JP2013130926A - Controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable instrumentation of a controller without complication of a system configuration.SOLUTION: A controller includes a communication interface 150 that is connected to an input/output unit corresponding to a communication protocol superimposing a digital signal upon an analog current signal, and corresponds to the communication protocol.

Description

本発明の一態様は、例えばプラント等に設置されるデバイスを制御する調節計に関する。   One embodiment of the present invention relates to a controller for controlling a device installed in, for example, a plant.

生産プロセスを管理する現場では、発信機能を有する各種のデバイス(例えばセンサやバルブ等)をプラントに設置し、デバイスから発信される信号をシステムに取り込むことで、各種の生産プロセスを管理している。生産プロセスを管理するシステムとして、例えばセンサから取得した流量や温度、圧力等に基づいてバルブの開度等を制御するものがある。   At the site where production processes are managed, various production processes are managed by installing various devices (for example, sensors, valves, etc.) having a transmission function in the plant and incorporating signals transmitted from the devices into the system. . As a system for managing a production process, for example, there is a system that controls the opening degree of a valve or the like based on a flow rate, temperature, pressure, or the like acquired from a sensor.

近年、このようなプロセス管理システムに接続されるデバイスとして、HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信機能を搭載した機器(以下、「HART通信対応デバイス」という。)がある。   In recent years, as a device connected to such a process management system, there is a device equipped with a HART (Highway Addressable Remote Transducer) communication function (hereinafter referred to as “HART communication compatible device”).

HART(登録商標)通信対応デバイスは、測定値や制御値(以下「PV値」と総称することがある。)を示す4〜20mAの直流信号(アナログ電流)に、1200Hzと2200Hzとの周波数信号に変換されたデジタル信号を重畳することで生成される信号を入出力する。つまり、HART通信対応デバイスは、測定値や制御値の他に、各種の情報を付加してやりとりすることができる。   A HART (registered trademark) communication-compatible device has a frequency signal of 1200 Hz and 2200 Hz to a DC signal (analog current) of 4 to 20 mA indicating a measured value or a control value (hereinafter sometimes collectively referred to as “PV value”). A signal generated by superimposing the digital signal converted into is input and output. That is, the HART communication-compatible device can exchange various information in addition to the measurement value and the control value.

HART通信を通じてデバイスやプロセスの情報をプロセス管理システムにおいて収集することで、デバイスの故障やメンテナンス、修理の必要時期等をシステムユーザに伝えることができる。これにより、システムユーザは、例えば、プラントの致命的なシャットダウン等を事前に防ぐ等の対処を採ることができる。なお、下記特許文献1および特許文献2には、HART通信対応デバイスを用いたシステムが記載されている。   By collecting device and process information through the HART communication in the process management system, it is possible to inform the system user of device failure, maintenance, and the time required for repair. Thereby, the system user can take measures such as preventing a fatal shutdown of the plant in advance. The following Patent Document 1 and Patent Document 2 describe systems using HART communication-compatible devices.

特開2003−186503号公報JP 2003-186503 A 特許第4129715号公報Japanese Patent No. 4129715

一方、アナログ電流値が意味するPV値は、プロセス管理システムのコントローラに送られ、プロセス制御や監視に用いられる。プロセス監視システムで集中監視制御を行なう一方、別にローカルコントローラを設けて、デバイス単位でローカルに制御を行なうことがある。例えば、専用メーカーの装置の制御機能が組み込まれている場合、制御周期を高速に実施したい場合、ある制御に特化したプログラムを使用したい場合、監視や設定をプラントに設置された機器や装置の近くで行ないたい場合等に、プロセス監視システムとともにローカルコントローラが使用される。   On the other hand, the PV value, which means the analog current value, is sent to the controller of the process management system and used for process control and monitoring. While the process monitoring system performs centralized monitoring and control, a separate local controller may be provided to perform local control on a device basis. For example, when the control function of a dedicated manufacturer's device is built in, when you want to implement a control cycle at a high speed, or when you want to use a program specialized for a certain control, monitor and set up the equipment and devices installed in the plant. A local controller is used with a process monitoring system, such as when it is desired to do so.

ローカルコントローラには、代表的に調節計が用いられることが多い。ローカルコントローラは、それ自体で、監視や制御を実施するものであるが、通信インターフェースをオプションで備えることにより、プロセス監視システムで、統合監視することも可能である。例えば、プロトコル変換器や、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)を経由して、プロセス監視システムで、統合監視することも可能である(例えば図4参照)。   As the local controller, a controller is typically used. The local controller itself performs monitoring and control. However, by providing a communication interface as an option, it is possible to perform integrated monitoring with a process monitoring system. For example, integrated monitoring can be performed by a process monitoring system via a protocol converter or PLC (programmable logic controller) (see, for example, FIG. 4).

