JPH06282311A - 分散形制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】制御装置側に設けるプロセス模擬手段のデータ
ベースの作成を、容易にオペレータステーションあるい
はワークステーション上で行うことができる。 【構成】制御装置に、ロセスの制御演算を行う制御計器
と、制御計器が出力する制御信号を加工してプロセスか
らの模擬した測定信号を出力すプロセス模擬手段を設
け、オペレータステーションに、システムを構築するシ
ステム生成手段と、構築されたシステムロジックデータ
ベースと、システムを構成する各制御計器の端子情報を
含む制御計器端子情報データベースとを用いてプロセス
模擬手段のデータベースを作成するプロセス模擬機能用
データベース作成手段と、プロセス模擬機能用データベ
ース作成手段で作成されたデータベースを制御装置内の
プロセス模擬手段にダウンロードするプロセス模擬機能
用データベースダウンロード手段と、制御装置内のプロ
セス模擬手段を操作するプロセス模擬手段の操作手段と
を設けて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、互いに通信バスに接続
された制御演算を担当する制御装置と、制御の運転操作
・監視を担当するオペレータステーション（あるいはワ
ークステーション）とで構成される分散形制御装置に関
し、更に詳しくは、制御装置側に、制御計器が出力する
制御信号を変換・加工して、模擬したプロセス測定信号
を出力すプロセス模擬手段を設けた装置であって、この
プロセス模擬手段のデータベースの作成を容易にオペレ
ータステーションあるいはワークステーション上で行え
るようにした分散形制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】分散形制御装置は、制御対象であるプロ
セスの規模に応じて分散配置される複数の制御装置と、
制御運転やプロセスの監視を行うオペレータステーショ
ンあるいはワークステーションとが互いに通信バスを介
して接続されて構成されており、オペレータステーショ
ンでは、複数の制御装置が扱っている各種のデータを通
信バスを経由して収集し、プロセス全体の制御運転操作
や監視を行うことができるようになっている。

【０００３】ここで制御装置内には、適用するプロセス
の実態やユーザの要求に合わせてフィードバック制御を
行う制御計器やシーケンス制御を行う各種制御計器を適
宜組み合わせたロジックで構築されるシステムが設けら
れる。この様なシステムの構築には、例えば、システム
生成手段を持つエンジニアリング・ステーションやワー
クステーションあるいは、操作・監視装置（オペレータ
ステーション）で行うことができる。

【０００４】そして、これらにより構築したシステムロ
ジックが、ユーザの要求やプロセスの実態に合ったもの
であるかの試験は、制御装置内に設けたプロセス模擬手
段（装置）を用いてシミュミレーションすることで行っ
ていた。ところでプロセス模擬装置は、個々のプロセス
への操作量データをプロセスに適合するように変換・加
工し、模擬プロセス測定信号に反映されるようなデータ
ベースで構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、この様な制御装
置内に設けられるプロセス模擬装置のデータベースの作
成は、エンジニアが個々のプロセスの操作量をリストア
ップし、その操作量に対応した測定量を探し出し、プロ
セスの動作に適合した変換・加工の方式を指定する作業
を経て行っており、多大な時間と労力を必要とするもの
であった。

【０００６】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、システム生成手段で構築したシステムロジック
の試験を簡単にできると共に、その試験の時に使用する
プロセス模擬手段のデータベースの作成を容易に行える
分散形制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【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、互いに通信バスに接続された制御演算を担当
する制御装置と、制御の運転操作・監視を担当するオペ
レータステーションとで構成される分散形制御装置であ
って、前記制御装置に、プロセスの制御演算を行う制御
計器と、制御計器が出力する制御信号を加工して模擬し
たプロセス測定信号を出力するプロセス模擬手段を設
け、前記オペレータステーションに、システムを構築す
るシステム生成手段と、このシステム生成手段により構
築されたシステムロジックデータベースと、システムを
構成する各制御計器の端子情報を含む制御計器端子情報
データベースとを用いてプロセス模擬手段のデータベー
スを作成するプロセス模擬機能データベース作成手段
と、このプロセス模擬機能データベース作成手段で作成
されたデータベースを制御装置内のプロセス模擬手段に
ダウンロードするプロセス模擬機能用データベースダウ
ンロード手段と、制御装置内のプロセス模擬手段を操作
するプロセス模擬手段の操作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。

