JP2001290714A - 分散型制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 規格の異なる汎用フィールドバス上の入出力
装置をサブシステムとして混在させる分散型制御システ
ムの信頼性を向上させる。 【解決手段】 上位制御手段より第１定義情報がダウン
ロードされ、入出力インターフェイス手段を介して直接
又は専用フィールドバス上の専用入出力装置と通信を実
行するフィールド制御ステーションと、前記入出力イン
ターフェイス手段に接続され、前記専用入出力装置とは
異なる規格の第２定義情報に基づいて通信するサブシス
テム入出力装置を有する汎用フィールドバスとよりな
り、前記サブシステム入出力装置機器を前記第１入出力
定義情報で制御される専用入出力装置と同等に扱う分散
型制御システムにおいて、前記サブシステム入出力装置
機器に対応して前記入出力インターフェイス手段内に設
けられ、前記第１，第２定義情報間の割り付け関係を定
義する通信モジュール手段と、前記第１，第２定義情報
の生成時にこれら情報に同一日付情報を付加する機能
と、前記通信モジュール手段において前記第１，第２定
義情報の日付情報を照合する機能とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、規格の異なる汎用
フィールドバス上の入出力装置をサブシステムとして混
在させる分散型制御システム（以下ＤＣＳ）の信頼性向
上に関する。

【０００２】

【従来の技術】汎用フィールドバスをサブシステムとし
て接続したＤＣＳの構成を図２により説明する。１はオ
ペレーターズステーション等の上位制御手段であり、Ｄ
ＣＳのエンジニアリング機能を有する。２は制御現場に
分散配置されるフィールド制御ステーション（以下ＦＣ
Ｓ）であり、1個又は複数個が上位バス３を介して前記
上位制御手段と結合している。

【０００３】ＦＣＳ２は、３個のユニットよりなる。４
は制御演算ユニット、５は直接通信する入出力装置、又
は複数の入出力装置が接続されたフィールドバスに対応
する入出力インターフェイスユニット、６は入出力イン
ターフェイスユニット５の一部をなす通信ユニットであ
り、入出力装置に直接又はフィールドバスに接続されて
通信信号を中継する。

【０００４】５ａは、専用入出力装置用の専用フィール
ドバス（Foundation Field bus）７ａの入出力インター
フェイスである。５ｂは、RS232C, RS422規格のシリア
ルデータで通信する専用入出力装置用の専用フィールド
バス７ｂの入出力インターフェイスである。５ｃは、本
発明の対象となるサブシステム８を構成する汎用フィー
ルドバス７ｃの入出力インターフェイスである。５ｎは
フィールドバスを経由しないで直接通信する専用入出力
装置７ｎの入出力インターフェイスである。

【０００５】６ａ、６ｂ、６ｃ並びに６ｎは通信ユニッ
トであり、前記各フィールドバス７ａ、７ｂ、７ｃ並び
に専用入出力装置７ｎと対応する入出力インターフェイ
ス５ａ乃至７ｎを中継する。

【０００６】本ＤＣＳでは、前記専用フィールドバス７
ａ、７ｂ上の専用入出力装置並びに直接通信する専用入
出力装置７ｎを主たる制御対象とするものであり、汎用
フィールドバス７ｃ上の入出力装置をサブシステム８と
して取り込み、これを主制御対象の専用入出力装置と等
価に扱う共存環境となっている。このような混在システ
ムは、近年の制御システムのオープン化、マルチベンダ
化への対応で増加しつつある形態である。

【０００７】ここで取り上げる汎用フィールドバス規格
は、欧州（特にドイツ）でリモートＩＯのマルチベンダ
規格として標準化されつつあるプロフィバス（ＰＲＯＦ
ＩＢＵＳ）である。この汎用フィールドバス規格は、主
として２値信号で高速通信する専用入出力装置を対象と
する。

