JP3369293B2 - プロセス入出力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業プラント等におけ
るプロセス制御に用いられるプロセス入出力装置に係
り、さらに詳しくは、当該プロセスの処理に必要とされ
る全ての制御量のなかの所定の制御量の状態を、２枚の
プロセス入出力ボードを用いて二重化構成としたプロセ
ス入出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄鋼、化学、石油、水処理、そ
の他の工業プラントにおいては、原材料から目的物を得
るまでのプロセスの数が極めて多く、必然的に、そのプ
ロセスを逐次実行していくために必要な計装機器も相当
な数量に上ることから、こうした多くの計装機器を系統
化して目的の工業プラントを構築するには、個々の計装
機器が実行する個々のプロセスの進行状況を総合的に把
握し、かつ、その個々のプロセスにおける実際の制御量
の状態を最適化することの可能な制御機構が必要とされ
る。特に、完成品としての目的物の品質は、個々のプロ
セスにおいて実際の制御量となりうる温度、圧力、流
量、その他の諸量の状態によって大きく左右されるた
め、この種の制御機構は、その目的物の品質を一定に保
つためにも必要不可欠なものとなる。このため、以上の
ような工業プラントには、上述の制御機構として、従来
から、計算機制御による総合的なプロセス制御の手法が
取り入れられており、その実際のプロセス制御にあって
は、ホスト計算機によって制御されうるプロセス制御用
計算機などを上位システムとしながら、この上位システ
ムと個々の計装機器の操作端および検出端との間のイン
タフェース動作を行う、いわゆるプロセス入出力装置が
用いられている。

【０００３】ここで、以上のプロセス制御の際に用いら
れるプロセス入出力装置は、通常、個々のプロセスに対
する処理をそれぞれ担当する個々の計装機器の数量に応
じた分だけ用意され、その個々のプロセス入出力装置
が、少なくとも、上位システムから受信したプロセス状
態操作用のデジタル信号をアナログ信号にＤ／Ａ（デジ
タル／アナログ）変換し、この変換後のアナログ信号を
計装機器の操作端に与える機能と、計装機器の検出端か
ら受け取ったプロセス状態検出用のアナログ信号をデジ
タル信号にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換し、この
変換後のデジタル信号を上位システムに送信する機能と
を具備したものとなっている。そして、これらの機能
は、実際には、当該プロセスの処理に必要とされる全て
の制御量の状態がそれぞれ個別に制御されるように、複
数枚のプロセス入出力ボードを用いて１枚ごとに実現さ
れている。

【０００４】近年、前述したプロセスをはじめ様々なプ
ロセスにおける計装制御装置の必要性は高まりつつあ
る。特にノンストップにて監視を行う場合は顕著であ
る。ノンストップにて監視を行うような装置の故障によ
る停止は重要な問題であり、故障によるダウンタイムの
短縮策としていろいろな方法が提案されている。

【０００５】まず、図８は、第１の従来例に係るプロセ
ス入出力装置の全体構成を示す斜視図である。同図に示
すように、この第１の従来例に係るプロセス入出力装置
は、その筐体を構成する直方体状のシェルフ１に対し、
前述したプロセス制御用計算機などの上位システムとの
間でデータ伝送を行う上位システム伝送インタフェース
・ボード（以下「上位システム伝送Ｉ／Ｆボード」とい
う）２と、プロセス入出力ボード（以下「ＰＩＯボー
ド」という）３とが、それぞれ着脱自在に実装できるよ
うになっている。

【０００６】このうち、シェルフ１は、その一側面（図
の正面）が開口された状態に形成されており、この開口
面から、その左端部に１枚の上位システム伝送Ｉ／Ｆボ
ード２を、右端部から主要部にかけて６枚のＰＩＯボー
ド３をそれぞれ実装しうるよう、その全体が、上位シス
テム伝送Ｉ／Ｆボード実装スロット１１と、６分割され
たＰＩＯボード実装スロット１２とに区分されている。
また、シェルフ１の開口面に対向して位置する他側面
（図の背面）の内側には、各スロットに対応して配設さ
れた７つのコネクタ（図示の矩形部分。符号は付さず）
の全てにわたって共通バス１３が配線されており、さら
に、ＰＩＯボード実装スロット１２に割り当てられた６
つのコネクタのうちの隣合う２つのコネクタごとに二重
化制御信号線１４が配線されている。すなわち、６分割
されたＰＩＯボード実装スロット１２を、右から順に第
１ないし第６のスロット（符号は付さず）とした場合、
二重化制御信号線１４は、第１のスロットと第２のスロ
ットとに割り当てられた２つのコネクタの間、第３のス
ロットと第４のスロットとに割り当てられた２つのコネ
クタの間、および第５のスロットと第６のスロットとに
割り当てられた２つのコネクタの間にそれぞれ配線され
ている。

【０００７】一方、上位システム伝送Ｉ／Ｆボード２
は、上位システムとＰＩＯボード３との間のインタフェ
ース動作などを行うための各種ハードウェアを収めた基
板２１を母材として構成されており、この基板２１の一
端（図の手前側）に立設されたパネル（符号は付さず）
からは、その上位システムとの間でプロセス入出力デー
タなどの各種データを授受するための上位システム伝送
線２２が引き出されており、さらに、その基板２１の他
端（図の向こう側）には、シェルフ１の上位システム伝
送Ｉ／Ｆボード実装スロット１１の内側に配設された前
述のコネクタに実際に接続されるバス接続コネクタ２３
が設けられている。

【０００８】他方、ＰＩＯボード３は、前述のＤ／Ａ変
換およびＡ／Ｄ変換を行う機能などを実現するための各
種ハードウェアを収めた基板３１を母材として構成され
ており、この基板３１の一端（図の手前側）に立設され
たパネル（符号は付さず）からは、所定の計装機器の操
作端および検出端との間でプロセス入出力信号を授受す
るためのプロセス入出力信号線３２が引き出されてお
り、さらに、その基板３１の他端（図の向こう側）に
は、シェルフ１のＰＩＯボード実装スロット１２の内側
に配設された前述のコネクタに実際に接続されるバス接
続コネクタ３３が設けられている。

【０００９】この様な構成により、上位システム伝送Ｉ
／Ｆボード２と２枚のＰＩＯボード３とが、それぞれの
バス接続コネクタ２２，３２を介して共通バス１３に接
続されるとともに、２枚のＰＩＯボード３が、それぞれ
のバス接続コネクタ３２を介して二重化制御信号線１４
に接続されるようになる。

【００１０】この結果、２枚のＰＩＯボード３は、プロ
セス制御用計算機などの上位システムによる制御に応じ
て選択的に動作するようになって、その双方が駆動系ま
たは待機系の何れか一方の状態をとるようになる。例え
ば、一方のＰＩＯボードが故障となると、この二重化に
よって予め設定されているスタンバイ系のＰＩＯボード
を動作させ、システムダウンの時間を短くしている。な
お、こうした二重化構成によらないシングル構成によっ
て所定の制御量の状態制御を行う場合には、隣接した２
つのスロット（例えば、第３のスロットと第４のスロッ
ト）のうちの一方に１枚のＰＩＯボード３を実装すれば
よい。

