JP3462842B2 - プロセス制御方法、プロセス制御装置、プロセス制御システムおよびプロセス制御方法を実行するプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学プロセスのよ
うな各種プロセスの制御に関し、プロセス制御システム
の構築容易性および再利用性と、各種プロセスへの拡張
性と、各種制御対象装置への切り替え容易性とを、いず
れも高めることができるプロセス制御方法、プロセス制
御装置、プロセス制御システムおよびプロセス制御方法
を実行するプログラムを記録した記録媒体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば化学プロセスは、所与の原材料に
対し、化学的、物理的な変換や、時には生物学的な変換
を施して、目的の生成物やエネルギーをシステマティク
に取り出す一連の処理である。このような化学プロセス
では、プロセス内の温度、圧力、流量または液面レベル
など種々の状態量をアナログ量またはデジタル量として
把握し、把握した状態量と目標値とを比較し、その差異
に応じた制御出力を制御対象装置に出力するフィードバ
ック制御や、制御対象装置の状態をアナログ量またはデ
ジタル量として把握するとともに、工程の状況を把握
し、把握した状態量や工程の状況から、別工程の制御対
象装置の制御を順次行うシーケンス制御あるいはこれら
を組み合わせた制御技術等が一般的に広く利用されてい
る。

【０００３】かかる制御対象装置を制御するシステムと
しては、例えば図２３（ａ）に示すような、プログラマ
ブル・コントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Con
troller)を用いて構築した制御システムが知られてい
る。

【０００４】かかる制御システムの場合、ＰＬＣは制御
対象装置と一体化されており、例えば押しボタン等の単
純な操作だけで制御が可能となっている。

【０００５】一方、別の制御システムとして、図２３
（ｂ）に示すような、分散制御システム (ＤＣＳ；Dist
ributed Control System) もよく知られている。かかる
分散制御システムは、例えば制御対象装置群の全体を監
視、制御するコンソールユニット、各制御対象装置を制
御するフィールド制御ユニット、Ｉ／Ｏ（入出力）ユニ
ットから構成されており、例えば化学プラント等の多く
の制御対象装置を制御する場合、高機能化が可能であ
り、またバックアップ機能等システムの信頼性が確保さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
プロセス制御システムでは、そのシステムを異なるプロ
セスに転用または再利用したり、異なるプロセスを増設
してシステムを拡張したり、あるいは各種制御対象装置
を切り替えて制御したりすることが、いずれも困難であ
り、柔軟性に乏しいという問題を有している。

【０００７】これは、従来のシステム設計の主眼が、プ
ロセス毎に異なる固有の特性や、制御対象装置の仕様に
適合するように、操作性や、コストパフォーマンスおよ
び信頼性等を向上させることに置かれていたため、構築
されたシステムは、対象としたプロセス専用に特化して
設計されているためである。

【０００８】また、それゆえに、システム設計には、そ
の専門家たるシステムエンジニアの手に委ねているのが
通常なので、現場の研究者や実験者にとって、システム
そのものはブラックスボックスとならざるを得ない。こ
のため、システムの変更を、システムエンジニアに頼ら
ずに、現場サイドで行うことは不可能に近い。

【０００９】前述の分散制御システムは、複数の制御対
象装置を個々に制御することが可能なので、多機能であ
り、かつ使い方に柔軟性が有るといえるが、制御対象装
置を設計対象外の装置に付け替えることは、その付け替
えを要する部分のシステムを変更しなければならないだ
けではなく、連繋している他のプロセスに対する影響を
も考慮して、分散制御システムの全体を見直さなければ
ならない。このため、上記と同様の理由によって、シス
テムエンジニアでなければシステムの変更は困難であ
り、また、システム変更のためのコストが高いという問
題も派生する。

【００１０】ところで、化学プラントを設計する場合、
化学プラントと同程度の制御ループ数の実験装置を研究
室で組み立て、動作を検証できるようにすることが望ま
しい。また、化学プラントの設計には、いろいろな制御
条件で、装置も多種多様に組み換えて、その最適化を図
りたいという要望が伴う。

