JP2019079458A - Process controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工業プラント等の制御を行うためのプロセス制御装置に関し、さらに詳しくは、DCS(distributed control system:分散形制御システム)やPLC(programmable logic controller)のような、プログラム可能なコントローラを用いてフィールド機器を制御するプロセス制御装置に関する。 The present invention relates to a process control apparatus for controlling an industrial plant or the like, and more specifically, using a programmable controller such as a distributed control system (DCS) or a programmable logic controller (PLC). Process control apparatus for controlling field devices.
工場、発電施設、ゴミ焼却施設、水処理施設等におけるプラント設備では、様々な種類の多数のフィールド機器(圧力計、温度計、流量計、モータ、電磁リレーなど)を一括して制御するために、プログラム可能なコントローラユニットを中心とするプロセス制御装置が広く用いられている。
図3は特許文献1、2等に記載の分散形制御システムにおける一つのプロセス制御装置の概略ブロック構成図である。
In plant facilities in factories, power generation facilities, refuse incineration facilities, water treatment facilities, etc., to control a large number of various types of field devices (pressure gauge, thermometer, flow meter, motor, electromagnetic relay, etc.) collectively Process controllers centered on programmable controller units are widely used.
FIG. 3 is a schematic block diagram of one process control device in the distributed control system described in
この制御装置は、LAN等のネットワーク回線107を介して図示しないオペレータコンソールに接続されるコントローラユニット100と、それぞれフィールド機器106が接続されるアナログ入力モジュール101、アナログ出力モジュール102、デジタル入力モジュール103、及びデジタル出力モジュール104と、入出力信号線の集まりであるバスを備えるベースラック105と、を含む。コントローラユニット100は各種の演算処理を実行するために、CPU、ROM、RAM等を備えるマイクロコンピュータ(以下、慣用に従って「マイコン」と略す)を含む。また、アナログ入力モジュール101は、図4に示すように、マイコン1011とアナログ入力部1012とを含む。他の入力又は出力モジュール102〜104も基本的にはこのアナログ入力モジュール101と同様の構成である。
The control device includes a
コントローラユニット100、アナログ入力モジュール101、アナログ出力モジュール102、デジタル入力モジュール103、及びデジタル出力モジュール104は、それぞれベースラック105に装着され、ベースラック105に設けられているバスを介して、各入力又は出力モジュール101〜104とコントローラユニット100との間の通信が行われる。なお、フィールド機器106には、非特許文献1に開示されているような、圧力計、流量計、指示計などの機器のほか、モータ、電磁リレー、各種のセンサスイッチなど様々な機器が含まれる。図3では、一つの入力又は出力モジュール101〜104にそれぞれ一つずつのフィールド機器106が接続されているが、実際には、一つの入力又は出力モジュール101〜104に多数(例えば16個或いは64個など)のフィールド機器106を接続することが可能である。
The
この制御装置では、ベースラック105に設けられているバスを介して、コントローラユニット100がマスタ機、各入力又は出力モジュール101〜104がそれぞれスレーブ機となるマスタ−スレーブ方式の通信が行われる。その通信によって、各入力モジュール101、103に接続されているフィールド機器106で収集された入力データが該入力モジュール101、103からコントローラユニット100に送られる。また逆に、コントローラユニット100から各出力モジュール102、104に送られた出力データに基づいて、該出力モジュール102、104はそれに接続されているフィールド機器106を制御したり駆動したりする。
In this control device, communication of a master-slave system in which the
上述したように、各入力又は出力モジュール101〜104にはそれぞれ複数のフィールド機器106を接続することが可能であるが、その数は制御対象であるプラント設備の構成によって様々である。コントローラユニット100と各入力又は出力モジュール101〜104との間でやりとりされるデータの量は、各入力又は出力モジュール101〜104に接続されるフィールド機器106の数によって異なる。したがって、入力又は出力モジュール101〜104に接続されるフィールド機器106の数が多い場合には、コントローラユニット100と各入力又は出力モジュール101〜104との間での信号の送受の周期を長く設定する必要がある。一方、入力又は出力モジュール101〜104に接続されるフィールド機器106の数が少ない場合であっても、コントローラユニット100と各入力又は出力モジュール101〜104との間で4往復の信号の送受を行う必要がある。1往復の信号の送受に必要な時間はバスに接続されるモジュールの種類によって異なるものの、例えば1往復の信号の送受に平均で10msecの時間を要する場合、通信周期はその時間の4倍の40msecとなる。即ち、40msec周期でしか信号の更新を行うことができない。
As described above, it is possible to connect a plurality of
一般に、プラント設備等における温度センサや流量センサなどによる検出信号の時間的な変動は比較的緩慢であるため、従来は上述したような信号更新の周期の長さは殆ど問題とならなかった。これに対し、近年は、こうしたプロセス制御装置による監視制御対象が広がっており、例えば鉄鋼製造プロセス等における監視制御では、通常速度での制御に加え、より高速である監視処理が要求されるようになってきている。 Generally, the temporal variation of detection signals by temperature sensors, flow sensors, etc. in plant equipment etc. is relatively slow, so conventionally, the length of the signal update cycle as described above has hardly been a problem. On the other hand, in recent years, the monitoring and control targets by such process control devices have been expanded, and for example, in monitoring control in steel manufacturing processes etc., in addition to control at normal speed, higher speed monitoring processing is required. It has become to.