しかし、図4に例示したように、接続のためにプロトコル変換器等の複数の機器を経由する必要があり、システム構成が複雑になってしまう。   However, as illustrated in FIG. 4, it is necessary to go through a plurality of devices such as protocol converters for connection, and the system configuration becomes complicated.

本発明の目的の一つは、システム構成を複雑にせずに、調節計の計装を可能にすることにある。   One object of the present invention is to enable instrumentation of a controller without complicating the system configuration.

なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。   In addition, the present invention is not limited to the above-described object, and other effects of the present invention can be achieved by the functions and effects derived from the respective configurations shown in the embodiments for carrying out the invention which will be described later. It can be positioned as one of

本発明の調節計の一態様は、アナログ電流信号にデジタル信号を重畳する通信プロトコルに対応した入出力ユニットに接続され、前記通信プロトコルに対応した通信インターフェースを備える。   One aspect of the controller of the present invention is connected to an input / output unit corresponding to a communication protocol for superimposing a digital signal on an analog current signal, and includes a communication interface corresponding to the communication protocol.

ここで、前記通信インターフェースは、前記入出力ユニットからのデジタル信号による要求に応じて前記調節計が保有する情報を前記入出力ユニットへデジタル信号により送信し、前記入出力ユニットは、前記デジタル信号により受信した前記情報を当該調節計に接続されたデバイスの制御系統とは別の監視系統を経由して機器監視ユニットへ送信する、こととしてもよい。   Here, the communication interface transmits information held by the controller to the input / output unit by a digital signal in response to a request by the digital signal from the input / output unit, and the input / output unit transmits the information by the digital signal. The received information may be transmitted to the device monitoring unit via a monitoring system different from the control system of the device connected to the controller.

また、前記情報は、前記調節計の情報及び/又は前記調節計に接続された前記デバイスの情報を含んでもよい。   The information may include information on the controller and / or information on the device connected to the controller.

なお、前記通信インターフェースは、前記入出力ユニットから前記アナログ電流信号を受信し、前記調節計は、前記アナログ電流信号に基づいて、当該調節計に接続されたデバイスを制御する、こととしてもよい。   The communication interface may receive the analog current signal from the input / output unit, and the controller may control a device connected to the controller based on the analog current signal.

一実施形態に係るプロセス管理システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the process management system which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る調節計に着目したプロセス管理システムの動作例を説明する図である。It is a figure explaining the operation example of the process management system which paid its attention to the controller which concerns on one Embodiment. 図2に例示する調節計の機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of the controller illustrated in FIG. 2. 調節計を装備した従来のプロセス管理システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional process management system equipped with the controller.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施例を組み合わせる等)して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described below. In other words, the present invention can be implemented with various modifications (combining the embodiments, etc.) without departing from the spirit of the present invention. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. The drawings are schematic and do not necessarily match actual dimensions and ratios. In some cases, the dimensional relationships and ratios may be different between the drawings.

図1は、一実施形態に係るプロセス管理システムの一例を示す図である。図1に示すプロセス管理システム1は、例示的に、スマート通信に対応した1又は複数のデバイス10を備える。プロセス管理システム1は、スマート通信には非対応の1又は複数のデバイスを備えてもよい。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a process management system according to an embodiment. The process management system 1 illustrated in FIG. 1 exemplarily includes one or more devices 10 that support smart communication. The process management system 1 may include one or a plurality of devices that are not compatible with smart communication.

「スマート通信」の一例は、HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信プロトコルに準拠した通信である。   An example of “smart communication” is communication conforming to the HART (Highway Addressable Remote Transducer) communication protocol.

デバイス10や12の一例としては、発信器やポジショナが挙げられる。発信器の一例は、流量センサ、圧力センサ、温度センサ等の各種センサである。ポジショナの一例は、電気信号を例えば制御目的の空気圧力に応じた信号に変換し、当該信号に従って流量制御弁や圧力制御弁等のバルブの位置制御を行なう。HART通信対応デバイス10には、(後述する上位のコントローラ17に対する)ローカルコントローラの一例である調節計(以下、他のデバイス10と区別するために「調節計10A」と表記する。)が含まれてよい。   Examples of the devices 10 and 12 include a transmitter and a positioner. An example of the transmitter is various sensors such as a flow rate sensor, a pressure sensor, and a temperature sensor. An example of a positioner converts an electrical signal into a signal corresponding to, for example, an air pressure for control purposes, and performs position control of valves such as a flow rate control valve and a pressure control valve according to the signal. The HART communication-compatible device 10 includes a controller (hereinafter referred to as a “controller 10A” for distinction from other devices 10), which is an example of a local controller (for an upper controller 17 described later). You can.