【００１１】その要望に沿うためには、一度設計したシ
ステムを異なるプロセスに再利用したり、異なるプロセ
スを増設してシステムを拡張したり、あるいは各種制御
対象装置を切り替えて制御したりすることが、システム
エンジニアでなくても容易に、かつ低コストで行うこと
ができる柔軟性に富んだシステムでなければならない。
しかしながら、従来のプロセス制御システムに、そのよ
うな要望を満足できるものは存在していない。

【００１２】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、一度設計したシステムを
異なるプロセスに再利用したり、異なるプロセスを増設
してシステムを拡張したり、あるいは各種制御対象装置
を切り替えて制御したりすることが、システムエンジニ
アでなくても容易に、かつ低コストで行うことができる
柔軟性に富んだシステムの構築を可能とする、プロセス
制御方法、プロセス制御装置、プロセス制御システムお
よびプロセス制御を実行するプログラムを記録した記録
媒体を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】・請求項１の発明に係る
プロセス制御装置は、上記の課題を解決するために、
(1) 一連のプロセスを実行する制御対象装置を構成する
各機器を、制御プログラムに従って制御する制御信号を
生成する制御手段（例えばパーソナルコンピュータの制
御部）と、(2) 上記各機器と接続され、該プロセスの制
御に伴って各機器とやり取りする入出力信号が、制御内
容に応じて標準化された状態で入出力される信号入出力
端子を複数有し、上記制御手段と各機器との間で送受さ
れる信号を、制御手段および各機器に適した信号に変換
する信号入出力手段（例えばＩ／Ｏボックス）と、(3)
上記信号入出力手段の信号入出力端子に、上記各機器の
いずれが接続されるかを、信号入出力端子に付与したア
ドレスと対応付けて定義した第１のデータ、および各機
器の制御条件または監視条件に関する第２のデータを有
して構築されたデータベースと上記制御プログラムとの
組み合わせを、制御対象としたい制御対象装置の種類別
に複数組格納した記憶手段とを備え、(4) 上記制御手段
は、操作者によって選択された制御対象装置に対応する
データベースおよび制御プログラムを上記記憶手段から
呼び出し、選択された制御対象装置を構成する各機器を
制御することを特徴としている。

【００１４】上記の構成によれば、記憶手段には、制御
手段が、信号入出力手段を介して入出力される標準化さ
れた信号を用いて、制御対象装置で実行されるプロセス
を制御することができるように、データベースと制御プ
ログラムとの組み合わせが、各種制御対象装置別に予め
格納されているので、その組み合わせを制御対象装置の
選択に応じて制御手段が呼び出すことにより、信号入出
力手段に接続された制御対象装置のプロセスを制御する
ことができる。

【００１５】信号入出力端子に対し入出力される信号は
標準化されていることによって、その信号に適合する機
器であれば、信号入出力端子に接続することが可能なの
で、１つの信号入出力端子に複数種類の機器を切替えて
接続することができる。したがって、１つの信号入出力
端子に接続可能な複数種類の機器を、信号入出力端子別
に適宜組み合わせることにより、信号入出力手段に接続
できる制御対象装置を複数種類組むことができる。

【００１６】また、複数種類の制御対象装置を構成する
多種多様な機器と、信号入出力端子との接続関係は、信
号入出力端子に付与したアドレスによって管理され、第
１のデータとして制御対象装置毎に用意されたデータベ
ースに格納されている。ただし、信号入出力端子のアド
レスは、制御対象装置の種類によらず、全てのデータベ
ースに共通して使われる一元的情報である。したがっ
て、各機器と信号入出力端子との接続関係は、信号入出
力端子のアドレスを用いて一元的に管理されている。

【００１７】さらに、信号入出力手段は、制御手段と各
機器との間で送受される信号を、制御手段および各機器
に適した信号に変換する標準化された機能を備えていれ
ばよいので、信号入出力手段については、信号入出力端
子と入出力される信号の種類との対応付けも、信号入出
力手段の動作プログラムも、信号入出力手段に接続する
制御対象装置の種類を変えることに対して、何ら変更を
加える必要が無い。

