JP2021060639A

JP2021060639A - 入出力制御システム

Info

Publication number: JP2021060639A
Application number: JP2019182577A
Authority: JP
Inventors: 寿郎木本; Toshiro Kimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-10-03
Filing date: 2019-10-03
Publication date: 2021-04-15

Abstract

【課題】アプリで正常な入力データを取り込むことができるようにして、プラントの適切な運転をすることができる入出力制御システムを提供する。【解決手段】第１ＰＩＯ１１３は電圧に対応する入力データをマスタカード１０３に送信するとともに、マスタカード１０３は入力データを第２ＰＩＯ１１４に送信することにより第２ＰＩＯ１１４は入力データを保持し、第１ＰＩＯ１１３から第２ＰＩＯ１１４に入力データの取得の切り替えを行う場合、第２ＰＩＯ１１４は切り替え時から設定時間経過していなければ、第２ＰＩＯ１１４が保持している第１ＰＩＯ１１３の入力データをマスタカード１０３に送信し、設定時間経過していれば第２ＰＩＯ１１４が取得した入力データをマスタカード１０３に送信する。【選択図】図１

Description

本願は、入出力制御システムに関するものである。

従来の入出力制御システムにおいては、Ｉ／Ｏ（ＩＮＰＵＴＯＵＴＰＵＴ入出力）制御装置を常用系Ｉ／Ｏ制御装置と待機系Ｉ／Ｏ制御装置からなる２重化した入出力制御装置で構成し、待機系Ｉ／Ｏ制御装置は、常用系Ｉ／Ｏ制御装置の監視を行うと共に、常用系Ｉ／Ｏ制御装置に設定された設定データをバックアップし、常用系Ｉ／Ｏ制御装置に障害が発生したとき、常用系Ｉ／Ｏ制御装置と待機系Ｉ／Ｏ制御装置を切り替えるものがあった（特許文献１参照）。

特開２０１３−１４９１１４号公報

２重化されたプロセス入出力装置（以下ＰＩＯ（ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＰＵＴＯＵＴＰＵＴ）と略す）に微小電圧Ａｉが入力される場合、制御系のＰＩＯ側に微小電圧Ａｉが入力されている時に待機系のＰＩＯにも微小電圧Ａｉが入力された場合、検知精度が悪くなるため、待機系ＰＩＯ側を切り離しておく必要がある。そのため、制御系ＰＩＯにおいて障害が発生して制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えを行った場合、新しく制御系となるＰＩＯでは十分に入力データを読み込めない期間が発生するため、入力値が定まるまで一定時間を待つ必要がある。

しかし従来からある２重化されたプロセス入出力装置に微小電圧Ａｉが入力される場合、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生した時、すぐに新しく制御系となったＰＩＯ（待機系であったＰＩＯ）の入力データをアプリケーション（以下アプリと略す）に通知していたため、入力値が定まっていない値がアプリに通知されてしまっていた。即ち制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生した直後、新しく制御系となるＰＩＯがアプリに入力データを送信した場合には、不定値がアプリで読まれるという問題があった。

本願は上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、２重化されたプロセス入出力装置に微小電圧Ａｉが入力される場合、入出力制御システムが正常な入力データを取り込むことができるようにすることにより、プラントを適切に運転することができる入出力制御システムを提供することを目的としている。

本願に開示される入出力制御システムは、
フィールドネットワークを制御するマスタカードと、
前記フィールドネットワークに接続されるとともに電圧が入力される入力回路をそれぞれ有する第１ＰＩＯ及び第２ＰＩＯを備えたものであって、
前記第１ＰＩＯに前記電圧が入力されると共に前記第２ＰＩＯには前記電圧が入力されず前記第２ＰＩＯは待機している場合、
前記第１ＰＩＯは前記電圧に対応する入力データを前記マスタカードに送信するとともに、前記マスタカードは前記入力データを前記第２ＰＩＯに送信することにより前記第２ＰＩＯは前記入力データを保持し、
前記第１ＰＩＯから前記第２ＰＩＯに入力データの取得の切り替えを行う場合、前記第２ＰＩＯは切り替え時から設定時間経過していなければ、前記第２ＰＩＯが保持している前記第１ＰＩＯの前記入力データを前記マスタカードに送信し、前記設定時間経過していれば前記第２ＰＩＯが取得した入力データを前記マスタカードに送信するものである。

