JPH0816213A

JPH0816213A - プラント制御装置

Info

Publication number: JPH0816213A
Application number: JP14593394A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Takahashi; 俊秀高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】システム全体に影響を与えることなく、処理
量増加に対応する。【構成】通信幹線４に接続された制御ユニット１に対
し、追加制御ユニット２として、制御サブユニット３−
１，３−２を設け、ユニット間通信バス６を介して複数
の中央制御装置（ＣＰＵ）１０で処理できるようにし、
処理量が増大した場合、制御対象から入出力装置８を経
由して制御ユニット１および制御サブユニット３−１，
３−２で分散処理する。また、異常監視装置１３で制御
ユニット１および制御サブユニット３−１，３−２の動
作状態を常に監視し異常があると、この異常を通報し対
応した処理をする。【効果】プラントにおける、負荷分散、機能分散、危
険分散が推進できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はプラントの各種制御対
象を制御する制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は例えば三菱電機株式会社１９９２
年９月作成「三菱統合制御システムＭＥＬＴＡＳシステ
ム概要説明書」に示された従来のシステム構成である。
図において、１は制御ユニット、４は通信幹線（通信ラ
イン）、５は内部バス、７は入出力バス、８は入出力装
置、９は通信制御装置、１０は中央制御装置（ＣＰ
Ｕ）、１１は入出力バッファ、１３は制御ユニット１内
にある各装置の異常監視装置である。

【０００３】次に動作について説明する。制御ユニット
１のＣＰＵ１０はプラント制御に必要な処理を実行し、
入出力バッファ１１を経由して入出力装置８を通して処
理結果をプラントの制御対象と会話（データの処理、指
令等）をしている。またＣＰＵ１０間の会話は通信制御
装置９を経由して行われる。一方、制御ユニット１内に
ある各装置の異常は異常監視装置１３で監視している。
即ち、制御単位である各制御ユニット１には各１個のＣ
ＰＵ１０が収納されており、ＣＰＵ１０間の会話は通信
制御装置９により行う方式であり、これが１台のプラン
ト制御装置を構成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラント制御装
置は以上のように構成されているので、１台のプラント
制御装置の処理容量を超える処理を実行させる場合、追
加処理容量を処理させるに必要な台数分の制御ユニット
を、プラント制御装置のシステムに追加接続する必要が
ある。このため追加処理に必要な情報を、システム全体
をチェックして空き空間に割り当てる等の作業が必要で
あり、追加処理が簡単に行えないという問題点があっ
た。また、追加処理の大小にかかわらず制御ユニット単
位で追加する必要があるため、コスト高になるという問
題点があった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、システム全体に影響を与えること
なく追加処理に容易に対応でき、更に、追加処理の大小
に対応できるプラント制御装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るプラント
制御装置は、制御ユニットと、制御サブユニットと、制
御ユニット間の信号の授受を行う通信ラインと、所定の
制御ユニットおよび制御サブユニット間の信号の授受を
行う通信バスと、上記制御ユニットと接続されると共に
プラントの制御対象との入出力を司る入出力装置で構成
され、上記制御ユニットは、上記通信ラインとの入出力
を司る通信制御装置と、上記入出力装置からの信号の授
受を行う入出力バッファと、上記通信バスとの入出力を
司るユニット間通信制御装置と、上記各種入出力信号を
処理すると共に制御指令を行う中央処理装置（ＣＰＵ）
とを備え、上記制御サブユニットは、上記通信バスとの
入出力を司るユニット間通信制御装置と、上記入出力信
号を処理すると共に制御指令を行う中央処理装置とを備
えたものである。

【０００７】また、所定の制御ユニットと制御サブユニ
ットを通信バスで接続すると共に、この制御ユニットと
制御サブユニットに対し共通の入出力装置を上記通信バ
スを介して設けたものである。

【０００８】また、所定の制御ユニットまたは制御サブ
ユニットに複数個のユニット間通信制御装置を設け、こ
の複数個のユニット間通信制御装置に複数個の通信バス
をそれぞれ接続したものである。

【０００９】また、複数個の通信バス毎に共通の入出力
装置をそれぞれ設け、これら入出力装置でプラントの同
一制御対象からの信号の授受を行い、所定の制御ユニッ
トまたは制御サブユニットで信号の多重化処理をするよ
う冗長性を有する多重系を構成したものである。