【００１１】図９は、第２の従来例に係るプロセス入出
力装置の全体構成を示す斜視図である。同図に示すよう
に、この第２の従来例に係るプロセス入出力装置は、そ
の筐体を構成する直方体状のシェルフ４に対し、先の第
１の従来例のそれと構成が全く同じである上位システム
伝送Ｉ／Ｆボード２（基板２１、上位システム伝送線２
２、およびバス接続コネクタ２３を具備）と、先の第１
の従来例のそれとは構成が異なるＰＩＯボード５（基
板、プロセス入出力信号線５２、およびバス接続コネク
タを具備）とが、それぞれ着脱自在に実装できるように
なっている（構成が全く同じ部位の詳細については図８
の説明を参照）。なお、本図では、シェルフ４の該当ス
ロットに対し、上位システム伝送Ｉ／Ｆボード２と２枚
のＰＩＯボード５とが既に実装された状態を示してい
る。

【００１２】このうち、シェルフ４については、先の第
１の従来例に示したシェルフ１とその構成がほぼ同じで
あるが、このシェルフ４には、第１の従来例に示した二
重化制御信号線１４が該当箇所に配線されていない。そ
の代わり、ＰＩＯボード５のパネル（符号は付さず）の
一部にターミナル５４を設け、シェルフ４のＰＩＯボー
ド実装スロット（符号は付さず）に対して隣接して実装
された状態（図では第５のスロットと第６のスロット）
にある２枚のＰＩＯボード５の双方のターミナル５４間
に、渡り配線５５が接続される。すなわち、このプロセ
ス入出力装置では、先の第１の従来例に示した二重化制
御信号線１４が、この渡り配線５５に置き換えられてい
る。

【００１３】２枚のＰＩＯボード５は、先の第１の従来
例の場合と同様に、プロセス制御用計算機などの上位シ
ステムによる制御に応じて選択的に動作するようになっ
て、その双方が駆動系または待機系の何れか一方の状態
をとるようになる。なお、こうした二重化構成によらな
いシングル構成によって所定の制御量の状態制御を行お
うとする場合には、単に、２枚のＰＩＯボード５の双方
のターミナル５４間に、渡り配線５５を接続しないよう
にすればよい。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上に示し
た第１の従来例に係るプロセス入出力装置においては、
前述したように、シェルフ１のＰＩＯボード実装スロッ
ト１２における６つのスロットのうち、二重化制御信号
線１４によって対応関係が成立した状態となっている隣
接した２つのスロットに２枚のＰＩＯボード３を実装し
た場合には、その構成上、当該プロセスにおける所定の
制御量の状態制御が二重化構成によって行われるように
なる。換言すれば、当該プロセスにおける所定の制御量
の状態制御をシングル構成によって行う意図で、制御の
目的が異なる２枚のＰＩＯボード３を上述の隣接した２
つのスロットに同時に実装したとしても、その２枚のＰ
ＩＯボード３は無条件に二重化構成として扱われてしま
うことになる。このため、当該プロセスにおける所定の
制御量の状態制御をシングル構成によって行う場合に
は、前述したように、隣接した２つのスロットの何れか
一方にしかＰＩＯボード３を実装できないことになり、
仮に、このプロセス入出力装置を用いて当該プロセスの
全ての制御量の状態制御をシングル構成によって行った
場合には、シェルフ１に対するＰＩＯボード３の実装効
率が、全体で５０％（１／２）にまで低下してしまう結
果となる。

【００１５】これに対し、第２の従来例に係るプロセス
入出力装置では、前述したように、二重化構成とシング
ル構成との切換えを渡り配線５５によって自由に行うこ
とができるため、上述のような実装効率の低下が生じる
ということは全くないが、例えば、シェルフ４の該当ス
ロットに実装された状態の２枚のＰＩＯボード５のうち
の一方に故障が発生したときなど、緊急にその交換作業
を行う必要が生じた場合には、その故障したＰＩＯボー
ド５のターミナル５４から渡り配線５５を一旦外して新
たなＰＩＯボード５を実装しなおした後に、この新たな
ＰＩＯボードのターミナル５４に再び渡り配線５５を接
続するといった繁雑な作業を、その故障が発生するごと
に行わなければならない。また、こういった操作性の問
題以外にも、このプロセス入出力装置にあっては、２枚
のＰＩＯボード５を渡り配線５５によって二重化構成と
する手法を採っているため、個々のＰＩＯボード５にそ
れ専用のターミナル５４を設けなければならず、そのた
めの全体的な製造コストが上昇するといった経済性の問
題も生じてしまう。

【００１６】本発明は、こうした実情に基づいて為され
たものであり、その目的は、プロセス入出力ボードの実
装効率が高く、その交換時の操作性が良く、かつ、全体
的な製造コストが低いプロセス入出力装置を提供するこ
とにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、筐体の主
要空間を分割して成る複数のスロットにわたって配線さ
れた共通バスを具備するシェルフと、このシェルフの複
数のスロットに対して共通バスにそれぞれ電気的に接続
された状態で実装しうる複数枚のプロセス入出力ボード
とを有し、装置外部の上位システムによる制御に応じて
装置外部の計装機器における制御量の状態を制御するプ
ロセス入出力装置に適用され、上述のシェルフは、複数
のスロットに対してそれぞれ実装された状態の複数枚の
プロセス入出力ボードのうち、互いに隣接した状態を成
す２枚のプロセス入出力ボードごとを電気的に接続しう
る二重化制御信号線を具備し、上述の複数のプロセス入
出力ボードは、そのそれぞれが、上位システムから送信
されたデジタルのプロセス出力データ、プロセス制御開
始情報、および動作モード情報を共通バスを介して受信
するとともに、ボード内部で生成されたデジタルのプロ
セス入力データを共通バスを介して上位システムに送信
する伝送部と、この伝送部から与えられたプロセス出力
データをアナログのプロセス出力信号に変換して計装機
器に与えるとともに、計装機器から与えられたアナログ
のプロセス入力信号をプロセス入力データに変換して伝
送部に与える入出力処理部と、この入出力処理部と計装
機器との間の導通経路を継断する第１のスイッチと、伝
送部からプロセス制御開始情報が与えられたときには、
このプロセス制御開始情報を二重化制御信号線に与える
とともに第１のスイッチをオン状態に設定し、ボード外
部から他のプロセス制御開始情報が二重化制御信号線を
介して与えられたときには、第１のスイッチをオフ状態
に設定する二重化制御部と、この二重化制御部と他のプ
ロセス入出力ボードに通じる二重化制御信号線との間の
導通経路を継断する第２のスイッチと、伝送部から与え
られた動作モード情報が、計装機器における制御量の状
態制御を、二重化制御信号線を通じて接続された他のプ
ロセス入出力ボードとの二重化構成によって行う旨を示
すものであった場合には、第２のスイッチをオン状態に
設定し、シングル構成によって行う旨を示すものであっ
た場合には、第２のスイッチをオフ状態に設定する動作
モード制御部とを具備することを特徴とする。