調節計10Aは、例示的に、温度、湿度、圧力、流量等の細かな(高精度な)制御や、上位コントローラ17による制御周期よりも短い制御周期(例えば100ms以下)等を要求されるデバイスについて設けられる。調節計10Aは、例示的に、コントローラ17から遠隔設定(指定)されることにより、以後、リモートセットポイント(RSP)として、当該調節計10Aに接続されたデバイス14aや14bをローカルに制御する。   The controller 10A is, for example, a device that requires fine (high accuracy) control of temperature, humidity, pressure, flow rate, etc., a control cycle (for example, 100 ms or less) shorter than the control cycle by the host controller 17, and the like. Is provided. By way of example, the controller 10A is remotely set (designated) from the controller 17, and thereafter locally controls the devices 14a and 14b connected to the controller 10A as a remote set point (RSP).

調節計10Aに接続されるデバイス14aの一例は、調節計10Aへアナログ電流信号を入力するアナログ入力デバイス(例えば流量計)であり、他のデバイス14bの一例は、調節計10Aからのアナログ電流信号を受けるアナログ出力デバイス(例えばバルブポジショナ)である。   An example of the device 14a connected to the controller 10A is an analog input device (for example, a flow meter) that inputs an analog current signal to the controller 10A, and another example of the device 14b is an analog current signal from the controller 10A. An analog output device (eg, a valve positioner).

この場合、調節計10Aは、配管等における流量が指定された流量値(制御目標値)となるように、流量計14aで測定された流量値に基づいてバルブポジショナ14bによるバルブ開度を制御(例えばPID制御等)することができる。制御目標値は、調節計10Aに直接接続した計算機等から指定してもよいし、コントローラ17を通じて例えば運転操作ユニット19から遠隔設定してもよい。   In this case, the controller 10A controls the valve opening by the valve positioner 14b based on the flow rate value measured by the flow meter 14a so that the flow rate in the pipe or the like becomes the specified flow rate value (control target value) ( For example, PID control can be performed. The control target value may be specified from a computer or the like directly connected to the controller 10 </ b> A, or may be set remotely from the driving operation unit 19 through the controller 17.

また、プロセス管理システム1には、例示的に、HART通信対応の1又は複数の入出力(IO)ユニット(以下「HART−IO」とも表記する。)11、HART通信非対応の1又は複数の入出力(IO)ユニット13、機器監視ユニット15、リンクモジュール15A、コントローラ17、及び、運転操作ユニット19等を備えることができる。   The process management system 1 exemplarily includes one or a plurality of input / output (IO) units (hereinafter also referred to as “HART-IO”) 11 compatible with HART communication, and one or a plurality of HART communication non-compatible. An input / output (IO) unit 13, a device monitoring unit 15, a link module 15A, a controller 17, a driving operation unit 19, and the like can be provided.

概略的に、運転操作ユニット19は、コントローラ17、IOユニット11を介してデバイス10(調節計10Aを含む。以下、同様。)とそれぞれ通信することができる。また、運転操作ユニット19は、コントローラ17、及び、IOユニット13とデバイス12との間のアナログ伝送を通じて、情報の伝送が可能である。当該通信あるいは伝送によって、運転操作ユニット19は、デバイス10及び12の測定値を取得したり、当該測定値に基づいてデバイス10及び12へ設定値や制御値を与えたりすることができる。別言すると、コントローラ17及び運転操作ユニット19は、IOユニット11及び13を経由する第1の通信路(あるいは伝送路)を通じてプロセスを制御する制御系統の一例を成す。   In general, the driving operation unit 19 can communicate with the device 10 (including the controller 10A, the same applies hereinafter) via the controller 17 and the IO unit 11, respectively. In addition, the driving operation unit 19 can transmit information through the controller 17 and analog transmission between the IO unit 13 and the device 12. Through the communication or transmission, the driving operation unit 19 can acquire the measurement values of the devices 10 and 12, and can give the setting values and control values to the devices 10 and 12 based on the measurement values. In other words, the controller 17 and the driving operation unit 19 form an example of a control system that controls a process through a first communication path (or transmission path) that passes through the IO units 11 and 13.

