JP5787697B2 - Distributed monitoring control apparatus and control method in distributed monitoring control apparatus - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、分散監視制御装置及び分散監視制御装置における制御方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a distributed monitoring control apparatus and a control method in the distributed monitoring control apparatus.
一般に、分散監視制御装置においては、複数の監視・操作装置と制御装置で構成され、制御装置とプラントに配備された計測・制御機器とはプロセス入出力装置、フィールドバス、或いはセンサバスを介して接続される。 In general, a distributed monitoring and control device is composed of a plurality of monitoring / operation devices and control devices, and the control devices and measurement / control devices installed in the plant are connected via process input / output devices, field buses, or sensor buses. Connected.
また、監視・操作装置と制御装置はネットワーク接続した構成を採る。計測・制御機器から得られるプロセス量を複数の制御装置が必要とする場合は、計測・制御機器とプロセス入出力機器との間に信号分配器を設置するか、計測・制御機器が接続される制御装置がネットワークを介した通信により情報共有を行なう方法が採られている。 Further, the monitoring / operation device and the control device have a network connection configuration. If multiple control devices require the amount of process obtained from the measurement / control device, install a signal distributor between the measurement / control device and the process input / output device, or connect the measurement / control device. A method is adopted in which the control device shares information by communication via a network.
従来の分散監視制御装置は、プラントの構成設備や制御方針に基づいて制御装置を分散し、当該設備を運転するための計測・制御機器を配備して制御装置に接続した構成を採っている。プラントに配備された計測・制御機器がフィールドバス、或いはセンサバスを介して複数の制御装置に接続される場合においても、計測機器から得られるプロセス値は特定の制御装置を介して、制御装置間での通信によって共有する方法が採られている。また、制御装置の稼働率を向上させる目的で冗長化が求められる場合は、前述の制御装置を単位として多重化した構成を採っている。 A conventional distributed monitoring and control apparatus adopts a configuration in which control apparatuses are distributed based on plant configuration facilities and control policies, and measurement / control devices for operating the facilities are arranged and connected to the control apparatus. Even when the measurement / control equipment deployed in the plant is connected to multiple control devices via the fieldbus or sensor bus, the process values obtained from the measurement devices are transferred between the control devices via a specific control device. The method of sharing by communication in is taken. In addition, when redundancy is required for the purpose of improving the operating rate of the control device, a configuration in which the above-described control device is multiplexed as a unit is adopted.
上述した従来の分散監視制御装置においては、図３９に示すように、制御装置１０１内で演算する制御ロジックが必要とするプロセス入出力について入出力装置１０２を用意し、エンジニアリング装置１０４上でプログラミングした制御ロジックを制御装置１０１にダウンロードして実行するため、制御ロジックの演算量が増大するか、プロセス入出力が増大して許容範囲を超えると、新たに用意した制御装置１０１に入出力装置１０２も含めて分割する必要があった。なお、監視・操作装置１０３は、運転員が選択・要求した対話画面をプラント状態量を含めて表示・更新すると共に、操作指令を出力する。
In the conventional distributed monitoring and control apparatus described above, as shown in FIG. 39, an input / output apparatus 102 is prepared for process input / output required by the control logic operated in the
制御装置１０１の老朽化による更新では、旧型の制御装置で演算していた制御ロジックを新型の制御装置１０１用に一部を機械変換して再利用する事が可能となっているが、複数の制御装置１０１に分割された制御ロジックを単一の制御装置で実行可能な形式に機械変換する程ではないため、製造技術の進歩により向上した制御装置の演算性能を十分に引き出せないでいた。
In the update due to the aging of the
更に、分散方針と多重化構成により、障害の発生に備えた代替えとなる制御装置１０１を必要とする場合、制御装置を一括更新する場合においても、制御装置の数量を削減する事は困難であった。
Further, when the
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、制御装置を単位とした制御ロジックのプログラミングと、プロセス入出力のエンジニアリングを分離・独立させる事のできる分散監視制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to obtain a distributed monitoring and control device capable of separating and independent control logic programming and process input / output engineering in units of control devices. Objective.
実施形態によれば、少なくとも１台の監視・操作装置と、制御ネットワークを介して前記少なくとも１台の監視・操作装置に接続された少なくとも１台の制御装置と、前記少なくとも１台の制御装置とＩ／Ｏネットワークを介して接続されたプラントを構成する機器を監視・制御する複数の入出力制御装置とを具備し、前記複数の入出力制御装置と前記少なくとも１台の制御装置との入出力値を前記Ｉ／Ｏネットワークを介して共有し、前記入出力制御装置は、前記機器の機器名と前記機器名に対応する機器のプラント状態量を対として構成した出力値を前記Ｉ／Ｏネットワークを介してマルチキャスト送信し、前記機器の機器名と前記機器名に対応する機器の制御量を対として構成した入力値を前記Ｉ／Ｏネットワークを介してマルチキャスト受信することを特徴とする分散監視制御装置、である。 According to the embodiment, at least one monitoring / operation device, at least one control device connected to the at least one monitoring / operation device via a control network, and the at least one control device, A plurality of input / output control devices that monitor and control equipment constituting the plant connected via the I / O network, and input / output between the plurality of input / output control devices and the at least one control device. A value is shared via the I / O network, and the input / output control device outputs an output value configured by pairing the device name of the device and the plant state quantity of the device corresponding to the device name. The input value configured as a pair of the device name of the device and the control amount of the device corresponding to the device name is multicast via the I / O network. Distributed monitoring control unit, characterized in that the bets received a.
本発明によれば、制御装置を単位とした制御ロジックのプログラミングと、プロセス入出力のエンジニアリングを分離・独立させる事のできる分散監視制御装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the distributed monitoring and control apparatus which can isolate | separate and make independent the programming of the control logic in the unit of a control apparatus, and the engineering of process input / output is provided.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の分散監視制御装置の構成を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a distributed monitoring control apparatus according to the first embodiment.
同図に示すように、複数の制御装置１、複数の監視操作装置３、エンジニアリング装置４は、冗長化された制御ネットワーク５にそれぞれ接続されている。また、Ｉ／Ｏネットワーク６には複数の制御装置１及び複数の入出力制御装置２が接続されている。
As shown in the figure, a plurality of
制御装置１は、エンジニアリング装置４でプログラミングされた制御ロジックを演算すると共に監視・操作装置３、エンジニアリング装置４、及び入出力制御装置２と通信する。
The
入出力制御装置２は、プラントを構成する機器を監視・制御するために配置した計測・制御機器に対する入出力制御を行なうと共に制御装置１と通信する。
The input /
監視・操作装置３は、運転員が選択・要求した対話画面をプラント状態量を含めて表示・更新すると共に、監視・操作装置３から操作指令を出力する。
The monitoring /
制御ネットワーク５は、冗長化されており、エンジニアリング装置４、監視・操作装置３、及び制御装置１を接続する。Ｉ／Ｏネットワーク６は、制御装置１と入出力制御装置２を接続する。
The
本実施の形態の分散監視制御装置は、入出力制御装置２から入力されたプラント状態量をＩ／Ｏネットワーク６、制御装置１、制御ネットワーク５を介して監視・操作装置３に入力する。監視・操作装置３は、運転員が選択・要求した対話画面にプラント状態量を含めて表示・更新する。また、監視・操作装置３からの操作指令を制御装置１を介して入出力制御装置２に制御値として出力する。
The distributed monitoring control apparatus according to the present embodiment inputs the plant state quantity input from the input /
図８は、実施の形態１の分散監視制御装置における制御装置と入出力制御装置の具体的な構成を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a specific configuration of the control device and the input / output control device in the distributed monitoring control device of the first embodiment.
図８に示した制御装置Ｘ、Ｙと入出力制御装置Ａ、Ｂは、図１に示した制御装置１と入出力制御装置２に対応している。
The control devices X and Y and the input / output control devices A and B shown in FIG. 8 correspond to the
制御装置１は、それぞれ制御ロジック格納部７、制御データ格納部８、運転制御部１０、演算部１１、伝送部１２及び伝送入出力部１３を具備している。
The
制御ロジック格納部７は、プログラミングされた制御ロジックを格納する。
The control
制御データ格納部８は、制御ロジック格納部７に格納された制御ロジックが参照・更新する入出力値を保持する。
The control
運転制御部１０は、伝送入出力部１３、演算部１１、及び伝送部１２の実行を制御する。
The
演算部１１は、制御データ格納部８に格納された制御データの入力値を制御ロジックに従って演算し、演算結果を制御データ格納部８に格納された制御データの出力値に更新する。
The
伝送部１２は、制御データ格納部８に格納された制御データの入出力値を監視・操作装置３や他の制御装置１と通信する。
The
伝送入出力部１３は、入出力制御装置２から受信したプロセス状態量を制御データ格納部８に格納された制御データの入力値に更新すると共に、制御データ格納部８に格納された制御データの出力値を入出力制御装置２に送信する。
The transmission input /
入出力制御装置２は、入出力データ格納部９、入出力伝送部１４、入力部１５及び出力部１６を有する。
The input /
入出力データ格納部９は、入出力データを保持する。
The input / output
入出力伝送部１４は、制御装置１の伝送入出力部１３が送信した出力値を入出力データ格納部９に格納された入出力データに更新すると共に、入出力データ格納部９に格納された入出力データの入力値を送信する。
The input /
入力部１５は、計測機器から入力したプラント状態量を入出力データ格納部９に格納された入出力データに更新する。
The
出力部１６は、入出力データ格納部９に格納された入出力データに更新された出力値を制御機器に出力する。
The
図９は、実施の形態１の分散監視制御装置における制御ロジック、制御データ、及び入出力データを示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating control logic, control data, and input / output data in the distributed monitoring and control apparatus according to the first embodiment.
本実施の形態の入出力制御装置Ａには、計測・制御機器としてＡ１乃至Ａ４、入出力制御装置ＢにはＢ１乃至Ｂ４がそれぞれ接続され、Ａ１乃至Ａ２とＢ１乃至Ｂ２は計測機器、Ａ３乃至Ａ４とＢ３乃至Ｂ４は制御機器となっている。 The input / output control device A of the present embodiment is connected to A1 to A4 as measurement / control devices, and the input / output control device B is connected to B1 to B4. A1 to A2 and B1 to B2 are measurement devices, and A3 to A4. A4 and B3 to B4 are control devices.
図９（ａ）は、図８に示した制御装置Ｘにおける制御ロジック、制御データ、入出力制御装置の送信データを示す図であり、図９（ｂ）は、図８に示した制御装置Ｙにおける制御ロジック、制御データ、入出力制御装置の送信データを示す図である。 9A is a diagram showing control logic, control data, and transmission data of the input / output control device in the control device X shown in FIG. 8, and FIG. 9B is a diagram showing the control device Y shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing control logic, control data, and transmission data of the input / output control device in FIG.
図９（ｃ）は、図８に示した入出力制御装置Ａにおける入出力データ、入出力制御装置Ａの送信データを示す図であり、図９（ｄ）は、図８に示した入出力制御装置Ｂにおける入出力データ、入出力制御装置Ｂの送信データを示す図である。 9C is a diagram showing input / output data in the input / output control device A shown in FIG. 8 and transmission data of the input / output control device A. FIG. 9D is a diagram showing the input / output shown in FIG. It is a figure which shows the input / output data in the control apparatus B, and the transmission data of the input / output control apparatus B.