【００１８】第２の発明は、第１の発明に適用されるも
のと同じプロセス入出力装置に適用され、前述のシェル
フは、複数のスロットに対してそれぞれ実装された状態
の複数枚のプロセス入出力ボードのうち、左右に隣接し
た状態を成す全てのプロセス入出力ボードごとを電気的
に接続しうる二重化制御信号線を具備し、前述の複数の
プロセス入出力ボードは、そのそれぞれが、前述の伝送
部と、前述の入出力処理部と、前述の第１のスイッチ
と、前述の二重化制御部と、この二重化制御部と左隣の
他のプロセス入出力ボードに通じる二重化制御信号線と
の間の導通経路を継断する第２のスイッチと、二重化制
御部と右隣の他のプロセス入出力ボードに通じる二重化
制御信号線との間の導通経路を継断する第３のスイッチ
と、伝送部から与えられた動作モード情報が、計装機器
における制御量の状態制御を、二重化制御信号線を通じ
て接続された左隣の他のプロセス入出力ボードとの二重
化構成によって行う旨を示すものであった場合には、第
２のスイッチをオン状態に設定するとともに第３のスイ
ッチをオフ状態に設定し、二重化制御信号線を通じて接
続された右隣の他のプロセス入出力ボードとの二重化構
成によって行う旨を示すものであった場合には、第２の
スイッチをオフ状態に設定するとともに第３のスイッチ
をオン状態に設定し、シングル構成によって行う旨を示
すものであった場合には、第２のスイッチおよび第３の
スイッチを共にオフ状態に設定する動作モード制御部と
を具備することを特徴とする。

【００１９】

【作用】第１の発明では、伝送部から動作モード制御部
に対して与えられた動作モード情報が、他のプロセス入
出力ボードとの二重化構成を指示するものであった場合
には、第２のスイッチがオン状態に設定されて、他のプ
ロセス入出力ボードに通じる二重化制御信号線が有効な
状態とされ、この状態で伝送部から二重化制御部にプロ
セス制御開始情報が与えられれば、第１のスイッチがオ
ン状態に設定されて、当該プロセス入出力ボードが稼動
系となるとともに他のプロセス入出力ボードが待機系と
なる。また、伝送部から動作モード制御部に対して与え
られた動作モード情報が、シングル構成を指示するもの
であった場合には、第２のスイッチがオフ状態に設定さ
れて、他のプロセス入出力ボードに通じる二重化制御信
号線が無効な状態とされ、この状態で伝送部から二重化
制御部にプロセス制御開始情報が与えられれば、第１の
スイッチがオン状態に設定されて、当該プロセス入出力
ボードが無条件に稼動系となる。

【００２０】第２の発明では、伝送部から動作モード制
御部に対して与えられた動作モード情報が、左隣の他の
プロセス入出力ボードとの二重化構成を指示するもので
あった場合には、第２のスイッチがオン状態に設定され
て、左隣の他のプロセス入出力ボードに通じる二重化制
御信号線のみが有効な状態とされ、この状態で伝送部か
ら二重化制御部にプロセス制御開始情報が与えられれ
ば、第１のスイッチがオン状態に設定されて、当該プロ
セス入出力ボードが稼動系となるとともに左隣の他のプ
ロセス入出力ボードが待機系となる。これに対し、伝送
部から動作モード制御部に対して与えられた動作モード
情報が、右隣の他のプロセス入出力ボードとの二重化構
成を指示するものであった場合には、第３のスイッチが
オン状態に設定されて、右隣の他のプロセス入出力ボー
ドに通じる二重化制御信号線のみが有効な状態とされ、
この状態で伝送部から二重化制御部にプロセス制御開始
情報が与えられれば、第１のスイッチがオン状態に設定
されて、当該プロセス入出力ボードが待機系となるとと
もに右隣の他のプロセス入出力ボードが稼動系となる。
また、伝送部から動作モード制御部に対して与えられた
動作モード情報が、シングル構成を指示するものであっ
た場合には、第２のスイッチおよび第３のスイッチが共
にがオフ状態に設定されて、他のプロセス入出力ボード
に通じる二重化制御信号線が無効な状態とされ、この状
態で伝送部から二重化制御部にプロセス制御開始情報が
与えられれば、第１のスイッチがオン状態に設定され
て、当該プロセス入出力ボードが無条件に稼動系とな
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。なお、本実施例では、初め
に、第１の発明を具体化した第１の実施例について説明
し、続いて、第２の発明を具体化した第２の実施例につ
いて説明する。また、その２つの実施例の説明に用いる
各図面に示される部位のうち、既に従来例に示したもの
と全く同じ構成をとるものについては、同じ符号を付し
て説明する。

【００２２】初めに、第１の発明を具体化した第１の実
施例について説明する。図１は、本発明の第１の実施例
に係るプロセス入出力装置の全体構成を示す斜視図であ
る。

【００２３】同図に示すように、この第１の実施例に係
るプロセス入出力装置は、その筐体を構成し、先の第１
の従来例のそれと構成が全く同じである直方体状のシェ
ルフ１（上位システムＩ／Ｆボード実装スロット１１、
ＰＩＯボード実装スロット１２、共通バス１３、および
二重化制御信号線１４を具備）に対し、プロセス制御用
計算機などの上位システムとの間でデータ伝送を行い、
先の第１および第２の従来例のそれと構成が全く同じで
ある上位システム伝送Ｉ／Ｆボード２（基板２１、上位
システム伝送線２２、およびバス接続コネクタ２３を具
備）と、先の第１および第２の従来例のそれとは構成が
異なるＰＩＯボード６（基板６１、プロセス入出力信号
線６２、およびバス接続コネクタ６３を具備）とが、そ
れぞれ着脱自在に実装できるようになっている（構成が
全く同じ部位の詳細については図７の説明を参照）。

【００２４】つまり、この第１の実施例に係るプロセス
入出力装置は、そのＰＩＯボード６に特徴的な要素があ
り、実際には、その基板６１に構成されるハードウェア
がこれまでと異なったものとなっている。以下、このＰ
ＩＯボード６のハードウェア構成について説明する。

【００２５】図２は、図１に示したＰＩＯボード６のハ
ードウェア構成を示すブロック図である。同図に示すよ
うに、このプロセス入出力装置におけるＰＩＯボード６
は、その基板６１に、伝送部６４、入出力処理部６５、
二重化制御部６６、動作モード制御部６７、第１のスイ
ッチＳＷ６−１、および第２のスイッチＳＷ６−２を配
したものとなっている。

【００２６】このうち、伝送部６４は、プロセス制御用
計算機などの上位システムから、上位システム伝送Ｉ／
Ｆボード２を介してシェルフ１の共通バス１３に与えら
れるプロセス出力データ、プロセス制御開始情報、動作
モード情報などの各種データ（詳細は後述）をバス接続
コネクタ６３を通じて受信し、その受信した各種データ
のうち、プロセス出力データについては入出力処理部６
５に、プロセス制御開始情報については二重化制御部６
６に、動作モード情報については動作モード制御部６７
にそれぞれ与えるようになっている。また、この伝送部
６４は、入出力処理部６５から与えられるプロセス入力
データ（詳細は後述）を共通バス１３に送信するように
なっている。

【００２７】一方、入出力処理部６５は、伝送部６４か
ら与えられるプロセス出力データ、すなわち、当該プロ
セスにおける所定の制御量の状態を実際に制御するため
のデジタル・データを受け取ってこれをＤ／Ａ変換し、
このＤ／Ａ変換後のプロセス出力信号を、プロセス入出
力信号線６２との間に設けられた第１のスイッチＳＷ６
−１がＯＮ状態（オン状態）に設定されているときに、
そのプロセス入出力信号線６２を通じて所定の計装機器
の操作端に与えるようになっている。また、この入出力
処理部６５は、同じく第１のスイッチＳＷ６−１がＯＮ
状態に設定されているときに、所定の計装機器の検出端
からプロセス入出力信号線６２を通じて与えられるプロ
セス入力信号を受け取ってこれをＡ／Ｄ変換し、この変
換後のプロセス入力データを伝送部６４に与えるように
なっている。