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その主たる目的は、コントローラユニットと入力モジュールや出力モジュールとの間の通信の周期を短縮し、高速・高精度の制御を行うことができるプロセス制御装置を提供することにある。 The present invention was made to solve the above problems, and its main object is to shorten the cycle of communication between the controller unit and the input module or output module, and to perform high-speed, high-precision control. Providing a process control device capable of
上記課題を解決するために成された本発明は、外部の一又は複数の入力用フィールド機器により収集された情報に基づく所定の演算を実行し、該演算の結果に基づいて外部の出力用フィールド機器を制御する又は駆動するプロセス制御装置であって、
a)制御のための演算処理を行う演算部と、後記入出力モジュールとの間の通信を制御する通信制御部と、を含むコントローラユニットと、
b)一又は複数のアナログ入力用フィールド機器からアナログ入力信号を収集するアナログ入力部と、一又は複数のアナログ出力用フィールド機器にアナログ出力信号を出力するアナログ出力部と、一又は複数のデジタル入力用フィールド機器からデジタル入力信号を収集するデジタル入力部と、一又は複数のデジタル出力用フィールド機器にデジタル出力信号を出力するデジタル出力部と、前記コントローラユニットとの間の通信を制御する通信制御部と、該通信制御部と前記アナログ入力部、前記アナログ出力部 、前記デジタル入力部、及びデジタル出力部との間に介挿され、該通信制御部を介して前記コントーラユニットから受け取った出力データをアナログ出力用フィールド機器及びデジタル出力用フィールド機器が利用可能な形式に変換しつつ分配する一方、前記アナログ入力部及び前記デジタル入力部を介してアナログ入力用フィールド機器及びデジタル入力用フィールド機器から受け取った入力データを前記コントローラユニットが処理可能な形式に変換しつつ集約する入出力制御部と、を含む入出力モジュールと、
c)前記コントローラユニット及び前記入出力モジュールがそれぞれ装着され、該コントローラユニットと該入出力モジュールとの間の通信のための信号線が集約されたベースラックと、
を備えることを特徴としている。
The present invention, which has been made to solve the above problems, executes a predetermined operation based on information collected by one or more external input field devices, and based on the result of the operation, an external output field Process control apparatus for controlling or driving equipment, comprising:
a) A controller unit that includes an operation unit that performs operation processing for control, and a communication control unit that controls communication with the post-entry output module;
b) An analog input unit that collects analog input signals from one or more analog input field devices, an analog output unit that outputs an analog output signal to one or more analog output field devices, and one or more digital inputs Control unit for controlling communication between a digital input unit for collecting digital input signals from a field device for the digital output, a digital output unit for outputting a digital output signal to one or more digital output field devices, and the controller unit And the communication control unit, the analog input unit, the analog output unit, the digital input unit, and the digital output unit, and the output data received from the controller unit via the communication control unit In the form that field devices for analog output and field devices for digital output can be used While distributing, while converting the input data received from the field device for analog input and the field device for digital input via the analog input unit and the digital input unit into a form that can be processed by the controller unit, the data is integrated An input / output module including an input / output control unit;
c) a base rack on which the controller unit and the input / output module are mounted, and signal lines for communication between the controller unit and the input / output module are integrated;
It is characterized by having.