図９（ａ）、（ｂ）に示した制御装置Ｘと制御装置Ｙ、図９（ｄ）、（ｅ）に示した入出力制御装置Ａと入出力制御装置Ｂは、図８に示した制御装置１と入出力制御装置２に対応している。
The control device X and control device Y shown in FIGS. 9A and 9B and the input / output control device A and the input / output control device B shown in FIGS. 9D and 9E are shown in FIG. It corresponds to the
図９（ａ）、（ｂ）において、制御ロジックＸは、制御装置Ｘの制御ロジック格納部７に格納された制御ロジックであり、制御ロジックＹは、制御装置Ｙの制御ロジック格納部７に格納された制御ロジックである。
9A and 9B, the control logic X is control logic stored in the control
制御データＸは、制御装置Ｘの制御データ格納部８に格納された制御データであり、制御データＹは、制御装置Ｙの制御データ格納部８に格納された制御データである。
The control data X is control data stored in the control
図９（ｃ）において、入出力データＡは入出力制御装置Ａの入出力データ格納部９に格納された入出力データを示し、図９（ｄ）において、入出力データＢは入出力制御装置Ｂの入出力データ格納部９に格納された入出力データを示す。
9C, input / output data A indicates input / output data stored in the input / output
制御装置Ｘの制御ロジック格納部７に格納された制御ロジックＸは、Ｘ１乃至Ｘ３を演算入力とし、Ｘ４乃至Ｘ５を演算出力する。制御ロジックＸは、制御データ格納部８に格納された制御データＸによりそれぞれが接続する入出力制御装置２のデバイス名と入出力方向が入出力指標として定義されている。
The control logic X stored in the control
制御装置Ｙの制御ロジック格納部７に格納された制御ロジックは、Ｙ１乃至Ｙ２を演算入力とし、Ｙ３乃至Ｙ４を演算出力としており、同様に制御データ格納部８に格納された制御データにより接続する入出力制御装置２のデバイス名と入出力指標が定義されている。
The control logic stored in the control
入出力制御装置Ａの入出力データ格納部９に格納された入出力データＡには、計測機器として接続されたＡ１乃至Ａ２から入力データと、制御機器として接続されたＡ３乃至Ａ４への出力データがデバイス名、及び入出力方向を示す入出力指標と共に定義されている。
The input / output data A stored in the input / output
入出力制御装置Ｂの入出力データ格納部９に格納された入出力データＢにも、同様に計測機器として接続されたＢ１乃至Ｂ２から入力データと、制御機器として接続されたＢ３乃至Ｂ４への出力データがデバイス名、及び入出力指標と共に定義されている。
Similarly, the input / output data B stored in the input / output
次に、実施の形態１の分散監視制御装置の動作について説明する。 Next, the operation of the distributed monitoring control apparatus according to the first embodiment will be described.
制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、制御データＸに定義された内容から、入出力制御装置Ａからデバイス名Ａ１乃至Ａ２のプラント状態量ａ１乃至ａ２を獲得して変数Ｘ１乃至Ｘ２を更新すると共に、入出力制御装置Ｂからデバイス名Ｂ１のプラント状態量ｂ１を獲得して変数Ｘ３を更新する事を認識する。
The transmission input /
また、入出力制御装置Ａのデバイス名Ａ３に制御量ａ３を与えるために変数Ｘ４をデータ送信すると共に、入出力制御装置Ｂのデバイス名Ｂ３に制御量ｂ３を与えるために変数Ｘ５をデータ送信する必要がある事を認識する。 In addition, the variable X4 is transmitted to give the control amount a3 to the device name A3 of the input / output control device A, and the variable X5 is sent to give the control amount b3 to the device name B3 of the input / output control device B. Recognize that there is a need.
同様に、制御装置Ｙの伝送入出力部１３は、制御データＹに定義された内容から、入出力制御装置Ａからデバイス名Ａ１のプラント状態量ａ１を獲得して変数Ｙ１を更新すると共に、入出力制御装置Ｂからデバイス名Ｂ２のプラント状態量ｂ２を獲得して変数Ｙ２を更新する事を認識する。
Similarly, the transmission input /
また、入出力制御装置Ａのデバイス名Ａ４に制御量ａ４を与えるために変数Ｙ３をデータ送信すると共に、入出力制御装置Ｂのデバイス名Ｂ４に制御量ｂ４を与えるために変数Ｙ４をデータ送信する必要がある事を認識する。 In addition, the variable Y3 is transmitted to give the control amount a4 to the device name A4 of the input / output control device A, and the variable Y4 is sent to give the control amount b4 to the device name B4 of the input / output control device B. Recognize that there is a need.
本実施形態１の入出力制御装置２には、計測機器から入力したプラント状態量と、制御機器に与える制御量を送受信するために、独立した送信用と受信用のマルチキャストアドレスを設ける。
The input /
入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、入出力データＡに定義されたデバイスＡ１乃至Ａ２について、デバイス名Ａ１乃至Ａ２と値ａ１乃至ａ２(プラント状態量)を対として構成したものをマルチキャスト送信すると共に、入出力データＡに定義されたデバイスＡ３又はＡ４についてデバイス名と値ａ３又はａ４(制御量)を対として構成したものをマルチキャスト受信する。
The input /
入出力制御装置Ａの送信データは、入出力制御装置Ａからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘと制御装置Ｙにより受信され、送信データに含まれるデバイスＡ１乃至Ａ２のプラント状態量ａ１乃至ａ２は、制御装置Ｘの伝送入出力部１３により変数Ｘ１乃至Ｘ２が更新され、制御装置Ｙの伝送入出力部１３により変数Ｙ１が更新される。
The transmission data of the input / output control device A is received by the control device X and the control device Y that recognize that the plant state quantity can be acquired from the input / output control device A, and the plants of the devices A1 to A2 included in the transmission data. In the state quantities a1 to a2, the variables X1 and X2 are updated by the transmission input /
同様に、入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、入出力データＢに定義されたデバイスＢ１乃至Ｂ２について、デバイス名Ｂ１乃至Ｂ２と値ｂ１乃至ｂ２を対として構成したものをマルチキャスト送信すると共に、入出力データＢに定義されたデバイスＢ３乃至Ｂ４についてデバイス名Ｂ３又はＢ４と値ｂ３又はｂ４を対として構成したものをマルチキャスト受信する。
Similarly, the input /
入出力制御装置Ｂの送信データは、入出力制御装置Ｂからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘと制御装置Ｙにより受信され、送信データに含まれるデバイスＢ１のプラント状態量ｂ１は、制御装置Ｘの伝送入出力部１３により変数Ｘ３が更新され、制御装置Ｙの伝送入出力部１３により変数Ｙ２が更新される。
The transmission data of the input / output control apparatus B is received by the control apparatus X and the control apparatus Y that recognize that the plant state quantity can be acquired from the input / output control apparatus B, and the plant state quantity of the device B1 included in the transmission data. In b1, the variable X3 is updated by the transmission input /
制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、制御データＸに定義されたデバイスＡ３について、デバイス名と変数Ｘ４の値ａ３を対として構成したものを、入出力制御装置Ａにマルチキャスト送信すると共に、デバイスＢ３について、デバイス名と変数Ｘ５の値ｂ３を対として構成したものを、入出力制御装置Ｂにマルチキャスト送信する。
The transmission input /
入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、受信データを構成するデバイス名によりデバイスＡ３の値ａ３を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＡ３に制御量を出力する。
The input /
入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、受信データを構成するデバイス名によりデバイスＢ３の値ｂ３を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＢ３に制御量を出力する。
The input /
同様に、制御装置Ｙの伝送入出力部１３は、制御データＹに定義されたデバイスＡ４について、デバイス名と変数Ｙ３の値ａ４を対として構成したものを、入出力制御装置Ａにマルチキャスト送信すると共に、デバイスＢ４について、デバイス名と変数Ｙ４の値ｂ４を対として構成したものを、入出力制御装置Ｂにマルチキャスト送信する。
Similarly, the transmission input /
入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、受信データを構成するデバイス名によりデバイスＡ４の値ａ４を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＡ４に制御量を出力する。
The input /
入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、受信データを構成するデバイス名によりデバイスＢ４の値ｂ４を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＢ４に制御量を出力する。
The input /
図１０及び図１１は、運転制御部１０による処理を示すフローチャートである。
10 and 11 are flowcharts showing processing by the
図１０において、制御装置１の起動と共に制御データから演算周期を獲得し（Ｓ１）、タイマに実行ハンドラを登録して（Ｓ２）、タイマを起動する（Ｓ３）。その後、停止条件が成立したか否かの判断が行なわれ（Ｓ４）、停止条件が成立したと判断された場合にはタイマを停止して（Ｓ５）、処理を終了する。停止条件とは、例えば、制御装置の故障により機能が停止する場合、ユーザから停止が指示された場合などである。なお、同図においてＴ／Ｄは時間遅れを示している。
In FIG. 10, when the
図１１は、実行ハンドラの処理を説明するためのフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart for explaining the processing of the execution handler.
タイマにより周期的に実行ハンドラが実行される。実行ハンドラでは、伝送部１２に入力を指示し（Ｓ１１）、伝送入出力部１３に入力を指示する（Ｓ１２）ことにより、入力を行なった後、演算部１１に演算を指示（Ｓ１３）する。そして、演算結果の出力を伝送部１２及び伝送入出力部１３に指示し（Ｓ１４、Ｓ１５）、演算結果を出力する。
The execution handler is executed periodically by the timer. In the execution handler, the
以上の結果により、制御装置Ｘと制御装置Ｙ、及び入出力制御装置Ａと入出力制御装置Ｂの通信が成立する。 As a result, communication between the control device X and the control device Y, and the input / output control device A and the input / output control device B is established.
なお、本実施の形態では、入出力制御装置２からの送信データを計測機器からの入力データに限定しているが、制御機器への出力データを含めることにより、特定の制御装置１が出力する制御量を他の制御装置１でプラント状態量として扱えるようにしても良い。
In the present embodiment, the transmission data from the input /
本実施の形態によれば、制御ロジック格納部７に格納された制御ロジックを演算する制御装置１と、入出力を行う入出力制御装置２がＩ／Ｏネットワーク６で分離されているので、演算量が増大した際の制御装置１の増設や、入出力が増大した際の入出力制御装置２の増設により、既存の制御装置１や入出力制御装置２に対する影響は極小化することができる。
According to the present embodiment, since the
また、入出力制御装置２から送信されるプラント状態量は、分散監視制御装置を構成する全ての制御装置１が同時に獲得できるので、制御装置１間で共有するプログラミングを必要する場合と比較して応答性を改善することができる。
Further, since the plant state quantity transmitted from the input /
また、制御装置１と入出力制御装置２との通信はマルチキャストで行われるため、送信側は受信側の冗長化度合を認識する必要がなく、入出力制御装置２を冗長化した構成にする事も容易になる。
Further, since the communication between the
更に、入出力が制御装置１とはネットワーク分離された入出力制御装置２で行なわれるため、図７に示すプラントモデル２１ａを内臓した模擬装置２１において、入出力制御装置を動作模擬する手段を設ける事により、特殊な設備を導入する事なくプラント規模での制御ロジックの動作検証を行うことができ、高品質の分散監視制御装置を提供する事ができる。制御装置１が組込み用途の汎用ＯＳを採用している場合、仮想化技術を用いた試験環境で同様の事が実現できる事は言うまでもない。
Further, since input / output is performed by the input /
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る分散監視制御装置を図２、図１２〜図１３を用いて説明する。なお、実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
Next, a distributed monitoring control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 12 to 13. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as
図１に示した実施の形態１の分散監視制御装置と、図２に示した実施の形態２の分散監視制御装置と異なる点は、制御装置１と入出力制御装置２とを接続するＩ／Ｏネットワーク６が冗長されていることにある。
1 is different from the distributed monitoring and control apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 2 in that the I / O that connects the
図１２は、実施の形態２の分散監視制御装置における制御装置と入出力制御装置の構成を示す図である。なお、図８と同一部分には、同一符号を付して説明し、その説明を省略し、機能が異なる部分について説明する。 FIG. 12 is a diagram illustrating configurations of a control device and an input / output control device in the distributed monitoring control device according to the second embodiment. Note that the same parts as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and parts having different functions will be described.