【００１８】これにより、データベースと制御プログラ
ムとの組み合わせが、記憶手段に格納されている制御対
象装置であれば、システムエンジニアのようにシステム
に精通していない者でも、また変更の必要が生じたとき
にいつでも、信号入出力手段に対して制御対象装置を適
宜付け替え、プロセスの切り替えを容易に行うことがで
きるオープンシステムを提供することができる。

【００１９】・請求項２の発明に係るプロセス制御装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１に記載した
構成に加えて、(5) 上記各機器および信号入出力端子を
表示画面上で視覚化したオブジェクトを、制御対象装置
および信号入出力端子の各レイアウトに即して表示画面
上に配置したピクチャをそれぞれ表示画面上に表示する
ための表示データが、上記記憶手段に格納され、(6) 上
記制御手段は、操作者が制御対象装置の１つを指定した
ときに、記憶手段から対応する表示データを読み出し、
指定された制御対象装置のピクチャを信号入出力端子の
ピクチャと共に表示画面に表示可能とする制御を行い、
(7-1) 上記オブジェクトのいずれかを操作者が選択する
選択入力の操作が表示画面上で行われたときに、選択さ
れたオブジェクトに対応する信号入出力端子のアドレス
を認識すると共に、アドレスを認識した特定信号入出力
端子と、その特定信号入出力端子に接続された特定機器
との接続関係を認識し、認識した接続関係を視覚化する
接続表示データを、該特定信号入出力端子および特定機
器の少なくとも一方の表示データに付加する表示制御
を、上記制御手段が行うことを特徴としている。

【００２０】上記の構成によれば、データベースと制御
プログラムとの組み合わせが記憶手段に格納されている
各種制御対象装置の中から、１つの制御対象装置を操作
者が任意に選択した場合、その選択した制御対象装置の
レイアウトを示すピクチャが、信号入出力端子のレイア
ウトを示す共通のピクチャと共に表示画面に表示され
る。

【００２１】このピクチャが表示された表示画面上で、
個々の機器および信号入出力端子を視覚化したオブジェ
クトのいずれかを操作者が選択する選択入力の操作、例
えばオブジェクトにカーソルを置いてマウスボタンをク
リックする操作が行われた場合に、選択した特定信号入
出力端子と特定機器との接続関係は、一元的な管理情報
である信号入出力端子のアドレスによって認識され、オ
ブジェクトの表示データに接続表示データを付加する処
理、例えば選択したオブジェクトと接続関係にある他の
オブジェクトの色を変えるなどの処理によって視覚化さ
れる。

【００２２】この結果、操作者は制御対象装置および信
号入出力端子のレイアウトと、各機器と信号入出力端子
との接続関係とを表示画面上で確認することができるの
で、その確認に基づきながら制御対象装置を安全、かつ
容易に組み上げることができる。

【００２３】・請求項３の発明に係るプロセス制御装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１に記載した
構成に加えて、(5) 上記各機器および信号入出力端子を
表示画面上で視覚化したオブジェクトを、制御対象装置
および信号入出力端子の各レイアウトに即して表示画面
上に配置したピクチャをそれぞれ表示画面上に表示する
ための表示データが、上記記憶手段に格納され、(6) 上
記制御手段は、操作者が制御対象装置の１つを指定した
ときに、記憶手段から対応する表示データを読み出し、
指定された制御対象装置のピクチャを信号入出力端子の
ピクチャと共に表示画面に表示可能とする制御を行い、
(7-2) 上記オブジェクトのいずれかを操作者が選択する
選択入力の操作が表示画面上で行われたときに、上記制
御手段は、選択されたオブジェクトに対応するデータベ
ースを呼び出し、選択されたオブジェクトに対応する制
御動作を、呼び出したデータベースに基づいて実行する
ことを特徴としている。