【００１０】また、複数個の制御ユニットまたは制御サ
ブユニットの動作状態を監視する異常監視装置を所定の
制御ユニットまたは制御サブユニットに設けたものであ
る。

【００１１】

【作用】この発明のプラント制御装置は、制御ユニット
と制御サブユニットとを通信バスで接続し、通信バスを
介して接続されたＣＰＵが処理能力を増大させる。。

【００１２】また、通信バスに接続された制御ユニット
および制御サブユニットの入出力装置を共用化する。

【００１３】また、複数個のユニット間通信制御装置に
それぞれ接続された複数個の通信バスは、通信バス毎に
それぞれ独立に処理する。

【００１４】また、同一制御対象からの信号の授受を複
数個の入出力装置を介して行うようにして、冗長性を有
する多重系で構成し信号を処理する。

【００１５】また、異常監視装置は常に制御ユニットお
よび制御サブユニットの動作状態を監視し、異常を検出
する。

【００１６】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を図１に基づいて
説明する。図において、１、４、５、７〜１１、および
１３は従来の技術と同一符号のため説明を省略する。２
は追加制御ユニット、３−１，３−２は制御サブユニッ
ト、６はユニット間通信バス、１２はユニット間通信制
御装置である。

【００１７】次に動作について説明する。制御ユニット
１にあるＣＰＵ１０はプラント制御に必要な処理を実行
し、入出力バッファ１１を経由して入出力装置８を通し
て処理結果をプラントと会話している。このとき増設プ
ラントや処理の増加のため、ＣＰＵ１０に処理が充分で
きなくなった場合、追加制御ユニット２を追加する。追
加制御ユニット２は制御サブユニット３−１，３−２を
有し、各制御サブユニット３−１，３−２はＣＰＵ１
０、ユニット間通信制御装置１２、および、内部バス５
を内蔵し、更に、制御サブユニット３−１は入出力バッ
ファ１１を内蔵している。各制御サブユニット３−１，
３−２はユニット間通信制御装置１２とユニット間通信
バス６とを介して制御ユニット１と接続されている。

【００１８】制御ユニット１および制御サブユニット３
−１，３−２の各ＣＰＵ１０は、ユニット間通信制御装
置１２を経由してユニット間通信バス６を介して会話す
ることができる。また、追加情報が通信幹線４に接続さ
れた制御ユニット１間に無関係であれば、通信制御装置
９を経由して情報を会話する必要がなく、通信幹線４に
接続された他の制御ユニット１に影響を与えることがな
い。影響を与えるケースとしては、例えば、通信幹線４
を用いて追加情報を流すと通信周回時間が長くなるケー
スである。

【００１９】制御サブユニット３−１のＣＰＵ１０は、
入出力バッファ１１を介して入出力装置８にアクセスで
き、また、制御サブユニット３−２のＣＰＵ１０は、ユ
ニット間通信制御装置１２、ユニット間通信バス６、制
御サブユニット３−１のユニット間通信制御装置１２、
入出力バッファ１１を経由して、入出力装置８にアクセ
スすることができる。

【００２０】また、異常監視装置１３を内蔵し、所定の
制御ユニット１および制御サブユニット３−１，３−２
の各装置の動作状態を監視し異常があれば通報する。こ
の場合、異常監視装置１３は制御サブユニット３−２に
設けているが、制御ユニット１に設けて、制御サブユニ
ット３−１，３−２を含めて監視するようにしてもよ
い。また、制御サブユニット３−１に接続された入出力
装置８が不要であれば接続する必要はなく、この場合、
入出力バッファ１１を省いてもよい。

【００２１】以上のように構成すると、制御サブユニッ
ト３−１，３−２は、通信幹線４に接続されないので、
通信幹線４を用いた制御ユニット１間の会話を邪魔する
ことがなく影響を及ぼさない。また、制御ユニット１と
制御サブユニット３−１，３−２のＣＰＵ１０は一体に
なって処理するので、制御ユニット１の処理能力を増強
することができる。

【００２２】また、制御サブユニット３−１，３−２
は、ＣＰＵ１０と、ユニット間通信制御装置１２とを最
小限収納すればよいので、従来、処理能力増加のために
追加されていた制御ユニット１と較べて構成要素が少な
くなるので、コストダウンをすることができる。