これに対し、機器監視ユニット15は、例えばリンクモジュール15Aと連携し、HART−IO11を介してHART通信対応デバイス10と通信することができる。当該通信によって、機器監視ユニット15は、例えばデバイス10の状態を示す情報(例えば、プロセス情報や故障情報等)を取得することができる。別言すると、機器監視ユニット15及びリンクモジュール15Aは、HART−IO11を経由する第2の通信路を通じてHART通信対応デバイス10の状態等を監視する監視系統の一例を成す。   On the other hand, the device monitoring unit 15 can communicate with the HART communication compatible device 10 via the HART-IO 11 in cooperation with the link module 15A, for example. By the communication, the device monitoring unit 15 can acquire information (for example, process information, failure information, etc.) indicating the state of the device 10, for example. In other words, the device monitoring unit 15 and the link module 15A form an example of a monitoring system that monitors the state and the like of the HART communication-compatible device 10 through the second communication path that passes through the HART-IO 11.

より詳細には、HART−IO11、機器監視ユニット15、リンクモジュール15A、コントローラ17、及び、運転操作ユニット19は、所定の通信路16に接続することができる。通信路16の一例は、TCP(Transmission Control Protocol)又はUDP(User Datagram Protocol)に準拠したデジタル通信が可能なTCP/UDP通信路である。   More specifically, the HART-IO 11, the device monitoring unit 15, the link module 15 </ b> A, the controller 17, and the driving operation unit 19 can be connected to a predetermined communication path 16. An example of the communication path 16 is a TCP / UDP communication path capable of digital communication compliant with TCP (Transmission Control Protocol) or UDP (User Datagram Protocol).

TCP/UDP通信路(デジタル通信路)16の一例としては、イーサネット(登録商標)通信路(ケーブル)が挙げられる。したがって、運転操作ユニット19は、例えば、機器監視ユニット15やコントローラ17等とTCP/UDP通信が可能であり、機器監視ユニット15は、例えばリンクモジュール15AやHART−IOユニット11等とTCP/UDP通信が可能である。   An example of the TCP / UDP communication path (digital communication path) 16 is an Ethernet (registered trademark) communication path (cable). Therefore, the operation unit 19 can perform TCP / UDP communication with, for example, the device monitoring unit 15 and the controller 17, and the device monitoring unit 15 can perform TCP / UDP communication with, for example, the link module 15A and the HART-IO unit 11. Is possible.

コントローラ17には、例示的に、所定の通信路18を介してIOユニット11及び13を相互通信可能に接続することができる。通信路18の一例は、コントローラ17及びIOユニット13の通信機能に特化した独自規格のX−BUSである。X−BUSは、コントローラ17とIOユニット13との間でデジタル通信を可能にするデジタル通信路の一例である。   For example, the IO units 11 and 13 can be connected to the controller 17 via a predetermined communication path 18 so as to be able to communicate with each other. An example of the communication path 18 is a proprietary X-BUS specialized for the communication functions of the controller 17 and the IO unit 13. X-BUS is an example of a digital communication path that enables digital communication between the controller 17 and the IO unit 13.

HART−IO11には、HART通信対応デバイス10を接続することができる。IOユニット13には、デバイス12を接続することができる。これらの接続には、アナログ直流信号(例えば、4mA〜20mA)を伝送するアナログ伝送路を用いることができる。   The HART communication-compatible device 10 can be connected to the HART-IO 11. The device 12 can be connected to the IO unit 13. For these connections, an analog transmission line for transmitting an analog DC signal (for example, 4 mA to 20 mA) can be used.

アナログ直流信号は、デバイス10やデバイス12に応じた変数を表す信号の一例である。変数の一例としては、流量計、圧力計、温度計等のデバイス10で得られる流量、圧力、温度等の測定値や、ポンプやバルブ等の弁開度等の制御値が挙げられる。   The analog DC signal is an example of a signal representing a variable corresponding to the device 10 or the device 12. Examples of variables include measured values such as flow rate, pressure, and temperature obtained by the device 10 such as a flow meter, pressure gauge, and thermometer, and control values such as valve openings of pumps and valves.

したがって、デバイス10及び12は、測定値に応じた電流値(4〜20mA)のアナログ直流信号を、IOユニット11及び13を介してコントローラ17へ送信することができ、また、コントローラ17からIOユニット11及び13を介して送信されてくる設定値や制御値等に応じた電流値(4〜20mA)のアナログ直流信号を受信することができる。   Therefore, the devices 10 and 12 can transmit an analog DC signal having a current value (4 to 20 mA) corresponding to the measured value to the controller 17 via the IO units 11 and 13, and from the controller 17 to the IO unit. It is possible to receive an analog DC signal having a current value (4 to 20 mA) corresponding to a set value, a control value, or the like transmitted via 11 and 13.

ここで、HART−IO11及びHART通信対応デバイス10は、上記アナログ直流信号にデジタル信号を重畳した信号を互いに伝送することができる。別言すると、HART−IO11及びHART通信対応デバイス10は、アナログ直流信号(4〜20mA)によるアナログ伝送とデジタル信号によるデジタル通信とを同時に行なうことができる。   Here, the HART-IO 11 and the HART communication compatible device 10 can transmit each other a signal obtained by superimposing a digital signal on the analog DC signal. In other words, the HART-IO 11 and the HART communication-compatible device 10 can simultaneously perform analog transmission using an analog DC signal (4 to 20 mA) and digital communication using a digital signal.