【００２８】他方、二重化制御部６６は、伝送部６４か
ら同様にして与えられるプロセス制御開始情報、すなわ
ち、当該プロセスにおける所定の制御量の状態制御がこ
れから開始されることを示す情報を受け取り、この伝送
部６４から受け取ったプロセス制御開始情報を、バス接
続コネクタ６３との間に設けられた第２のスイッチＳＷ
６−２がＯＮ状態に設定されているときに、そのバス接
続コネクタ６３を通じて二重化制御信号線１４に与える
ようになっている。また、この二重化制御部６６は、こ
のＰＩＯボード６と同一形態を成す他のＰＩＯボード
（６）の二重化制御部（６６）からも、二重化制御信号
線１４を介してプロセス制御開始情報を受け取り、この
ＰＩＯボード（６）から受け取ったプロセス制御開始情
報と、先の伝送部６４から受け取ったプロセス制御開始
情報とに基づいて、前述の第１のスイッチＳＷ６−１の
状態を設定するようになっている。詳しくは、この二重
化制御部６６は、伝送部６４の側からプロセス制御開始
情報を受け取ったときには、それを受け取った時刻に第
１のスイッチＳＷ６−１をＯＮ状態に設定し、他のＰＩ
Ｏボード（６）の側からプロセス制御開始情報を受け取
ったときには、それを受け取った時刻に第１のスイッチ
ＳＷ６−１をＯＦＦ状態（オフ状態）に設定するように
なっている。

【００２９】つまり、この二重化制御部６６は、このＰ
ＩＯボード６を他のＰＩＯボード（６）とともに二重化
構成とすべき場合に、自らの制御に係るＰＩＯボード６
の側を、第１のスイッチＳＷ６−１をＯＮ状態に設定す
ることで稼動系とするか、または、その第１のスイッチ
ＳＷ６−１をＯＦＦ状態に設定することで待機系とする
かを判断し、これに対し、このＰＩＯボード６をシング
ル構成とすべき場合には、そのＰＩＯボード６を、第１
のスイッチＳＷ６−１をＯＮ状態に設定することで無条
件に稼動系とするようになっている。

【００３０】そして、動作モード制御部６７は、伝送部
６４から同様にして与えられる動作モード情報、すなわ
ち、当該プロセスにおける所定の制御量の状態制御を、
隣接したスロットに実装された他のＰＩＯボード（６）
との二重化構成によって選択的に行うか、またはシング
ル構成によって行うかを指定する情報を受け取ってこれ
を記憶し、この記憶した動作モード情報に基づいて、前
述の第２のスイッチＳＷ６−２の状態を設定するように
なっている。詳しくは、この動作モード制御部６５は、
そのとき自らが記憶した動作モード情報が、他のＰＩＯ
ボード（６）との二重化構成を指示するものであった場
合には、第２のスイッチＳＷ６−２をＯＮ状態に設定
し、これに対し、シングル構成を指示するものであった
場合には、その第２のスイッチＳＷ６−２をＯＦＦ状態
に設定するようになっている。

【００３１】なお、当然のことではあるが、入出力処理
部６５においてプロセス出力信号にＤ／Ａ変換されるこ
とになるプロセス出力データは、第１のスイッチＳＷ６
−１をＯＮ状態に設定してＰＩＯボード６を稼動系とす
るためのプロセス処理開始情報が、まず、上位システム
から伝送部６４を介して二重化制御部６６に与えられて
から、その上位システムから伝送部６４を介して入出力
処理部６５に供給されるようになっている。つまり、上
位システムの側は、所定の計装機器の操作端に対する制
御を開始するために、このＰＩＯボード６に対してプロ
セス出力データを初めて送信する際には、そのプロセス
出力データの送信に先立ってプロセス処理開始情報を送
信するようになっている。

【００３２】次に、以上のように構成された第１の実施
例に係るプロセス入出力装置を使用して、二重化構成の
２枚のＰＩＯボード６の動作について説明する。図３
は、図２に示したＰＩＯボード６を２枚用いながら、当
該プロセスにおける所定の制御を二重化構成で行う場合
の動作を説明するための図である。なお、以下の説明で
は、２枚のＰＩＯボード６のそれぞれの役割を区別する
ために、このうちの一方のＰＩＯボード６を第１のＰＩ
Ｏボード６ａと呼び、他方のＰＩＯボード６を第２のＰ
ＩＯボード６ｂと呼ぶ（それぞれを構成する各部位に
も、対応する添字ａおよびｂを付す）。同図に示すよう
に、当該プロセスにおける所定の制御量の状態制御を二
重化構成によって行う場合には、まず、第１のＰＩＯボ
ード６ａ（図の上方に示す）と第２のＰＩＯボード６ｂ
（図の下方に示す）とを、シェルフ１のＰＩＯボード実
装スロット１２における６つのスロットのうち、例え
ば、第１のスロットと第２のスロットとのように、二重
化制御信号線１４によって対応関係が成立した状態とな
っている隣接した２つのスロットにそれぞれ実装すると
ともに、上位システム伝送Ｉ／Ｆボード２を、そのシェ
ルフ１の上位システム伝送Ｉ／Ｆボード実装スロット１
１に実装する。また、第１のＰＩＯボード６ａのプロセ
ス入出力信号線６２ａと第２のＰＩＯボード６ｂのプロ
セス入出力信号線６２ｂとの双方を、所定の計装機器に
おける１つの操作端７に同時に結線する。これにより、
第１のＰＩＯボード６ａについてはバス接続コネクタ６
３ａを通じて、また、第２のＰＩＯボード６ｂについて
はバス接続コネクタ６３ｂを通じて共通バス１３に共に
接続され、さらに、上位システム伝送Ｉ／Ｆボード２を
介してプロセス制御用計算機などの上位システムに接続
されるようになり、以下、この上位システムによる制御
に応じ、所定の計装機器の操作端７に対する制御が、第
１のＰＩＯボード６ａまたは第２のＰＩＯボード６ｂに
よって選択的に行われるようになる。

【００３３】すなわち、ある時刻において、所定の計装
機器の操作端７に対する制御を第１のＰＩＯボード６ａ
を稼動させて行い、第２のＰＩＯボード６ｂについては
待機させておく場合には、上位システムは、上位システ
ム伝送Ｉ／Ｆボード２、共通バス１３を介しながら、当
該プロセスにおける所定の制御量の状態制御を二重化構
成によって行う旨を示す動作モード情報を、第１のＰＩ
Ｏボード６ａと第２のＰＩＯボード６ｂとの双方に対し
て送信し、プロセス制御開始情報およびこれに次ぐプロ
セス出力データについては、第１のＰＩＯボード６ａに
のみ送信する。これにより、第１のＰＩＯボード６ａの
伝送部６４ａは、そのバス接続コネクタ６３ａを通じて
受信した上述の「二重化構成」を示す動作モード情報を
動作モード制御部６７ａに与えるとともに、プロセス制
御開始情報およびこれに次ぐプロセス出力データを、そ
れぞれ二重化制御部６６ａおよび入出力処理部６５ａに
順次与え、第２のＰＩＯボード６ｂの伝送部６４ｂは、
上述の「二重化構成」を示す動作モード情報を動作モー
ド制御部６７ｂに与える。