【０００８】この汎用フィールドバス規格の機器は、従
来型のアナログ電流／電圧による入出力装置とは異な
り、サブシステム内のエンジニアリングという新たな機
能が必要となる。この機能をＤＣＳ内に組み込もうとし
た場合、新たなエンジニアリング手段を提供しなければ
ならず、開発投資がバカにならない。

【０００９】一方、ユーザーの立場から見ると、ベンダ
毎に似て非なるツールを複数使い分けるという面倒が発
生する。これらの課題に対しては、サブシステム向けに
専用に提供されている（つまりデファクトの）汎用エン
ジニアリングツールとＤＣＳのエンジニアリング機能の
役割を分担させ、協調して１つのシステムを構成するこ
とが効率的である。

【００１０】このような協調の仕組みは、プロフィバス
をサブシステムとした場合には次のように実現される。 （Ａ）プロフィバス機器構成の決定：プロフィバス対応
入出力装置の種類及び機器内に実装する入出力モジュー
ルのハードウェア構成の定義を行う。この定義は市販の
コンフィギュレータが使用される。

【００１１】（Ｂ）ＤＣＳ側への入出力点の割り付け：
（Ａ）で定義したハードウェア構成に基づき、ＤＣＳ側
で使用するデータを（Ａ）の中から取捨選択し、形式
（入出力方向、サイズ等）と共に、ＤＣＳの入出力点割
り付けエンジニアリング機能上で登録する。

【００１２】図２において、９は市販のコンフィギュレ
ータ、１０はこの機能で生成されたプロフィバス入出力
装置の定義情報（以下第２定義情報）ファイルであり、
適当なメディア（ＦＤ等）を介してオフラインで上位制
御手段１側から又は上位バスより直接オンラインでフィ
ールド制御装置２側にダウンロードされる。１２はＤＣ
Ｓ側への入出力点の割り付けを指定する定義情報（以下
第１定義情報）ファイルであり、上位制御手段１のエン
ジニアリング機能で生成され、ＦＣＳ２側にダウンロー
ドされる。

【００１３】１３は、汎用フィールドバス７ｃの入出力
インターフェイスユニット５ｃ内又は通信ユニット内６
ｃに設けられた通信モジュール手段であり、前記第１定
義情報並びに第２定義情報はこの通信モジュール手段に
導かれ、相互の対応関係の割り付けが実行される。

【００１４】図３は、この通信モジュール手段１３の機
能を説明するためのイメージ図である。通信モジュール
手段１３は、第１入出力定義情報が書き込まれる第１テ
ーブル手段１３ａとコンフュギュレータ９で生成される
第２定義情報が書き込まれる第２テーブル手段１３ｂ、
これらの対応関係の割り付け機能１３ｃよりなる。

【００１５】コンフィギュレータ９で生成された第２定
義情報のファイル１０は、ＤＣＳエンジニアリング機能
１のディスク１ａに登録すると共に、通信モジュール１
３の第２テーブル手段１３ｂに書き込まれる。一方、Ｄ
ＣＳエンジニアリング機能１で生成される第１定義情報
のファイル１２はＦＣＳ２を経由して通信モジュール１
３の第１テーブル手段１３ａに書き込まれる。

【００１６】これら第１、第２定義情報は、個々の環境
で入力・定義されるので、通信モジュール手段１３への
ダウンロードのタイミングが異なり、前述のようにダウ
ンロードのルートも異なる。

【００１７】更に、第２テーブル手段１３ｂに書き込ま
れる第２定義情報は、不揮発領域に描き込まれるので、
通信モジュール手段１３のリスタート・停電によっても
内容が保持される。一方、ＦＣＳ２を経由して第１テー
ブル手段１３ａに書き込まれた第１定義情報は、上位の
制御ステーション（ＦＣＳ２）に格納されており、通信
モジュール手段１３のリスタート・停電で内容が失わ
れ、初期化の都度ＦＣＳ２側からダウンロードされる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ここで問題となるの
が、第２定義情報と第１定義情報の整合である。即ちＤ
ＣＳ側のエンジニアリングで生成される第１定義情報
が、プロフィバス規格に基づくエンジニアリングで生成
される第２定義情報を元にした定義であること（第１定
義情報の元となった定義情報が、第２定義情報としダウ
ンロードされていること）の検証である。

