定する（ ＳＴ１５）。すなわち、ＳＴ１１〜ＳＴ１４において、いずれもＹＥＳの判断の 場合、自動切換え手段７は、通信を実行する通信カードとして待機側の通信カー ドに切換える。また、ＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ１４において、ＮＯの判断の場 合は、制御側にある通信カードが通信を実行するようにし、その通信カードが読 み込んだデータをデータベースに反映する（ＳＴ１６）。また、制御側の通信カ ードで書き込み通信を実行する（ＳＴ１７）。これにより、自動切換えモードに 設定されている場合、切換え時の前後で通信エラーでない局に関して、その通信 データを保証するようにしている。

【００１７】 なお、制御装置ＦＣＳのＣＰＵと通信カードとの間のデータの授受は、定周期 で行われ、ＳＴ９〜ＳＴ１７による通信系（通信カード）の切換え動作もこのタ イミングで行われる。これに対して、通信カードとＰＣとの通信の方は通信状態 により異なるために、ＰＣと制御装置ＦＣＳとのデータの授受は、非同期に行わ れることとなる。

【００１８】 切換えモード設定手段５における設定が、手動切換えに設定されている場合は 、ＳＴ２においてそれが判断され、ＳＴ３〜ＳＴ６において、切換えスイッチの 設定状態に従って、通信を行う側の通信カードが選択され、ＳＴ７で通信を実行 する通信カードの切換えが必要な場合は切換えを行う。また、ＳＴ８において、 制御側として通信を実行する通信カードで以後の通信を実行する。

【００１９】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案によれば、制御装置とＰＣとの間の通信系 を二重化構成とすると共に、一方の通信系の異常に対して、データを保証しつつ 通信系をもう一方の通信系に自動的に切り替えるようにしたもので、通信系の信 頼性を向上させることができる。また、必要に応じて手動によっても切換えが可 能で、オンラインメンテナンスが実現でき、制御装置とＰＣによって制御を行う プロセスの制御系全体の信頼性をも向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案が適用される分散形制御システムの構成
概念図である。

【図２】本考案の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図３】動作の一例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

ＯＰＳ 操作監視装置 ＦＣＳ 制御装置 ＰＣ１，ＰＣ２ プログラマブル・コントローラ（Ｐ
Ｃ） Ｃ１ ＣＰＵカード Ｃ２１，Ｃ２２ 通信カード １ 上位インターフェイス ２ データベース ３ フィードバック制御演算機能ブロック（内部計器） ４ シーケンス制御演算機能ブロック ５ 切換えモードの設定手段 ６ 手動切換え手段 ７ 自動切換え手段 ８ 切換えスイッチ ９ 通信状態収集手段 １０，１２ 通信データ保持バッファ １１，１３ 通信状態格納バッファ １４，１５ メモリ内の通信情報

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御装置とプログラマブル・コントロー
   ラとを接続し、制御装置とプログラマブル・コントロー
   ラとの間で通信を行うようにした分散形制御装置であっ
   て、 前記制御装置に、 前記プログラマブル・コントローラとの間で信号の授受
   を行うための二重化した通信手段と、 これらの通信手段に接続されるプログラマブル・コント
   ローラとの通信状態を監視する通信状態監視手段と、 この通信状態監視手段からの監視結果と手動による切換
   え信号とを受け前記二重化された通信手段のいずれを実
   際の通信動作につかせるかを切換える二重化切換え手段
   とを設けたことを特徴とする分散形制御装置。