【００２４】上記の構成によれば、データベースと制御
プログラムとの組み合わせが記憶手段に格納されている
各種制御対象装置の中から、操作者が任意に１つを選択
した場合、その選択した制御対象装置のレイアウトを示
すピクチャが、信号入出力端子のレイアウトを示す共通
のピクチャと共に表示画面に表示される。

【００２５】このピクチャが表示された表示画面上で、
個々の機器および信号入出力端子を視覚化したオブジェ
クトのいずれかを操作者が選択する選択入力の操作、例
えばオブジェクトにカーソルを置いてマウスボタンをク
リックする操作が行われた場合に、制御手段は、対応す
るデータベースを呼び出し、さらに、選択されたオブジ
ェクトに関わるプロセスを実行する制御プログラムに、
第２のデータから必要な制御条件または監視条件を読み
込んで、プロセス制御を実行する。

【００２６】具体的に説明すれば、表示画面上で例えば
撹拌器のオブジェクトをクリックすれば、撹拌処理が第
２のデータとして設定されている制御条件または監視条
件に従って実行ないし停止するようにしたり、信号入出
力端子の１つであるＯＮ／ＯＦＦ信号出力端子のオブジ
ェクトをクリックすれば、その端子に接続された機器の
強制ＯＮ／ＯＦＦを行えるようにしたりできる。

【００２７】したがって、操作者は、実際に制御対象装
置が設置された研究室で、プロセス制御の動作確認を行
うのと全く同じ感覚で、表示画面上でプロセス制御の動
作確認を行うことができる。したがって、本発明は、安
全かつ操作性に優れたマンマシンインターフェースを提
供することができる。

【００２８】・請求項４の発明に係るプロセス制御装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１に記載した
構成に加えて、(5) 上記各機器および信号入出力端子を
表示画面上で視覚化したオブジェクトを、制御対象装置
および信号入出力端子の各レイアウトに即して表示画面
上に配置したピクチャをそれぞれ表示画面上に表示する
ための表示データが、上記記憶手段に格納され、(6) 上
記制御手段は、操作者が制御対象装置の１つを指定した
ときに、記憶手段から対応する表示データを読み出し、
指定された制御対象装置のピクチャを信号入出力端子の
ピクチャと共に表示画面に表示可能とする制御を行い、
(7-3) 上記オブジェクトのいずれかを操作者が選択する
選択入力の操作が表示画面上で行われたときに、上記制
御手段は、選択されたオブジェクトに対応するデータベ
ースを呼び出し、上記データベースを書き換えるための
入力を受け付ける制御を行うことを特徴としている。

【００２９】上記の構成によれば、操作者が表示された
オブジェクトのいずれかを選択した場合に、対応するデ
ータベースを呼び出し、設定温度や流量のような各種制
御条件または監視条件を書き換えたり、選択されたオブ
ジェクトに対応する接続関係を修正ないし変更すること
が可能になる。

【００３０】したがって、操作者は、実際に制御対象装
置が設置された研究室で、プロセスの解析や評価を行
い、プロセス制御の最適化を図るのと全く同じ感覚で、
表示画面を見ながらプロセス制御の最適化を図ることが
できる。したがって、本発明は、安全かつ操作性に優れ
たマンマシンインターフェースを提供することができ
る。

【００３１】・請求項５の発明に係るプロセス制御装置
は、上記の課題を解決するために、請求項１ないし４の
いずれか１項に記載した構成に加えて、(8) 操作者の指
示を入力する入力手段を備え、(9) 上記制御手段は、入
力手段を介した上記第１のデータおよび第２のデータの
書き換え指示を受け付け、上記記憶手段にアクセスし
て、第１のデータおよび第２のデータの書き換え制御を
行うことを特徴としている。