アナログ直流信号に重畳されるデジタル信号は、例示的に、HART通信対応デバイス10において取得可能な各種データを表す信号である。各種データの一例としては、HART通信対応デバイス10の状態を示す情報(例えば、プロセス情報や機器10の状態を示す情報等)が挙げられる。なお、HART通信対応デバイス10の測定値や制御値等を各種データに含めてもよい。   The digital signal superimposed on the analog DC signal is, for example, a signal representing various data that can be acquired in the HART communication-compatible device 10. Examples of the various data include information indicating the state of the HART communication-compatible device 10 (for example, process information, information indicating the state of the device 10, and the like). Note that various data may include measurement values, control values, and the like of the HART communication-compatible device 10.

HART通信プロトコルでは、4〜20mAのアナログ直流信号に、2種類の周波数信号(例えば、1200Hzと2200Hz)でデジタル値の0及び1をそれぞれ表すように変換(例えば位相変調)されたデジタル信号を重畳する。   In the HART communication protocol, a digital signal converted (for example, phase modulated) is superimposed on an analog DC signal of 4 to 20 mA so as to represent digital values 0 and 1 with two types of frequency signals (for example, 1200 Hz and 2200 Hz). To do.

HART−IO11(又はHART通信対応デバイス10)は、このようにデジタル信号が重畳されたアナログ直流信号をHART通信対応デバイス10(又はHART−IO11)から受信すると、受信した信号をアナログ直流信号とデジタル信号とに分離する。これにより、HART−IO11(又はHART通信対応デバイス10)は、分離した信号のそれぞれが示す値やデータを取得することができる。   When the HART-IO 11 (or the HART communication compatible device 10) receives the analog DC signal on which the digital signal is superimposed in this way from the HART communication compatible device 10 (or HART-IO 11), the received signal is converted into the analog DC signal and the digital signal. Separated into signal. Thereby, HART-IO11 (or HART communication corresponding | compatible device 10) can acquire the value and data which each of the isolate | separated signal shows.

別言すると、デバイス10及び12とIOユニット11及び13との間のアナログ伝送路、並びに、IOユニット11及び13とコントローラ17との間のデジタル通信路18が、制御系統における第1の通信路(あるいは伝送路)の一例を成す。   In other words, the analog transmission path between the devices 10 and 12 and the IO units 11 and 13 and the digital communication path 18 between the IO units 11 and 13 and the controller 17 are the first communication path in the control system. (Or a transmission line).

一方、HART通信対応デバイス10及びHART−IO11の間のアナログ伝送路、並びに、HART−IO11とリンクモジュール15A及び機器監視ユニット15との間のデジタル通信路16が、監視系統における第2の通信路の一例を成す。別言すると、HART−IO11は、HART通信により取得した信号を、アナログ電流信号をコントローラ17に伝達するラインとは別のラインで上位のリンクモジュール15Aや機器監視ユニット15に伝達する。   On the other hand, an analog transmission path between the HART communication-compatible device 10 and the HART-IO 11 and a digital communication path 16 between the HART-IO 11 and the link module 15A and the device monitoring unit 15 are the second communication paths in the monitoring system. An example. In other words, the HART-IO 11 transmits the signal acquired by the HART communication to the upper link module 15 </ b> A and the device monitoring unit 15 on a line different from the line for transmitting the analog current signal to the controller 17.

以上のように構成されたプロセス管理システム1では、次のような効果ないし利点が得られる。   With the process management system 1 configured as described above, the following effects or advantages can be obtained.

・付属的な機能である機器監視(管理)系統と制御系統のラインが別であるため、既存システムに影響を与えない。そのため、制御の信頼性を損なわなず、スムーズに機器管理に移行できる。例えば、X−BUS18等の通信バスラインからコントローラ17等を全部交換する必要が無い。 ・ Because the equipment monitoring (management) system, which is an accessory function, is separate from the control system line, it does not affect existing systems. Therefore, it is possible to smoothly shift to device management without impairing control reliability. For example, it is not necessary to replace all the controllers 17 and the like from a communication bus line such as the X-BUS18.

・既存のIOユニット13をHART−IO11に置き換えるだけで、機器管理を容易に実現可能なインフラを提供できる。 -By simply replacing the existing IO unit 13 with the HART-IO 11, an infrastructure capable of easily realizing device management can be provided.