図１２に示した制御装置Ｘ、Ｙと入出力制御装置Ｘ、Ｙは、図２に示した制御装置１と入出力制御装置２に対応している。
The control devices X and Y and the input / output control devices X and Y shown in FIG. 12 correspond to the
実施の形態２の制御装置１は、図８に示した実施の形態１の制御装置１に比して、それぞれ制御ロジック格納部７、制御データ格納部８、運転制御部１０、演算部１１、伝送部１２及び伝送入出力部１３に加えて、受信データ格納部３１を有している。
The
受信データ格納部３１は、受信データの最終受信日時を保持する受信データを格納する。
The reception
伝送入出力部１３は、受信データ格納部３１に格納された受信データを用いて入出力制御装置から先着受信したプロセス状態量を制御データの入力値に更新すると共に、制御データ格納部８に格納された制御データの出力値を冗長化されたＩ／Ｏネットワーク６を介して入出力制御装置２に送信する。
The transmission input /
実施の形態２の入出力制御装置２は、図８に示した実施の形態１の入出力制御装置２に比して、入出力データ格納部９、入出力伝送部１４、入力部１５及び出力部１６に加えて、受信データ格納部３１を有している。
The input /
受信データ格納部３２は、受信データの最終受信日時を保持する受信データを格納する。
The reception
入出力伝送部１４は、受信データ１７を用いて入出力制御装置２の入出力伝送部１４が先着受信した出力値を入出力データ格納部３２に更新すると共に、入出力データ格納部３２の入力値を送信する。
The input /
図１３（ａ）は、図１２に示した制御装置Ｘにおける制御ロジック、制御データ、受信データ、入出力制御装置の送信データを示す図であり、図１３（ｂ）は、図１２に示した制御装置Ｙにおける制御ロジック、制御データ、受信データ、入出力制御装置の送信データを示す図である。 FIG. 13A is a diagram illustrating control logic, control data, reception data, and transmission data of the input / output control device in the control device X illustrated in FIG. 12, and FIG. 13B is illustrated in FIG. It is a figure which shows the control logic in the control apparatus Y, control data, reception data, and the transmission data of an input / output control apparatus.
図１３（ｃ）は、図１２に示した入出力制御装置Ａにおける入出力データ、受信データ、入出力制御装置Ａの送信データを示す図であり、図１３（ｄ）は、図１２に示した入出力制御装置Ｂにおける入出力データ、受信データ、入出力制御装置Ｂの送信データを示す図である。 FIG. 13C is a diagram showing input / output data, received data, and transmission data of the input / output control device A in the input / output control device A shown in FIG. 12, and FIG. 13D is a diagram shown in FIG. 7 is a diagram showing input / output data, reception data, and transmission data of the input / output control device B in the input / output control device B.
図１３（ａ）、（ｂ）に示した制御装置Ｘと制御装置Ｙ、図１３（ｄ）、（ｅ）に示した入出力制御装置Ａと入出力制御装置Ｂは、図１２に示した制御装置１と入出力制御装置２に対応している。
The control device X and control device Y shown in FIGS. 13A and 13B and the input / output control device A and input / output control device B shown in FIGS. 13D and 13E are shown in FIG. It corresponds to the
次に、実施の形態２の分散監視制御装置の動作について説明する。 Next, the operation of the distributed monitoring control apparatus according to the second embodiment will be described.
制御装置１と入出力制御装置２とは、冗長化されたＩ／Ｏネットワーク６に対して同一内容を各ネットワークに送信する共に、先着した送信データを処理し、後着した送信データは破棄する。先着判定は、送信側が付したタイムスタンプと受信側が保持する最終送信日時との比較により、最終送信日時より新しい送信日時を有する送信データを先着と判定する。
The
入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、入出力データＡに定義されたデバイスＡ１乃至Ａ２について、デバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔａを付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワーク６にマルチキャスト送信すると共に、入出力データＡに定義されたデバイスについてデバイス名と値(制御量)を対として構成したものに装置名とタイムスタンプを付したものを各Ｉ／Ｏネットワーク６からマルチキャスト受信する。入出力制御装置Ａの送信データは、入出力制御装置Ａからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘと制御装置Ｙの伝送入出力部により受信され、送信データに含まれる装置名、及びタイムスタンプｔａと受信データ１７が保持する当該装置からの最終送信日時との比較により先着判定を行う。先着と判断した送信データにより最終送信日時ｔａが更新されると共に、送信データに含まれるデバイスＡ１乃至Ａ２のプラント状態量は、制御装置Ｘの伝送入出力部により変数Ｘ１乃至Ｘ２が更新され、制御装置Ｙの伝送入出力部により変数Ｙ１が更新される。
The input /
同様に、入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、入出力データＢに定義されたデバイスＢ１乃至Ｂ２について、デバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔｂを付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワーク６にマルチキャスト送信すると共に、入出力データＢに定義されたデバイスについてデバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプを付したものを各Ｉ／Ｏネットワーク６からマルチキャスト受信する。入出力制御装置Ｂの送信データは、入出力制御装置Ｂからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘと制御装置Ｙにより受信され、先着と判断された受信データにより最終送信日時が更新されると共に、受信データに含まれるデバイスＢ１のプラント状態量により変数Ｘ３が更新され、制御装置Ｙの伝送入出力部により変数Ｙ２が更新される。
Similarly, the input /
制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、制御データＸに定義されたデバイスＡ３について、デバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔｘを付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワーク６にマルチキャスト送信すると共に、デバイスＢ３について、デバイス名と変数Ｘ５の値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔｘを付した送信データを、各Ｉ／Ｏネットワーク６にマルチキャスト送信する。入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、送信データに含まれる装置名、及びタイムスタンプと受信データ格納部３２に格納された受信データが保持する当該装置からの最終送信日時ｔｘとの比較により先着判定を行う。先着と判断した送信データにより最終送信日時が更新されると共に、送信データを構成するデバイス名によりデバイスＡ３の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部１６がデバイスＡ３に制御量を出力する。入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、送信データに含まれる装置名、及びタイムスタンプと受信データ格納部に格納された受信データが保持するい当該装置からの最終送信日時ｔｘとの比較により先着判定を行う。先着と判断した送信データにより最終送信日時が更新されると共に、送信データを構成するデバイス名によりデバイスＢ３の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部１６がデバイスＢ３に制御量を出力する。
The transmission input /
同様に、制御装置Ｙの伝送入出力部１３は、制御データＹに定義されたデバイスＡ４について、デバイス名と変数Ｙ３の値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔｙを付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワーク６にマルチキャスト送信すると共に、デバイスＢ４について、デバイス名と変数Ｙ４の値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔｙを付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワーク６にマルチキャスト送信する。
Similarly, the transmission input /
入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、送信データに含まれる装置名、及びタイムスタンプと受信データ１７が保持する最終送信日時ｔｙとの比較により先着判定を行う。先着と判定した送信データにより最終送信日時が更新されると共に、送信データを構成するデバイス名によりデバイスＡ４の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部１６がデバイスＡ４に制御量を出力する。入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、送信データに含まれる装置名、及びタイムスタンプと受信データ１７が保持する当該装置からの最終送信日時ｔｙとの比較により先着判定を行う。先着と判断した送信データにより最終送信日時が更新されると共に、送信データを構成するデバイス名によりデバイスＢ４の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部１６がデバイスＢ４に制御量を出力する。
The input /
したがって、本実施の形態によれば、冗長化されたＩ／Ｏネットワーク６での制御装置Ｘ、及び制御装置Ｙと入出力制御装置Ａ、及び入出力制御装置Ｂの通信が成立する。
Therefore, according to the present embodiment, communication between the control device X, the control device Y, the input / output control device A, and the input / output control device B in the redundant I /
また、本実施の形態によれば、制御装置１と入出力制御装置のネットワークインターフェイス、或いはＩ／Ｏネットワークで発生した単一故障により、制御装置１と入出力制御装置２の通信が不能になる事はないので、分散監視制御装置としての信頼性を改善することができる。
Further, according to the present embodiment, communication between the
また、分離・独立している制御ネットワークとＩ／Ｏネットワークを図３に示す構成にて共有した構成をとる事により、小規模な分散監視制御装置を構成する上では必要となるハードウェアを抑制でき、設備の設置領域も改善することができる。 In addition, by adopting a configuration in which the control network and I / O network that are separated and independent are shared in the configuration shown in FIG. 3, the hardware required for configuring a small-scale distributed monitoring and control device is suppressed. And the installation area of the equipment can be improved.
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る分散監視制御装置について説明する。
(Embodiment 3)
Next, a distributed monitoring control apparatus according to the third embodiment will be described.
制御装置１、入出力制御装置２及び監視操作装置３の構成は、図１に示した構成と同様であり、ここではその説明を省略する。
The configurations of the
図１４は、実施の形態３の分散監視制御装置における制御装置と入出力制御装置の具体的な構成を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating a specific configuration of the control device and the input / output control device in the distributed monitoring control device according to the third embodiment.
図１４に示した制御装置Ｘ１、Ｘ２と入出力制御装置Ａは、図１に示した制御装置１と入出力制御装置２に対応している。すなわち、実施の形態３においては、制御装置Ｘ１、Ｘ２が冗長化されている。なお、図８と同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
The control devices X1 and X2 and the input / output control device A shown in FIG. 14 correspond to the
構成データ格納部４１は、自系制御装置の運転制御情報を保持する構成データを格納する。診断データ格納部４２は、他系制御装置の運転制御情報を保持する診断データを格納する。
The configuration
図１５（ａ）は、制御装置Ｘ１の構成データ及び診断データを示す図であり、図１５（ｂ）は、制御装置Ｘ２の構成データ及び診断データを示す図である。同図に示すように、構成データ及び診断データは、それぞれ制御装置名、最終送信日時、バージョン、運転モードを有する。 FIG. 15A is a diagram showing configuration data and diagnostic data of the control device X1, and FIG. 15B is a diagram showing configuration data and diagnostic data of the control device X2. As shown in the figure, the configuration data and the diagnostic data each have a control device name, last transmission date and time, version, and operation mode.
運転制御部１０は、構成データと診断データとにより冗長化された制御装置１の伝送入出力部１３、演算部１１、及び伝送部１２の実行を制御する。
The
冗長化した制御装置１の運転制御部１０は、常用、待機のいずれで稼動するかを決定するため制御ネットワーク５を介したマルチキャスト通信により調整を行なう。構成データに定義される制御装置１の運転モードは「待機」を初期値とする。本実施の形態における運転制御部１０によるマルチキャスト送信は、冗長化構成をとる制御装置１毎にマルチキャストアドレスを設ける。冗長化された制御ネットワークでの送受信は、実施の形態２に示した冗長化されたＩ／Ｏネットワークでの送受信と同様の方法で行うので説明は省略する。
The
図１８は、実施の形態３の分散監視制御装置の運転制御部による運転モードの調整を示すタイミングチャートである。 FIG. 18 is a timing chart showing adjustment of the operation mode by the operation control unit of the distributed monitoring and control apparatus according to the third embodiment.