【００３４】この結果、第１のＰＩＯボード６ａの第２
のスイッチＳＷ６−２ａと、第２のＰＩＯボード６ｂの
第２のスイッチＳＷ６−２ｂとが、双方の動作モード制
御部６７ａおよび６７ｂに与えられた「二重化構成」を
示す動作モード情報に応じて共にＯＮ状態に設定され、
さらに、その一方で、第１のＰＩＯボード６ａの第１の
スイッチＳＷ６−１ａが、二重化制御部６６ａに与えら
れたプロセス制御開始情報に応じてＯＮ状態に設定され
る。また、この二重化制御部６６ａに与えられたプロセ
ス制御開始情報は、ＯＮ状態に設定された上述の第２の
スイッチＳＷ６−２ａ、有効な状態とされた二重化制御
信号線１４、ＯＮ状態に設定された上述の第２のスイッ
チＳＷ６−２ｂを順に介して第２のＰＩＯボード６ｂの
二重化制御部６６ｂに与えられ、このときに、第２のＰ
ＩＯボード６ｂの第１のスイッチＳＷ６−１ｂが、その
二重化制御部６６ａに与えられたプロセス制御開始情報
に応じてＯＦＦ状態に設定される。そして、以上によ
り、第１のＰＩＯボード６ａと第２のＰＩＯボード６ｂ
とを二重化構成とし、かつ、これらのうちの第１のＰＩ
Ｏボード６ａの側を稼動系とするための状態設定が全て
完了したことになり、以下、その第１のＰＩＯボード６
ａの入出力処理部６５ａに与えられたプロセス出力デー
タがＤ／Ａ変換され、この変換後のプロセス入力信号
が、ＯＮ状態に設定された上述の第１のスイッチＳＷ６
−１ａ、プロセス入出力信号線６２ａを介して所定の計
装機器の操作端７に与えられることで、当該プロセスに
おける所定の制御量の状態制御が行われるようになる。

【００３５】なお、以上の例とは反対に、ある時刻にお
いて、所定の計装機器の操作端７に対する制御を第２の
ＰＩＯボード６ｂを稼動させて行い、第１のＰＩＯボー
ド６ａについては待機させておく場合には、上位システ
ムに、前述のプロセス制御開始情報およびこれに次ぐプ
ロセス出力データを第２のＰＩＯボード６ａに対しての
み送信させるようにすればよい。本発明の実施例は前述
した如く二重化を行うものであるが、上位コンピュータ
の制御で段階的な動作も可能である。例えば、所定の計
装機器の操作端７に対する制御を第１のＰＩＯボード６
ａの入出力処理部６５ａによるプロセス出力信号の生成
範囲を４〜２０ｍＡとして行い、第２のＰＩＯボード６
ｂの入出力処理部６５ｂによるプロセス出力信号の生成
範囲を２０〜３６ｍＡとして行うとすれば、これら２枚
のＰＩＯボード（６ａ，６ｂ）を必要に応じて切り換え
て選択的に稼動させることで、その所定の計装機器の１
つの操作端７に対する制御が、適正な状態で段階的に行
われるようになる。

【００３６】一方、以上のような二重化構成によらない
シングル構成によって所定の計装機器の操作端７に対す
る制御を行う場合には、１枚のＰＩＯボード６を、シェ
ルフ１のＰＩＯボード実装スロット１２における６つの
スロットのうちの何れか１つのスロットに実装し、その
ＰＩＯボード６のプロセス入出力信号線６２を、所定の
計装機器における１つの操作端７に結線したうえで、上
位システムに、当該プロセスにおける所定の制御量の状
態制御をシングル構成によって行う旨を示す動作モード
情報をＰＩＯボード６に対して送信させるようにし、こ
の「シングル構成」を示す動作モード情報により、動作
モード制御部６７に第２のスイッチＳＷ６−２をＯＦＦ
状態に設定させればよい。こうすることで、隣接した２
つのスロットに２枚のＰＩＯボード６を同時に実装した
としても、無効な状態とされた二重化制御信号線１４に
より、双方のＰＩＯボード６は二重化構成とはならず
に、それぞれがシングル構成として個別に機能するよう
になる。

【００３７】続いて、第２の発明を具体化した第２の実
施例について説明する。図４（ａ）および（ｂ）は、本
発明の第２の実施例に係るプロセス入出力装置の構成を
示す図である。ただし、同図（ａ）は、このプロセス入
出力装置の全体構成を示す斜視図であり、同図（ｂ）
は、このプロセス入出力装置における二重化制御信号線
の詳細構成を示す平面図である。

【００３８】同図（ａ）に示すように、この第２の実施
例に係るプロセス入出力装置は、その筐体を構成し、先
の第１および第２の従来例ならびに第１の実施例のそれ
とは構成が異なる直方体状のシェルフ８（上位システム
Ｉ／Ｆボード実装スロット８１、ＰＩＯボード実装スロ
ット８２、および共通バス８３を具備。二重化制御信号
線８４については後述）に対し、プロセス制御用計算機
などの上位システムとの間でデータ伝送を行い、先の第
１および第２の従来例のそれと構成が全く同じである上
位システム伝送Ｉ／Ｆボード２（基板２１、上位システ
ム伝送線２２、およびバス接続コネクタ２３を具備）
と、先の第１および第２の従来例ならびに第１の実施例
のそれとは構成が異なるＰＩＯボード９（基板９１、プ
ロセス入出力信号線９２、およびバス接続コネクタ９３
を具備）とが、それぞれ着脱自在に実装できるようにな
っている（構成が全く同じ部位の詳細については図７の
説明を参照）。

【００３９】このうち、シェルフ８については、先の第
１の従来例および第１の実施例に示したシェルフ１とそ
の構成がほぼ同じであるが、このシェルフ８における二
重化制御信号線８４は、同図（ｂ）にも示すように、Ｐ
ＩＯボード実装スロット８２に割り当てられたコネクタ
のうちの隣合う全てのコネクタごとに、それぞれが互い
に分離された状態（連続していない状態）で配線された
ものとなっている。一方、ＰＩＯボード９についても、
先の第１の実施例に示したＰＩＯボード６とその構成が
ほぼ同じであるが、上述の二重化制御信号線８４の形態
を変更した関係上、その基板９１に構成されるハードウ
ェアがこれまでと異なったものとなっている。以下、こ
のＰＩＯボード９のハードウェア構成について説明す
る。

【００４０】図５は、図４に示したＰＩＯボード９のハ
ードウェア構成を示すブロック図である。同図に示すよ
うに、このプロセス入出力装置におけるＰＩＯボード９
は、基板９１に、伝送部９４、入出力処理部９５、二重
化制御部９６、動作モード制御部９７、第１のスイッチ
ＳＷ９−１、第２のスイッチＳＷ９−２さらに第３のス
イッチ９−３を配したものとなっている。

【００４１】このうち、伝送部９４は、プロセス制御用
計算機などの上位システムから、上位システム伝送Ｉ／
Ｆボード２を介してシェルフ８の共通バス８３に与えら
れるプロセス出力データ、プロセス制御開始情報、動作
モード情報などの各種データをバス接続コネクタ６３を
通じて受信し、その受信した各種データのうち、プロセ
ス出力データについては入出力処理部９５に、プロセス
制御開始情報については二重化制御部９６に、動作モー
ド情報については動作モード制御部９７にそれぞれ与え
るようになっている。また、この伝送部９４は、入出力
処理部９５から与えられるプロセス出力データを共通バ
ス８３に送信するようになっている。