・既存の配線やターミナルはそのまま使うことができる。 -Existing wiring and terminals can be used as they are.

・機器管理(監視系統)用にイーサネット等の通信ライン等を配線すれば足りる。 -It is sufficient to wire communication lines such as Ethernet for equipment management (monitoring system).

・将来的に監視系統の信頼性が担保されれば、周辺機器を交換するだけで、監視系統を利用して、デバイス10やデバイス12に応じた変数を表す信号を制御系統に伝達し、制御系統によるプロセス制御に用いることができる。 -If the reliability of the monitoring system is ensured in the future, simply replace the peripheral device, and use the monitoring system to transmit signals representing variables according to the devices 10 and 12 to the control system for control. It can be used for process control by the system.

以上のシステム構成において、HART−IO11に接続されたHART通信対応の調節計10Aは、HART−IO11に接続される他のHART通信対応のデバイス10(例えばバルブポジショナや流量計等)と同列に位置付けることができる。すなわち、調節計10Aは、HART通信インターフェース150(図3参照)を備え、他のHART通信対応のデバイス10と同等にHART−IO11とHART通信を実施することができる。   In the system configuration described above, the HART communication-compatible controller 10A connected to the HART-IO 11 is positioned in the same row as other HART communication-compatible devices 10 (for example, a valve positioner and a flow meter) connected to the HART-IO 11. be able to. That is, the controller 10A includes a HART communication interface 150 (see FIG. 3), and can perform HART communication with the HART-IO 11 in the same manner as other devices 10 that support HART communication.

例示的に、調節計10Aは、HART−IO11から受信したアナログ出力値をHART−IO11からの遠隔設定であるRSPとして認識し、調節計10Aに接続されているアナログ出力デバイス(例えばバルブポジショナ14b)の制御(例えばPID制御)を、アナログ入力デバイス(例えば流量計14a)からの情報を基に行なう。   For example, the controller 10A recognizes an analog output value received from the HART-IO 11 as an RSP that is a remote setting from the HART-IO 11, and an analog output device (for example, a valve positioner 14b) connected to the controller 10A. (For example, PID control) is performed based on information from an analog input device (for example, the flow meter 14a).

また、調節計10Aは、当該調節計10Aに接続されているデバイス14a及び/又は14bの情報とともに、調節計10Aの内部情報(例えばMV:制御出力値、制御パラメータ)をHART−IO11及びTCP/UDP通信路16経由で、機器監視ユニット15(又はリンクモジュール15A)へ提供することができる。   Further, the controller 10A transmits the internal information (eg, MV: control output value, control parameter) of the controller 10A together with the information of the devices 14a and / or 14b connected to the controller 10A to the HART-IO 11 and the TCP / It can be provided to the device monitoring unit 15 (or the link module 15A) via the UDP communication path 16.

以下、調節計10Aに着目したプロセス管理システム1の動作について図2を参照して説明する。   Hereinafter, the operation of the process management system 1 focusing on the controller 10A will be described with reference to FIG.

まず、上位コントローラ17から指定された、調節計10AのRSPが、HART−IO11のアナログ出力により、アナログ値(4〜20mA)で出力される(処理P1)。調節計10Aは、当該アナログ値を受信することにより当該調節計10AがRSPに指定され、指定されたアナログ値を制御目標値に用いてバルブポジショナ14bをローカルに制御すべきことを認識する。   First, the RSP of the controller 10A designated by the host controller 17 is output as an analog value (4 to 20 mA) by the analog output of the HART-IO 11 (processing P1). By receiving the analog value, the controller 10A recognizes that the controller 10A is designated as the RSP, and the valve positioner 14b should be locally controlled using the designated analog value as the control target value.

RSPに指定された調節計10Aは、例示的に、(上位の)コントローラ17に代わり、流量計14aからのアナログ入力(処理P2)を基にバルブポジショナ14bの開度をローカルに制御する(処理P3)。なお、バルブポジショナ14bに、開度情報を調節計10Aにフィードバックする機能が備わっている場合、調節計10Aは、当該フィードバック情報(開度情報)をアナログ値で取得することができる(処理P4)。   For example, the controller 10A designated by the RSP locally controls the opening of the valve positioner 14b based on the analog input (process P2) from the flow meter 14a instead of the (upper) controller 17 (process). P3). When the valve positioner 14b has a function of feeding back the opening information to the controller 10A, the controller 10A can acquire the feedback information (opening information) as an analog value (processing P4). .