又本願に開示される別の入出力制御システムは、
第１ＰＩＯから第２ＰＩＯに入力データの取得の切り替えを行う場合、保持された前記入力データと前記第２ＰＩＯが取得した入力データの差が設定値より大きければ前記第２ＰＩＯは再度保持された前記入力データを前記マスタカードに送信し、前記差が前記設定値以下であれば前記第２ＰＩＯが取得した入力データを前記マスタカードに送信するものである。

又本願に開示される別の入出力制御システムは、
第１ＰＩＯ及び第２ＰＩＯの間で電圧に対応する入力データを互いに送受信することができる送受信部を設け、
前記第１ＰＩＯは前記入力データを前記マスタカードに送信する際に、前記送受信部に前記入力データを送信し、
前記第１ＰＩＯから前記第２ＰＩＯに入力データの取得の切り替えを行う場合、切り替え時から設定時間経過していなければ前記第２ＰＩＯが前記送受信部から入手した前記入力データを前記第２ＰＩＯが前記マスタカードに送信し、前記設定時間経過していれば前記第２ＰＩＯが取得した入力データを前記マスタカードに送信するものである。

本願に開示される入出力制御システムによれば、２重化されたプロセス入出力装置に微小電圧が入力される場合、正常な入力データを取り込むことができ、プラントを適切に運転することができる。

実施の形態１による入出力制御システムを示す概念図である。実施の形態１による入出力制御システムにおけるデータの流れを示す模式図である。ＰＩＯに入力された入力データの経時変化を示すグラフである。実施の形態１による入出力制御システムにおいて、待機系ＰＩＯが制御系に切り替わる時の処理を示すフローチャートである。入出力制御システムにおける入力値の経時変化を示すチャートである。実施の形態１による入出力制御システムにおける入力値の経時変化を示すチャートである。実施の形態２による入出力制御システムを示す概念図である。実施の形態２による入出力制御システムにおけるデータの流れを示す模式図である。実施の形態２による入出力制御システムにおいて、待機系ＰＩＯが制御系に切り替わる時の処理を示すフローチャートである。実施の形態３による入出力制御システムを示す概念図である。実施の形態３による入出力制御システムにおけるデータの流れを示す模式図である。実施の形態４による入出力制御システムを示す概念図である。実施の形態４による入出力制御システムにおけるデータの流れを示す模式図である。実施の形態４による入出力制御システムにおいて、待機系ＰＩＯが制御系に切り替わる時の処理を示すフローチャートである。実施の形態５による入出力制御システムを示す概念図である。実施の形態５による入出力制御システムにおけるデータの流れを示す模式図である。実施の形態５による入出力制御システムにおいて、待機系ＰＩＯが制御系に切り替わる時の処理を示すフローチャートである。

実施の形態１．
本願は、２重化されたプロセス入出力装置に微小電圧Ａｉが入力される場合、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生した時に正しい入力データをアプリに通知することを特徴とするものである。制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯとの間で切り替えが必要となる場合としては、制御系ＰＩＯが壊れた場合が該当する。制御系ＰＩＯが重故障となり、この場合制御系ＰＩＯに入力できなくなるため、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えを行う。
以下、実施の形態１について図に基づいて説明する。図１は実施の形態１による入出力制御システムを示す概念図、図２はデータの流れを示す模式図である。

図１において、入出力制御システムは制御装置１０１と、制御装置１０１を制御するＣＰＵ（ＣＥＮＴＲＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＵＮＩＴ）カード１０２と、フィールドネットワークを制御するマスタカード１０３とを備える。更に入出力制御システムはフィールドネットワークを構成するケーブル１１０、フィールドネットワークに接続される機器（ＰＩＯ１１３、１１４）の電源１１１、ＰＩＯを接続するための中継ユニット１１２を有している。又入出力制御システムは、微小電圧Ａｉが入力される２重化されたＰＩＯ１１３、１１４を有している。