【００１９】この検証を行わないと、全く異なる入力値
に基づいて制御を行ってしまったり、出力すべき点以外
に出力を行ってしまうなど、入出力装置での入出力関係
が予想外の結果となり、事故の原因となる。また通信モ
ジュール手段１３においては、第２定義情報は第１定義
情報のロードのタイミングとは必ずしも同期しないう
え、第２定義情報が前記のように不揮発であるため、通
信モジュール手段１３を他から移設された場合には、元
の定義情報がそのまま残っているケースも考慮に入れる
必要がある。

【００２０】一般的な整合性の検証方法として、第１，
第２定義情報の内容を比較し、例えば入力と入力、お互
いのデータサイズ・形式が一致するなど整合の問題がな
ければ合格とするが、第２定義情報に対する第１定義情
報が極端に少なかったり、情報間の関連が薄い場合に
は、これだけでは不十分であり、より厳密な検証が必要
とされる。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、簡単な
機能追加によりこのような課題を解決したＤＣＳを提供
をすることにある。請求項１記載発明の構成上の特徴
は、上位制御手段より第１定義情報がダウンロードさ
れ、入出力インターフェイス手段を介して直接又は専用
フィールドバス上の専用入出力装置と通信を実行するフ
ィールド制御ステーションと、前記入出力インターフェ
イス手段に接続され、前記専用入出力装置とは異なる規
格の第２定義情報に基づいて通信するサブシステム入出
力装置を有する汎用フィールドバスとよりなり、前記サ
ブシステム入出力装置機器を前記第１入出力定義情報で
制御される専用入出力装置と同等に扱う分散型制御シス
テムにおいて、前記サブシステム入出力装置機器に対応
して前記入出力インターフェイス手段内に設けられ、前
記第１，第２定義情報間の割り付け関係を定義する通信
モジュール手段と、前記第１，第２定義情報の生成時に
これら情報に同一日付情報を付加する機能と、前記通信
モジュール手段において前記第１，第２定義情報の日付
情報を照合する機能とを具備した点にある。

【００２２】請求項２記載発明の特徴は、前記汎用フィ
ールドバスが、プロフィバス（ＰＲＯＦＩＢＵＳ）で構
成された点にある。

【００２３】請求項３記載発明の特徴は、前記通信モジ
ュール手段が、前記フィールド制御ステーションを経由
して前記第１定義情報がダウンロードされる第１テーブ
ル手段と、上位手段より直接前記第２定義情報がダウン
ロードされる第２テーブル手段を有する点にある。

【００２４】請求項４記載発明は、前記第２定義情報が
市販のコンフュギュレータにより生成され、オンライン
又はメディアを介して前記上位制御手段に供給される点
にある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施態様を、図面を
用いて説明する。図１は、図３で説明した通信モジュー
ル手段１３の機能説明図に本発明に係る機能を追加した
説明図であり、図３と同一要素には同一符号を付して示
す。以下、図中の乃至で示す手順に従い本発明の動
作、機能を説明する。

【００２６】 市販のプロフィバス用コンフュギュレ
ータ９で定義した、第２定義用法（プロフィバス入出力
装置・入出力モジュール構成）をＤＣＳエンジニアリン
グ機能１にファイル転送で取り込む。

【００２７】 ＤＣＳエンジニアリング機能１は、こ
のファイルを取得した日付情報タグ１４を第２定義情報
の識別子として登録すると共に、該当する第１定義情報
に対しても同一日付情報タグ１５を埋め込み、ＦＣＳ２
に伝える。

【００２８】 ＤＣＳエンジニアリング機能１は、日
付情報タグ１４と共に第２定義情報を通信モジュール手
段１３の第２テーブル手段１３ｂの不揮発性領域にロー
ドする。この書き込み動作は、の操作が行われた場合
のみ実行される。

