JPH06311205A - 分散型制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は運転員がどこに居ても、任意の制御
装置との通信を行ない、これによって操作性を格段に向
上させる。 【構成】 現場側にいる運転員によって可搬型操作器５
が操作されて各制御装置２のいずれかに対する制御指令
等が入力されたとき、この可搬型操作器５と、近くにあ
る無線インタフェース装置３とが無線によって接続さ
れ、この可搬型操作器５によって各プロセスの運転状態
が直接、表示されたり、この可搬型操作器の操作内容に
基づいて各制御装置２に制御信号が供給されて、各プロ
セスが制御されたりする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種のプラントで使用さ
れる分散型制御システム（ＤＣＳ）に係わり、特に可搬
型操作器によってシステムの制御を行ない得るようにし
た分散型制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のプラントで使用される分散型制御
システムとして、従来、図５に示すシステムが知られて
いる。

【０００３】この図に示す分散型制御システムはプラン
トの運転員によってプラントの監視用機器や操作用機器
として使用される複数の操作卓装置１０１と、プラント
を構成する各プロセスの制御を行なうために分散配置さ
れる複数の制御装置１０２と、これらの各制御装置１０
２と前記各操作卓装置１０１とを接続するデータ伝送ラ
イン１０３と、前記各制御装置１０２に着脱自在に接続
され、これらの各制御装置１０２を介して各プロセスの
制御を行なうときに操作される可搬型操作器１０４とを
備えている。

【０００４】そして、各制御装置１０２によって検出さ
れた各プロセスの状態をデータ伝送ライン１０３を介し
て各操作卓装置１０１に伝送してこれらの各操作卓装置
１０１を見ている各運転員に各プロセスの状態を知らせ
たり、各運転員によって各操作卓装置１０１が操作され
て制御内容が入力されたとき、この制御内容に基づいて
制御信号を生成し、これをデータ伝送ライン１０３を介
して各制御装置１０２に伝送してプラントの各プロセス
を制御したりする。

【０００５】この場合、現場側にいる運転員によって、
通信線１０５により可搬型操作器１０４が近辺にある制
御装置１０２に接続されていれば、この可搬型操作器１
０４によって各プロセスの運転状態を直接、表示し、ま
たこの可搬型操作器１０４が操作されて各プロセスに対
する制御指令が直接、入力されたとき、前記制御指令に
対応する制御信号を生成して各制御装置１０２に各プロ
セスを直接、制御させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の分散型制御システムにおいては、可搬型操作器
１０４を使用するとき、通信線１０５によってこの可搬
型操作器１０４を近くの制御装置１０２に接続しなけれ
ばならないため、通信線１０５が届く範囲でしか可搬型
操作器１０４を使用することができないという問題があ
った。

【０００７】このため、近くに制御装置１０２があって
も、他の制御装置１０２を制御しなければならないとき
には、制御対象となる制御装置１０２が設置されている
場所まで移動した後、通信線１０５によって可搬型操作
器１０４を制御対象となる制御装置１０２に接続しなけ
ればならず、可搬型操作器１０４としての使い勝手が悪
いという問題があった。

【０００８】そこで、このような問題を解決することが
できる分散型制御システムとして図６に示すシステムが
開発されている。

【０００９】この図に示す分散型制御システムは各制御
装置１０２を可搬型操作器用通信線１０６によって予め
接続し、この可搬型操作器用通信線１０６の一端に可搬
型操作器１０４を接続して各制御装置１０２のうち、制
御対象となっている制御装置１０２を選択してこれを制
御するように構成されている。

【００１０】これによって、可搬型操作器用通信線１０
６の一端に配置された可搬型操作器１０４を操作するこ
とにより、各制御装置１０２のいずれに対しても、これ
を制御することができる。

【００１１】しかしながら、このような分散型制御シス
テムでは、可搬型操作器１０４を置く場所が限られてい
るため、運転員が数ヶ所の現場を回りながら、必要な場
所で可搬型操作器１０４を操作して目的の制御装置１０
２を制御することができないという問題があった。