尚図１において、現在においてＰＩＯ１１３が制御系ＰＩＯ（第１ＰＩＯ）であり、ＰＩＯ１１４が待機系ＰＩＯ（第２ＰＩＯ）であるとし、ＰＩＯ１１３からＰＩＯ１１４に切り替えを行う場合について説明する。ＰＩＯ１１３、１１４は初期化時にマスタカード１０３から設定値１１５を取得する。ここで設定値１１５とは時間であり（設定時間）、単位はｍｓである。

図２に示すように、ＰＩＯ１１３、１１４は入力回路１２０、１２１を有している。入力回路１２０、１２１には熱電対で発生した微小電圧Ａｉが入力されている。ここで熱電対はプラントに設置されている機器の温度を測定している。そしてプラントにより測定された温度の用途は異なり、例えば、石油精製及び石油化学プラントでは、石油の温度が上がった場合の不具合が発生することを防止するため、常時温度を測定している。
微小電圧Ａｉが制御系ＰＩＯ１１３に入力されている時に、待機系ＰＩＯ１１４に微小電圧Ａｉが入力されると正確に計測できない。そこで待機系ＰＩＯ１１４の入力回路１２１はＯＰＥＮにして入力不可にしている。微小電圧Ａｉが入力される場合、図１のＰＩＯ１１３、１１４の２つに同時に入力電流を流すと、正確に計測できなくなる。従ってこの場合制御系ＰＩＯ１１３に対してのみ入力を行う。

このように２重化されたプロセス入出力装置に微小電圧Ａｉが入力される場合、入力電圧が低いために制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯに対して同時に入力ができない。即ち微小電圧Ａｉが入力される場合、入力電圧は小さく、この時入力電流も小さくなる。この場合、ＰＩＯ１１３、１１４の２つに同時に入力電流を流すと、正確に計測できなくなる。
又微小電圧Ａｉが入力されている場合では、この微小電圧Ａｉに対応する入力データを読み込むのに数１０ｍｓの時間がかかる。即ち図３に示すように、入力系のＰＩＯにおける入力データがその本来の値（０．１Ｖ）になるまで数１０ｍｓかかる。これはハードウェアの特性によるものである。

制御系ＰＩＯ１１３は入力データをケーブル１１０を介してマスタカード１０３に通知する。マスタカード１０３は制御系ＰＩＯ１１３の入力データを待機系ＰＩＯ１１４に出力する処理を実施する。入力データはＣＰＵカード１０２に搭載のアプリ１５０に通知される。そして待機系ＰＩＯ１１４は制御系ＰＩＯ１１３に入力されたデータを保持する。

図４は実施の形態１による入出力制御システムにおいて、待機系ＰＩＯ１１４が制御系に切り替わる時の処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、旧制御系（ＰＩＯ１１３）の入力データをマスタカード１０３に送信している。ステップＳ２０２では制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えから設定値（設定時間）１１５の時間経過したかを判断している。図３に示したように、例えば、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替え時から数１０ｍｓ経過していない間は新制御系ＰＩＯ（ＰＩＯ１１４）における入力データが安定しない。そのため数１０ｍｓ単位のパラメータを設定値１１５として設定し、その時間が経過するまでは制御系ＰＩＯ１１４は旧制御系（ＰＩＯ１１３）の入力データをマスタカード１０３を介してアプリ１５０に送信する。経過していなければ、再度旧制御系ＰＩＯの入力データをマスタカード１０３に送信する。経過していれば新制御系ＰＩＯ（ＰＩＯ１１４）は、自身に入力された入力データをマスタカード１０３に送信する（ステップＳ２０３）。

本実施形態では、制御系ＰＩＯ１１３の入力データをマスタカード１０３に通知し、マスタカード１０３がそのデータを待機系ＰＩＯ１１４に出力する。待機系ＰＩＯ１１４は制御系ＰＩＯ１１３の入力データを取り込むことができ、入力データを保持することができる。これにより、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生した時、設定値１１５の時間が経過するまで、旧待機系ＰＩＯ１１４は保持していた旧制御系ＰＩＯ１１３の入力データをマスタカード１０３を介してアプリ１５０に送信することができ、アプリ１５０は入力データをホールドすることができる。