本発明に係るプロセス制御装置では、それぞれ異なる形式(つまりはアナログ形式とデジタル形式)の信号を扱うアナログ入力部、アナログ出力部、デジタル入力部、及びデジタル出力部を、一つのモジュール(入出力モジュール)に集約している。そして、その一つの入出力モジュールにおいて、アナログ入力部やデジタル入力部を通してそれぞれ外部のフィールド機器から得られたデータと、アナログ出力部やデジタル出力部を通してそれぞれ外部のフィールド機器を制御したり駆動したりするためのデータとを、入出力制御部により集約したり分配したりする。したがって、ベースラックにおける通信線を介した、コントローラユニットの通信制御部と入出力モジュールの通信制御部との間の信号のやり取りによって、外部の一又は複数の入力用フィールド機器により収集された情報に基づく、外部の出力用フィールド機器の制御や駆動を行うことができる。 In the process control apparatus according to the present invention, an analog input unit, an analog output unit, a digital input unit, and a digital output unit that handle signals of different types (that is, analog format and digital format) are combined into one module (input / output module Aggregated to). Then, in one input / output module, data obtained from an external field device through an analog input unit or a digital input unit, and controlling or driving an external field device through an analog output unit or a digital output unit. The input / output control unit aggregates and distributes the data to be processed. Therefore, by exchanging signals between the communication control unit of the controller unit and the communication control unit of the input / output module via the communication line in the base rack, the information collected by one or more external input field devices is It is possible to control and drive external output field devices based on the above.
また本発明に係るプロセス制御装置では、好ましくは、前記コントローラユニット及び前記入出力モジュールそれぞれの通信制御部は、該コントローラユニットをマスタ機、該入出力モジュールをスレーブ機とした、マスタ−スレーブ方式による通信を行う構成とするとよい。 In the process control device according to the present invention, preferably, the communication control unit of each of the controller unit and the input / output module uses the controller unit as a master unit, and the input / output module as a slave unit. Communication may be performed.
具体的に、本発明に係るプロセス制御装置では、前記コントローラユニットから前記入出力モジュールへ送信される下りデータは、前記入出力モジュールの入出力制御部が前記アナログ出力部及び前記デジタル出力部を介してアナログ出力用フィールド機器及びデジタル出力用フィールド機器に出力される出力データを含み、
前記入出力モジュールが前記下りデータを受け取ったあとに、これに対応して前記コントローラユニットへ送信される上りデータは、前記入出力制御部が前記アナログ入力部及び前記デジタル入力部を通してアナログ入力用フィールド機器及びデジタル入力用フィールド機器から取得した入力データを含むものとすることができる。
Specifically, in the process control device according to the present invention, the downstream data transmitted from the controller unit to the input / output module is input / output control unit of the input / output module via the analog output unit and the digital output unit. Output data to be output to the field device for analog output and the field device for digital output,
Upstream data transmitted to the controller unit in response to the downstream data being received by the input / output module is converted into an analog input field through the analog input unit and the digital input unit by the input / output control unit. The input data acquired from the device and the field device for digital input may be included.