同図に示すように、まず、先行して起動した制御装置Ｘ１から運転状態の問合せを行なうモードクエリ（ＭＱ）がマルチキャスト送信される（Ｔ１）。次に、応答待ち時間ｔ１内に対となる制御装置Ｘ２から応答が得られなかったことを受けて、自系の運転モードを常用としたモードセット（ＭＳ）をマルチキャスト送信する（Ｔ２）。 As shown in the figure, first, a mode query (MQ) for inquiring about the operating state is multicast-transmitted from the control device X1 that has been activated in advance (T1). Next, in response to the absence of a response from the paired control device X2 within the response waiting time t1, a mode set (MS) using the own operation mode as a regular mode is multicast-transmitted (T2).
以後は、構成データの最終送信日時から規定時間ｔ２が経過する度、最終送信日時を更新する共に、稼動状態の通知としてハートビート（ＨＢ）をマルチキャスト送信する（Ｔ３、Ｔ４）。 Thereafter, whenever the specified time t2 elapses from the last transmission date / time of the configuration data, the last transmission date / time is updated, and a heartbeat (HB) is multicast-transmitted as a notification of the operating state (T3, T4).
後から起動した制御装置Ｘ２は、運転状態の問合せを行なうモードクエリ（ＭＱ）をマルチキャスト送信するが（Ｔ５）、応答待ち時間ｔ１内に対となる制御装置Ｘ１からモードレスポンス（ＭＲ）を受信する事により（Ｔ６）、常用系の存在を認識して自系の運転モードを待機としたモードセット（ＭＳ）を送信する（Ｔ７）。 The control device X2 activated later multicasts a mode query (MQ) for inquiring about the operating state (T5), but receives the mode response (MR) from the paired control device X1 within the response waiting time t1. As a result (T6), the presence of the service system is recognized and a mode set (MS) with the operation mode of the own system in standby is transmitted (T7).
以後は、制御装置Ｘ１とＸ２の双方が定周期ｔ２で稼動状態の通知としてハートビート（ＨＢ）を送信し、ハートビート（ＨＢ）の受信によって診断データの最終受信日時を更新する。待機系である制御装置Ｘ２は、常用系である制御装置Ｘ１からのハートビート（ＨＢ）を規定時間ｔ２のＮ（＝２）倍以上受信しなかった事で常用系の異常を検出し、運転モードを常用に設定したモードセット（ＭＳ）を送信した後、常用系として稼動する。 Thereafter, both the control devices X1 and X2 transmit a heartbeat (HB) as a notification of the operating state at a fixed period t2, and update the last reception date and time of diagnostic data by receiving the heartbeat (HB). The control device X2 that is the standby system detects an abnormality in the normal system because it has not received the heartbeat (HB) from the control device X1 that is the normal system more than N (= 2) times the specified time t2, and operates. After transmitting the mode set (MS) with the mode set to regular, it operates as a regular system.
図１９（ａ）−（ｄ）は冗長化された制御装置１間の通信に使用されるコマンドを示す図である。図１５（ａ）は運転モードクエリ、（ｂ）は運転モードレスポンス、（ｃ）は運転モードセット、（ｄ）はハートビートを示すである。
FIGS. 19A to 19D are diagrams showing commands used for communication between the
同図に示すように、運転モードモードクエリは、タイムスタンプ、コマンド「ＭＱ］及び「制御装置名」が定義される。運転モードレスポンスは、タイムスタンプ、コマンド「ＭＲ」、制御装置名、バージョン及び運転モードが定義される。運転モードセットは、タイムスタンプ、コマンド「ＭＳ」、制御装置名、バージョン及び運転モードが定義される。ハートビートは、タイムスタンプ、コマンド「ＨＢ」、制御装置名、バージョン及び運転モードが定義される。 As shown in the figure, the operation mode mode query defines a time stamp, a command “MQ”, and a “control device name”. In the operation mode response, a time stamp, a command “MR”, a control device name, a version, and an operation mode are defined. In the operation mode set, a time stamp, a command “MS”, a control device name, a version, and an operation mode are defined. In the heartbeat, a time stamp, a command “HB”, a control device name, a version, and an operation mode are defined.
図２０は、図１８に示した運転モードの調整を行なう運転制御部の動作を示すフローチャートである。 FIG. 20 is a flowchart showing the operation of the operation control unit for adjusting the operation mode shown in FIG.
運転制御部１０が起動すると、受信ハンドラを起動し（Ｓ２１）、モードクエリ（ＭＱ）を送信する（Ｓ２２）。
When the
モードクエリ（ＭＱ）を送信して応答待ち時間ｔ１が経過したか否かが判断され（Ｓ２３）、応答待ち時間ｔ１が経過したと判断された場合には、診断データを参照して、他系の運転モードが常用か否かを判断する（Ｓ２４）。 It is determined whether or not the response waiting time t1 has passed by transmitting the mode query (MQ) (S23), and if it is determined that the response waiting time t1 has passed, the other system is referred to by referring to the diagnosis data It is determined whether or not the operation mode is normal use (S24).
他系が常用であると判断された場合には、常用の他系からの応答を得て制御ロジックと制御データのバージョンが一致するか否かの判断が行なわれる（Ｓ２５）。バージョンが一致しない場合には処理を終了する。 If it is determined that the other system is normal, it is determined whether the version of the control logic and the control data match after obtaining a response from the other system (S25). If the versions do not match, the process ends.
一方、Ｓ２４において、他系が常用ではないと判断された場合には、自系の優先度が他系に対して高いか否かの判断を行なう（Ｓ２６）。本実施の形態では、例えば、優先度は制御装置名で比較した場合の大小関係で表現され、制御装置名Ｘ１とＸ２では、制御装置Ｘ１を高優先度と判定する。 On the other hand, if it is determined in S24 that the other system is not regular, it is determined whether or not the priority of the own system is higher than that of the other system (S26). In the present embodiment, for example, the priority is expressed by a magnitude relationship when compared by the control device name, and the control device X1 is determined to be high priority in the control device names X1 and X2.
Ｓ２５においてバージョンが一致すると判断された場合、及びＳ２６において自系の優先度が高くないと判断された場合には、構成データの運転モードを待機に設定する（Ｓ２７）。一方、自系の優先度が高いと判断された場合には、構成データの運転モードを常用に設定する（Ｓ２８）。 If it is determined in S25 that the versions match, and if it is determined in S26 that the priority of the own system is not high, the operation mode of the configuration data is set to standby (S27). On the other hand, if it is determined that the priority of the own system is high, the operation mode of the configuration data is set to normal (S28).
その後、モードセット（ＭＳ）を送信し（Ｓ２９）、制御データから演算周期を獲得し（Ｓ３０）、タイマに送信ハンドラ、実行ハンドラ、診断ハンドラを登録し（Ｓ３１）、タイマを起動する（Ｓ３２）。その後、停止条件が成立したか否かの判断が行なわれ（Ｓ３３）、停止条件が成立したと判断された場合にはタイマを停止して（Ｓ３４）、処理を終了する。停止条件とは、例えば、制御装置の故障により機能が停止する場合、ユーザから停止が指示された場合などである。なお、同図においてＴ／Ｄは時間遅れを示している。 Thereafter, the mode set (MS) is transmitted (S29), the calculation cycle is acquired from the control data (S30), the transmission handler, the execution handler, and the diagnostic handler are registered in the timer (S31), and the timer is started (S32). . Thereafter, it is determined whether or not the stop condition is satisfied (S33). If it is determined that the stop condition is satisfied, the timer is stopped (S34) and the process is terminated. The stop condition is, for example, when the function is stopped due to a failure of the control device, or when the stop is instructed by the user. In the figure, T / D indicates a time delay.
図２１は、受信ハンドラの動作を説明するためのフロチャートである。 FIG. 21 is a flowchart for explaining the operation of the reception handler.
Ｓ２１において受信ハンドラが開始されると、停止条件が成立したか否かの判断が行なわれ（Ｓ４１）、停止であると判断された場合には処理を終了する。一方、停止条件が成立していないと判断された場合には、コマンドの受信がされたか否かの判断が行なわれる（Ｓ４２）。 When the reception handler is started in S21, it is determined whether or not a stop condition is satisfied (S41). If it is determined that the stop is made, the process is terminated. On the other hand, if it is determined that the stop condition is not satisfied, it is determined whether or not a command has been received (S42).
Ｓ４２においてコマンドの受信がされたと判断された場合には、コマンド（ＭＱ／ＭＲ／ＭＳ／ＨＢ）を受信し（Ｓ４３）、受信したコマンドが自装置宛か否かの判断が行なわれる（Ｓ４４）。 If it is determined in S42 that the command has been received, the command (MQ / MR / MS / HB) is received (S43), and it is determined whether the received command is addressed to the own apparatus (S44). .
次に、コマンドの種別の判断が行なわれ（Ｓ４５）、コマンドがモードレスポンス（ＭＲ）、モードセット（ＭＳ）、ハートビート（ＨＢ）である場合には、診断データに登録し、受信日時を更新する（Ｓ４５、Ｓ４６）。コマンドがモードクエリ（ＭＱ）である場合には、構成データを元にモードレスポンス（ＭＲ）を送信する（Ｓ４７）。 Next, the command type is determined (S45). If the command is a mode response (MR), a mode set (MS), or a heartbeat (HB), it is registered in diagnostic data and the reception date / time is updated. (S45, S46). If the command is a mode query (MQ), a mode response (MR) is transmitted based on the configuration data (S47).
図２２は、実行ハンドラの動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation of the execution handler.
タイマにより周期的に実行ハンドラが実行される。実行ハンドラでは、伝送部１２に入力を指示し（Ｓ５１）、伝送入出力部１３に入力を指示する（Ｓ５２）ことにより、入力を行なった後、演算部１１に演算を指示（Ｓ５３）する。
The execution handler is executed periodically by the timer. In the execution handler, the
次に、自系が常用か否かの判断を行ない（Ｓ５４）、常用ではないと判断された場合には処理を終了する。一方、自系が常用であると判断された場合には、演算結果の出力を伝送部１２及び伝送入出力部１３に指示し（Ｓ５５、Ｓ５６）、演算結果を出力する。
Next, it is determined whether or not the own system is in regular use (S54). If it is determined that the system is not in regular use, the process is terminated. On the other hand, when it is determined that the own system is normal, the
図２３は、送信ハンドラの動作を示すフロチャートである。 FIG. 23 is a flowchart showing the operation of the transmission handler.
同図に示すように、送信に障害があるか否かの判断を行い（Ｓ６１）、障害がないと判断された場合には処理を終了し、障害があると判断された場合にはハートビート（ＨＢ）を送信する。 As shown in the figure, it is determined whether or not there is a failure in transmission (S61). If it is determined that there is no failure, the process is terminated, and if it is determined that there is a failure, the heartbeat is completed. (HB) is transmitted.
図２４は、診断ハンドラの動作を示すフロチャートである。 FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the diagnostic handler.