【００３２】上記の構成によれば、信号入出力手段に接
続されて動作させている制御対象装置の一部機器を、そ
の機器が接続された信号入出力端子に対して入出力され
る信号の仕様に適合した別の機器に付け替えることが可
能になる。別の機器に付け替えた場合には、信号入出力
端子に付与したアドレスと機器との対応付けを更新すべ
く、入力手段を介して第１のデータを書き換えると共
に、付け替えた機器に適した制御条件または監視条件に
更新すべく第２のデータを書き換える。

【００３３】これにより、従来のシステムと比較して、
信号入出力端子に対して入出力される信号の仕様の範囲
内で、プロセスの変更を極めて容易に行うことができ
る。

【００３４】・請求項６の発明に係るプロセス制御シス
テムは、上記の課題を解決するために、(1) 制御プログ
ラムに従う一連のプロセスを実行する制御対象装置を構
成する各機器と接続され、該プロセスの制御に伴って各
機器とやり取りする入出力信号が、制御内容に応じて標
準化された状態で入出力される信号入出力端子を複数有
する第１のコンピュータ（例えばＩ／Ｏボックス）と、
(2) 上記信号入出力端子に接続された特定の制御対象装
置と、(3) 上記信号入出力端子に、上記各機器のいずれ
が接続されるかを、信号入出力端子に付与したアドレス
と対応付けて定義した第１のデータ、および各機器の制
御条件または監視条件に関する第２のデータを有して構
築されたデータベースと上記制御プログラムとの組み合
わせを、制御対象としたい制御対象装置の種類別に複数
組格納した記憶手段にアクセスする動作、上記特定の制
御対象装置に対応するデータベースおよび制御プログラ
ムを記憶手段から呼び出す動作、制御対象装置の各機器
を制御する制御信号を制御プログラムに従って生成する
動作を少なくとも行う第２のコンピュータ（例えばパー
ソナルコンピュータ）とで構成され、上記第１のコンピ
ュータは、第２のコンピュータと各機器との間で送受さ
れる信号を、第２のコンピュータおよび各機器に適した
信号に変換する動作を司ることを特徴としている。

【００３５】上記の構成によれば、その作用効果は、請
求項１に記載の構成によるものと基本的に変わらない
が、本請求項に係る発明では、第１のコンピュータの信
号入出力端子に対し、制御対象装置の付け替えが可能な
オープンシステムを提供するにあたって、第１のコンピ
ュータの機能を信号変換に関わる単純機能に特化し、第
２のコンピュータに、データベースおよび制御プログラ
ムを呼び出して各機器を制御する高機能を担わせるよう
に、システムを階層化した点を明確にしている。

【００３６】これにより、第１のコンピュータについて
は、前述したように、制御対象装置の付け替えに対し
て、全く変更を加える必要が無いので、信号入出力端子
を介して入出力される信号の仕様に合う各種の機器、ま
たは各種の機器によって構成された制御対象装置を操作
者が適宜選定しさえすればよい。

【００３７】また、第２のコンピュータには、民生用と
して近年普及が著しいパーソナルコンピュータを使うこ
とができるので、上記制御プログラムおよびデータベー
スを、安価で扱いやすい汎用ソフトウェアを用いて記述
し、システムに精通していない者でも変更を加えやすく
することができる。

【００３８】したがって、本発明によれば、仕様に合う
各種の機器を第１のコンピュータに多様に接続すること
ができ、また、パーソナルコンピュータの操作知識を持
っている者であれば、第２のコンピュータを使ってシス
テムの変更を容易に行うことができるオープンシステム
を提供することができる。