【０００８】

【作用】分散形制御装置によるプロセスの制御に先立っ
て、はじめに、システム生成手段によるシステムの構築
が行われる。また、制御装置側には、構築したシステム
の試験（シミュレーション）時に用いるプロセス模擬手
段がダウンロードされる。このプロセス模擬手段を構成
するデータベースは、プロセス模擬機能データベース作
成手段を用いて、システム生成手段により構築されたシ
ステムロジックデータベースと、システムを構成する各
制御計器の端子情報を含む制御計器端子情報データベー
スとに基づき作成される。

【０００９】プロセス模擬手段は、プロセス模擬手段の
操作手段によって操作される。このプロセス模擬手段を
用いての試験の結果、構築したシステムが要求に沿った
ものである場合、構築されたシステムに実プロセスから
の信号を与えるとともに、システムから出力される制御
信号をプロセスに出力して、実際の制御演算動作が行わ
れることになる。

【００１０】

【実施例】以下図面を用いて本発明の一実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図において、ＯＰＳはプロセスの運転操作
・監視等を担当する操作監視装置（オペレータステーシ
ョンあるいはワークステーション）、ＦＣＳは通信バス
ＢＳを介して操作監視装置ＯＰＳに接続された制御演算
を担当する制御装置である。この制御装置ＦＣＳは、オ
ペレータステーション、ワークステーションあるいはエ
ンジニアリング・ステーションで生成（構築）されたシ
ステム（システムロジック）がダウンロードされ、フィ
ードバック制御演算や、シーケンス制御演算等が行える
ように構成されている。

【００１１】なお、この例では、制御装置ＦＣＳが通信
バスに一つだけ接続されているが、実際には、制御対象
となるプロセスの規模に応じて複数個が分散配置され
る。なお、ディバック時のようなオフラインでは、操作
監視装置あるいはワークステーションＯＰＳのメモリ上
に制御装置エミュレータを形成して、制御装置ＦＣＳの
代用をさせることも可能となっている。

【００１２】操作監視装置あるいはワークステーション
ＯＰＳにおいて、１は制御装置ＦＣＳが実行する各種の
制御機能を実現するシステムを構築するためのシステム
生成手段で、例えば、グラフィックエディタ機能を含ん
で構成されている。２はシステム生成手段１で構築され
たシステムを制御装置ＦＣＳ側にダウンロードするシス
テムダウンロード手段である。３はプロセス模擬機能デ
ータベース作成手段で、システム生成手段１により構築
されたシステムロジックデータベースと、システムを構
成する各制御計器の端子情報を含む制御計器端子情報デ
ータベースとを用いてプロセス模擬手段２２のデータベ
ースを作成するようになっている。４はこのプロセス模
擬機能データベース作成手段３で作成されたデータベー
スを制御装置ＦＣＳ側にダウンロードするためのプロセ
ス模擬機能データベース・ダウンロード手段である。な
お、このダウンロード手段は、システムダウンロード手
段２と共用するものであってもよい。

【００１３】５は制御装置ＦＣＳ内のプロセス模擬手段
２３を操作するプロセス模擬手段の操作手段、６は制御
装置ＦＣＳ内のプロセス模擬手段２３のパラメータを変
更するためのパラメータ変更手段、７はＣＲＴ１１等の
表示制御手段で、ＣＲＴ上に、プロセスを操作・監視す
るための各種グラフィック画面や情報を表示する。この
表示制御手段７は、システム生成手段１、操作手段５、
変更手段６等と協調して動作するようになっている。、
８は通信ドライバで、通信バスＢＳに対するインターフ
ェース機能を有しており、制御装置ＦＣＳとの間で、各
種のデータや構築されたシステムやプロセス模擬手段の
データベース等の転送を行う。