図５は本方式によらない入出力制御システムにおける入力値の経時変化を示すチャート、図６は本方式による入出力制御システムにおける入力値の経時変化を示すチャートである。図５において、期間１３２では制御系ＰＩＯ１１３の入力データの入力値がアプリに入力されており、正しい入力値が入力されている。時点１３１において制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生し、期間１３３ではＰＩＯ１１４の入力値がアプリに入力されている。しかし、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生（時点１３１）直後では、ＰＩＯ１１４の入力値は安定しておらず、期間１３３では、アプリでＰＩＯ１１４の断線した時に入力される値（ＰＩＯ１１４の入力回路１２１がＯＰＥＮにされているときと同等の値）が入力されるという問題がある。
一方本方式においては図６に示すように、上記問題点を解消しており、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替え発生時１３１以降、期間１３４（設定値１１５の時間）ではＰＩＯ１１４は自身が保持しているＰＩＯ１１３の入力値をアプリに通知する処理を実施している。これによりアプリ１５０は正しい入力値を読むことができる。

尚制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生した後、旧制御系ＰＩＯ（ＰＩＯ１１３）においては、微小電圧Ａｉは入力されていない。図２において、入力回路１２１をＯＰＥＮ及びＣＬＯＳＥにするためのスイッチ１２１１、１２１２が描かれているが、入力回路１２０にも、図示されていないが、ＯＰＥＮ及びＣＬＯＳＥにするためのスイッチは存在している。
又上記においては２重化されたプロセス入出力装置（ＰＩＯ）について説明したが、プロセス入出力装置が３つ以上存在しても良い。

実施の形態２．
以下、実施の形態２について図に基づいて説明する。図７は実施の形態２による入出力制御システムを示す概念図、図８はデータの流れを示す模式図である。
図７において、入出力制御システムは制御装置１０１と、制御装置１０１を制御するＣＰＵカード１０２と、フィールドネットワークを制御するマスタカード１０３から構成されている。更に入出力制御システムはフィールドネットワークを構成するケーブル１１０、フィールドネットワークに接続される機器（ＰＩＯ）の電源１１１、ＰＩＯを接続するための中継ユニット１１２を有している。又入出力制御システムは、微小電圧Ａｉが入力される２重化されたＰＩＯ１１３、１１４を有している。ＰＩＯ１１３、１１４は初期化時にマスタカード１０３から設定値３０１を取得する。

実施の形態１に示した入出力制御システムと同様に、ＰＩＯ１１３、１１４は入力回路１２０、１２１を有している。入力回路１２０、１２１には熱電対で発生した微小電圧Ａｉが入力されている。微小電圧Ａｉが入力している場合では、制御系ＰＩＯ１１３に入力されている時、待機系ＰＩＯに入力されると入力誤差が生じるため、入力回路１２１はＯＰＥＮにして入力不可にしている。制御系ＰＩＯ１１３は入力データをマスタカード１０３に通知する。又マスタカード１０３は制御系ＰＩＯ１１３の入力データを待機系ＰＩＯ１１４に出力する処理を実施する。入力データはＣＰＵカード１０２に搭載のアプリ１５０に通知される。そして待機系ＰＩＯ１１４は制御系ＰＩＯ１１３に入力されたデータを保持する。

図９は実施の形態２による入出力制御システムにおいて、待機系ＰＩＯ１１４が制御系に切り替わる時の処理を示すフローチャートである。ステップＳ４０１では、旧制御系（ＰＩＯ１１３）の入力データをマスタカード１０３に送信している。ステップＳ４０２では制御系が切り替わった後ＰＩＯ１１４が保持しているＰＩＯ１１３の入力データと、新しく制御系となったＰＩＯ１１４が取得した入力データとの差を求めている。そしてステップＳ４０３で差が設定値３０１以下かどうか判断している。差が設定値３０１より大きければＰＩＯ１１４は再度ＰＩＯ１１４が保持している旧制御系（ＰＩＯ１１３）の入力データをマスタカード１０３を介してアプリ１５０に送信し、設定値３０１以下であれば新制御系（ＰＩＯ１１４）自身が新たに取得した入力データをマスタカード１０３に送信する（ステップＳ４０４）。