【００３９】・請求項７の発明に係るプロセス制御方法
は、上記の課題を解決するために、(1) 一連のプロセス
を実行する制御対象装置を構成する各機器と、制御プロ
グラムに従ってプロセス制御信号を生成する制御手段と
の間で送受される信号を、制御手段および各機器に適し
た信号に変換する信号入出力手段に備えられた複数の信
号入出力端子のレイアウトを表示画面上に表示するため
の端子ピクチャデータが格納され、かつ、上記制御対象
装置のレイアウトを表示画面上に表示するための装置ピ
クチャデータが、複数種類の制御対象装置毎に格納され
ていると共に、上記信号入出力端子に、上記各機器のい
ずれが接続されるかを、信号入出力端子に付与したアド
レスと対応付けて定義した第１のデータ、および各機器
の制御条件または監視条件に関する第２のデータを有し
て構築されたデータベースと上記制御プログラムとの組
み合わせが、制御対象装置の種類別に複数組格納されて
いる記憶手段に対して、複数種類の制御対象装置の１つ
を選択する入力操作を操作者が行ったときにアクセス
し、(2) 信号入出力端子および選択された制御対象装置
の各レイアウトを、表示画面に表示可能にすると共に、
(3) 選択された制御対象装置に対応するデータベースお
よび制御プログラムを上記記憶手段から呼び出し、選択
された制御対象装置を構成する各機器の制御を実行可能
とし、(4) さらに、制御中のプロセスの状態を上記レイ
アウトと合わせて表示することを特徴としている。

【００４０】上記の方法によれば、データベースと制御
プログラムとの組み合わせが記憶手段に格納されている
各種制御対象装置の中から、１つの制御対象装置を操作
者が任意に選択した場合、その選択した制御対象装置の
レイアウトが、制御対象装置の種類によらない共通の信
号入出力端子のレイアウトと共に表示画面に表示される
上に、選択された制御対象装置に対応するデータベース
および制御プログラムが呼び出され、各機器の制御が実
行される。

【００４１】しかも、制御中のプロセスの状態が、上記
レイアウトと合わせて表示されるので、操作者は、実際
に制御対象装置が設置された研究室で、プロセス制御の
動作確認を行うのと全く同じ感覚で、表示画面上でプロ
セス制御の動作確認を行うことができる。

【００４２】また、データベースと制御プログラムとの
組み合わせが記憶手段に格納されている各種制御対象装
置の中から、操作者が他の制御対象装置を選んだ場合で
も、制御対象装置を選択する操作者の入力操作に応じ
て、選択された制御対象装置のレイアウトが表示される
と共に、対応するデータベースおよび制御プログラムが
呼び出されるので、操作者は、他のプロセスの動作確認
を表示画面上で同様に行うことができる。なお、信号入
出力端子のレイアウトおよびその表示は、制御対象装置
の種類によって変わることはない。

【００４３】したがって、本発明は、多種類のプロセス
制御に対応することが容易なプロセス制御方法を提供す
ることができる。

【００４４】・請求項８の発明に係るプロセス制御方法
は、上記の課題を解決するために、請求項７に記載の構
成に加えて、(5-1) 上記複数の信号入出力端子および制
御対象装置のレイアウトを表す各ピクチャの構成要素と
して、信号入出力端子および各機器を個別に視覚化した
オブジェクトに対し、そのいずれかを操作者が選択する
選択入力の操作を表示画面上で行ったときに、選択され
たオブジェクトに対応する信号入出力端子のアドレスを
認識すると共に、アドレスを認識した特定信号入出力端
子と、その特定信号入出力端子に接続された特定機器と
の接続関係を認識し、(6) アドレスを認識した特定信号
入出力端子と、その特定信号入出力端子に接続された特
定機器との接続関係を視覚化する表示制御を行うことを
特徴としている。

【００４５】上記の方法によれば、請求項７の発明によ
る作用効果に加えて、請求項２の発明と同様の作用効果
を得ることができる。

【００４６】・請求項９の発明に係るプロセス制御方法
は、上記の課題を解決するために、請求項７に記載の構
成に加えて、(5-2) 上記複数の信号入出力端子および制
御対象装置のレイアウトを表す各ピクチャの構成要素と
して、信号入出力端子および各機器を個別に視覚化した
オブジェクトに対し、そのいずれかを操作者が選択する
選択入力の操作を表示画面上で行ったときに、選択され
たオブジェクトに対応するデータベースを呼び出し、選
択されたオブジェクトに対応する制御動作を、呼び出し
たデータベースに基づいて実行することを特徴としてい
る。

