JP2020064340A - 制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
[制御システムの構成]
まず、本発明の第1の実施形態に係る制御システムの構成例について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る制御システム100の構成例を示す。
図2は、本発明の第1の実施形態に係るデータ処理部23の構成例(追加するフィールド機器が2個の場合)を示すブロック図である。
図3は、本発明の第1の実施形態に係るデータ処理部23の構成例を示すブロック図である。図3に示したデータ処理部23の構成は、図2に示したデータ処理部23の構成と比較して、新たなフィールド機器からデータ処理部23に入力されるフィールドデータ59に対応した構成である点が異なる。すなわち、データ処理部23は、バッファメモリ223、閾値判定部233、レジスタ75(レジスタC1)、及びレジスタ76(レジスタC2)が追加されている。
図4は、本発明の第1の実施形態に係るデータ処理装置2(主に閾値判定部231,232)における閾値判定処理の手順例を示すフローチャートである。以下、図2に示すデータ処理部23の構成を想定して、図4に示す閾値判定処理の手順例を説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態に係るデータ処理装置2のCPU21で実行される処理の手順例を示すフローチャートである。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る制御システム100の制御周期tsにおける処理の一例を示すタイミングチャートである。本例は、制御システム100におけるフィールド機器からのフィールドデータの取得、CPU11での処理、及びコントローラ1からバルブ202への制御データ出力までを既存の制御システムで定めた制御周期ts内に実行する場合のタイミングチャートの一例を示す。すなわち、図6は、追加したフィールド機器203,204からのフィールドデータによって異常が検出されない場合の例を示している。
図7は、本発明の第1の実施形態に係る制御システム100の制御周期tsにおける処理の他の例を示すタイミングチャートである。図7の例は、図6に示したタイミングチャートと比較して、フィールド機器203,204からのフィールドデータによって異常が検出された場合である点が異なる。
内部の論理回路の構造を何度も繰り返し再構成できる半導体チップ(Programmable Logic Device;PLD)が知られている。データ処理装置2のデータ処理部23をPLDの一種であるFPGAにより構成することで、追加するフィールド機器に合わせてデータ処理部23を柔軟に設計(再構成)することができる。以下、FPGAを用いてデータ処理部23の内部構造を再構成する方法について簡単に説明する。
次に、データ処理部23の内部構造の再構成処理の手順例を説明する。図9は、本発明の第1の実施形態に係るデータ処理部23の内部構造の再構成処理の手順例を示すフローチャートである。ここでは、図2に示す構成のデータ処理部23を設計及び再構成する例を説明する。
次に、本発明の第2の実施形態として、制御システムにおいて、追加したフィールド機器(操作機器)を制御するための制御データを、データ処理装置から出力する構成を説明する。
次に、本発明の第3の実施形態として、フィールドデータの通信を無線で実施する場合の例を説明する。
次に、第4の実施形態として、本発明の制御システムをプラントに適用した場合の構成例を説明する。
次に、第5の実施形態として、本発明の制御システムをプラントに適用した場合の他の構成例を説明する。
次に、本発明の制御システムを鉄道システムに適用した場合の構成例を説明する。
さらに、本発明は上述した各実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
221,222,223…バッファメモリ、 231,232,233…閾値判定部、
240…時刻判定部、 250…FIFOメモリ、 70…レジスタ設定部、 71,72,73,74,75,76…レジスタ、 100,100A,100B…制御システム、 201,203,204,206,207,301,303,304,305,307,308,401,403,405,407…フィールド機器、 202,302…バルブ、 205,306…ポンプ、 402,406…転轍機、 404,408…画像センサ、 P1,P2…プラント、 R…鉄道システム
Claims (9)
- フィールド機器からフィールドデータを受信し演算を実行して制御対象のフィールド機器へ制御データを送信するコントローラと、
前記フィールド機器とは異なる他のフィールド機器が出力する他のフィールドデータを受信するデータ処理装置と、を備え、
前記データ処理装置は、受信した前記他のフィールドデータに対して所定の処理を行い、前記所定の処理の結果に応じてフィールドデータを出力するデータ処理部と、
前記データ処理部から入力される前記フィールドデータに応じた判定論理に基づいて判定処理を行い、前記判定処理の結果に応じて前記コントローラへ制御データを送信する演算処理部と、を有する