【００２９】 前記の操作とは別のタイミングで、
ＦＣＳ２より第１定義情報が日付情報タグ１５と共に通
信モジュール手段１３の第１テーブル手段１３ａの揮発
性領域にダウンロードされる。

【００３０】 通信モジュール手段１３は、で記憶
していた日付情報１４とでロードされた日付情報１５
の一致確認を実行し、これらが同一であることが確認で
きれば正しいエンジニアリングであると判断し、入出力
動作を開始する。

【００３１】一般に、日付情報は秒単位の分解能を有す
るので、同一日に異なるエンジニアリングを実行した場
合であっても、全く同一の日付情報が別々に生成される
可能性はなく、照合機能での混乱を考慮する必要はな
い。

【００３２】以上説明した実施態様は、規格の異なる汎
用フィールドバス上の入出力装置をサブシステムとして
混在させるＤＣＳの例として、1個のプロフィバスを接
続したものを示したが、複数のプロフィバスを接続する
場合、更にはプロフィバス以外の汎用フィールドバスを
接続する場合であっても有効である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば規格の異なる汎用フィールドバス上の入
出力装置をサブシステムとして混在させるＤＣＳにおい
て、各定義情報のエンジニアリング及びダウンロードの
タイミングが２箇所に分かれてしまっても、簡単な機能
追加により、これら定義情報間の整合性を確実に保証す
ることができ、誤解などによる不正動作を確実に防止す
ることが可能となる。

【００３４】特に、定義内容の比較だけでは検出の困難
な複数の似通ったプロフィバスの系をサブシステムとし
て同時にエンジニアリングする場合において、本発明の
効果は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分散型制御システムにおける通信
モジュール手段の機能説明図である。

【図２】規格の異なる汎用フィールドバス上の入出力装
置をサブシステムとして混在させる従来の分散型制御シ
ステムの構成図である。

【図３】従来の分散型制御システムにおける通信モジュ
ール手段の機能説明図である。

【符号の説明】

１ 上位制御手段 ２ フィールド制御ステーション ９ プロフィバス用コンフィギュレータ １０ プロフィバス定義情報ファイル １２ ＤＣＳ定義情報ファイル １３ 通信モジュール手段 １４ プロフィバス定義情報の日付情報タグ １５ ＤＣＳ定義情報の日付情報タグ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上位制御手段より第１定義情報がダウンロ
   ードされ、入出力インターフェイス手段を介して直接又
   は専用フィールドバス上の専用入出力装置と通信を実行
   するフィールド制御ステーションと、前記入出力インタ
   ーフェイス手段に接続され、前記専用入出力装置とは異
   なる規格の第２定義情報に基づいて通信するサブシステ
   ム入出力装置を有する汎用フィールドバスとよりなり、
   前記サブシステム入出力装置機器を前記第１入出力定義
   情報で制御される専用入出力装置と同等に扱う分散型制
   御システムにおいて、 前記サブシステム入出力装置機器に対応して前記入出力
   インターフェイス手段内に設けられ、前記第１，第２定
   義情報間の割り付け関係を定義する通信モジュール手段
   と、前記第１，第２定義情報の生成時にこれら情報に同
   一日付情報を付加する機能と、前記通信モジュール手段
   において前記第１，第２定義情報の日付情報を照合する
   機能とを具備した分散型制御システム。
2. 【請求項２】前記汎用フィールドバスが、プロフィバス
   （ＰＲＯＦＩＢＵＳ）で構成された請求項１記載の分散
   型制御システム。
3. 【請求項３】前記通信モジュール手段は、前記フィール
   ド制御ステーションを経由して前記第１定義情報がダウ
   ンロードされる第１テーブル手段と、上位手段より直接
   前記第２定義情報がダウンロードされる第２テーブル手
   段を有する請求項１及び２記載の分散型制御システム。
4. 【請求項４】前記第２定義情報が市販のコンフュギュレ
   ータにより生成され、オンライン又はメディアを介して
   前記上位制御手段に供給される請求項１乃至３記載の分
   散型制御システム。