【００１４】１２はキーボード、１３はマウスで、プロ
セスの運転・操作の場合や、システムを構築したり、プ
ロセス模擬手段のデータベースを作成・操作したり、パ
ラメータを変更したりする場合にこれらが用いられる。
制御装置ＦＣＳにおいて、２１は通信ドライバで、通信
バスＢＳに対するインターフェース機能を有している。
制御計器２２は、操作監視装置あるいはワークステーシ
ョンＯＰＳ側からダウンロードされたシステムロジック
によって実現されるもので、フィードバック制御手段や
シーケンス制御手段の組み合わせにより構成され、プロ
セスに設置した各種センサ等からの測定信号を入力し、
所定の制御演算を行ったあと、制御信号（プロセス操作
量）をバルブ等の操作端に出力するように構成してあ
る。

【００１５】プロセス模擬手段２３は、同じく、操作監
視装置あるいはワークステーションＯＰＳ側からダウン
ロードされたデータベースにより構成される。このプロ
セス模擬手段２３は、制御計器２２が出力する制御信号
を入力し、その信号を変換・加工してプロセスからの信
号を模擬したプロセス測定信号を出力する。この模擬測
定信号は、通信バスＢＳを介して操作監視装置あるいは
ワークステーション側に送られ、構築したシステムの評
価や、作成したプロセス模擬手段２３の変更・評価等に
利用できるように構成してある。

【００１６】図２は、操作監視装置ＯＰＳにおいて、プ
ロセス模擬機能用データベース作成手段３での基本的な
データフローを示す図である。この図で、３１はシステ
ムロジックデータベースを示しており、システム生成手
段１により作成されたソースファイル群からなる。３２
は全制御計器の全端子情報データベースで、システム生
成手段１で組み合わされる各制御計器の端子について、
「データ入出力形式」、「プロセス入力可能の有無」、
「プロセス出力可能の有無」、「出口端子名」、「アナ
ログ信号伝達の有無」、「制御計器の制御動作方向」等
の情報からなる。プロセス模擬用データベース作成手段
３は、これらの各データベースを用いて、プロセス模擬
手段２３にダウンロードするプロセス模擬機能用データ
ベース３３を作成する。

【００１７】図３は、プロセス模擬機能用データベース
作成手段３の更に詳細な構成を示す機能ブロック図であ
る。この図で、４１はシステム生成手段１により構築さ
れたシステムロジックデータベース３１と制御計器の端
子情報データベース３２を元に、そのシステムロジック
内の全端子リストテーブル３４を作成するテーブル作成
段である。ここで、システム制御ロジックデータベース
３１からは、ひとまとまりの制御単位とみなすことがで
きる制御計器の最小の組み合わせであるところの、１ド
ローイング情報が提供される。

【００１８】このテーブル作成手段４１は、１ドローイ
ング情報中の全端子をリストし、全制御計器の全端子情
報データベース３２からリストアップした端子に端子情
報を付加し、リストテーブル３４を作成する処理を行っ
ている。４２はシステムロジックデータベース３１を元
にプロセス入力端子リスト３５を作成する第１のリスト
作成手段で、１ドローイング中のプロセス入力端子を全
てリストアップして、プロセス入力端子リスト３５を作
成する処理を行う。４３は第２のリスト作成手段で、シ
ステムロジックデータベース３１からの１ドローイング
情報について、第１のリスト作成手段４２でリストアッ
プしたプロセス入力端子の結合先をたどり、プロセスの
出力端子の決定と、制御動作方向（例えば測定量である
プロセス入力が増加した場合の、操作量であるプロセス
出力の動作方向等）の判定をする処理を行い、プロセス
入力端子リストとプロセス出力端子リスト３６を作成す
る。

【００１９】４４は変換タイプ決定手段で、プロセス入
力端子リスト、プロセス出力端子リスト３６を参照し、
プロセス出力端子情報からプロセス入力端子情報へ変換
加工するための変換タイプを決定する処理を行う。ここ
で、変換タイプは、プロセス出力のデータ出力形式とプ
ロセス入力のデータ形式、および制御動作方向とにより
一義的に決定される。４５は変換パラメータ決定手段
で、システムロジックデータベース３１からの１ドロー
イング情報と、変換タイプ決定手段４４で決定された変
換タイプリスト３７に基づいて、データ変換加工時の変
換パラメータを決定するもので、変換タイプをキーとし
て、プロセス入力・プロセス出力のレンジ換算、デフォ
ルト値入力、１ドローイング情報等から求める処理を行
う。これらの各処理を経ることで、プロセス模擬手段２
３にダウンロードするデータベース３３が作成される。