【００４２】一方、入出力処理部９５は、伝送部９４か
ら与えられるプロセス出力データ（先の第１の実施例で
説明したプロセス出力データと同じ）を受け取ってこれ
を例えばＤ／Ａ変換し、このＤ／Ａ変換後のプロセス出
力信号を、プロセス入出力信号線９２との間に設けられ
た第１のスイッチＳＷ９−１がＯＮ状態（オン状態）に
設定されているときに、そのプロセス入出力信号線９２
を通じて所定の計装機器の操作端に与えるようになって
いる。また、この入出力処理部９５は、同じく第１のス
イッチＳＷ９−１がＯＮ状態に設定されているときに、
所定の計装機器の検出端からプロセス入出力信号線９２
を通じて与えられるプロセス入力信号を受け取ってこれ
をＡ／Ｄ変換し、この変換後のプロセス入力データを伝
送部９４に与えるようになっている。

【００４３】他方、二重化制御部９６は、伝送部９４か
ら同様にして与えられるプロセス制御開始情報（先の第
１の実施例で説明したプロセス制御開始情報と同じ）を
受け取り、この伝送部９４から受け取ったプロセス制御
開始情報を、バス接続コネクタ９３との間に設けられた
第２のスイッチＳＷ９−２または第３のスイッチＳＷ９
−３の何れか一方がＯＮ状態に設定されているときに、
そのバス接続コネクタ９３を通じて二重化制御信号線８
４に与えるようになっている。また、この二重化制御部
９６は、このＰＩＯボード９と同一形態を成す他のＰＩ
Ｏボード（９）の二重化制御部（９６）からも、二重化
制御信号線８４を介してプロセス制御開始情報を受け取
り、このＰＩＯボード（９）から受け取ったプロセス制
御開始情報と、先の伝送部９４から受け取ったプロセス
制御開始情報とに基づいて、前述の第１のスイッチＳＷ
９−１の状態を設定するようになっている。詳しくは、
この二重化制御部９６は、伝送部９４の側からプロセス
制御開始情報を受け取ったときには、それを受け取った
時刻に第１のスイッチＳＷ９−１をＯＮ状態に設定し、
他のＰＩＯボード（９）の側からプロセス制御開始情報
を受け取ったときには、それを受け取った時刻に第１の
スイッチＳＷ９−１をＯＦＦ状態（オフ状態）に設定す
るようになっている。

【００４４】つまり、この二重化制御部９６は、このＰ
ＩＯボード９を左隣または右隣の他のＰＩＯボード
（９）とともに二重化構成とすべき場合に、先の第１の
実施例と同様、自らの制御に係るＰＩＯボード９の側
を、第１のスイッチＳＷ９−１をＯＮ状態に設定するこ
とで稼動系とするか、または、その第１のスイッチＳＷ
９−１をＯＦＦ状態に設定することで待機系とするかを
判断し、これに対し、このＰＩＯボード９をシングル構
成とすべき場合には、そのＰＩＯボード９を、第１のス
イッチＳＷ９−１をＯＮ状態に設定することで無条件に
稼動系とするようになっている。

【００４５】そして、動作モード制御部９７は、伝送部
９４から同様にして与えられる動作モード情報、すなわ
ち、当該プロセスにおける所定の制御量の状態制御を、
左隣のスロットに実装された他のＰＩＯボード（９）と
の二重化構成によって選択的に行うか、右隣のスロット
に実装された成す他のＰＩＯボード（９）との二重化構
成によって選択的に行うか、またはシングル構成によっ
て行うかを指定する情報を受け取ってこれを記憶し、こ
の記憶した動作モード情報に基づいて、前述の第２のス
イッチＳＷ９−２および第３のスイッチＳＷ９−３の状
態をそれぞれ設定するようになっている。詳しくは、こ
の動作モード制御部９５は、そのとき自らが記憶した動
作モード情報が、左隣の他のＰＩＯボード（９）との二
重化構成を指示するものであった場合には、第２のスイ
ッチＳＷ９−２をＯＮ状態に設定するとともに第３のス
イッチＳＷ９−３をＯＦＦ状態に設定し、右隣の他のＰ
ＩＯボード（９）との二重化構成を指示するものであっ
た場合には、第２のスイッチＳＷ９−２をＯＦＦ状態に
設定するとともに第３のスイッチＳＷ９−３をＯＮ状態
に設定し、これに対し、シングル構成を指示するもので
あった場合には、それら第２のスイッチＳＷ９−２およ
び第３のスイッチＳＷ９−３を共にＯＦＦ状態に設定す
るようになっている。

【００４６】なお、当然のことではあるが、入出力処理
部９５においてプロセス出力信号にＤ／Ａ変換されるこ
とになるプロセス出力データは、先の第１の実施例と同
様、第１のスイッチＳＷ９−１をＯＮ状態に設定してＰ
ＩＯボード９を稼動系とするためのプロセス処理開始情
報が、まず、上位システムから伝送部９４を介して二重
化制御部９６に与えられてから、その上位システムから
伝送部９４を介して入出力処理部９５に供給されるよう
になっている。

【００４７】次に、以上のように構成された第２の実施
例に係るプロセス入出力装置を使用して、当該プロセス
における所定の制御量の状態制御を、二重化構成の２枚
のＰＩＯボード９によって制御を行う場合の動作につい
て説明する。

【００４８】図６は、図５に示したＰＩＯボード９を２
枚用いながら、当該プロセスにおける所定の制御量の状
態制御を二重化構成によって行う場合の動作を説明する
ための図である。なお、以下の説明では、２枚のＰＩＯ
ボード９，９のそれぞれの役割を区別するために、この
うち右側のスロットに実装されることになるＰＩＯボー
ド９を第１のＰＩＯボード９ａと呼び、左側のスロット
に実装されることになるＰＩＯボード９を第２のＰＩＯ
ボード９ｂと呼ぶ（それぞれを構成する各部位にも、対
応する添字ａおよびｂを付す）。

【００４９】同図に示すように、当該プロセスにおける
所定の制御量の状態制御を二重化構成によって行う場合
には、まず、第１のＰＩＯボード９ａ（図の上方に示
す）と第２のＰＩＯボード９ｂ（図の下方に示す）と
を、シェルフ８のＰＩＯボード実装スロット８２におけ
る６つのスロットのうち、例えば、第２のスロットと第
３のスロットとのように、その左側と右側とで互いに隣
接した任意のスロットにそれぞれ実装するとともに、上
位システム伝送Ｉ／Ｆボード２を、そのシェルフ８の上
位システム伝送Ｉ／Ｆボード実装スロット８１に実装す
る。また、第１のＰＩＯボード９ａのプロセス入出力信
号線９２ａと第２のＰＩＯボード９ｂのプロセス入出力
信号線９２ｂとの双方を、所定の計装機器における１つ
の操作端７に同時に結線する。これにより、右側のスロ
ットに実装された状態の第１のＰＩＯボード９ａについ
てはバス接続コネクタ９３ａを通じて、また、左側のス
ロットに実装された状態の第２のＰＩＯボード９ｂにつ
いてはバス接続コネクタ９３ｂを通じて共通バス８３に
共に接続され、さらに、上位システム伝送Ｉ／Ｆボード
２を介してプロセス制御用計算機などの上位システムに
接続されるようになり、以下、この上位システムによる
制御に応じ、所定の計装機器の操作端７に対する制御
が、第１のＰＩＯボード９ａまたは第２のＰＩＯボード
９ｂによって選択的に行われるようになる。