【００２３】実施例２．この実施例を図２示す。図のよ
うに、通信幹線４に接続された制御ユニット１は、ユニ
ット間通信制御装置１２を実装し、通信幹線４とは別に
ユニット間通信制御装置１２を介してユニット間通信バ
ス６に接続し、ローカル的にＣＰＵ１０間の会話ができ
るように構成する。また、制御サブユニット３との会話
も行うことができる。

【００２４】この場合、従来の構成（図６）と較べる
と、通信幹線４に対し独立したユニット間通信バス６を
平行して設けたシステム構成となり、システム全体の通
信処理能力が向上する。また、実施例１と同様に通信幹
線４での処理に影響を及ぼさない効果もある。

【００２５】また、図のように、異常監視装置１３を各
制御サブユニット３または制御ユニット１に独立して実
装することも可能であり、また、実施例１のように異常
監視装置の共用化を図ってもよい。

【００２６】実施例３．この実施例を図３に示す。図の
ように、複数の制御ユニット１と制御サブユニット３−
１にユニット間通信バス６を接続し、このユニット間通
信バス６を介して、共通に制御サブユニット３−３と入
出力装置８とを接続する。即ち、複数個の制御ユニット
１と制御サブユニット３−１が１個の入出力装置８を共
用化するものである。従って、複数の制御ユニット１と
制御サブユニット３−１は、ユニット間通信バス６に接
続されている他の制御サブユニット３−３があたかも自
局に接続された入出力装置８であるかのようにアクセス
することができる。また、入出力装置８を共用化するこ
とによりコストダウンが図れる。

【００２７】制御サブユニット３−３は、内部のＣＰＵ
１０で入出力するデータをメモリ（図示せず）に取り込
み、このメモリに取り込んだデータを送信するようにし
ている。これは入出力装置８に通信機能が具備されてい
ないので、一旦、制御サブユニット３−３で入出力装置
８からのデータを取り込み、そのデータを所定の通信規
約でユニット間通信バス６に送信する。また、制御サブ
ユニット３−３は、制御ユニット１および制御サブユニ
ット３−１等の複数のＣＰＵ１０からのアクセスされる
入出力装置８を管理している。また、異常監視装置１３
に対し監視対象とする制御ユニット１および制御サブユ
ニット３−１，３−３を接続することにより、システム
異常時の処置を実施することができる。

【００２８】実施例４．この実施例を図４に示す。図の
ように、制御サブユニット３−４内にユニット間通信制
御装置１２を複数個実装し、このユニット間通信制御装
置１２に対し複数個のユニット間通信バス６−１，６−
２をそれぞれ布設する。そして、ユニット間通信バス６
−１，６−２に対し、それぞれユニット間通信制御装置
３−６、３−７と入出力装置８−１，８−２とを接続す
る。

【００２９】このように構成すると、実施例３での入出
力装置の共用化のメリットを有すると共に、各ユニット
間の通信バス６−１，６−２毎に独立した処理をするこ
とができる。また、制御サブユニット３−４は、ユニッ
ト間通信バス６−１，６−２を介して二つの入出力装置
８−１，８−２にアクセスすることができる。図４で
は、制御サブユニット３−４にユニット間通信制御装置
１２を複数個設けたが、制御ユニット１に複数個設ける
ようにしてもよい。

【００３０】制御サブユニット３−５につながるローカ
ルの入出力装置８のデータは、入力バッファ１１を介し
て取り込み、ユニット間通信バス６−２を経由して、制
御ユニット１および制御サブユニット３−１の各ＣＰＵ
１０で配分処理することができる。また、異常監視装置
１３を制御サブユニット３−４，３−５内にそれぞれ実
装することによりシステム異常を監視することができ
る。

【００３１】実施例５．この実施例を図５に示す。この
実施例は実施例４のシステムを用いて２重系の冗長性を
有するシステムを構成してものである。制御対象に対し
て、入出力装置８−１と，８−２とは同一の信号の授受
を行い、入出力装置８−１からは、制御サブユニット３
−６、ユニット間通信バス６−１、ユニット間通信制御
装置１２を経由してＣＰＵ１０で処理し、一方、入出力
装置８−２からは、制御サブユニット３−７、ユニット
間通信バス６−２、ユニット間通信制御装置１２を経由
してＣＰＵ１０で処理する。このように制御サブユニッ
ト３−４ではユニット間通信エリアを分割（本例では２
分割）することによりシステム冗長度を向上することが
でき、システムの信頼性向上に寄与する。