調節計10Aは、調節計10Aに接続されているHART非対応デバイスで、調節計10Aに予め設定されている情報があれば、HART対応機器相当の情報として保有する。また、調節計10Aの内部情報(制御出力値、制御パラメータ等)をHART対応機器相当の情報として保有する。   The controller 10A is a HART non-compatible device connected to the controller 10A, and if there is information preset in the controller 10A, the controller 10A holds it as information equivalent to a HART compatible device. Further, internal information (control output value, control parameter, etc.) of the controller 10A is held as information equivalent to a HART compatible device.

調節計10Aは、HART通信のマスターであるHART−IO11から情報取得の要求をHART通信のデジタル信号により受信すると(処理P5)、これらの情報の一部又は全部を、HART通信のスレーブとしてHARO−IO11に、HART通信のデジタル信号により送信する(処理P6)。なお、HART−IO11に対する情報取得要求の送信指示(コマンド)は、例示的に、機器監視ユニット15(又はリンクモジュール15A)から送信することができる。   When the controller 10A receives a request for information acquisition from the HART-IO 11 that is the master of HART communication as a digital signal of HART communication (process P5), part or all of the information is used as a slave of HART communication. It transmits to IO11 by the digital signal of HART communication (process P6). The information acquisition request transmission instruction (command) to the HART-IO 11 can be exemplarily transmitted from the device monitoring unit 15 (or the link module 15A).

HART−IO11は、HART通信により調節計10Aから受信した上記情報をTCP/UDP通信路16経由で機器監視ユニット15(又はリンクモジュール15A)へ送信する(処理P7)。これにより、システムユーザは、例えば機器監視ユニット15において調節計10Aに接続されているデバイスの情報や調節計10Aの内部情報等を確認することが可能となる。
なお、機器監視ユニット15は、コントローラ17を通じて調節計10Aのデータや設定を変更することもできる。
The HART-IO 11 transmits the information received from the controller 10A by HART communication to the device monitoring unit 15 (or link module 15A) via the TCP / UDP communication path 16 (process P7). As a result, the system user can check information on devices connected to the controller 10A in the device monitoring unit 15, internal information of the controller 10A, and the like.
Note that the device monitoring unit 15 can also change data and settings of the controller 10 </ b> A through the controller 17.

図3に、上述した調節計10Aの機能ブロック図を例示する。図3に示す調節計10Aは、例示的に、RSP処理部110、PV処理部120、制御部130、アナログ出力処理部140及びHART通信インターフェース150を備える。   FIG. 3 illustrates a functional block diagram of the controller 10A described above. The controller 10A shown in FIG. 3 includes, for example, an RSP processing unit 110, a PV processing unit 120, a control unit 130, an analog output processing unit 140, and a HART communication interface 150.

RSP処理部110は、上述したRSPの指定(4〜20mAのアナログ値)を処理する。処理結果は制御部130に与えられ、例えばバルブポジショナ14bの制御目標値として用いられる。   The RSP processing unit 110 processes the above-described RSP designation (analog value of 4 to 20 mA). The processing result is given to the control unit 130, and is used as a control target value of the valve positioner 14b, for example.

PV処理部120は、例示的に、上述した流量計14aの測定値(PV値)を受信、処理する。処理結果は、制御部130に与えられ、アナログ出力処理部140を通じたバルブポジショナ14bの開度制御(例えばPID制御)に用いられる。   The PV processing unit 120 illustratively receives and processes the measurement value (PV value) of the flow meter 14a described above. The processing result is given to the control unit 130 and used for opening degree control (for example, PID control) of the valve positioner 14b through the analog output processing unit 140.

アナログ出力処理部140は、制御部130から与えられる、バルブポジショナ14bのための制御値(PID制御値)を、4〜20mAの対応するアナログ電流値としてバルブポジショナ14bへ出力する。   The analog output processing unit 140 outputs the control value (PID control value) for the valve positioner 14b provided from the control unit 130 to the valve positioner 14b as a corresponding analog current value of 4 to 20 mA.

HART通信インターフェース150は、HART−IO11とHART通信を行なうための通信インタフェースであり、4〜20mAのアナログ直流信号に、2種類の周波数信号(例えば、1200Hzと2200Hz)でデジタル値の0及び1をそれぞれ表すように変換(例えば位相変調)されたデジタル信号を重畳する機能と、デジタル信号が重畳されたアナログ直流信号をHART−IO11から受信すると、受信した信号をアナログ直流信号とデジタル信号とに分離する機能とを有する。   The HART communication interface 150 is a communication interface for performing HART communication with the HART-IO 11, and digital values 0 and 1 are added to an analog DC signal of 4 to 20 mA with two types of frequency signals (for example, 1200 Hz and 2200 Hz). The function of superimposing a digital signal converted (for example, phase modulation) as shown and the analog DC signal on which the digital signal is superimposed are received from the HART-IO 11, and the received signal is separated into an analog DC signal and a digital signal. It has the function to do.