【００１２】本発明は上記の事情に鑑み、運転員がどこ
に居ても、任意の制御装置との通信を行なうことがで
き、これによって操作性を格段に向上させることができ
る分散型制御システムを提供することを目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、複数の制御装置を分散配置するととも
に、これらの各制御装置をデータ伝送ラインによって接
続して制御対象プラントの各プロセスを分散制御する分
散型制御システムにおいて、運転員によって携帯され、
操作内容に応じて無線信号を生成してこれを伝送する処
理および無線信号を受信してこれをデータ処理する可搬
型操作器と、前記データ伝送ラインの所定部分に各々、
設けられ、前記可搬型操作器と無線によって通信する処
理および前記データ伝送ラインを介して前記各制御装置
のうち、指定された制御装置に対するデータの送受信処
理を行なう無線インタフェース装置とを備えたことを特
徴としている。

【００１４】

【作用】上記の構成において、運転員によって携帯され
る可搬型操作器が操作されたとき、操作内容に応じて無
線信号が生成されてこれが各無線インタフェース装置に
伝送されるとともに、これらの各無線インタフェース装
置からの応答信号に基づいてその１つが選択されて無線
回線が確立された後、可搬型操作器と、選択した無線イ
ンタフェース装置との間で無線で通信が行なわれ、この
通信処理によって得られたデータが無線インタフェース
装置からデータ伝送ライン上に送出されて指定された制
御装置が制御されたり、無線インタフェース装置によっ
て前記制御装置から出力される応答データが受け取られ
てこれが無線信号にされて前記可搬型操作器に無線伝送
されたりする。

【００１５】

【実施例】図１は本発明による分散型制御システムの一
実施例を示すブロック図である。

【００１６】この図に示す分散型制御システムはプラン
トの運転員によってプラントの監視用機器や操作用機器
として使用される複数の操作卓装置１と、プラントを構
成する各プロセスの制御を行なうために分散配置される
複数の制御装置２と、プラントの各部に配置される複数
の無線インタフェース装置３と、これら各無線インタフ
ェース装置３や各制御装置２、前記各操作卓装置１を接
続するデータ伝送ライン４と、無線によって前記各無線
インタフェース装置３と通信を行ない、これらの各無線
インタフェース装置３を介して各制御装置２と通信を行
なって各プロセスの制御を行なう可搬型操作器５とを備
えている。

【００１７】そして、各制御装置２によって検出された
各プロセスの状態をデータ伝送ライン４を介して各操作
卓装置１に供給し、各運転員に各プロセスの状態を知ら
せ、また各運転員によって各操作卓装置１が操作されて
制御内容が入力されたとき、この制御内容に基づいて制
御データを生成するとともに、これをデータ伝送ライン
４を介して各制御装置２に伝送してプラントの各プロセ
スを制御させる。

【００１８】またこのとき、現場側にいる運転員によっ
て可搬型操作器５が操作されて各制御装置２のいずれか
に対する制御指令等が入力されれば、この可搬型操作器
５と、近くにある無線インタフェース装置３とが無線に
よって接続され、この可搬型操作器５によって各プロセ
スの運転状態が直接、表示され、またこの可搬型操作器
５が操作されて制御内容が入力されたとき、この制御内
容に基づいて各制御装置２に制御データが供給されて、
各プロセスが制御される。

【００１９】前記可搬型操作器５は図２に示す如く入力
部６と、処理部７と、通信部８と、アンテナ９と、バス
１０とを備えており、運転員によって携行され、入力部
６のキーボード１１が操作されたとき、この操作内容に
基づいて無線信号を生成してこれを各無線インタフェー
ス装置３に伝送し、そのうちの１つと無線回線を確立す
る。そして、この無線回線を介して無線インタフェース
装置３と通信を行なってこの無線インタフェース装置３
が接続されているデータ伝送ライン４を介し、制御対象
となる制御装置２を制御したり、この制御装置２の運転
情報を取り込んで可搬型操作器５上に表示したりする。

【００２０】入力部６は運転員によって操作されるテン
キーや各種の文字キーなどを有するキーボード１１と、
このキーボード１１が操作されたとき、この操作内容に
基づいて無線回線確立指令や各種の制御指令、各種デー
タなどを生成するキーボード制御回路１２とを備えてお
り、キーボード１１が操作されたとき、この操作内容に
基づいて無線回線確立指令や各種の制御指令、各種デー
タなどを生成してこれを前記処理部７に供給する。