本発明に係るプロセス制御装置では、マスタ機であるコントローラユニットの通信制御部からスレーブ機である入出力モジュールに下りデータが送出され、これを受けた入出力モジュールの通信制御部はコントローラユニットへ上りデータを返信する。この1往復の信号のやり取りによって、コントローラユニットは演算部における制御演算に必要な入力データを取得することができ、入出力モジュールではその制御演算によって求まる制御値や指令値を目的とする出力用フィールド機器に与えることができる。 In the process control device according to the present invention, downlink data is sent from the communication control unit of the controller unit, which is the master unit, to the input / output module, which is the slave unit, and the communication control unit of the input / output module that received this goes up to the controller unit. Reply the data. The controller unit can acquire the input data necessary for the control operation in the operation unit by the exchange of the signal of one reciprocation, and the input / output module outputs the target field for the control value and the command value determined by the control operation. It can be given to the equipment.
なお、この場合、前記コントローラユニットから前記入出力モジュールへの下りデータの送信及びそれに続く該入出力モジュールから前記コントローラユニットへの上りデータの受信の一往復の送受信毎に、該入出力モジュールは各フィールド機器への出力信号を更新するとともに前記コントローラユニットは該入出力モジュールから各フィールド機器による入力信号を収集するとよい。 In this case, the input / output module transmits each downlink data from the controller unit to the input / output module and subsequently transmits / receives uplink data from the input / output module to the controller unit. The output signal to the field device may be updated and the controller unit may collect the input signal by each field device from the input / output module.
コントローラユニットの演算部による演算処理とコントローラユニットの通信制御部によるデータの送受信とは並行して行うことができるから、演算処理の周期(演算周期)とデータの送受信の周期(通信周期)とは非同期で構わない。もちろん、演算周期と通信周期とを同期させてもよい。 Since the arithmetic processing by the arithmetic unit of the controller unit and the transmission and reception of data by the communication control unit of the controller unit can be performed in parallel, the period of the arithmetic processing (arithmetic period) and the period of data transmission and reception (communication period) are It does not matter if it is asynchronous. Of course, the operation cycle and the communication cycle may be synchronized.
本発明に係るプロセス制御装置によれば、コントローラユニットと入出力モジュールとの間での信号の往復の回数を減らすことができる。コントローラユニットと入出力モジュールとの間での1往復の通信時間が例えば上述したように平均10msecと決まっている場合、フィールド機器の点数が少なく送受すべきデータ量が少なくても、1往復の信号の送受に平均で10msecの時間を要する。図3に示した構成の従来のプロセス制御装置では、入力用フィールド機器による入力データを受け取る一方、出力用フィールド機器を制御したり駆動したりするのに、上述したように少なくとも4往復の信号のやり取りが必要であるため、通信周期を40msecにしなければならない。それに対し、本発明に係るプロセス制御装置では、フィールド機器の点数が少なければ1往復の信号のやり取りで済む。そのため、出力用フィールド機器を制御する信号の更新や入力用フィールド機器から読み込む信号の更新の周期を短くすることができ、それによって制御の高速化や高精度化が可能となる。 According to the process control device according to the present invention, the number of signal round trips between the controller unit and the input / output module can be reduced. For example, when one round-trip communication time between the controller unit and the input / output module is determined to be, for example, 10 msec on average as described above, even if the number of points of the field device is small and the amount of data to be transmitted / received is small It takes an average of 10 msec to send and receive The conventional process control device configured as shown in FIG. 3 receives at least four round trip signals as described above to control and drive the output field device while receiving input data from the input field device. Since communication is required, the communication cycle must be 40 msec. On the other hand, in the process control device according to the present invention, only one round trip signal exchange is required if the number of field devices is small. Therefore, it is possible to shorten the cycle of updating the signal for controlling the output field device and updating the signal read from the input field device, thereby making it possible to increase the speed and accuracy of the control.
