JP2012043127A

JP2012043127A - フィールド機器

Info

Publication number: JP2012043127A
Application number: JP2010183024A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Sugitani; 邦明杉谷
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2010-08-18
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2012-03-01

Abstract

【課題】外部メモリ異常時における機器制御部の処理を簡易にし、異常なデータによる動作の暴走を防ぐことを可能とするフィールド機器を実現する。
【解決手段】初期値データを保持する内部メモリと、前記初期値データがコピーされた外部メモリと、外部メモリアクセス部を介して前記外部メモリにアクセスする機器制御部とを具備するフィールド機器において、
前記外部メモリアクセス部は、前記外部メモリからのデータ不正情報を取得し、前記内部メモリより当該不正データの初期値データを取得して復旧させる、復旧処理手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、初期値データを保持する内部メモリと、前記初期値データがコピーされた外部メモリと、外部メモリアクセス部を介して前記外部メモリにアクセスする機器制御部とを具備するフィールド機器に関するものである。

図３は、従来のフィールド機器が接続された制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。プラントに配置されてプロセスの測定や制御を担当する複数のフィールド機器１０Ａ，１０Ｂ，…１０Ｎは、フィールドバス２０に接続されている。

これらフィールド機器は、フィールドバス２０を介して上位の制御ステーション３０と通信する。更に、制御ステーション３０は制御バス４０を介して操作・監視装置５０と通信し、階層的な分散型制御システムが形成されている。

フィールド機器１０Ａを代表として内部の機能構成を説明する。信号処理の中枢は、ＣＰＵ１００である。ＣＰＵ１００は、プロセス量Ｐをディジタル値に変換するセンサ２００と通信して測定値を取得し、制御演算した結果を上位インターフェース３００を介して上位装置に通知する。

ＣＰＵ１００は、機器の動作に必要なデータが保存されている外部メモリ４００にアクセスして制御演算に必要な情報を取得する。外部メモリ４００は、データの書き込みが可能なＲＯＭ（ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等）で実現されている。

ＣＰＵ１００は、内部メモリ１０１と、機器制御部１０２と、この機器制御部が外部メモリにアクセスするための外部メモリアクセス部１０３とを具備する。内部メモリ１０１は、揮発メモリ（ＲＡＭ）領域１０１Ａと、不揮発メモリ（ＲＯＭ）領域１０１Ｂよりなる。不揮発メモリ領域１０１Ｂには、出荷時に機器の動作に必要なデータの初期値がインストールされる。

内部メモリ１００の不揮発メモリ領域１０１Ｂにインストールされたデータの初期値は、フィールド機器の出荷時に、外部メモリ４００にコピーされる。以降、機器制御部１０２は、機器の動作に必要な作業用のデータは外部メモリアクセス部１０３を介して外部メモリ４００にアクセスして取得する。

図４は、従来のデータ復旧動作を説明する機能ブロック図である。機器制御部は１０２は、外部メモリアクセス部１０３を通して、外部メモリ４００よりデータαを取得し、機器の動作を行う。外部メモリ４００に保持されるデータは、種々の要因で初期値から逸脱した不正値に書き換えられる可能性がある。

データαが不正である場合、外部メモリ４００から発信されるデータ不正情報は、外部メモリアクセス部１０３を経由して機器制御部１０２の復旧処理手段１０２Ａに通知される。

復旧処理手段１０２Ａは、外部メモリアクセス部１０３よりデータαが不正である情報を受けると、内部メモリ１００の不揮発メモリ領域１０１Ｂにアクセスし、インストールされているデータの初期値α’を取得する。

その後、機器制御部１０２は、動作に必要なデータαを使用せず、内部メモリ１０１に保存されているデータαの初期値であるα’を使って、動作の復旧を行う。

特開平０７−８４８９０号公報

従来構成のフィールド機器では次のような問題がある。
（１）外部メモリ４００に保存しているデータαを用いて機器の動作を行う場合、データαに対して外部メモリアクセス部１０３にアクセスする毎に、毎回機器制御部１０２がその正常判断を行う必要があった。従って異常処理の実行を毎回判断する必要があり、煩雑である。

（２）また、動作を復旧するためにデータα’が必要である場合、機器制御部１０２が毎回その読み込みを行う必要があり、動作復旧に必要な処理が多くなり、機器の保守性が低下する。

本発明の目的は、外部メモリ異常時における機器制御部の処理を簡易にし、異常なデータによる動作の暴走を防ぐことを可能とするフィールド機器を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）初期値データを保持する内部メモリと、前記初期値データがコピーされた外部メモリと、外部メモリアクセス部を介して前記外部メモリにアクセスする機器制御部とを具備するフィールド機器において、
前記外部メモリアクセス部は、前記外部メモリからのデータ不正情報を取得し、前記内部メモリより当該不正データの初期値データを取得して復旧させる、復旧処理手段を備えることを特徴とするフィールド機器。

（２）前記内部メモリ、前記機器制御部、前記外部メモリアクセス部は、ＣＰＵ内に実装されており、前記外部メモリはＣＰＵ外に実装される書き込み可能な不揮発メモリであることを特徴とする（１）に記載のフィールド機器。