【００４７】上記の方法によれば、請求項７の発明によ
る作用効果に加えて、請求項３の発明と同様の作用効果
を得ることができる。

【００４８】・請求項１０の発明に係るプロセス制御方
法は、上記の課題を解決するために、請求項７に記載の
構成に加えて、(5-3) 上記複数の信号入出力端子および
制御対象装置のレイアウトを表す各ピクチャの構成要素
として、信号入出力端子および各機器を個別に視覚化し
たオブジェクトに対し、そのいずれかを操作者が選択す
る選択入力の操作を表示画面上で行ったときに、選択さ
れたオブジェクトに対応するデータベースを呼び出し、
上記データベースを書き換えるための入力を受け付ける
制御を行うことを特徴としている。

【００４９】上記の方法によれば、請求項７の発明によ
る作用効果に加えて、請求項４の発明と同様の作用効果
を得ることができる。

【００５０】・請求項１１の発明に係る記録媒体は、上
記の課題を解決するために、(1) 一連のプロセスを実行
する制御対象装置を構成する各機器と、制御プログラム
に従ってプロセス制御信号を生成する制御手段との間で
送受される信号を、制御手段および各機器に適した信号
に変換する信号入出力手段に備えられた複数の信号入出
力端子のレイアウトを表示画面上に表示するための端子
ピクチャデータが格納され、かつ、上記制御対象装置の
レイアウトを表示画面上に表示するための装置ピクチャ
データが、複数種類の制御対象装置毎に格納されている
と共に、上記信号入出力端子に、上記各機器のいずれが
接続されるかを、信号入出力端子に付与したアドレスと
対応付けて定義した第１のデータ、および各機器の制御
条件または監視条件に関する第２のデータを有して構築
されたデータベースと上記制御プログラムとの組み合わ
せが、制御対象装置の種類別に複数組格納されている記
憶手段に対して、複数種類の制御対象装置の１つを選択
する入力操作を操作者が行ったときにアクセスする処理
と、(2) 信号入出力端子および選択された制御対象装置
の各レイアウトを、表示画面に表示可能にする処理と、
(3) 選択された制御対象装置に対応するデータベースお
よび制御プログラムを上記記憶手段から呼び出し、選択
された制御対象装置を構成する各機器の制御を実行可能
とする処理と、(4) 制御中のプロセスの状態を上記レイ
アウトと合わせて表示する処理とを含むプロセス制御方
法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録
したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを
特徴としている。

【００５１】上記の構成によれば、本発明の記録媒体か
らコンピュータへ上記のプログラムをセットアップする
ことによって、請求項７の発明と同様の作用効果が得ら
れるプロセス制御方法を実施することができる。

【００５２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図２２に基づいて説明すれば、以下のとおりで
ある。

【００５３】まず、本発明に係るプロセス制御システム
の構成の概念を説明する。本発明に係るプロセス制御シ
ステムは、図２に示すように、一連のプロセスを実行す
る制御対象装置１と、制御対象装置１を構成する各機器
が接続されるＩ／Ｏカード４とＰＬＣ３とを備えたＩ／
Ｏボックス２（第１のコンピュータ）と、制御対象装置
１の各機器を制御する制御信号を制御プログラムに従っ
て生成する等、システム全体の制御を司るパーソナルコ
ンピュータ（第２のコンピュータ）５とから構成されて
いる。

【００５４】制御対象装置１は、例えば、予備反応器、
主反応器、抽出分液器、濾過／乾燥器、濃縮器、受器等
の各種プロセスを分担する処理装置が有機的に結合さ
れ、受け入れた所定量の原料物質を目的生成物またはエ
ネルギーに変換するといった一連のプロセスを実行する
ところである。また、制御対象装置１を構成する各機器
とは、各種センサやスイッチのようなＩ／Ｏカード４の
信号入力端子に接続される機器や、リレーやアクチュエ
ータのようなＩ／Ｏカード４の信号出力端子に接続され
る機器のことであり、制御対象装置１において信号が入
出力される機器を意味している。