待機系ＰＩＯ１１４では入力は行われておらず、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生した時に入力データを取り込み始める。そのため、入力値が安定するまで、数十ｍｓの時間がかかり、その間は旧制御系（ＰＩＯ１１３）の入力データを用いてマスタカード１０３が処理できるようにする。入力データが安定した後は、ＰＩＯ１１４（新制御系）の入力データを用いて処理を実施する。そのため、設定値３０１を基準にして判断処理を実施する。

本実施形態では、制御系ＰＩＯ１１３の入力データをマスタカード１０３に通知し、マスタカード１０３がそのデータを待機系ＰＩＯ１１４に出力する。待機系ＰＩＯ１１４は制御系ＰＩＯ１１３の入力データを取り込むことができ、入力データを保持することができる。
また、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えが発生した時、保持されている旧制御系ＰＩＯ（ＰＩＯ１１３）の入力データと新制御系ＰＩＯ（ＰＩＯ１１４）の入力データの差を比較することにより、新制御系ＰＩＯが入力データを正常に取り込めたかどうかを判断できる。従って実施の形態１に示したように、設定値１１５の時間が経過するまで待つ処理を実施しなくていいことを特徴としている。
実際、入力機器により、新制御系ＰＩＯで入力データを読み込める時間が変わってくる場合があり、このような場合実施の形態２の方が実施の形態１よりも有効となる。

実施の形態３．
以下、実施の形態３について図に基づいて説明する。図１０は実施の形態３による入出力制御システムを示す概念図、図１１はデータの流れを示す模式図である。図において、入出力制御システムは制御装置１０１と、制御装置１０１を制御するＣＰＵカード１０２と、フィールドネットワークを制御するマスタカード１０３から構成されている。更に入出力制御システムはフィールドネットワークを構成するケーブル１１０、フィールドネットワークに接続される機器（ＰＩＯ）の電源１１１、ＰＩＯを接続するための中継ユニット１１２を有している。又入出力制御システムは、微小電圧Ａｉが入力される２重化されたＰＩＯ１１３、１１４を有している。ＰＩＯ１１３、１１４は初期化時にマスタカード１０３から設定値１１５を取得する。ここで設定値１１５とは時間（設定時間）であり、単位はｍｓである。

実施の形態１に示した入出力制御システムと同様に、ＰＩＯ１１３、１１４は入力回路１２０、１２１を有している。入力回路１２０、１２１には熱電対で発生した微小電圧Ａｉが入力されている。微小電圧Ａｉが入力している場合では、制御系ＰＩＯ１１３に入力されている時に、待機系ＰＩＯ１１４に入力されると入力誤差が生じるため、入力回路１２１はＯＰＥＮにして入力不可にしている。マスタカード１０３は、ＰＩＯからの入力データをアプリ１５０に通知している。

制御系ＰＩＯ１１３は入力データをマスタカード１０３に通知する。マスタカード１０３は制御系ＰＩＯ１１３の入力データをアプリ１５０に通知し、アプリ１５０は待機系ＰＩＯ１１４にその入力データを出力するために、マスタカード１０３に通知し、マスタカード１０３は待機系ＰＩＯ１１４に出力する処理を実施する。待機系ＰＩＯ１１４は制御系ＰＩＯ１１３の入力データを保持する。

制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替え処理は、実施の形態１の場合と同様であり、図４に示したフローチャートに基づいて処理を実施する。即ちステップＳ２０１では、旧制御系（ＰＩＯ１１３）の入力データをマスタカード１０３に送信している。ステップＳ２０２では制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えから設定値１１５の時間経過したかを判断している。例えば、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替え時から数１０ｍｓ経過していない間は新制御系ＰＩＯ（ＰＩＯ１１４）における入力データが安定しない。そのため数１０ｍｓ単位のパラメータを設定値１１５として設定し、その時間が経過するまでは旧制御系（ＰＩＯ１１３）の入力データを使うようにする。経過していなければ、再度旧制御系ＰＩＯの入力データをマスタカード１０３に送信する。経過していれば新制御系ＰＩＯ（ＰＩＯ１１４）の入力データをマスタカード１０３に送信する（ステップＳ２０３）。