【００５０】すなわち、ある時刻において、所定の計装
機器の操作端７に対する制御を右側に位置する第１のＰ
ＩＯボード９ａを稼動させ、左側に位置する第２のＰＩ
Ｏボード９ｂについては待機させておく場合には、上位
システムは、上位システム伝送Ｉ／Ｆボード２、共通バ
ス８３を介しながら、右側の第１のＰＩＯボード９ａに
対しては、その左隣にあたる左側の第２のＰＩＯボード
９ｂとの二重化構成によって当該プロセスにおける所定
の制御量の状態制御を行う旨を示す動作モード情報を送
信するとともに、左側の第２のＰＩＯボード９ｂに対し
ては、その右隣にあたる右側の第１のＰＩＯボード９ａ
との二重化構成によって当該プロセスにおける所定の待
機する旨を示す動作モード情報を送信し、プロセス制御
開始情報およびこれに次ぐプロセス出力データについて
は、右側の第１のＰＩＯボード９ａにのみ送信する。こ
れにより、第１のＰＩＯボード９ａの伝送部９４ａは、
そのバス接続コネクタ９３ａを通じて受信した上述の
「左隣との二重化構成」を示す動作モード情報を動作モ
ード制御部９７ａに与えるとともに、プロセス制御開始
情報およびこれに次ぐプロセス出力データを、それぞれ
二重化制御部９６ａおよび入出力処理部９５ａに順次与
え、第２のＰＩＯボード９ｂの伝送部９４ｂは、上述の
「右隣との二重化構成」を示す動作モード情報を動作モ
ード制御部９７ｂに与える。

【００５１】この結果、右側の第１のＰＩＯボード９ａ
の第２のスイッチＳＷ９−２ａと、左側の第２のＰＩＯ
ボード９ｂの第３のスイッチＳＷ９−３ｂとが、双方の
動作モード制御部９７ａおよび９７ｂにそれぞれ与えら
れた「左隣との二重化構成」および「右隣との二重化構
成」を示す動作モード情報に応じて共にＯＮ状態に設定
されるとともに、第１のＰＩＯボード９ａの第３のスイ
ッチＳＷ９−３ａと、第２のＰＩＯボード９ｂの第２の
スイッチＳＷ９−２ｂとについては共にＯＦＦ状態に設
定され、さらに、その一方で、右側の第１のＰＩＯボー
ド９ａの第１のスイッチＳＷ９−１ａが、二重化制御部
９６ａに与えられたプロセス制御開始情報に応じてＯＮ
状態に設定される。また、この二重化制御部９６ａに与
えられたプロセス制御開始情報は、ＯＮ状態に設定され
た上述の第２のスイッチＳＷ９−２ａ、有効な状態とさ
れた二重化制御信号線８４、ＯＮ状態に設定された上述
の第３のスイッチＳＷ９−３ｂを順に介して左側の第２
のＰＩＯボード９ｂの二重化制御部９６ｂに与えられ、
このときに、第２のＰＩＯボード９ｂの第１のスイッチ
ＳＷ９−１ｂが、その二重化制御部９６ａに与えられた
プロセス制御開始情報に応じてＯＦＦ状態に設定され
る。そして、以上により、第１のＰＩＯボード９ａと第
２のＰＩＯボード９ｂとを二重化構成とし、かつ、これ
らのうちの第１のＰＩＯボード９ａの側を稼動系とする
ための状態設定が全て完了したことになり、以下、その
第１のＰＩＯボード９ａの入出力処理部９５ａに与えら
れたプロセス出力データがＤ／Ａ変換され、この変換後
のプロセス入力信号が、ＯＮ状態に設定された上述の第
１のスイッチＳＷ９−１ａ、プロセス入出力信号線９２
ａを介して所定の計装機器の操作端７に与えられること
で、当該プロセスにおける所定の制御量の状態制御が行
われるようになる。

【００５２】また、以上のような二重化構成によらない
シングル構成によって所定の計装機器の操作端７に対す
る制御を行う場合には、１枚のＰＩＯボード９を、シェ
ルフ８のＰＩＯボード実装スロット８２における６つの
スロットのうちの何れか１つのスロットに実装し、その
ＰＩＯボード９のプロセス入出力信号線９２を、所定の
計装機器における１つの操作端７に結線したうえで、上
位システムに、当該プロセスにおける所定の制御量の状
態制御をシングル構成によって行う旨を示す動作モード
情報をＰＩＯボード９に対して送信させるようにし、こ
の「シングル構成」を示す動作モード情報により、動作
モード制御部９７に第２のスイッチＳＷ９−２および第
３のスイッチＳＷ９−３を共にＯＦＦ状態に設定させれ
ばよい。こうすることで、隣接した２つのスロットに２
枚のＰＩＯボード９を同時に実装したとしても、無効な
状態とされた二重化制御信号線８４により、双方のＰＩ
Ｏボード９は二重化構成とはならずに、それぞれがシン
グル構成として個別に機能するようになる。

【００５３】二重化を構成するＰＩＯボードの接続には
二股ケーブルがあるが、この接続は他の方法もある。図
７は二重化構成するＰＩＯボードの接続の説明図であ
る。二重化を構成するボード６，９間の渡り配線Ｗを接
続するのにネジ端子Ｐｘ，Ｐｙを設け、ネジによって締
め付けて接続する。

【００５４】二股ケーブルは工事業者が手配作成を担当
した場合に困難さを伴い、コストアップの要因にもなる
ので、ボード側をネジ端子にして、プロセス入出力信号
線はＰＩＯボードの一方に接続し、二重化のもう一方に
は渡り配線を行う方法が採りやすい。

【００５５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、第１および第２の発明とも、動作モード制御部
とこれによって継断が制御されるスイッチとにより、当
該プロセス入出力ボード自身によるシングル構成と、シ
ェルフの二重化制御信号線を通じて接続されうる他のプ
ロセス入出力ボードとの二重化構成との選択を、上位シ
ステムによる制御に応じて自由に行えることから、その
シングル構成の１枚のプロセス入出力ボードと二重化構
成の２枚のプロセス入出力ボードとを、シェルフの全て
のスロットに混在させて実装することが可能となり、こ
の結果、そのシェルフに対するプロセス入出力ボードの
実装効率が、全体で１００％にまで向上するようにな
る。また、構造上の問題についても、従来用いられてい
た亘り配線が不要となるため、そのプロセス入出力ボー
ドの交換時の繁雑さがなくなって操作性が良くなるとと
もに、全体的な製造コストも低く抑えることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るプロセス入出力装
置の全体構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示したＰＩＯボードのハードウェア構成
を示すブロック図である。

【図３】図２に示したＰＩＯボードを２枚用いながら、
当該プロセスにおける所定の制御量の状態制御を二重化
構成で行う場合の動作を説明するための図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係るプロセス入出力装
置の構成を示す図であり、（ａ）は、このプロセス入出
力装置の全体構成を示す斜視図、（ｂ）は、このプロセ
ス入出力装置における二重化制御信号線の詳細構成を示
す平面図である。

【図５】図４に示したＰＩＯボードのハードウェア構成
を示すブロック図である。

【図６】図５に示したＰＩＯボードを２枚用いながら、
当該プロセスにおける所定の制御量の状態制御を二重化
構成で行う場合の動作を説明するための図である。

【図７】二重化を構成するＰＩＯボードの接続の説明図
である。

【図８】第１の従来例に係るプロセス入出力装置の全体
構成を示す斜視図である。

【図９】第２の従来例に係るプロセス入出力装置の全体
構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１， ８ シェルフ １２，８２ ＰＩＯボード実装スロット １３，８３ 共通バス １４，８４ 二重化制御信号線 ６， ９ ＰＩＯボード ６４，９４ 伝送部 ６５，９５ 入出力処理部 ６６，９６ 二重化制御部 ６７，９７ 動作モード制御部 ＳＷ６−１，ＳＷ９−１ 第１のスイッチ ＳＷ６−２，ＳＷ９−２ 第２のスイッチ ＳＷ９−３ 第３のスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 9/00 - 9/05 G05B 15/00 - 15/02 G05B 19/04 - 19/05