同図に示すように、Ｓ７１において自系が待機か否かの判断が行なわれる。Ｓ７１において待機ではないと判断された場合には処理を終了する。一方、Ｓ７１において、自系が待機であると判断された場合には、ハートビートを規定時間ｔ２のＮ倍（本実施の形態では２倍）の間、受信していないか否かの判断が行なわれる（Ｓ７２）。 As shown in the figure, it is determined in S71 whether or not the own system is on standby. If it is determined in S71 that it is not standby, the process ends. On the other hand, if it is determined in S71 that the own system is on standby, it is determined whether or not the heartbeat has not been received for N times the specified time t2 (twice in this embodiment). Performed (S72).
Ｓ７２において、受信していないと判断された場合には処理を終了する。一方、Ｓ７２において、受信していると判断した場合には、診断データの運転モードを停止に変更し（Ｓ７３）、構成データの運転モードを常用に変更し（Ｓ７４）、モードセット（ＭＳ）を送信し（Ｓ７５）、処理を終了する。 In S72, if it is determined that the message has not been received, the process is terminated. On the other hand, if it is determined in S72 that it has been received, the operation mode of the diagnostic data is changed to stop (S73), the operation mode of the configuration data is changed to normal use (S74), and the mode set (MS) is changed. Transmit (S75), and the process ends.
本実施の形態では、伝送部１２と入出力制御装置２からの入力、制御ロジックによる演算、運転モードが常用である場合の伝送装置と入出力制御装置２への出力は実行ハンドラ、ハートビート（ＨＢ）の送信は送信ハンドラ、ハートビート（ＨＢ）の最終受信日時と現在日時の偏差による常用系の異常検出とモードセット（ＭＳ）による通知を含む常用への運転モード遷移は診断ハンドラで行なう構成としている。
In the present embodiment, the input from the
運転モードは、応答待ち時間ｔ１内に応答を得られなかった場合と、運転モードの初期値である待機の応答を得て自系の実行優先度が高い場合において常用とし、常用の応答を得て制御ロジックと制御データのバージョンが一致した場合において待機を選択する。 The operation mode is normal when a response is not obtained within the response waiting time t1 and when a standby response that is the initial value of the operation mode is obtained and the execution priority of the own system is high, and a normal response is obtained. When the control logic and control data versions match, standby is selected.
本実施の形態によれば、制御装置Ｘ１と制御装置Ｘ２による冗長化が成立する。本実施の形態では制御ネットワークを用いて運転制御を行っているが、Ｉ／Ｏネットワークを利用しても良い。 According to the present embodiment, redundancy is established by the control device X1 and the control device X2. In this embodiment, operation control is performed using a control network, but an I / O network may be used.
また、本実施の形態では二重化構成で説明しているが、図１６に示す三重化構成では複数の制御装置１が登録された図１７に示す診断データを参照し、図２４に示した診断ハンドラのフローチャートに優先度判定を加えればよい。
In the present embodiment, the duplex configuration is described. However, in the triple configuration shown in FIG. 16, the diagnostic data shown in FIG. 17 in which a plurality of
図２５は、制御装置を三重化した構成を採用した実施の形態３の分散監視制御装置の動作を説明するためのフロチャートである。 FIG. 25 is a flowchart for explaining the operation of the distributed monitoring control apparatus according to the third embodiment adopting a configuration in which the control apparatus is tripled.
同図に示すように、Ｓ８１において自系が待機か否かの判断が行なわれる。Ｓ８１において待機ではないと判断された場合には処理を終了する。一方、Ｓ８１において、自系が待機であると判断された場合には、待機装置名を初期化し（Ｓ８２）、ハートビートを規定時間ｔ２のＮ倍（本実施の形態では２倍）の間、受信していないか否かの判断が行なわれる（Ｓ８３）。 As shown in the figure, it is determined in S81 whether or not the own system is on standby. If it is determined in S81 that it is not standby, the process is terminated. On the other hand, if it is determined in S81 that the own system is on standby, the standby device name is initialized (S82), and the heartbeat is N times the specified time t2 (twice in this embodiment). A determination is made as to whether or not it has been received (S83).
Ｓ８３において、受信していないと判断された場合にはＳ８５へ移る。一方、Ｓ８３において、受信していると判断した場合には、診断データの運転モードを停止に変更し（Ｓ８４）、他系が待機か否かの判断が行なわれる（Ｓ８５）。 In S83, if it is determined that it has not been received, the process proceeds to S85. On the other hand, if it is determined in S83 that it is received, the operation mode of the diagnostic data is changed to stop (S84), and it is determined whether or not the other system is on standby (S85).
Ｓ８５において、他系が待機であると判断された場合には、他系の中で優先度が高いか否かの判断が行なわれる（Ｓ８６）。優先度が高いと判断された場合には待機装置名を更新する（Ｓ８７）。Ｓ８６において、他系の中で優先度が低いと判断された場合、及びＳ８７において待機装置名が更新された後に他系について全て優先度の判断が完了したか否かの判断が行なわれる（Ｓ８８）。 If it is determined in S85 that the other system is on standby, it is determined whether the priority is higher in the other system (S86). If it is determined that the priority is high, the standby device name is updated (S87). In S86, when it is determined that the priority is low in the other system, and after the standby device name is updated in S87, it is determined whether or not all priority determinations have been completed for the other system (S88). ).
Ｓ８８において、他系について全て優先度の判断が完了していないと判断された場合には、Ｓ８３の処理に戻る。一方、Ｓ８８において他系について全て優先度の判断が完了したと判断された場合には、全部の装置が常用ではない否かの判断が行なわれる（Ｓ８９）。 If it is determined in S88 that the priority determination has not been completed for all other systems, the process returns to S83. On the other hand, if it is determined in S88 that the priority determination has been completed for all the other systems, it is determined whether or not all the devices are not regularly used (S89).
Ｓ８９において、全部の装置が常用ではないと判断された場合には、自系が最高優先度であるか否かの判断が行なわれる（Ｓ９０）。Ｓ９０において、自系が最高優先度であると判断された場合には、構成データの運転モードを常用に変更し（Ｓ９１）、モードセット（ＭＳ）を送信し（Ｓ９２）、処理を終了する。Ｓ８９において、常用の装置がある場合、Ｓ８９において自系が最高優先度ではないと判断された場合には、処理を終了する。 If it is determined in S89 that all devices are not regularly used, it is determined whether or not the own system has the highest priority (S90). If it is determined in S90 that the own system has the highest priority, the operation mode of the configuration data is changed to normal use (S91), the mode set (MS) is transmitted (S92), and the process is terminated. If there is a regular device in S89, and if it is determined in S89 that the own system is not the highest priority, the process is terminated.
従来の制御装置において、制御装置間を接続する特殊なインターフェイスを用いて行なわれた冗長化は、本実施の形態においては、制御ネットワーク５を介して行なわれるので任意の冗長度を得ることができる。
In the conventional control device, redundancy performed using a special interface for connecting the control devices is performed via the
本実施の形態によれば、冗長化された制御装置１で発生した単一故障により、当該制御装置による制御機能が失われることはないので、分散監視制御装置としての信頼性を改善することができる。
According to the present embodiment, since the control function of the control device is not lost due to a single failure that occurs in the
（実施の形態４）
次に、本実施の形態４の分散監視制御装置について説明する。
(Embodiment 4)
Next, the distributed monitoring control apparatus according to the fourth embodiment will be described.
本実施の形態は、従来の分散監視制御装置の制御装置と入出力装置を用いてプログラムされた制御ロジックと制御データを使用することができる仮想制御装置を設けたものである。 The present embodiment is provided with a virtual control device that can use control logic and control data programmed using a control device and an input / output device of a conventional distributed monitoring control device.
本実施の形態４に係る分散監視制御装置を図４、及び図２６乃至図２８を用いて説明する。なお上述の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 A distributed monitoring control apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 26 to 28. FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the above-mentioned embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図４に示した実施の形態４の分散監視制御装置は、エンジニアリング装置４でプログラミングされた図３９が示す構成の従来の制御ロジックを演算すると共に監視・操作装置３、エンジニアリング装置４及び入出力制御装置２と通信する制御装置を具備する。
The distributed monitoring and control apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 4 calculates the conventional control logic having the configuration shown in FIG. 39 programmed in the
図２６に示す制御装置１は、図４において仮想制御装置２０を含む制御装置１に対応しており、仮想制御装置２０は図７に示した入出力装置を用いて実現した制御装置に対応する。図３９に示した入出力装置を用いて実現した制御装置を構成していた入力部と出力部は無効化し、伝送入出力部に代替するので図には示していない。
The
本実施の形態では、従来の単一の入出力装置を用いて構築された制御ロジックと制御データを用いて伝送入出力部１３が入出力制御装置２と通信するために必要となる入出力制御装置名を図２７に示す構成データから与える。
In the present embodiment, input / output control required for the transmission input /
制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、仮想制御装置Ｘ１の入出力対象が入出力制御装置Ａである事を認識でき、制御装置Ｙの伝送入出力部は、仮想制御装置Ｙ１の入出力対象が入出力制御装置Ｂである事を認識できる。
The transmission input /
図２８（ａ）−（ｄ）に示した仮想制御装置Ｘ１と仮想制御装置Ｙ１、入出力制御装置Ａと入出力制御装置Ｂは図２６に示した仮想制御装置Ｘ１、Ｙ１と入出力制御装置２に対応している。図２８（ａ）−（ｄ）では、仮想制御装置Ｘ１、Ｙ１に格納された制御ロジックと制御データ、及び入出力制御装置Ａ、Ｂに格納された入出力データを示している。 The virtual control device X1 and the virtual control device Y1 and the input / output control device A and the input / output control device B shown in FIGS. 28A to 28D are the virtual control devices X1, Y1 and the input / output control device shown in FIG. 2 is supported. 28A to 28D show the control logic and control data stored in the virtual control devices X1 and Y1, and the input / output data stored in the input / output control devices A and B. FIG.
仮想制御装置Ｘ１の制御ロジックは、Ｘ１１乃至Ｘ１２を演算入力とし、Ｘ１３乃至Ｘ１４を演算出力としており、構成データと制御データＸ１により接続する入出力制御装置のデバイス名と入出力方向が入出力指標として定義されている。仮想制御装置Ｙ１の制御ロジックは、Ｙ１乃至Ｙ２を演算入力とし、Ｙ３乃至Ｙ４を演算出力としており、同様に制御データＹ１により接続する入出力制御装置のデバイス名と入出力指標が定義されている。 The control logic of the virtual control device X1 has X11 to X12 as arithmetic inputs and X13 to X14 as arithmetic outputs, and the device name and input / output direction of the input / output control device connected by the configuration data and control data X1 are the input / output indicators. Is defined as The control logic of the virtual control device Y1 uses Y1 to Y2 as calculation inputs and Y3 to Y4 as calculation outputs. Similarly, device names and input / output indexes of input / output control devices to be connected are defined by the control data Y1. .
入出力制御装置Ａの入出力データには、計測機器として接続されたＡ１乃至Ａ２から入力データと、制御機器として接続されたＡ３乃至Ａ４への出力データがデバイス名、及び入出力方向を示す入出力指標と共に定義されている。入出力制御装置Ｂの入出力データにも、同様に計測機器として接続されたＢ１乃至Ｂ２から入力データと、制御機器として接続されたＢ３乃至Ｂ４への出力データがデバイス名、及び入出力指標と共に定義されている。 The input / output data of the input / output control device A includes input data from A1 to A2 connected as a measuring device and output data from A3 to A4 connected as a control device indicating the device name and input / output direction. Defined with output indicator. Similarly, input / output data of the input / output control device B includes input data from B1 to B2 connected as measurement devices, and output data to B3 to B4 connected as control devices, together with device names and input / output indicators. Is defined.