【００２０】図４は、図３において、第２のリスト作成
手段４３の処理を示す図である。第２のリスト作成手段
４３は、第１のリスト作成手段４２によってリストアッ
プされた、プロセス入力端子一つ一つについて、プロセ
ス出力端子を決定する。 （ａ）プロセス入力端子の結合先の検索 １ドローイング情報から、今注目しているプロセス入力
端子ＩＮに結合する制御計器ＳＫの結合先端子（プロセ
ス入力端子）を検索する（イ図参照）。 （ｂ）次に、制御計器ＳＫの制御動作方向をループ制御
動作方向に一致するように考慮する。即ち、現制御計器
出力をＹ＝Ｙ＊Ｘ１で表すものとすれば、 正動作のとき Ｘ１は、１， 逆動作のとき Ｘ１は、−１ 動作方向の指定がないときは、Ｘ１は、１とする。 （ｃ）出口端子の選択 全計器全端子情報データベース３２の上で、収得した端
子についての「出口端子名」から、今注目している制御
計器（現制御計器）の出力端子名を得る（ロ図参照）。
なお、「出口端子名」が無指定の場合は、出口選択の工
程（作成）を中止し、後で説明する（ｅ）の工程に進
む。 （ｄ）次の制御計器の入力端子の選択 １ドローイング情報を検索し、現制御計器ＳＫの出口端
子の結合先端子を知る。ここで結合先端子が「タグ名，
データアイテム名」で記述されている場合、プロセス出
力端子の場合、制御計器端子の場合で、それぞれ処理が
異なる。

【００２１】即ち、 （ｄ−１）「タグ名，データアイテム名」で記述されて
いる場合 この工程でのループの作成は中止し、後で説明する
（ｅ）の工程に進む。 （ｄ−２）プロセス出力端子の場合 現制御計器の出力端子が端子情報の「プロセス出力端
子」である場合には、この出力端子の結合先のプロセス
出力端子を、求めるプロセス端子とし、（ｅ）の工程に
進む（ハ図参照）。

【００２２】また、現制御計器の出力端子が端子情報の
「プロセス出力端子」でない場合には、このループのプ
ロセス出力端子の決定を中止し、（ｅ）の工程に進む。 （ｄ−３）制御計器の端子の場合 現制御計器がプロセス入力端子ＩＮから数えて例えば、
４番目以下の制御計器の場合には、結合先の計器につい
て、前記（ｂ）の工程に戻り、その後の工程を繰り返し
て、現制御計器の出口端子の結合先を決定する（ハ図，
ニ図参照）。

【００２３】また、現制御計器がプロセス入力端子ＩＮ
から数えて、例えば、５番目の制御計器の場合には、こ
のループの作成を中止して、（ｅ）の工程に進む。ここ
で、現制御計器がプロセス入力端子ＩＮから数えて、４
番目以下あるいは５番目かで処理を別の工程に分岐させ
ているのは、ルーピングによる不具合い発生を防止する
ための処理であって、動作上特別な意味はない。 （ｄ−４）結合先が決定した場合であって、出口端子と
結合先端子との入出力形式が異なるような場合、例え
ば、一方の制御計器がアナログ信号伝達形式（ＰＩＤフ
ィードバック制御計器の出力形式）であるのに対して、
他方の制御計器が非アナログ信号伝達形式（シーケンス
制御計器あるいはスイッチ計器のようにオン，オフの信
号伝達形式）のような場合は、このループの作成を中止
し、（ｅ）の工程に進む。 （ｄ−５）出口端子と結合先端子の入出力形式が一致す
る場合、制御動作方向値に、結合先端子の「アナログ信
号伝達正逆」情報を考慮する。