（３）前記外部メモリアクセス部は、前記外部メモリの故障を認識して前記機器制御部に通知することを特徴とする（１）または（２）に記載のフィールド機器。

（４）前記機器制御部の演算結果は、フィールドバスを介して上位装置に通知されて階層的な制御システムを形成することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のフィールド機器。

（５）前記機器制御部の演算結果は、無線手段を介して上位装置に通知されて階層的な制御システムを形成することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のフィールド機器。

本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）データ異常の判断を外部メモリアクセス部１０３で行う。データαに異常があった場合は、復旧に必要な初期データα’を外部メモリアクセス部１０３に自動的に返すようにしたため、機器制御部１０２の記述が簡単になり、機器の信頼性が向上する。

（２）また、外部メモリ４００自体の故障も、外部メモリアクセス部１０３で認識するため、データαを読むタイミングとは別のタイミングで認識することが可能である。

本発明を適用したフィールド機器が接続された制御システムの一実施例を示す機能ブロック図である。本発明のデータ復旧動作を説明する機能ブロック図である。従来のフィールド機器が接続された制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。従来のデータ復旧動作を説明する機能ブロック図である。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明を適用したフィールド機器が接続された制御システムの一実施例を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

本発明は、データαが異常かどうかは外部メモリアクセス部１０３で認識が可能である点に着目している。従って、本発明の復旧処理手段５００は、外部メモリアクセス手段１０３内に形成されている構成を特徴としている。

データαが異常である場合、データαの初期値であるα’を、外部メモリアクセス部１０３内の復旧処理手段５００から内部メモリ１０１の不揮発メモリ領域１０１Ｂにアクセスすることで取得する。この取得データα’を機器制御部１０２へ返すことにより動作に必要なデータとしての初期値データを機器制御部１０２に自動的に与える。

図２は、本発明のデータ復旧動作を説明する機能ブロック図である。以下に処理の手順を説明する。本例では、機器の動作にデータαが必要なものとする。またその初期値をデータα’とする。またデータαが何らかの要因により、異常であるものとする。

（１）機器制御部１０２が外部メモリアクセス部１０３に対し、データαの読み込みを要求する。
（２）外部メモリアクセス部１０３が外部メモリ４００よりデータαを読み込む。
（３）外部メモリアクセス部１０３がデータαの異常を検出する。
（４）外部メモリアクセス部１０３は、データαの初期値であるデータα’を内部メモリ１０１より読み込む。
（５）外部メモリアクセス部１０３は、データα’を機器制御部１０２に返す。
（６）機器制御部１０２は、データα’を用いて、機器の動作の復旧を試みる。

また、外部メモリ４００自体の故障も、外部メモリアクセス部１０３で認識することが可能である。従って、データαを読むタイミングとは別のタイミングで外部メモリ４００自体の故障を認識することが可能である。

このように、機器制御部が外部メモリにアクセスするフィールド機器において、外部メモリアクセス部が外部メモリ故障を判断し、外部メモリに保存されているデータに異常がある場合は、外部メモリアクセス部が内部メモリの初期データを返すことにより、動作の暴走を防ぎ、機器制御部の処理を単純化することができる。

図１の実施形態では、フィールド機器１０Ａにおける機器制御部１０２の演算結果は、フィールドバス２０を介して上位装置に通知されるが、機器制御部１０２の演算結果を無線手段を介して上位装置に通知するシステム構成とすることも可能である。

１０Ａ，１０Ｂ，…１０Ｎフィールド機器
２０フィールドバス
３０制御ステーション
４０制御バス
５０操作・監視装置
１００ＣＰＵ
１０１内部メモリ
１０１Ａ揮発メモリ領域
１０１Ｂ不揮発メモリ領域
１０２機器制御部
１０３外部メモリアクセス手段
３００上位インターフェース
４００外部メモリ
５００復旧処理手段

Claims

初期値データを保持する内部メモリと、前記初期値データがコピーされた外部メモリと、外部メモリアクセス部を介して前記外部メモリにアクセスする機器制御部とを具備するフィールド機器において、
前記外部メモリアクセス部は、前記外部メモリからのデータ不正情報を取得し、前記内部メモリより当該不正データの初期値データを取得して復旧させる、復旧処理手段を備えることを特徴とするフィールド機器。
前記内部メモリ、前記機器制御部、前記外部メモリアクセス部は、ＣＰＵ内に実装されており、前記外部メモリはＣＰＵ外に実装される書き込み可能な不揮発メモリであることを特徴とする請求項１に記載のフィールド機器。
前記外部メモリアクセス部は、前記外部メモリの故障を認識して前記機器制御部に通知することを特徴とする請求項１または２に記載のフィールド機器。
前記機器制御部の演算結果は、フィールドバスを介して上位装置に通知されて階層的な制御システムを形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィールド機器。
前記機器制御部の演算結果は、無線手段を介して上位装置に通知されて階層的な制御システムを形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィールド機器。