このように構成された本実施の形態において、制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、構成データと制御データＸ１に定義された内容から、入出力制御装置Ａからデバイス名Ａ１乃至Ａ２のプラント状態量を獲得して仮想制御装置Ｘ１の変数Ｘ１１乃至Ｘ１２を更新する事を認識する。また、入出力制御装置Ａのデバイス名Ａ３乃至Ａ４に制御量を与えるために変数Ｘ１３乃至Ｘ１４の演算結果をデータ送信する必要がある事を認識する。
In the present embodiment configured as described above, the transmission input /
同様に、制御装置Ｙの伝送入出力部１３は、構成データと制御データＹ１に定義された内容から、入出力制御装置Ｂからデバイス名Ｂ１乃至Ｂ２のプラント状態量を獲得して仮想制御装置Ｙ１の変数Ｙ１１乃至Ｙ１２を更新する事を認識する。また、入出力制御装置Ｂのデバイス名Ｂ３乃至Ｂ４に制御量を与えるために変数Ｙ１３乃至Ｙ１４をデータ送信する必要がある事を認識する。
Similarly, the transmission input /
入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、入出力データＡに定義されたデバイスＡ１乃至Ａ２について、デバイス名Ａ１乃至Ａ２と値(プラント状態量)を対として構成したものをマルチキャスト送信すると共に、入出力データＡに定義されたデバイスＡ３又はＡ４についてデバイス名と値(制御量)を対として構成したものをマルチキャスト受信する。入出力制御装置Ａの送信データは、入出力制御装置Ａからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘの伝送入出力部により受信され、送信データに含まれるデバイスＡ１乃至Ａ２のプラント状態量で仮想制御装置Ｘ１の変数Ｘ１１乃至Ｘ１２が更新される。
The input /
同様に、入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、入出力データＢに定義されたデバイスＢ１乃至Ｂ２について、デバイス名と値を対として構成したものをマルチキャスト送信すると共に、入出力データＢに定義されたデバイスＢ３乃至Ｂ４についてデバイス名と値を対として構成したものをマルチキャスト受信する。入出力制御装置Ｂの送信データは、入出力制御装置Ｂからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｙの伝送入出力部により受信され、送信データに含まれるデバイスＢ１乃至Ｂ２のプラント状態量で仮想制御装置Ｙ１の変数Ｙ１１乃至Ｙ１２が更新される。
Similarly, the input /
制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、制御データＸ１に定義されたデバイスＡ３乃至Ａ４について、デバイス名と値を対として構成したものを、入出力制御装置Ａにマルチキャスト送信する。入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、受信データを構成するデバイス名によりデバイスＡ３乃至Ａ４の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＡ３乃至Ａ４に制御量を出力する。
The transmission input /
同様に、制御装置Ｙの伝送入出力部１３は、制御データＹ１に定義されたデバイスＢ３乃至Ｂ４について、デバイス名と値を対として構成したものを、入出力制御装置Ｂにマルチキャスト送信する。入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、受信データを構成するデバイス名によりデバイスＢ３乃至Ｂ４の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＢ３乃至Ｂ４に制御量を出力する。
Similarly, the transmission input /
以上の結果により、制御装置Ｘと入出力制御装置Ａ、制御装置Ｙと入出力制御装置Ｂの通信が成立する。 As a result, communication between the control device X and the input / output control device A, and the control device Y and the input / output control device B is established.
本実施の形態によれば、従来の制御装置と入出力装置を用いてプログラミングされた制御ロジックと制御データを改変する必要がないので、システム更新に際して高品質の分散監視制御装置を提供することができる。 According to the present embodiment, there is no need to modify control logic and control data programmed using a conventional control device and input / output device, so that a high-quality distributed monitoring control device can be provided when updating a system. it can.
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係る分散監視制御装置について説明する。
(Embodiment 5)
Next, a distributed monitoring control apparatus according to the fifth embodiment will be described.
実施の形態５と実施の形態４と異なる点は、１つの制御装置に複数の仮想制御装置を設けたことにある。 The difference between the fifth embodiment and the fourth embodiment is that a plurality of virtual control devices are provided in one control device.
本実施の形態５に係る分散監視制御装置について、図５、及び図２９乃至図３２を用いて説明する。なお、上述の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 A distributed monitoring control apparatus according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 29 to 32. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the above-mentioned embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図５に示した実施の形態５の分散監視制御装置は、エンジニアリング装置４でプログラミングされた図３９が示す構成の制御ロジックを演算すると共に監視・操作装置３、エンジニアリング装置、及び入出力制御装置と通信する制御装置を具備する。
The distributed monitoring and control apparatus of the fifth embodiment shown in FIG. 5 calculates the control logic of the configuration shown in FIG. 39 programmed in the
図２９に示す制御装置１は、図５において仮想制御装置２０を複数含む制御装置に対応しており、仮想制御装置２０は図７に示した入出力装置を用いて実現した制御装置に対応する。図３０は、制御装置の構成データを示す図である。同図に示すように、構成データは制御装置名と、入出力制御装置名とで構成される。
The
構成データにより制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、仮想制御装置Ｘ１の入出力対象が入出力制御装置Ａである事、仮想制御装置Ｘ２の入出力対象が入出力制御装置Ｂである事を認識できる。また、運転制御部も仮想制御装置Ｘ１と仮想制御装置Ｘ２の存在を認識できる。
Based on the configuration data, the transmission input /
図３１（ａ）−（ｄ）に示した仮想制御装置Ｘ１と仮想制御装置Ｘ２、入出力制御装置Ａと入出力制御装置Ｂは図２９に示した仮想制御装置Ｘ１、Ｘ２と入出力制御装置Ａ、Ｂに対応している。図３１（ａ）−（ｄ）は、仮想制御装置Ｘ１、Ｘ２に格納された制御ロジックと制御データ、及び入出力制御装置Ａ、Ｂに格納された入出力データを示している。 The virtual control devices X1 and X2, the input / output control device A and the input / output control device B shown in FIGS. 31A to 31D are the virtual control devices X1 and X2 and the input / output control device shown in FIG. It corresponds to A and B. FIGS. 31A to 31D show control logic and control data stored in the virtual control devices X1 and X2, and input / output data stored in the input / output control devices A and B. FIG.
仮想制御装置Ｘ１の制御ロジックは、Ｘ１１乃至Ｘ１２を演算入力とし、Ｘ１３乃至Ｘ１４を演算出力としており、制御データＸ１により接続する入出力制御装置のデバイス名と入出力方向が入出力指標として定義されている。仮想制御装置Ｘ２の制御ロジックは、Ｘ２１乃至Ｘ２２を演算入力とし、Ｘ２３乃至Ｘ２４を演算出力としており、同様に制御データＸ２により接続する入出力制御装置のデバイス名と入出力指標が定義されている。 The control logic of the virtual control device X1 uses X11 to X12 as calculation inputs and X13 to X14 as calculation outputs, and the device name and input / output direction of the input / output control device connected by the control data X1 are defined as input / output indices. ing. The control logic of the virtual control device X2 has X21 to X22 as calculation inputs and X23 to X24 as calculation outputs, and similarly, device names and input / output indexes of the input / output control devices to be connected are defined by the control data X2. .
入出力制御装置Ａの入出力データには、計測機器として接続されたＡ１乃至Ａ２から入力データと、制御機器として接続されたＡ３乃至Ａ４への出力データがデバイス名、及び入出力方向を示す入出力指標と共に定義されている。入出力制御装置Ｂの入出力データにも、同様に計測機器として接続されたＢ１乃至Ｂ２から入力データと、制御機器として接続されたＢ３乃至Ｂ４への出力データがデバイス名、及び入出力指標と共に定義されている。 The input / output data of the input / output control device A includes input data from A1 to A2 connected as a measuring device and output data from A3 to A4 connected as a control device indicating the device name and input / output direction. Defined with output indicator. Similarly, input / output data of the input / output control device B includes input data from B1 to B2 connected as measurement devices, and output data to B3 to B4 connected as control devices, together with device names and input / output indicators. Is defined.
このように構成された本実施の形態において、制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、構成データと制御データＸ１に定義された内容から、入出力制御装置Ａからデバイス名Ａ１乃至Ａ２のプラント状態量を獲得して仮想制御装置Ｘ１の変数Ｘ１１乃至Ｘ１２を更新する事を認識する。また、入出力制御装置Ａのデバイス名Ａ３乃至Ａ４に制御量を与えるために変数Ｘ１３乃至Ｘ１４の演算結果をデータ送信する必要がある事を認識する。
In the present embodiment configured as described above, the transmission input /
同様に、構成データと制御データＸ２に定義された内容から、入出力制御装置Ｂからデバイス名Ｂ１乃至Ｂ２のプラント状態量を獲得して仮想制御装置Ｘ２の変数Ｘ２１１乃至Ｘ２２を更新する事を認識する。また、入出力制御装置Ｂのデバイス名Ｂ３乃至Ｂ４に制御量を与えるために変数Ｘ２３乃至Ｘ２４をデータ送信する必要がある事を認識する。 Similarly, it is recognized from the contents defined in the configuration data and the control data X2 that the plant state quantities of the device names B1 to B2 are acquired from the input / output control device B and the variables X211 to X22 of the virtual control device X2 are updated. To do. In addition, it recognizes that it is necessary to transmit data to the variables X23 to X24 in order to give control amounts to the device names B3 to B4 of the input / output control device B.
入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、入出力データＡに定義されたデバイスＡ１乃至Ａ２について、デバイス名Ａ１乃至Ａ２と値(プラント状態量)を対として構成したものをマルチキャスト送信すると共に、入出力データＡに定義されたデバイスＡ３又はＡ４についてデバイス名と値(制御量)を対として構成したものをマルチキャスト受信する。
The input /
入出力制御装置Ａの送信データは、入出力制御装置Ａからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘの伝送入出力部１３により受信され、送信データに含まれるデバイスＡ１乃至Ａ２のプラント状態量で仮想制御装置Ｘ１の変数Ｘ１１乃至Ｘ１２が更新される。
The transmission data of the input / output control device A is received by the transmission input /
同様に、入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、入出力データＢに定義されたデバイスＢ１乃至Ｂ２について、デバイス名と値を対として構成したものをマルチキャスト送信すると共に、入出力データＢに定義されたデバイスＢ３乃至Ｂ４についてデバイス名と値を対として構成したものをマルチキャスト受信する。入出力制御装置Ｂの送信データは、入出力制御装置Ｂからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘの伝送入出力部１３により受信され、送信データに含まれるデバイスＢ１乃至Ｂ２のプラント状態量で仮想制御装置Ｘ２の変数Ｘ２１乃至Ｘ２２が更新される。
Similarly, the input /
制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、制御データＸ１に定義されたデバイスＡ３乃至Ａ４について、デバイス名と値を対として構成したものを、入出力制御装置Ａにマルチキャスト送信すると共に、制御データＸ２に定義されたデバイスＢ３乃至Ｂ４について、デバイス名と値を対として構成したものを、入出力制御装置Ｂにマルチキャスト送信する。入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、受信データを構成するデバイス名によりデバイスＡ３乃至Ａ４の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＡ３乃至Ａ４に制御量を出力する。
The transmission input /
同様に、入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、受信データを構成するデバイス名によりデバイスＢ３乃至Ｂ４の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＢ３乃至Ｂ４に制御量を出力する。
Similarly, the input /
図３２は、運転制御部１０による処理を示すフローチャートである。
FIG. 32 is a flowchart showing processing by the
図３２において、制御装置１の起動と共に制御データから演算周期を獲得し（Ｓ１０１）、タイマに実行ハンドラを登録して（Ｓ１０２）、タイマを起動する（Ｓ１０３）。その後、全仮想制御装置についてタイマを起動したか否かの判断が行なわれる（Ｓ１０４）。Ｓ１０４において、全仮想制御装置についてタイマを起動していないと判断された場合にはＳ１０１の処理に戻る。 In FIG. 32, the calculation cycle is acquired from the control data with the activation of the control device 1 (S101), the execution handler is registered in the timer (S102), and the timer is activated (S103). Thereafter, it is determined whether or not timers have been started for all virtual control devices (S104). If it is determined in S104 that the timers have not been activated for all virtual control apparatuses, the process returns to S101.