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置外部の上位システムによる制御に応
   じて装置外部の計装機器における制御量の状態を制御す
   る装置において、 筐体の主要空間を分割して成る複数のスロットにわたっ
   て配線された共通バスと、前記複数のスロットに対して
   それぞれ実装された状態で互いに隣接した状態を成す２
   枚のボードごとを電気的に接続しうる二重化制御信号線
   とを具備するシェルフと、 前記シェルフの前記複数のスロットに対して前記共通バ
   スにそれぞれ電気的に接続された状態で実装され、前記
   二重化制御信号線とボード内の二重化に係る信号線とを
   接続するかを制御し、二重化する時にはオンとし、シン
   グル構成とする時にはオフとなるスイッチ手段を具備す
   る複数のプロセス入出力ボードとを有してなることを特
   徴とするプロセス入出力装置。
2. 【請求項２】 筐体の主要空間を分割して成る複数のス
   ロットにわたって配線された共通バスを具備するシェル
   フと、 このシェルフの前記複数のスロットに対して前記共通バ
   スにそれぞれ電気的に接続された状態で実装しうる複数
   枚のプロセス入出力ボードとを有し、 装置外部の上位システムによる制御に応じて装置外部の
   計装機器における制御量の状態を制御するプロセス入出
   力装置において、 前記シェルフは、前記複数のスロットに対してそれぞれ
   実装された状態の前記複数枚のプロセス入出力ボードの
   うち、互いに隣接した状態を成す２枚のプロセス入出力
   ボードごとを電気的に接続しうる二重化制御信号線を具
   備し、 前記複数のプロセス入出力ボードは、そのそれぞれが、 前記上位システムから送信されたデジタルのプロセス出
   力データ、プロセス制御開始情報、および動作モード情
   報を前記共通バスを介して受信するとともに、ボード内
   部で生成されたデジタルのプロセス入力データを前記共
   通バスを介して前記上位システムに送信する伝送部と、 この伝送部から与えられた前記プロセス出力データをア
   ナログのプロセス出力信号に変換して前記計装機器に与
   えるとともに、前記計装機器から与えられたアナログの
   プロセス入力信号を前記プロセス入力データに変換して
   前記伝送部に与える入出力処理部と、 この入出力処理部と前記計装機器との間の導通経路を継
   断する第１のスイッチと、 前記伝送部から前記プロセス制御開始情報が与えられた
   ときには、このプロセス制御開始情報を前記二重化制御
   信号線に与えるとともに前記第１のスイッチをオン状態
   に設定し、ボード外部から他のプロセス制御開始情報が
   前記二重化制御信号線を介して与えられたときには、前
   記第１のスイッチをオフ状態に設定する二重化制御部
   と、 この二重化制御部と他のプロセス入出力ボードに通じる
   前記二重化制御信号線との間の導通経路を継断する第２
   のスイッチと、 前記伝送部から与えられた前記動作モード情報が、前記
   計装機器における制御量の状態制御を、前記二重化制御
   信号線を通じて接続された前記他のプロセス入出力ボー
   ドとの二重化構成によって行う旨を示すものであった場
   合には、前記第２のスイッチをオン状態に設定し、シン
   グル構成によって行う旨を示すものであった場合には、
   前記第２のスイッチをオフ状態に設定する動作モード制
   御部とを具備することを特徴とするプロセス入出力装
   置。
3. 【請求項３】 装置外部の上位システムによる制御に応
   じて装置外部の計装機器における制御量の状態を制御す
   る装置において、 筺体の主要空間を分割して成る複数のスロットにわたっ
   て配線された共通バスと、相隣り合う基板間を接続する
   二重化信号線とを具備するシェルフと、 前記シェルフの前記複数のスロットに対して前記共通バ
   スにそれぞれ接続された状態で実装され、前記二重化制
   御信号線とボード内の二重化に係る信号線とを接続する
   かを制御し、二重化する時に対応する二重化制御信号線
   に接続する方をオンとし、シングル構成とする時には共
   にオフとする２個のスイッチ手段を具備する複数のプロ
   セス入出力ボードとを有してなることを特徴とするプロ
   セス入出力装置。
4. 【請求項４】 筐体の主要空間を分割して成る複数のス
   ロットにわたって配線された共通バスを具備するシェル
   フと、このシェルフの前記複数のスロットに対して前記
   共通バスにそれぞれ電気的に接続された状態で実装しう
   る複数枚のプロセス入出力ボードとを有し、装置外部の
   上位システムによる制御に応じて装置外部の計装機器に
   おける制御量の状態を制御するプロセス入出力装置にお
   いて、 前記シェルフは、前記複数のスロットに対してそれぞれ
   実装された状態の前記複数枚のプロセス入出力ボードの
   うち、左右に隣接した状態を成す全てのプロセス入出力
   ボードごとを電気的に接続しうる二重化制御信号線を具
   備し、 前記複数のプロセス入出力ボードは、そのそれぞれが、 前記上位システムから送信されたデジタルのプロセス出
   力データ、プロセス制御開始情報、および動作モード情
   報を前記共通バスを介して受信するとともに、ボード内
   部で生成されたデジタルのプロセス入力データを前記共
   通バスを介して前記上位システムに送信する伝送部と、 この伝送部から与えられた前記プロセス出力データをア
   ナログのプロセス出力信号に変換して前記計装機器に与
   えるとともに、前記計装機器から与えられたアナログの
   プロセス入力信号を前記プロセス入力データに変換して
   前記伝送部に与える入出力処理部と、 この入出力処理部と前記計装機器との間の導通経路を継
   断する第１のスイッチと、 前記伝送部から前記プロセス制御開始情報が与えられた
   ときには、このプロセス制御開始情報を前記二重化制御
   信号線に与えるとともに前記第１のスイッチをオン状態
   に設定し、ボード外部から他のプロセス制御開始情報が
   前記二重化制御信号線を介して与えられたときには、前
   記第１のスイッチをオフ状態に設定する二重化制御部
   と、 この二重化制御部と左隣の他のプロセス入出力ボードに
   通じる前記二重化制御信号線との間の導通経路を継断す
   る第２のスイッチと、 前記二重化制御部と右隣の他のプロセス入出力ボードに
   通じる前記二重化制御信号線との間の導通経路を継断す
   る第３のスイッチと、 前記伝送部から与えられた前記動作モード情報が、前記
   計装機器における制御量の状態制御を、前記二重化制御
   信号線を通じて接続された前記左隣の他のプロセス入出
   力ボードとの二重化構成によって行う旨を示すものであ
   った場合には、前記第２のスイッチをオン状態に設定す
   るとともに前記第３のスイッチをオフ状態に設定し、前
   記二重化制御信号線を通じて接続された前記右隣の他の
   プロセス入出力ボードとの二重化構成によって行う旨を
   示すものであった場合には、前記第２のスイッチをオフ
   状態に設定するとともに前記第３のスイッチをオン状態
   に設定し、シングル構成によって行う旨を示すものであ
   った場合には、前記第２のスイッチおよび前記第３のス
   イッチを共にオフ状態に設定する動作モード制御部とを
   具備することを特徴とするプロセス入出力装置。