また従来のプロセス制御装置では、使用するフィールド機器の点数が少ない場合であっても複数の入力用又は出力用モジュールを使用する必要があった。それに対し本発明に係るプロセス制御装置によれば、フィールド機器の点数が少なくてもよい場合には、一つの入出力用モジュールを使用すればよいので、装置を小型化、軽量化することができる。それによって、従来装置では導入が困難であったような小規模な設備にも、プロセス制御装置を導入することができるようになる。 Further, in the conventional process control device, even when the number of field devices to be used is small, it is necessary to use a plurality of input or output modules. On the other hand, according to the process control device according to the present invention, when it is possible to use a single input / output module when the number of field devices may be small, the device can be made smaller and lighter. . As a result, the process control device can be introduced also to small-scale equipment that has been difficult to introduce by conventional devices.
以下、本発明の一実施例であるプロセス制御装置について、添付図面を参照して説明する。
図1は本実施例のプロセス制御装置の要部のブロック構成図である。
Hereinafter, a process control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
FIG. 1 is a block diagram of the main part of the process control device of this embodiment.
本実施例のプロセス制御装置は、コントローラユニット1と、入出力モジュール2と、ベースラック3と、を備える。図示するように、コントローラユニット1は1台でもよいが、信頼性を高めるために2重化する場合には2台設けることもできる。また、入出力モジュール2を2重化することもできる。
ベースラック3は、コントローラユニット1と入出力モジュール2をそれぞれ装着するためのコネクタを含む接続部30、31と、その二つの接続部30、31の間を相互に接続する複数の信号線の束である入出力バス32と、を含む。
The process control device of the present embodiment includes a controller unit 1, an input /
The
コントローラユニット1は、機能ブロックとして、プロセス制御のための演算処理を実行する制御演算部11と、入出力モジュール2との間の通信を行うための通信制御部12と、ベースラック3の接続部30と接続される入出力コネクタを含むインタフェース部13と、を備える。制御演算部11や通信制御部12の実体はCPU、ROM、RAMなどを含むマイコン10を中心に構成され、ROMに格納されたプログラムをCPUで実行することにより各機能ブロックの機能が実現される。ただし、制御演算部11における演算を高速化するために、特定の演算処理を実行するデジタルシグナルプロセッサ等の専用のハードウェア回路を設けてもよい。
The controller unit 1 includes, as functional blocks, a control
入出力モジュール2は、アナログ入力部24と、アナログ出力部25と、デジタル入力部26と、デジタル出力部27と、コントローラユニット1との間の通信を行うための通信制御部21と、各入力部又は出力部24〜27を介したデータの入出力を制御する入出力制御部22と、ベースラック3の接続部31と接続される入出力コネクタを含むインタフェース部23と、を備える。コントローラユニット1と同様に、通信制御部21や入出力制御部22の実体はCPU、ROM、RAMなどを含むマイコン20を中心に構成され、ROMに格納されたプログラムをCPUで実行することにより各機能ブロックの機能が実現される。
The input /
入出力モジュール2におけるアナログ入力部24は、図4に示した従来装置においてアナログ入力モジュール101に備えられているアナログ入力部1012と実質的に同じである。即ち、本実施例のプロセス制御装置では、従来装置において複数のモジュールに分けられていた、アナログ入力部24、アナログ出力部25、デジタル入力部26及びデジタル出力部27が一つの入出力モジュール2に集約されている。そして、アナログ出力部25とデジタル出力部27とに出力データを分配するため、また、アナログ入力部24とデジタル入力部26とを通して入力された入力データを集約するために、入出力制御部22が設けられている。
The
次に、本実施例のプロセス制御装置におけるプロセス制御動作を説明する。
本実施例のプロセス制御装置では、コントローラユニット1をマスタ機、入出力モジュール2をスレーブ機としたマスタ−スレーブ方式の通信を行う。通信の周期は10msec、40msec、80msecの3種類が用意されており、その中からユーザが適宜の周期を選択することができる。入出力モジュール2を1台のみ使用する場合、つまりは入出力モジュール2の2重化を行わない場合には、最短である10msecの通信周期を選択することができる。ただし、この通信周期の数値は一例であり、適宜の周期に定めることができる。
Next, the process control operation in the process control device of this embodiment will be described.