【００３２】また、ＣＰＵ１０も２重系にする場合は、
一方を制御サブユニット３−５のＣＰＵ１０を用いて処
理するようにしてもよい。なお、図では制御サブユニッ
ト３−４にユニット間通信制御装置１２を複数個設けた
が、制御ユニット１に複数個設けるようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、制御ユ
ニットと制御サブユニットとを、通信バスを介して信号
を処理するようにしたので、処理能力の増加に対応した
システムが柔軟に構成できる効果がある。

【００３４】また、入出力装置を共用化したので、制御
ユニットまたは制御サブユニットが、あたかも自局に接
続された入出力装置のようにアクセスでき、また、コス
トダウンも図れる効果がある。

【００３５】また、複数個の通信バスを設けたので、各
通信バスに対しそれぞれ独立して処理することができる
効果がある。

【００３６】また、複数個の通信バスを用いて、冗長性
を有する多重系を構成したので、信頼性の向上を図るこ
とができる効果がある。

【００３７】また、異常監視装置で複数個の制御ユニッ
トまたは制御サブユニットの動作状態を監視するように
したので、常に異常の検出ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すブロック図であ
る。

【図２】この発明の実施例２を示すブロック図であ
る。

【図３】この発明の実施例３を示すブロック図であ
る。

【図４】この発明の実施例４を示すブロック図であ
る。

【図５】この発明の実施例５を示すブロック図であ
る。

【図６】従来の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１制御ユニット、２追加制御ユニット、３−１〜３
−７制御サブユニット、４通信幹線（通信ライ
ン）、５内部バス、６，６−１，６−２ユニット間
通信バス（通信バス）、７入出力バス、８，８−１，
８−２，８−３入出力装置、９通信制御装置、１０
ＣＰＵ（中央制御装置）、１１入出力バッファ、１
２ユニット間通信制御装置、１３異常監視装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御ユニットと、制御サブユニットと、
上記制御ユニット間の信号の授受を行う通信ラインと、
所定の制御ユニットおよび制御サブユニット間の信号の
授受を行う通信バスと、上記制御ユニットと接続される
と共にプラントの制御対象との入出力を司る入出力装置
で構成され、上記制御ユニットは、上記通信ラインとの
入出力を司る通信制御装置と、上記通信バスとの入出力
を司るユニット間通信制御装置と、上記入出力信号を処
理すると共に制御指令を行う中央処理装置（ＣＰＵ）と
を備え、上記制御サブユニットは、上記通信バスとの入
出力を司るユニット間通信制御装置と、上記入出力信号
を処理すると共に制御指令を行う中央処理装置とを備
え、上記制御ユニットおよび上記制御サブユニットの少
なくとも一方に上記入出力装置からの信号の授受を行う
入出力バッファを設けたことを特徴とするプラント制御
装置。
【請求項２】請求項１において、所定の制御ユニット
と制御サブユニットを通信バスで接続すると共に、この
制御ユニットと制御サブユニットに対し共通の入出力装
置を上記通信バスを介して設けたことを特徴とするプラ
ント制御装置。
【請求項３】請求項１または２において、所定の制御
ユニットまたは制御サブユニットに複数個のユニット間
通信制御装置を設け、この複数個のユニット間通信制御
装置にそれぞれ通信バスを接続し、これらの通信バスを
介して他の制御ユニットまたは制御サブユニットと信号
の授受を行うよう構成したことを特徴とするプラント制
御装置。
【請求項４】請求項３において、複数個の通信バス毎
に共通の入出力装置をそれぞれ設け、これら入出力装置
でプラントの同一制御対象からの信号の授受を行い、所
定の制御ユニットまたは制御サブユニットで信号の多重
化処理をするよう冗長性を有する多重系を構成したこと
を特徴とするプラント制御装置。
【請求項５】請求項１〜４において、複数個の制御ユ
ニットまたは制御サブユニットの動作状態を監視する異
常監視装置を所定の制御ユニットまたは制御サブユニッ
トに設けたことを特徴とするプラント制御装置。