【００２１】処理部７は各種の処理を行なうマイクロプ
ロセッサ等によって構成されるＣＰＵ１３と、このＣＰ
Ｕ１３の動作を規定するプログラムや各種の定数データ
などが格納されているＰＲＯＭ１４と、前記ＣＰＵ１３
の作業エリアなどとして使用されるＲＡＭ１５とを備え
ており、前記入力部６から出力される無線回線確立指令
や各種の制御指令、各種データなどを取り込んでこれを
処理したり、この処理結果に基づいて送信指令や送信デ
ータを生成して前記通信部８に供給したり、この通信部
８から出力される受信データを取り込んでこれを処理し
たり、この処理結果を表示器（図示は省略する）上に表
示したりする。

【００２２】通信部８は前記処理部７から出力される送
信指令や送信データを受け取ったり、受信動作によって
得られた受信データを前記処理部７に供給したりする通
信制御回路１６と、この通信制御回路１６から出力され
る送信データに基づいて送信信号を生成し、これをアン
テナ９から無線信号として送信したり、このアンテナ９
によって受信された無線信号を受けて受信信号を生成
し、これを前記通信制御回路１６に供給したりする無線
送受信回路１７とを備えており、前記処理部７から出力
される送信指令や送信データに基づいて送信信号を生成
し、これをアンテナ９から無線信号として送信させた
り、このアンテナ９によって受信された無線信号に基づ
いて受信データを生成し、これを前記処理部７に供給し
たりする。

【００２３】この場合、この無線部８は送信範囲が１０
０ｍ程度となる送信電力に設定され、この範囲内にある
無線インタフェース装置３のうち、最も早く「応答」無
線信号を送信した無線インタフェース装置３との送受信
を行なう。

【００２４】また、無線インタフェース装置３は約１ｋ
ｍに渡って敷設されるデータ伝送ライン４の所定部分に
各々、配置されており、各々図３に示す如く通信部２０
と、処理部２１と、伝送部２２と、バス２３と、アンテ
ナ２４とを備えている。そして、前記可搬型操作器５か
らの無線信号を受信してこれに応答したり、前記可搬型
操作器５との無線回線を確立して、通信を行ない、この
通信処理によって得られた制御データをデータ伝送ライ
ン４上に送出して指定された制御装置２に供給したり、
この制御装置２から出力される応答データを取り込んで
処理したり、この処理結果に基づいて無線信号を生成し
てこれを前記可搬型操作器５に無線伝送したりする。

【００２５】通信部２０は前記処理部２１から出力され
る送信指令や送信データを取り込んだり、受信動作によ
って得られる受信データを前記処理部２１に供給したり
する通信制御回路２５と、この通信制御回路２５から出
力される送信データに基づいて無線信号を生成し、これ
をアンテナ２４から無線信号として送信したり、このア
ンテナ２４によって受信された無線信号を受けて受信信
号を生成し、これを前記通信制御回路２５に供給したり
する無線送受信回路２６とを備えており、前記処理部２
１から出力される送信指令や送信データに基づいて送信
信号を生成してこれをアンテナ２４から送信させたり、
このアンテナ２４によって受信された無線信号に基づい
て受信データを生成し、これを前記処理部２１に供給し
たりする。

【００２６】処理部２１は各種の処理を行なうマイクロ
プロセッサ等によって構成されるＣＰＵ２７と、このＣ
ＰＵ２７の動作を規定するプログラムや各種の定数デー
タなどが格納されているＰＲＯＭ２８と、前記ＣＰＵ２
７の作業エリアなどとして使用されるＲＡＭ２９とを備
えており、前記通信部２０から出力される受信データを
取り込んでこれを処理したり、この処理結果に基づいて
制御データを生成してこれを伝送部２２に供給したり、
この伝送部２２から出力される応答データを取り込んで
これを処理したり、この処理結果に基づいて送信データ
を生成してこれを通信部２０に供給したりする。