In the process control apparatus of this embodiment, communication of a master-slave system is performed in which the controller unit 1 is a master unit and the input /
コントローラユニット1において制御演算部11は、予め設定されたプログラムに従い、後述するようにフィールド機器4による入力値に対応するデータに基づいて、フィールド機器4であるモータ等を制御するための所定の演算処理、例えばPID演算を実施して制御値等を算出する。制御演算部11による演算処理は必要なデータが得られた時点で行うことができるから、上記通信周期とは非同期である演算周期毎に実行する。ただし、この演算周期と通信周期とを同期させても構わない。
In the controller unit 1, the
通信制御部12は、入出力モジュール2に送信すべき、上記制御値等の出力データに所定のヘッダを付加した下りデータ(図2(a)参照)を作成する。この信号形式は予め決められた任意の形式でよい。該下りデータはコントローラユニット1の通信制御部12からインタフェース部13、ベースラック3の入出力バス32、入出力モジュール2のインタフェース部23を通して、入出力モジュール2の通信制御部21に送られる。入出力モジュール2の通信制御部21は、受け取ったデータ中のヘッダを解析し、その入出力モジュール2自体に送られたデータであることを認識する。
The communication control unit 12 creates downlink data (see FIG. 2A) in which a predetermined header is added to output data such as the control value to be transmitted to the input /
コントローラユニット1の通信制御部12は入出力モジュール2の通信制御部21への下りデータの送出を上述のように定められた通信周期(例えば10msec)毎に実行する。通信制御部21による下りデータの送出は制御演算部11による演算処理と並行して実施され、通信制御部21はその直前の演算周期における演算処理で求まった制御値等の出力データを送出する。
なお、入出力モジュール2の通信制御部21は、受け取ったデータ中のヘッダの解析結果から該データがその入出力モジュール2に宛てられたデータでないことを認識した場合、そのデータを無視すればよい。
The communication control unit 12 of the controller unit 1 executes the transmission of the downlink data to the communication control unit 21 of the input /
If the communication control unit 21 of the input /
入出力モジュール2の通信制御部21がコントローラユニット1から送られて来た下りデータを受領し、そのデータ中の出力データが入出力制御部22に渡されると、入出力制御部22はまず、アナログ入力部24及びデジタル入力部26を通してそれぞれに接続されているフィールド機器4で得られた検出データを受け取る。アナログ入力部24はアナログデジタル変換器を備え、フィールド機器4から入力されたアナログ値である検出信号をデジタル値に変換したうえで入出力制御部22に渡す。デジタル入力部26は、フィールド機器4から入力された制御値や指示値を必要に応じて適宜変換したうえで入出力制御部22に渡す。
When the communication control unit 21 of the input /
引き続いて入出力制御部22は、直前に通信制御部21から受け取った出力データに基づく制御値や指示値をその出力先のフィールド機器4に応じてアナログ出力部25とデジタル出力部27とに分配する。アナログ出力部25はデジタルアナログ変換器を備え、デジタル値である制御値や指示値をアナログ値に変換したうえで、接続されているフィールド機器4にそれぞれ出力する。一方、デジタル出力部27は、与えられた制御値や指示値を必要に応じて適宜変換したうえで、接続されているフィールド機器4にそれぞれ出力する。
Subsequently, the input / output control unit 22 distributes the control value and the instruction value based on the output data received immediately before from the communication control unit 21 to the
一方、入出力モジュール2の通信制御部21は下りデータを受領して出力データを入出力制御部22に渡したあと、その直前の通信周期中に入出力制御部22が入力部24、26を介してフィールド機器4から受け取ったデータを該入出力制御部22から受け、データを集約して入力データを作成する。さらに、その入力データに所定のヘッダを付加して上りデータ(図2(b)参照)を用意する。入力データには、その直前に受け取った下りデータの確認信号を含むようにしてもよい。そして、入出力モジュール2の通信制御部21はその上りデータを、インタフェース部23、ベースラック3の入出力バス32、コントローラユニット1のインタフェース部13を介してコントローラユニット1の通信制御部12に送出する。
On the other hand, after the communication control unit 21 of the input /
コントローラユニット1の通信制御部12は入出力モジュール2から受け取ったデータ中のヘッダを解析し、そのコントローラユニット1に送られたデータであることを認識する。コントローラユニット1の通信制御部12は、上りデータを受領すると入力データの中からフィールド機器4によるアナログ入力値やデジタル入力値に対応するデータを抽出し制御演算部11に渡す。そして制御演算部11は上述したように、その入力値に基づく所定の演算処理を実行する。コントローラユニット1の通信制御部12が上述したように入出力モジュール2に下りデータを送出してから上りデータの受領を完了するまでの処理は、一つの通信周期中に実施される。
The communication control unit 12 of the controller unit 1 analyzes the header in the data received from the input /