本実施形態では、制御系ＰＩＯ１１３の入力データをマスタカード１０３に通知し、マスタカード１０３はアプリ１５０に入力データを通知する。アプリ１５０はその入力データを待機系ＰＩＯ１１４に出力するためにマスタカード１０３に通知し、マスタカード１０３が待機系ＰＩＯ１１４に出力することにより、待機ＰＩＯ１１４は制御系ＰＩＯ１１３の入力データを取り込めることを特徴としている。
実施の形態１、２では、マスタカード１０３が入力データを折り返し、出力していたため、マスタカード１０３を変更しなければならなかった。複数のシステムがある場合、システムの違いはアプリ１５０で吸収するのが望ましく、本実施形態ではアプリ１５０で入力データの折り返しを実施しており、実施の形態１、２より汎用性があることを特徴としている。
尚図１０、１１では実施の形態１の構成にアプリを適用した場合について説明したが、実施の形態２の入出力制御システムに本実施形態を適用しても良い。

実施の形態４．
以下、実施の形態４について図に基づいて説明する。図１２は実施の形態４による入出力制御システムを示す概念図、図１３はデータの流れを示す模式図である。
図において、入出力制御システムは制御装置１０１と、制御装置１０１を制御するＣＰＵカード１０２と、フィールドネットワークを制御するマスタカード１０３から構成されている。更に入出力制御システムはフィールドネットワークを構成するケーブル１１０、フィールドネットワークに接続される機器（ＰＩＯ）の電源１１１、ＰＩＯを接続するための中継ユニット１１２を有している。又入出力制御システムは、微小電圧Ａｉが入力される２重化されたＰＩＯ１１３、１１４を有している。

又共有メモリ１３０が設けられており、共有メモリ１３０はＰＩＯ１１３とＰＩＯ１１４の間で読み込み、及び書き込みができるようになっている。即ち共有メモリ１３０はＰＩＯ１１３とＰＩＯ１１４との間で入力データを互いに送受信することができる送受信部を構成している。ＰＩＯ１１３、１１４は初期化時にマスタカード１０３から設定値１１５を取得する。ここで設定値１１５とは時間であり、単位はｍｓである。
実施の形態１に示した入出力制御システムと同様に、ＰＩＯ１１３、１１４は入力回路１２０、１２１を有している。入力回路１２０、１２１には熱電対で発生した微小電圧Ａｉが入力されている。微小電圧Ａｉが入力している場合では、制御系ＰＩＯ１１３に入力されている時に、待機系ＰＩＯに入力されると入力誤差が生じるため、入力回路１２１はＯＰＥＮにして入力不可にしている。

制御系ＰＩＯ１１３は入力データをマスタカード１０３に通知し、マスタカード１０３はＣＰＵカード１０２に搭載のアプリ１５０に入力データを通知する。制御系ＰＩＯ１１３は入力データをマスタカード１０３に通知する際に、共有メモリ１３０に入力データの書き込みを実施する。また待機系ＰＩＯ１１４は共有メモリ１３０から入力データを読み込み、その入力データを保存する。このようにして共有メモリ１３０を介して、待機系ＰＩＯは制御系ＰＩＯの入力データを読み込むことが可能となる。

図１４は実施の形態４による入出力制御システムにおいて、待機系ＰＩＯ１１４が制御系に切り替わる時の処理を示すフローチャートである。ステップＳ７０１では、待機系ＰＩＯ１１４が共有メモリ１３０から入手した入力データをマスタカード１０３に送信している。ステップＳ７０２では、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えから設定値１１５の時間経過したかを判断している。経過していなければステップＳ７０１の処理に戻り、経過していればステップＳ７０３で待機系ＰＩＯ１１４が取得した入力データをマスタカード１０３に送信する。