一方、Ｓ１０４において、全仮想制御装置についてタイマを起動していると判断された場合には、停止条件が成立したか否かの判断が行なわれ（Ｓ１０５）、停止条件が成立したと判断された場合には、タイマを停止して（Ｓ１０６）、全仮想制御装置についてタイマを停止したか否かの判断を行なう（Ｓ１０７）。停止条件とは、例えば、制御装置の故障により機能が停止する場合、ユーザから停止が指示された場合などである。なお、同図においてＴ／Ｄは時間遅れを示している。 On the other hand, if it is determined in S104 that the timers have been started for all virtual control apparatuses, it is determined whether or not the stop condition is satisfied (S105), and it is determined that the stop condition is satisfied. In this case, the timer is stopped (S106), and it is determined whether the timer is stopped for all virtual control devices (S107). The stop condition is, for example, when the function is stopped due to a failure of the control device, or when the stop is instructed by the user. In the figure, T / D indicates a time delay.
Ｓ１０７において全仮想制御装置についてタイマを停止したと判断された場合には処理を終了し、全仮想制御装置についてタイマを停止していないと判断された場合にはＳ１０６の処理に戻る。なお、実効ハンドラの処理については、図１１に示した動作と同様であるので、ここではその説明を省略する。 If it is determined in S107 that the timers have been stopped for all virtual control apparatuses, the process is terminated. If it is determined that the timers have not been stopped for all virtual control apparatuses, the process returns to S106. Note that the processing of the effective handler is the same as the operation shown in FIG. 11, and the description thereof is omitted here.
以上の結果により、制御装置Ｘ、入出力制御装置Ａ、及び入出力制御装置Ｂの通信が成立する。 Based on the above results, communication between the control device X, the input / output control device A, and the input / output control device B is established.
本実施の形態５によれば、従来の制御装置と入出力装置を用いてプログラミングされた制御ロジックと制御データを、制御装置１の演算能力に合わせて複数実行できるので、システム更新に際して制御装置を削減することができる。
According to the fifth embodiment, a plurality of control logics and control data programmed using a conventional control device and an input / output device can be executed in accordance with the calculation capability of the
（実施の形態６）
次に、本実施の形態６の分散監視制御装置について説明する。
(Embodiment 6)
Next, a distributed monitoring control apparatus according to the sixth embodiment will be described.
本実施の形態は、制御装置に複数の仮想制御装置を設けるとともに、制御装置を冗長化したものである。 In this embodiment, the control device is provided with a plurality of virtual control devices, and the control devices are made redundant.
本実施の形態６に係る分散監視制御装置について、図６、及び図３３乃至図３８を用いて説明する。なお、上述の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 A distributed monitoring control apparatus according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 33 to 38. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the above-mentioned embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図６に示した実施の形態６の分散監視制御装置は、エンジニアリング装置でプログラミングされた図３９が示す構成の制御ロジックを演算すると共に監視・操作装置３、エンジニアリング装置、及び入出力制御装置と通信する制御装置を具備する。
The distributed monitoring control device of the sixth embodiment shown in FIG. 6 calculates the control logic of the configuration shown in FIG. 39 programmed in the engineering device and communicates with the monitoring /
図３３に示す制御装置１は、図６において仮想制御装置２０を複数含む制御装置に対応しており、仮想制御装置２０は図７に示した入出力装置を用いて実現した制御装置に対応する。
The
図３４（ａ）、（ｂ）は、制御装置のＸ、Ｙの構成データ及び診断データを示す図である。同図に示すように、構成データ及び診断データは、制御装置名、入出力制御装置名、バージョン、運転モードで構成されている。 FIGS. 34A and 34B are diagrams showing the X and Y configuration data and diagnostic data of the control device. As shown in the figure, the configuration data and the diagnostic data are composed of a control device name, an input / output control device name, a version, and an operation mode.
構成データにより制御装置の伝送入出力部１３は、仮想制御装置Ｘ１、Ｘ２の入出力対象が入出力制御装置Ａである事、制御装置Ｙの仮想制御装置Ｘ１、Ｘ２の入出力対象が入出力制御装置Ａである事を認識できる。また、運転制御部１０も仮想制御装置Ｘ１と仮想制御装置Ｘ２の存在を認識できる。
Based on the configuration data, the transmission input /
図３５（ａ）−（ｄ）に示した仮想制御装置Ｘ１と仮想制御装置Ｘ２、入出力制御装置Ａと入出力制御装置Ｂは図３３に示した仮想制御装置Ｘ１、Ｘ２と入出力制御装置Ａ、Ｂに対応している。図３５（ａ）−（ｄ）は、仮想制御装置に格納された制御ロジックと制御データ、及び入出力制御装置Ａ、Ｂに格納された入出力データを示している。 The virtual control device X1 and the virtual control device X2 and the input / output control device A and the input / output control device B shown in FIGS. 35A to 35D are the virtual control devices X1 and X2 and the input / output control device shown in FIG. It corresponds to A and B. FIGS. 35A to 35D show the control logic and control data stored in the virtual control device, and the input / output data stored in the input / output control devices A and B. FIG.
仮想制御装置Ｘ１の制御ロジックは、Ｘ１１乃至Ｘ１２を演算入力とし、Ｘ１３乃至Ｘ１４を演算出力としており、制御データＸ１により接続する入出力制御装置のデバイス名と入出力方向が入出力指標として定義されている。仮想制御装置Ｘ２の制御ロジックは、Ｘ２１乃至Ｘ２２を演算入力とし、Ｘ２３乃至Ｘ２４を演算出力としており、同様に制御データＸ２により接続する入出力制御装置のデバイス名と入出力指標が定義されている。 The control logic of the virtual control device X1 uses X11 to X12 as calculation inputs and X13 to X14 as calculation outputs, and the device name and input / output direction of the input / output control device connected by the control data X1 are defined as input / output indices. ing. The control logic of the virtual control device X2 has X21 to X22 as calculation inputs and X23 to X24 as calculation outputs, and similarly, device names and input / output indexes of the input / output control devices to be connected are defined by the control data X2. .
入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、入出力データＡに定義されたデバイスＡ１乃至Ａ２について、デバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔａを付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワークにマルチキャスト送信すると共に、入出力データＡに定義されたデバイスについてデバイス名と値(制御量)を対として構成したものに装置名とタイムスタンプを付したものを各Ｉ／Ｏネットワークからマルチキャスト受信する。入出力制御装置Ａの送信データは、入出力制御装置Ａからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘと制御装置Ｙの伝送入出力部１３により受信され、送信データに含まれる装置名、及びタイムスタンプｔａと受信データが保持する当該装置からの最終送信日時との比較により先着判定を行う。先着と判断した送信データにより最終送信日時ｔａが更新されると共に、送信データに含まれるデバイスＡ１乃至Ａ２のプラント状態量は、制御装置Ｘの伝送入出力部１３により仮想制御装置Ｘ１の変数Ｘ１１乃至Ｘ１２が更新され、制御装置Ｙの伝送入出力部１３により仮想制御装置Ｘ１の変数Ｘ１１乃至Ｘ１２が更新される。
The input /
同様に、入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、入出力データＢに定義されたデバイスＢ１乃至Ｂ２について、デバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔｂを付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワークにマルチキャスト送信すると共に、入出力データＢに定義されたデバイスについてデバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプを付したものを各Ｉ／Ｏネットワークからマルチキャスト受信する。入出力制御装置Ｂの送信データは、入出力制御装置Ｂからプラント状態量を獲得できる事を認識している制御装置Ｘと制御装置Ｙにより受信され、先着と判断された受信データにより最終送信日時が更新されると共に、受信データに含まれるデバイスＢ１乃至Ｂ２のプラント状態量により仮想制御装置Ｘ２の変数Ｘ２１乃至Ｘ２２が更新され、制御装置Ｙの伝送入出力部１３により仮想制御装置Ｘ２の変数Ｘ２１乃至Ｘ２２が更新される。
Similarly, the input /
常用系である制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、仮想制御装置Ｘ１の制御データＸ１に定義されたデバイスＡ３乃至Ａ４について、デバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔｘ１を付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワークにマルチキャスト送信する。入出力制御装置Ａの入出力伝送部１４は、送信データに含まれる装置名、及びタイムスタンプと受信データが保持するい当該装置からの最終送信日時ｔｘ１との比較により先着判定を行う。先着と判断した送信データにより最終送信日時が更新されると共に、送信データを構成するデバイス名によりデバイスＡ３乃至Ａ４の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＡ３乃至Ａ４に制御量を出力する。
The transmission input /
同様に、制御装置Ｘの伝送入出力部１３は、仮想制御装置Ｘ２の制御データＸ２に定義されたデバイスＢ３乃至Ｂ４について、デバイス名と値を対として構成したものに装置名とタイムスタンプｔｘ２を付した送信データを各Ｉ／Ｏネットワークにマルチキャスト送信する。入出力制御装置Ｂの入出力伝送部１４は、送信データに含まれる装置名、及びタイムスタンプと受信データが保持する最終送信日時ｔｘ２との比較により先着判定を行う。先着と判定した送信データにより最終送信日時が更新されると共に、送信データを構成するデバイス名によりデバイスＢ３乃至Ｂ４の値を更新し、同入出力制御装置内の出力部がデバイスＢ３乃至Ｂ４に制御量を出力する。
Similarly, the transmission input /
図３６は、運転制御部による運転モードの調整を示すタイミングチャートである。 FIG. 36 is a timing chart showing adjustment of the operation mode by the operation control unit.
同図に示すように、まず、先行して起動した制御装置Ｘから運転状態の問合せを行なうモードクエリ（ＭＱ）がマルチキャスト送信される（Ｔ１１）。次に、応答待ち時間ｔ１内に対となる制御装置Ｙから応答が得られなかったことを受けて、仮想制御装置の運転モードを常用としたモードセット（ＭＳ）をマルチキャスト送信する（Ｔ１２）。 As shown in the figure, first, a mode query (MQ) for making an inquiry about the operating state is multicast-transmitted from the previously activated control device X (T11). Next, in response to a response not being obtained from the paired control device Y within the response waiting time t1, a mode set (MS) using the operation mode of the virtual control device as a regular mode is multicast transmitted (T12).
以後は、構成データの最終送信日時から規定時間ｔ２が経過する度、最終送信日時を更新する共に、稼動状態の通知としてハートビート（ＨＢ）をマルチキャスト送信する（Ｔ１３、Ｔ１４）。 Thereafter, every time the specified time t2 elapses from the last transmission date / time of the configuration data, the last transmission date / time is updated, and a heartbeat (HB) is multicast-transmitted as an operation state notification (T13, T14).