このように本実施例のプロセス制御装置では、コントローラユニット1から入出力モジュール2への下りデータの送出、そしてこれを受けての入出力モジュール2からコントローラユニット1への上りデータの送出、という1往復のデータのやり取りによって、アナログ出力部25及びデジタル出力部27にそれぞれ接続されているフィールド機器4への新たな指示信号や制御信号の出力、並びに、アナログ入力部24及びデジタル入力部26にそれぞれ接続されているフィールド機器4から入力された新たな信号の読み込み、が完了する。即ち、従来の装置ではコントローラユニットと複数の入出力モジュールとの間で4往復の通信が必要であったものが、1往復の通信で済む。それにより、1往復の通信周期が10msecに設定されている場合、従来は40msec間隔でしか信号の更新が行えなかったのに対し、10msec間隔での信号の更新が可能となる。
As described above, in the process control device of the present embodiment, transmission of downstream data from the controller unit 1 to the input /
なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨の範囲で適宜、変更や修正、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。 The above-described embodiment is merely an example of the present invention, and it goes without saying that changes, modifications, or additions can be made as appropriate within the scope of the present invention and still be covered by the appended claims.
1…コントローラユニット
10、20…マイコン
11…制御演算部
12、21…通信制御部
13、23…インタフェース部
2…入出力モジュール
22…入出力制御部
24…アナログ入力部
25…アナログ出力部
26…デジタル入力部
27…デジタル出力部
3…ベースラック
30、31…接続部
32…入出力バス
4…フィールド機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
a)制御のための演算処理を行う演算部と、後記入出力モジュールとの間の通信を制御する通信制御部と、を含むコントローラユニットと、
b)一又は複数のアナログ入力用フィールド機器からアナログ入力信号を収集するアナログ入力部と、一又は複数のアナログ出力用フィールド機器にアナログ出力信号を出力するアナログ出力部と、一又は複数のデジタル入力用フィールド機器からデジタル入力信号を収集するデジタル入力部と、一又は複数のデジタル出力用フィールド機器にデジタル出力信号を出力するデジタル出力部と、前記コントローラユニットとの間の通信を制御する通信制御部と、該通信制御部と前記アナログ入力部、前記アナログ出力部 、前記デジタル入力部、及びデジタル出力部との間に介挿され、該通信制御部を介して前記コントーラユニットから受け取った出力データをアナログ出力用フィールド機器及びデジタル出力用フィールド機器が利用可能な形式に変換しつつ分配する一方、前記アナログ入力部及び前記デジタル入力部を介してアナログ入力用フィールド機器及びデジタル入力用フィールド機器から受け取った入力データを前記コントーラユニットが処理可能な形式に変換しつつ集約する入出力制御部と、を含む入出力モジュールと、
c)前記コントローラユニット及び前記入出力モジュールがそれぞれ装着され、該コントローラユニットと該入出力モジュールとの間の通信のための信号線が集約されたベースラックと、
を備えることを特徴とするプロセス制御装置。 A process control device that executes a predetermined operation based on information collected by one or more external input field devices, and controls or drives the external output field device based on the result of the operation,
a) A controller unit that includes an operation unit that performs operation processing for control, and a communication control unit that controls communication with the post-entry output module;
b) An analog input unit that collects analog input signals from one or more analog input field devices, an analog output unit that outputs an analog output signal to one or more analog output field devices, and one or more digital inputs Control unit for controlling communication between a digital input unit for collecting digital input signals from a field device for the digital output, a digital output unit for outputting a digital output signal to one or more digital output field devices, and the controller unit And the communication control unit, the analog input unit, the analog output unit, the digital input unit, and the digital output