制御部130は、RSP処理部110を通じてRSPの指定を認識すると、上述したバルブポジショナ14bのローカル制御(例えばPID制御)を実施する。また、制御部130は、HART通信インターフェース150を通じたHART通信の制御を行なうこともでき、既述のように、調節計10Aに対する情報取得要求(コマンド)の受信処理や、当該要求に対する応答(コマンド)の送信処理を、HART通信インターフェース150を通じて実施できる。   When the control unit 130 recognizes the designation of the RSP through the RSP processing unit 110, the control unit 130 performs the above-described local control (for example, PID control) of the valve positioner 14b. The control unit 130 can also control HART communication through the HART communication interface 150. As described above, the control unit 130 receives information acquisition requests (commands) from the controller 10A and responds to the requests (commands). ) Transmission processing can be performed through the HART communication interface 150.

以上のように、本実施形態の調節計10Aによれば、HART通信インターフェース150を備えているので、HART−IO11に接続された他のデバイス10と同等に、HART−IO11とHART通信を行なうことができる。   As described above, according to the controller 10A of the present embodiment, since the HART communication interface 150 is provided, HART communication with the HART-IO 11 is performed in the same manner as other devices 10 connected to the HART-IO 11. Can do.

したがって、HART−IO11に調節計10Aを接続すれば、デバイスの一例であるバルブポジショナ14bの制御(例えばPID制御)が可能になるだけでなく、システム構成を複雑にせずに、調節計10Aが保有する情報(例えば、調節計10Aの情報及び/又は調節計10Aに接続されたデバイス14a及び/又は14bの情報)を、制御系統とは別の監視系統経由で、機器監視ユニット15(又はリンクモジュール15A)へ提供できる。   Therefore, if the controller 10A is connected to the HART-IO 11, not only can the valve positioner 14b, which is an example of the device, be controlled (eg, PID control), but the controller 10A has no complicated system configuration. Information (for example, information on the controller 10A and / or information on the devices 14a and / or 14b connected to the controller 10A) via a monitoring system different from the control system, the equipment monitoring unit 15 (or link module) 15A).

1…プロセス管理システム、10,12…デバイス、10A…調節計(ローカルコントローラ)、11,13…IOユニット、14a…デバイス(流量計)、14b…デバイス(バルブポジショナ)、15…機器監視ユニット、15A…リンクモジュール、16…(デジタル)通信路(TCP/UDP通信路)、17…(上位)コントローラ、18…(デジタル)通信路(X−BUS)、19…運転操作ユニット、110…RSP処理部、120…PV処理部、130…制御部、140…アナログ出力処理部、150…HART通信インターフェース   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Process management system, 10, 12 ... Device, 10A ... Controller (local controller), 11, 13 ... IO unit, 14a ... Device (flow meter), 14b ... Device (valve positioner), 15 ... Equipment monitoring unit, 15A ... Link module, 16 ... (digital) communication path (TCP / UDP communication path), 17 ... (higher level) controller, 18 ... (digital) communication path (X-BUS), 19 ... driving operation unit, 110 ... RSP processing , 120 ... PV processing unit, 130 ... control unit, 140 ... analog output processing unit, 150 ... HART communication interface

Claims (4)

アナログ電流信号にデジタル信号を重畳する通信プロトコルに対応した入出力ユニットに接続され、前記通信プロトコルに対応した通信インターフェースを備える調節計。   A controller connected to an input / output unit corresponding to a communication protocol for superimposing a digital signal on an analog current signal, and comprising a communication interface corresponding to the communication protocol. 前記通信インターフェースは、前記調節計が保有する情報を前記入出力ユニットへデジタル信号により送信し、
前記入出力ユニットは、前記デジタル信号により受信した前記情報を当該調節計に接続されたデバイスの制御系統とは別の監視系統を経由して機器監視ユニットへ送信する、請求項1に記載の調節計。
The communication interface transmits information held by the controller to the input / output unit by a digital signal,
The adjustment according to claim 1, wherein the input / output unit transmits the information received by the digital signal to a device monitoring unit via a monitoring system different from a control system of a device connected to the controller. Total.
前記情報は、前記調節計の情報及び/又は前記調節計に接続された前記デバイスの情報を含む、請求項2に記載の調節計。   The controller according to claim 2, wherein the information includes information on the controller and / or information on the device connected to the controller. 前記通信インターフェースは、前記入出力ユニットから前記アナログ電流信号を受信し、
前記調節計は、前記アナログ電流信号に基づいて、当該調節計に接続されたデバイスを制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の調節計。
The communication interface receives the analog current signal from the input / output unit;
The controller according to claim 1, wherein the controller controls a device connected to the controller based on the analog current signal.
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