【００２４】即ち、結合先端子の出力をＹ＝Ｙ＊Ｘ２で
表すものとすれば、直接結合のとき Ｘ２は、１，逆結
合のとき Ｘ２は、−１とする。 （ｄ−６）結合先の制御計器について、前記（ｂ）以降
の処理を繰り返す。 （ｅ）プロセス入力端子リスト上の次のプロセス入力端
子について、（ａ）以降の処理を行う。

【００２５】なお、この実施例では、システムロジック
の生成手段やプロセス模擬機能用データベース作成手段
を、いずれもオペレータステーション内に設ける場合を
想定したが、これらの各機能はワークステーションやエ
ンジニアリングステーション内に設けるようにしてもよ
い。また、プロセス模擬手段２３を制御装置ＦＣＳ側に
設けるようにしたが、これを操作監視装置やワークステ
ーション内に設けるようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、制御装置内に設けるシステムを構築したり、構築
したシステムの動作を試験あるいはシミュレーションす
る場合において、制御装置側に設けるプロセス模擬用デ
ータベースの作成を、容易にオペレータステーションあ
るいはワークステーション上で行うことができる。従っ
て、システム構築時におけるエンジニアの作業量の省力
化と負担の軽減を大幅に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】操作監視装置において、プロセス模擬機能用デ
ータベース作成手段での基本的なデータフローを示す図
である。

【図３】プロセス模擬機能用データベース作成手段の更
に詳細な構成を示す機能ブロック図である。

【図４】第２のリスト作成手段での処理を示す概念図で
ある。

【符号の説明】

ＯＰＳ 操作監視装置（オペレータステーション，ワー
クステーション） ＦＣＳ 制御装置 ＢＳ 通信バス １ システム生成手段 ２ システムダウンロード手段 ３ プロセス模擬機能データベース作成手段 ４ プロセス模擬機能データベース・ダウンロード手段 ５ プロセス模擬手段の操作手段 ６ プロセス模擬手段のパラメータ変更手段 ７ 表示制御手段 ８ 通信ドライバ １２ キーボード １３ マウス ２１ 通信ドライバ ２２ 制御計器 ２３ プロセス模擬手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに通信バスに接続された制御演算を担
   当する制御装置と、制御の運転操作・監視を担当するオ
   ペレータステーションとで構成される分散形制御装置で
   あって、 前記制御装置に、 プロセスの制御演算を行う制御計器と、 制御計器が出力する制御信号を加工して模擬したプロセ
   ス測定信号を出力するプロセス模擬手段を設け、 前記オペレータステーションに、 システムを構築するシステム生成手段と、 このシステム生成手段により構築されたシステムロジッ
   クデータベースと、システムを構成する各制御計器の端
   子情報を含む制御計器端子情報データベースとを用いて
   プロセス模擬手段のデータベースを作成するプロセス模
   擬機能用データベース作成手段と、 このプロセス模擬機能用データベース作成手段で作成さ
   れたデータベースを制御装置内のプロセス模擬手段にダ
   ウンロードするプロセス模擬機能用データベースダウン
   ロード手段と、 制御装置内のプロセス模擬手段を操作するプロセス模擬
   手段の操作手段とを設けたことを特徴とする分散形制御
   装置。
2. 【請求項２】プロセス模擬機能データベース作成手段
   は、 システム生成手段により構築されたシステムロジックデ
   ータベースと制御計器の端子情報を元に当該システムロ
   ジック内の全端子リストテーブルを作成するテーブル作
   成手段と、 システムロジックデータベースを元にプロセス入力端子
   リストを作成する第１のリスト作成手段と、 システムロジックデータベースとプロセス入力端子リス
   ト情報および全端子リストテーブルとからプロセス出力
   端子リストを作成する第２のリスト作成手段と、 プロセス入力端子リスト、プロセス出力端子リストを参
   照しプロセス出力端子情報からプロセス入力端子情報へ
   変換加工するための変換タイプを決定する変換タイプ決
   定手段と、 システムロジックデータベースと変換タイプ決定手段で
   決定された変換タイプに基づいてデータ変換加工時の変
   換パラメータを決定しプロセス模擬手段のデータベース
   を作成する変換パラメータ決定手段とを備えた請求項１
   の分散形制御装置。