【００２７】この場合、処理部２１は各無線インタフェ
ース装置３毎に、局アドレスが設定されており、前記可
搬型操作器５から最初の「問い合わせ」無線信号があっ
たとき、自無線インタフェース装置３に割り当てられて
いる局アドレスの値ｎと、予め設定されている単位時間
（タイムスロット）の値Ｔｓとを乗算した値Ｔｓ×ｎだ
け待って、「問い合わせ」無線信号に対する応答データ
を生成して前記可搬型操作器５に送信信号を送信させ
る。

【００２８】また、伝送部２２は前記処理部２１から出
力される制御データを取り込んだり、各制御装置２から
出力される応答データを取り込んで前記処理部２１に供
給したりする伝送制御回路３０と、この伝送制御回路３
０から制御データが出力されたとき、この制御データを
取り込むとともに、これをデータ伝送ライン４上に送出
して指定された制御装置２に供給したり、この制御装置
２から応答データが出力されたとき、前記データ伝送ラ
イン４を介してこれを取り込んで前記伝送制御回路３０
に供給したりする伝送路送受信回路３１とを備えてお
り、前記処理部２１から出力される制御データを取り込
んでこれをデータ伝送ライン４上に送出して指定された
制御装置２に供給しこれを制御したり、この制御装置２
から応答データが出力されたとき、前記データ伝送ライ
ン４を介してこれを取り込んで前記処理部２１に供給し
たりする。

【００２９】次に、図１〜図３に示すブロック図および
図４に示すタイミング図を参照しながら、この実施例の
動作を説明する。

【００３０】まず、運転員によって携行されている可搬
型操作器５の入力部６が操作されて、通信指令が入力さ
れると、可搬型操作器５の処理部７はこの入力内容に基
づいて各制御装置２のいずかに対する遠隔操作が要求さ
れているかどうかをチェックする。

【００３１】そして、各制御装置２のいずれかに対する
遠隔操作要求であれば、前記処理部７は通信部８から最
初の「問い合わせ」無線信号を発信させる。

【００３２】そして、各無線インタフェース装置３のう
ち、前記可搬型操作器５の無線信号到達範囲内にある各
無線インタフェース装置３の通信部２０によってこれが
受信される。

【００３３】これによって、これらの各無線インタフェ
ース装置３の処理部２１は受信した「問い合わせ」無線
信号に対応する受信データを取り込むとともに、この受
信データを受信したときから予め設定されている自己特
定時間（Ｔｓ×ｎ）が経過したかどうかをチェックす
る。

【００３４】そして、各無線インタフェース装置３の処
理部２１は自己特定時間（Ｔｓ×ｎ）が経過したとき、
送信データを生成して通信部２０から「応答」無線信号
を送信させ、これを前記可搬型操作器５に伝達する。

【００３５】この場合、各無線インタフェース装置３は
各々、異なる自己特定時間（Ｔｓ×ｎ）が設定されてい
るので、図４に示す如く可搬型操作器５からの「問い合
わせ」無線信号を受信してから、順次、異なるタイミン
グで「応答」無線信号を生成してこれを前記可搬型操作
器５に無線伝送する。

【００３６】これによって、可搬型操作器５の処理部７
は最も早く「応答」無線信号を送信した無線インタフェ
ース装置３を検出してこの無線インタフェース装置３の
局アドレスを判定してこれを記憶する。

【００３７】この後、可搬型操作器５は記憶している局
アドレスの無線インタフェース装置３との無線回線を確
立して、この無線インタフェース装置３に対して制御指
令や制御データを無線送信する。

【００３８】これによって、この無線インタフェース装
置３は前記可搬型操作器５からの無線信号を受信すると
ともに、この受信内容に基づいて制御指令や制御データ
を生成してこれをデータ伝送ライン４上に送出して指定
された制御装置２に供給してこれを制御したり、この制
御装置２から出力される応答データを取り込んだりす
る。

【００３９】そして、この制御装置２からの応答データ
が可搬型操作器５に伝送する必要があるデータであれ
ば、無線インタフェース装置３はこの応答データを無線
信号にした後、前記可搬型操作器５に無線伝送して、こ
の可搬型操作器５によってこれを表示させたり、データ
処理させたりする。

【００４０】以下、可搬型操作器５と、無線インタフェ
ース装置３と、制御装置２との間で上述した処理が繰り
返され、これらの一連の処理が終了したとき、通信処理
が終了して無線回線が切られる。