本実施形態では、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯが相互に読み書きできる共有メモリ１３０を設け、この共有メモリ１３０において制御系ＰＩＯの入力データを待機系ＰＩＯが読むことができるようにしている。このようにデータの共有ができることを特徴としている。実施の形態１〜３においてはマスタカード１０３又はアプリ１５０を変更する必要があったが、この共有メモリ１３０を設けることにより、マスタカード１０３とアプリ１５０を変更する必要がなくなる。
尚上記においては、設定時間が経過したか否かに基づいて判断しているが、実施の形態２に示すように旧制御系と新制御系の入力データの差に基づいて判断するようにしても良い。

実施の形態５．
以下、実施の形態５について図に基づいて説明する。図１５は実施の形態５による入出力制御システムを示す概念図、図１６はデータの流れを示す模式図である。
図において、入出力制御システムは制御装置１０１と、制御装置１０１を制御するＣＰＵカード１０２と、フィールドネットワークを制御するマスタカード１０３から構成されている。更に入出力制御システムはフィールドネットワークを構成するケーブル１１０、フィールドネットワークに接続される機器（ＰＩＯ）の電源１１１、ＰＩＯを接続するための中継ユニット１１２を有している。又入出力制御システムは、微小電圧Ａｉが入力される２重化されたＰＩＯ１１３、１１４を有している。ＰＩＯ１１３、１１４は初期化時にマスタカード１０３から設定値１１５を取得する。

ＰＩＯ１１３とＰＩＯ１１４はＲＳ２３２（ＲＥＣＯＭＭＥＮＤＥＤＳＴＡＮＤＡＲＤ２３２）Ｃ通信（シリアルポートのインターフェース規格）１８０によりデータのやり取りを実施できるようにしている。即ちＲＳ２３２Ｃ通信１８０はＰＩＯ１１３とＰＩＯ１１４との間で入力データを互いに送受信することができる送受信部を構成している。
実施の形態１に示した入出力制御システムと同様に、ＰＩＯ１１３、１１４は入力回路１２０、１２１を有している。入力回路１２０、１２１には熱電対で発生した微小電圧Ａｉが入力されている。微小電圧Ａｉが入力している場合では、制御系ＰＩＯ１１３に入力されている時に、待機系ＰＩＯに入力されると入力誤差が生じるため、入力回路１２１はＯＰＥＮにして入力不可にしている。

制御系ＰＩＯ１１３は入力データをマスタカード１０３に通知し、マスタカード１０３はＣＰＵカード１０２に搭載のアプリ１５０に通知する。制御系ＰＩＯ１１３は入力データをマスタカード１０３に通知する際に、ＲＳ２３２Ｃ通信１８０経由で入力データを待機系ＰＩＯ１１４に通知する。待機系ＰＩＯ１１４はＲＳ２３２Ｃ通信１８０経由で制御系ＰＩＯ１１３の入力データを取り込み、入力データを保存する。

図１７は実施の形態５による入出力制御システムにおいて、待機系ＰＩＯ１１４が制御系に切り替わる時の処理を示すフローチャートである。ステップＳ９０１では、旧待機系ＰＩＯ１１４がＲＳ２３２Ｃ通信１８０経由で入手した旧制御系ＰＩＯ１１３の入力データをマスタカード１０３に送信している。ステップＳ９０２で制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯの切り替えから設定値１１５の時間経過したかを判断している。経過していなければステップＳ９０１の処理に戻り、経過していればステップＳ９０３に移りＰＩＯ１１４が取得した入力データをマスタカード１０３に送信する。

本実施形態では、制御系ＰＩＯと待機系ＰＩＯをＲＳ２３２Ｃ通信１８０で接続し、相互に送受信することにより入力データを受信できるようにしている。このように簡単な構造を有するＲＳ２３２Ｃ通信１８０で構成することができ、マスタカード及びアプリを変更することなく実施できることを特徴としている。
尚上記においては、設定時間が経過したか否かに基づいて判断しているが、実施の形態２に示すように旧制御系と新制御系の入力データの差に基づいて判断するようにしても良い。

その他上記した構成部品の数、寸法及び材料等について適宜変更することができる。
更に本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１０３マスタカード、１１３第１ＰＩＯ、１１４第２ＰＩＯ、
１２０，１２１入力回路、１３０共有メモリ、１５０アプリ、
１８０ＲＳ２３２Ｃ、３０１設定値。