unit, and the output data received from the controller unit via the communication control unit In the form that field devices for analog output and field devices for digital output can be used While distributing, while converting the input data received from the field device for analog input and the field device for digital input via the analog input unit and the digital input unit into a form that can be processed by the controller unit, the data is integrated An input / output module including an input / output control unit;
c) a base rack on which the controller unit and the input / output module are mounted, and signal lines for communication between the controller unit and the input / output module are integrated;
A process control apparatus comprising:
前記コントローラユニット及び前記入出力モジュールそれぞれの通信制御部は、該コントローラユニットをマスタ機、該入出力モジュールをスレーブ機とした、マスタ−スレーブ方式による通信を行うことを特徴とするプロセス制御装置。 The process control device according to claim 1, wherein
A communication control unit of each of the controller unit and the input / output module performs communication according to a master-slave system, using the controller unit as a master unit and the input / output module as a slave unit.
前記コントローラユニットから前記入出力モジュールへ送信される下りデータは、前記入出力モジュールの入出力制御部が前記アナログ出力部及び前記デジタル出力部を介してアナログ出力用フィールド機器及びデジタル出力用フィールド機器に出力される出力データを含み、
前記入出力モジュールが前記下りデータを受け取ったあとに、これに対応して前記コントローラユニットへ送信される上りデータは、前記入出力制御部が前記アナログ入力部及び前記デジタル入力部を通してアナログ入力用フィールド機器及びデジタル入力用フィールド機器から取得した入力データを含むことを特徴とするプロセス制御装置。 The process control device according to claim 2,
The downstream data transmitted from the controller unit to the input / output module is input to the field device for analog output and the field device for digital output via the analog output unit and the digital output unit of the input / output module. Including the output data to be output,
Upstream data transmitted to the controller unit in response to the downstream data being received by the input / output module is converted into an analog input field through the analog input unit and the digital input unit by the input / output control unit. A process control device comprising input data obtained from a device and a field device for digital input.
前記コントローラユニットから前記入出力モジュールへの下りデータの送信及びそれに続く該入出力モジュールから前記コントローラユニットへの上りデータの受信の一往復の送受信毎に、該入出力モジュールは各フィールド機器への出力信号を更新するとともに前記コントローラユニットは該入出力モジュールから各フィールド機器による入力信号を収集することを特徴とするプロセス制御装置。 The process control device according to claim 3,
The input / output module outputs an output to each field device for each transmission / reception of one round-trip reception of uplink data from the controller unit to the input / output module and reception of uplink data from the input / output module to the controller unit thereafter A process control apparatus characterized in that the controller unit updates signals from the input / output module and collects input signals from each field device.
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