制御システム。 - 前記データ処理部は、
前記他のフィールド機器から受信した前記他のフィールドデータに時刻情報を付加する時刻付加部と、
前記他のフィールドデータを前記時刻情報とともに保持するバッファメモリと、
前記バッファメモリから出力されるフィールドデータの値が閾値の範囲内か範囲外かを判定し、前記フィールドデータの値が前記閾値の範囲外であると判定した場合に該当フィールドデータを出力する閾値判定部と、
前記閾値判定部から入力される前記フィールドデータを、前記時刻情報の早い順に並び替えて出力する時刻判定部と、
前記時刻判定部から入力される前記フィールドデータを入力順に前記演算処理部へ出力する先入れ先出しメモリと、を備える
請求項1に記載の制御システム。 - 前記データ処理部は、
前記閾値判定部に適用する前記閾値の情報を格納する複数のレジスタと、
前記演算処理部の指示に従い、前記複数のレジスタのそれぞれに対し前記閾値を設定するレジスタ設定部と、を更に有する
請求項2に記載の制御システム。 - 前記閾値判定部により前記他のフィールドデータの値のうち1つでも前記閾値の最低値よりも小さいと判定された場合に、前記演算処理部は、前記閾値の最低値より小さいフィールドデータが存在することを示す前記制御データを前記コントローラに送信する
請求項3に記載の制御システム。 - 前記閾値判定部により前記他のフィールドデータの値のうち1つでも前記閾値の最高値よりも大きいと判定された場合に、前記演算処理部は、前記閾値の最高値より大きいフィールドデータが存在することを示す前記制御データを前記コントローラに送信する
請求項3に記載の制御システム。 - 前記演算処理部は、
前記コントローラが所定時間内に処理を実行する制御周期内に、前記先入れ先出しメモリから当該演算処理部へ送信された前記閾値の範囲外のフィールドデータが存在する場合に、前記制御データを前記コントローラに送信する
請求項4又は5に記載の制御システム。 - 前記データ処理部は内部の論理回路の構造を再構成可能な半導体チップで構成され、前記バッファメモリの構成、前記閾値判定部の構成、及び前記レジスタの構成は、前記他のフィールドデータの種類、及び型によって決定される
請求項3に記載の制御システム。 - 前記演算処理部は、前記データ処理部の判定結果に応じて、前記データ処理装置に接続されている制御対象の操作機器に制御データを送信する
請求項1に記載の制御システム。 - 前記他のフィールド機器が出力する無線フィールドデータを受信して前記データ処理部へ出力する第1の無線受信部と、
前記演算処理部が出力する前記制御データを無線送信する第1の無線送信部と、
前記無線送信部が無線送信した前記制御データを無線受信して前記コントローラへ出力する第2の無線受信部と、を有する
請求項1に記載の制御システム。
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JP2018194128A JP7202134B2 (ja) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | 制御システム |
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JP2018194128A Active JP7202134B2 (ja) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | 制御システム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7470632B2 (ja) | 2020-12-25 | 2024-04-18 | 株式会社日立製作所 | 制御装置 |
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JP2008532148A (ja) * | 2005-03-04 | 2008-08-14 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 優先順位が付けられた制御工程を実行する方法及び装置 |
JP2010538393A (ja) * | 2007-09-05 | 2010-12-09 | フィッシャー−ローズマウント システムズ, インコーポレイテッド | 異常状況に関連したプロセス制御データを保存し表示するシステム |
JP2012014385A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Digital Electronics Corp | プログラマブル表示器およびデータ表示プログラム |
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2018
- 2018-10-15 JP JP2018194128A patent/JP7202134B2/ja active Active
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