Claims

フィールドネットワークを制御するマスタカードと、
前記フィールドネットワークに接続されるとともに電圧が入力される入力回路をそれぞれ有する第１ＰＩＯ及び第２ＰＩＯを備えた入出力制御システムにおいて、
前記第１ＰＩＯに前記電圧が入力されると共に前記第２ＰＩＯには前記電圧が入力されず前記第２ＰＩＯは待機している場合、
前記第１ＰＩＯは前記電圧に対応する入力データを前記マスタカードに送信するとともに、前記マスタカードは前記入力データを前記第２ＰＩＯに送信することにより前記第２ＰＩＯは前記入力データを保持し、
前記第１ＰＩＯから前記第２ＰＩＯに入力データの取得の切り替えを行う場合、前記第２ＰＩＯは切り替え時から設定時間経過していなければ、前記第２ＰＩＯが保持している前記第１ＰＩＯの前記入力データを前記マスタカードに送信し、前記設定時間経過していれば前記第２ＰＩＯが取得した入力データを前記マスタカードに送信する入出力制御システム。
フィールドネットワークを制御するマスタカードと、
前記フィールドネットワークに接続されるとともに電圧が入力される入力回路をそれぞれ有する第１ＰＩＯ及び第２ＰＩＯを備えた入出力制御システムにおいて、
前記第１ＰＩＯに前記電圧が入力されると共に前記第２ＰＩＯには前記電圧が入力されず前記第２ＰＩＯは待機している場合、
前記第１ＰＩＯは前記電圧に対応する入力データを前記マスタカードに送信するとともに、前記マスタカードは前記入力データを前記第２ＰＩＯに送信することにより前記第２ＰＩＯは前記入力データを保持し、
前記第１ＰＩＯから前記第２ＰＩＯに入力データの取得の切り替えを行う場合、保持された前記入力データと前記第２ＰＩＯが取得した入力データの差が設定値より大きければ前記第２ＰＩＯは再度保持された前記入力データを前記マスタカードに送信し、前記差が前記設定値以下であれば前記第２ＰＩＯが取得した入力データを前記マスタカードに送信する入出力制御システム。
前記入力データを前記マスタカードから取得するアプリを設け、
前記第１ＰＩＯは前記入力データを前記マスタカードに送信するとともに、前記マスタカードは前記入力データを前記アプリに送信し、
前記アプリは前記入力データを前記マスタカードに送信し、前記マスタカードは前記第２ＰＩＯに前記入力データを送信することにより、前記第２ＰＩＯは前記入力データを保持する請求項１又は請求項２に記載の入出力制御システム。
フィールドネットワークを制御するマスタカードと、
前記フィールドネットワークに接続されるとともに電圧が入力される入力回路をそれぞれ有する第１ＰＩＯ及び第２ＰＩＯを備えた入出力制御システムにおいて、
前記第１ＰＩＯに前記電圧が入力されると共に前記第２ＰＩＯには前記電圧が入力されず前記第２ＰＩＯは待機している場合、
前記第１ＰＩＯ及び前記第２ＰＩＯの間で前記電圧に対応する入力データを互いに送受信することができる送受信部を設け、
前記第１ＰＩＯは前記入力データを前記マスタカードに送信する際に、前記送受信部に前記入力データを送信し、
前記第１ＰＩＯから前記第２ＰＩＯに入力データの取得の切り替えを行う場合、切り替え時から設定時間経過していなければ前記第２ＰＩＯが前記送受信部から入手した前記入力データを前記第２ＰＩＯが前記マスタカードに送信し、前記設定時間経過していれば前記第２ＰＩＯが取得した入力データを前記マスタカードに送信する入出力制御システム。
前記送受信部は前記第１ＰＩＯ及び前記第２ＰＩＯの間で読み込み、及び書き込みができる共有メモリである請求項４に記載の入出力制御システム。
前記送受信部は前記第１ＰＩＯ及び前記第２ＰＩＯの間でデータのやり取りを実施できるＲＳ２３２Ｃである請求項４に記載の入出力制御システム。