【００４１】このようにこの実施例においては、現場側
にいる運転員によって可搬型操作器５が操作されて各制
御装置２のいずれかに対する制御指令等が入力されれ
ば、この可搬型操作器５と、近くにある無線インタフェ
ース装置３とが無線によって接続され、この可搬型操作
器５によって各プロセスの運転状態が直接、表示された
り、この可搬型操作器の操作内容に基づいて各制御装置
２に制御信号が供給されて、各プロセスが制御されたり
するようにしたので、運転員がどこに居ても、任意の制
御装置２との通信を行なうことができ、これによって操
作性を格段に向上させることができる。

【００４２】また、上述した実施例においては、可搬型
操作器５と、各無線インタフェース装置３とを電波によ
って接続するようにしているが、無線方式であれば、他
の方式、例えば光方式などによって可搬型操作器５と、
各無線インタフェース装置３とを接続するようにしても
良い。

【００４３】また、上述した実施例においては、可搬型
操作器５から「問い合わせ」無線信号が出力され、無線
信号到達範囲内にある各無線インタフェース装置３によ
ってこれが受信されたとき、この受信時刻を基準として
自己特定時間（Ｔｓ×ｎ）が経過したとき、「応答」無
線信号を送信させて、前記「問い合わせ」無線信号を受
信した各無線インタフェース装置３のうち、最も局アド
レスの小さい無線インタフェース装置３と、可搬型操作
器５とを無線回線によって接続させるようにしている
が、可搬型操作器５と、各無線インタフェース装置３と
の間の無線回線の強さに基づいて各無線インタフェース
装置３の１つを選択し、この無線インタフェース装置３
と、可搬型操作器５とを接続するようにしても良い。

【００４４】この場合、可搬型操作器５から「問い合わ
せ」無線信号が出力され、各無線インタフェース装置３
によってこれが受信されたとき、各無線インタフェース
装置３によって前記「問い合わせ」無線信号の受信レベ
ルを判定させるとともに、受信時刻を基準として自己特
定時間（Ｔｓ×ｎ）が経過したとき、受信レベルの判定
結果を示す「応答」無線信号を送信させて、可搬型操作
器５に最も受信レベルが大きい無線インタフェース装置
３を選択させる。

【００４５】このようにすることにより、各無線インタ
フェース装置３のうち、可搬型操作器５に対し、最も強
い無線回線で接続することができる無線インタフェース
装置３を選択して、前記可搬型操作器５に無線接続する
ことができ、制御の確実性をより向上させることができ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、運
転員がどこに居ても、任意の制御装置との通信を行なう
ことができ、これによって操作性を格段に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による分散型制御システムの一実施例を
示すブロック図である。

【図２】図１に示す可搬型操作器の詳細な回路構成例を
示すブロック図である。

【図３】図１に示す無線インタフェース装置の詳細な回
路構成例を示すブロック図である。

【図４】図１に示す分散型制御システムの動作例を示す
タイミング図である。

【図５】従来から知られている分散型制御システムの一
例を示すブロック図である。

【図６】従来から知られている分散型制御システムの他
の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 操作卓装置 ２ 制御装置 ３ 無線インタフェース装置 ４ データ伝送ライン ５ 可搬型操作器 ６ 入力部 ７ 処理部 ８ 通信部 ９ アンテナ １０ バス ２０ 通信部 ２１ 処理部 ２２ 伝送部 ２３ バス ２４ アンテナ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の制御装置を分散配置するととも
   に、これらの各制御装置をデータ伝送ラインによって接
   続して制御対象プラントの各プロセスを分散制御する分
   散型制御システムにおいて、 運転員によって携帯され、操作内容に応じて無線信号を
   生成してこれを伝送する処理および無線信号を受信して
   これをデータ処理する可搬型操作器と、 前記データ伝送ラインの所定部分に各々、設けられ、前
   記可搬型操作器と無線によって通信する処理および前記
   データ伝送ラインを介して前記各制御装置のうち、指定
   された制御装置に対するデータの送受信処理を行なう無
   線インタフェース装置と、 を備えたことを特徴とする分散型制御システム。