後から起動した制御装置Ｙは運転状態の問合せを行なうモードクエリ（ＭＱ）をマルチキャスト送信するが（Ｔ１５）、応答待ち時間ｔ１内に対となる制御装置Ｘからモードレスポンス（ＭＲ）を受信する事により（Ｔ１６）、常用系の存在を認識して仮想制御装置の運転モードを待機としたモードセット（Ｔ１７）を送信する。 The control device Y activated later multicasts a mode query (MQ) for inquiring about the operating state (T15), but receives a mode response (MR) from the paired control device X within the response waiting time t1. (T16), the mode set (T17) in which the operation mode of the virtual control apparatus is set to standby is recognized by recognizing the presence of the regular system.
以後は、制御装置ＸとＹの双方が定周期ｔ２で稼動状態の通知としてハートビート（ＨＢ）を送信し、ハートビート（ＨＢ）の受信によって診断データの最終受信日時を更新する。待機系である制御装置Ｙは、常用系である制御装置Ｘからのハートビート（ＨＢ）を規定時間ｔ２のＮ（＝２）倍以上受信しなかった事で常用系の異常を検出し、運転モードを常用に設定したモードセット（ＭＳ）を送信した後、常用系として稼動する。 Thereafter, both the control devices X and Y transmit a heartbeat (HB) as a notification of the operating state at a fixed period t2, and update the last reception date and time of diagnostic data by receiving the heartbeat (HB). The control device Y, which is the standby system, detects an abnormality in the normal system because it has not received the heartbeat (HB) from the control device X, which is the normal system, more than N (= 2) times the specified time t2. After transmitting the mode set (MS) with the mode set to regular, it operates as a regular system.
図３７は、冗長化された制御装置１間の通信に使用されるコマンドを示す図である。
FIG. 37 is a diagram illustrating commands used for communication between
図３７（ａ）は運転モードクエリ、（ｂ）は運転モードレスポンス、（ｃ）は運転モードセット、（ｄ）はハートビートを示すである。 37A shows an operation mode query, FIG. 37B shows an operation mode response, FIG. 37C shows an operation mode set, and FIG. 37D shows a heartbeat.
同図に示すように、運転モードモードクエリは、タイムスタンプ、コマンド「ＭＱ］及び「制御装置名」が定義される。運転モードレスポンスは、タイムスタンプ、コマンド「ＭＲ」、制御装置名、バージョン及び運転モードが定義される。運転モードセットは、タイムスタンプ、コマンド「ＭＳ」、制御装置名、バージョン及び運転モードが定義される。ハートビートは、タイムスタンプ、コマンド「ＨＢ」、制御装置名、バージョン及び運転モードが定義される。 As shown in the figure, the operation mode mode query defines a time stamp, a command “MQ”, and a “control device name”. In the operation mode response, a time stamp, a command “MR”, a control device name, a version, and an operation mode are defined. In the operation mode set, a time stamp, a command “MS”, a control device name, a version, and an operation mode are defined. In the heartbeat, a time stamp, a command “HB”, a control device name, a version, and an operation mode are defined.
図３８は、図３６に示した運転モードの調整を行なう運転状態制御部のフローチャートである。なお、図２０と同一部分には説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。また、受信ハンドラについては図２１、実効ハンドラについては図２２、送信ハンドラについては図２３及び診断ハンドラについては図２４に示したフロチャートの動作と同様である。 FIG. 38 is a flowchart of the operation state control unit for adjusting the operation mode shown in FIG. The description of the same parts as those in FIG. 20 is omitted, and only different parts will be described here. 21 is the same as the flowchart shown in FIG. 21 for the reception handler, FIG. 22 for the effective handler, FIG. 23 for the transmission handler, and FIG. 24 for the diagnostic handler.
図３８に示すように、Ｓ２７において構成データの運転モードを待機に設定し、又は自系の優先度が高いと判断された場合に、構成データの運転モードを常用に設定した後、全装置について完了したか否かの判断が行なわれる（Ｓ２８−１）。Ｓ２８−１において、全装置について完了したと判断された場合には、Ｓ２９の処理に移り、完了していない場合には、Ｓ２４の処理に戻る。 As shown in FIG. 38, when the operation mode of the configuration data is set to standby in S27, or when it is determined that the priority of the own system is high, the operation mode of the configuration data is set to normal, and then all the devices are A determination is made as to whether or not the process has been completed (S28-1). If it is determined in S28-1 that all devices have been completed, the process proceeds to S29, and if not completed, the process returns to S24.
また、Ｓ３２において、タイマを起動した後、全装置についてタイマの起動が完了したか否かの判断が行なわれる（Ｓ３２−１）。Ｓ３２−１において、全装置についてタイマの起動が完了したと判断された場合にはＳ３３の処理に移る。完了していないと判断された場合には、Ｓ３０の処理に戻る。 In S32, after starting the timer, it is determined whether or not the timer has been started for all devices (S32-1). If it is determined in S32-1 that the activation of the timer has been completed for all devices, the process proceeds to S33. If it is determined that the process has not been completed, the process returns to S30.
さらに、Ｓ３４において、タイマを停止した後、全装置についてタイマを停止したか否かの判断が行なわれる（Ｓ３４−１）。Ｓ３４−１において、全装置についてタイマを停止したと判断された場合には、処理を終了する。全装置についてタイマを停止していないと判断された場合には、Ｓ３４の処理に戻る。 Further, in S34, after stopping the timer, it is determined whether the timer has been stopped for all devices (S34-1). If it is determined in S34-1 that the timer has been stopped for all devices, the process is terminated. If it is determined that the timer has not been stopped for all devices, the process returns to S34.
以上の結果により、仮想制御装置Ｘ１と仮想制御装置Ｘ２を含む制御装置Ｘと、仮想制御装置Ｘ１と仮想制御装置Ｘ２を含む制御装置Ｙは冗長化され、冗長化したＩ／Ｏネットワークを介した入出力制御装置Ａ、及び入出力制御装置Ｂとの通信が成立する。 As a result of the above, the control device X including the virtual control device X1 and the virtual control device X2 and the control device Y including the virtual control device X1 and the virtual control device X2 are made redundant, via the redundant I / O network. Communication with the input / output control device A and the input / output control device B is established.
本実施の形態によれば、制御装置やネットワークの冗長化が求められる場合においても、従来の制御装置と入出力装置を用いてプログラミングされた制御ロジックと制御データを、制御装置の演算能力に合わせて複数実行できるので、システム更新に際して制御装置を削減することができる。 According to the present embodiment, control logic and control data programmed using a conventional control device and an input / output device are matched with the computation capability of the control device even when redundancy of the control device or network is required. The number of control devices can be reduced when updating the system.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…制御装置、２…入出力制御装置、３…監視・操作装置、４…エンジニアリング装置、５…制御ネットワーク、６…Ｉ／Ｏネットワーク、７…制御ロジック、８…制御データ格納部、９…入出力データ格納部、１０… 運転制御部、１１…演算部、１２…伝送部、１３…伝送入出力部、１４…入出力伝送部、１５…入力部、１６…出力部、１７…受信データ格納部、１８…構成データ格納部、１９…診断データ格納部、２０…仮想制御装置、ＭＱ…モードクエリ、ＭＲ…モードレスポンス、ＭＳ…モードセット、ＨＢ…ハートビート。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
制御ネットワークを介して前記少なくとも１台の監視・操作装置に接続された少なくとも１台の制御装置と、
前記少なくとも１台の制御装置とＩ／Ｏネットワークを介して接続されたプラントを構成する機器を監視・制御する複数の入出力制御装置とを具備し、
前記複数の入出力制御装置と前記少なくとも１台の制御装置との入出力値を前記Ｉ／Ｏネットワークを介して共有し、
前記入出力制御装置は、前記機器の機器名と前記機器名に対応する機器のプラント状態量を対として構成した出力値を前記Ｉ／Ｏネットワークを介してマルチキャスト送信し、前記機器の機器名と前記機器名に対応する機器の制御量を対として構成した入力値を前記Ｉ／Ｏネットワークを介してマルチキャスト受信することを特徴とする分散監視制御装置。 At least one monitoring and operating device;
At least one control device connected to the at least one monitoring / manipulating device via a control network;
A plurality of input / output control devices for monitoring and controlling the devices constituting the plant connected to the at least one control device via an I / O network;
Sharing input / output values of the plurality of input / output control devices and the at least one control device via the I / O network;
The input / output control device multicasts an output value configured as a pair of a device name of the device and a plant state quantity of the device corresponding to the device name via the I / O network, and the device name of the device A distributed monitoring and control apparatus, wherein an input value configured as a pair of control amounts of devices corresponding to the device name is multicast received via the I / O network.
前記少なくとも１台の制御装置及び前記複数の入出力制御装置は、前記制御装置と前記入出力制御装置との通信において、送信に際して同内容の値を前記冗長化されたＩ／Ｏネットワークの各伝送路に出力し、受信に際して各伝送路から先着したものを処理して後着したものを破棄することを特徴とする請求項１記載の分散監視制御装置。 The I / O network is redundant,
In the communication between the control device and the input / output control device, the at least one control device and the plurality of input / output control devices transmit the same value in transmission to each of the redundant I / O network during transmission. 2. The distributed monitoring and control apparatus according to claim 1, wherein the distributed monitoring control apparatus outputs to the path, processes the first arrival from each transmission path upon reception, and discards the later arrival.
前記少なくとも１台の制御装置及び前記複数の入出力制御装置は、前記制御装置と前記入出力制御装置との通信において、送信に際して同内容の値を前記冗長化されたＩ／Ｏネットワークの各伝送路に出力し、受信に際して各伝送路から先着したものを処理して後着したものを破棄することを特徴とする請求項５記載の分散監視制御装置。 The I / O network is redundant,
In the communication between the control device and the input / output control device, the at least one control device and the plurality of input / output control devices transmit the same value in transmission to each of the redundant I / O network during transmission. 6. The distributed monitoring and control apparatus according to claim 5, wherein the distributed monitoring control apparatus outputs to the path, processes the first arrival from each transmission path upon reception, and discards the later arrival.
制御ネットワークを介して前記少なくとも１台の監視・操作装置に接続された少なくとも１台の制御装置と、
前記少なくとも１台の制御装置とＩ／Ｏネットワークを介して接続されたプラントを構成する機器を監視・制御する複数の入出力制御装置とを具備する分散監視制御装置の制御方法において、
前記複数の入出力制御装置から前記機器の機器名と前記機器名に対応する機器のプラント状態量を対として構成した出力値を前記Ｉ／Ｏネットワークを介してマルチキャスト送信し、
前記少なくとも１台の制御装置が、前記Ｉ／Ｏネットワークを介して前記マルチキャスト送信された出力値を受信し、前記受信した出力値に基づく値を前記制御ネットワークを介して前記少なくとも１台の監視・操作装置に出力する分散監視制御装置の制御方法。 At least one monitoring and operating device;
At least one control device connected to the at least one monitoring / manipulating device via a control network;
In a control method of a distributed monitoring control device comprising a plurality of input / output control devices for monitoring and controlling equipment constituting a plant connected to the at least one control device via an I / O network,
An output value configured as a pair of a device state of the device and a plant state quantity of the device corresponding to the device name from the plurality of input / output control devices is multicast-transmitted via the I / O network,
The at least one control device receives the output value transmitted by the multicast via the I / O network, and monitors a value based on the received output value via the control network. A control method of a distributed monitoring control apparatus that outputs to an operation apparatus.
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