【００５５】Ｉ／Ｏボックス２には、上記機器を接続す
る信号入出力端子を複数備えたＩ／Ｏカード４が複数装
着される。Ｉ／Ｏカード４は、さらに、パーソナルコン
ピュータ５と各機器との間でやり取りする信号を、パー
ソナルコンピュータ５および各機器のそれぞれに適する
ように標準化された信号に変換する信号変換機能を有し
ている。また、１枚のＩ／Ｏカード４が扱う信号の種
類、すなわちそのＩ／Ｏカード４に配列された各信号入
出力端子に対して入力または出力される信号の種類は、
どの信号入出力端子についても同じになっている。さら
に、Ｉ／Ｏカード４は、制御対象装置１の種類に応じて
任意に選択し交換することができる。

【００５６】ＰＬＣ３は、各信号入出力端子に付与した
アドレスを用いて、どのＩ／Ｏカード４にどのアドレス
の信号入出力端子が備えられているかを割付ける役割を
担っており、また、信号変換機能も有している。さら
に、ＰＬＣ３は、パーソナルコンピュータ５と通信する
ための端子およびＩ／Ｏカード４と信号をやり取りする
ための端子を備えている。

【００５７】本発明に係るプロセス制御システムにおい
て、第１の特徴は、制御対象装置１の各機器とＰＬＣ３
との間で入出力される信号、およびＰＬＣ３とパーソナ
ルコンピュータ５との間で入出力される信号が、制御対
象装置１で実行されるプロセスに固有の信号ではなく標
準化されていることである。

【００５８】このため、標準化された信号の仕様に合う
機器であれば、Ｉ／Ｏカード４の信号入出力端子に付け
替えて使用することができる。したがって、Ｉ／Ｏカー
ド４を介してＰＬＣ３に接続される制御対象装置１の構
成は、１種類に固定されず、複数種類の構成が可能にな
る。

【００５９】第２の特徴は、制御対象装置１の各機器と
Ｉ／Ｏカード４の信号入出力端子との接続関係を、信号
入出力端子に付与したアドレスによって管理しているこ
とである。

【００６０】このため、パーソナルコンピュータ５は、
上記アドレスによって管理された各機器の制御条件また
は監視条件を定めたデータベースと、制御プログラムと
を持っていさえすれば、Ｉ／Ｏカード４のどの番地の信
号入出力端子からどのような制御条件または監視条件に
関わる信号をＰＬＣ３に出力させるかを定めた制御信号
を生成することによって、プロセスを制御することがで
きる。

【００６１】第３の特徴は、パーソナルコンピュータ５
のメモリに格納された制御プログラムおよびデータベー
スを、ＦＩＸ（ＤＭＡＣＳ）（インテルーション社の登
録商標）、ＩｎＴｏｕｃｈ（ワンダーウェア社の登録商
標）またはＥｘｃｅｌ（マイクロソフト社の登録商標）
のようなパーソナルコンピュータ５で動作する汎用ソフ
トウェアを用いて記述していることである。

【００６２】このため、制御プログラムおよびデータベ
ースの書き換えないし新規作成は、システムエンジニア
のような専門知識を持っていない者でも、容易に行うこ
とができる。なお、汎用ソフトウェアは、プログラマブ
ルコントローラの入出力、タイマ、カウンタ、データレ
ジスタのデータを収集したり設定することができ、簡易
設定ソフトウェアとして手軽に活用できるものである。

【００６３】第４の特徴は、ＰＬＣ３は上述の信号変換
機能やタイマー機能のような単純機能を分担し、パーソ
ナルコンピュータ５はシステムの制御や、記録、表示と
いった高機能を分担していることである。

【００６４】第５の特徴は、上記の第１ないし第４の特
徴によって、Ｉ／Ｏカード４には複数種類の制御対象装
置１を付け替えることができるという互換性を確保して
いると共に、パーソナルコンピュータ５についても、特
にハードウェアとしては種類を選ばない互換性を確保し
ているということである。

【００６５】第６の特徴は、上記第５の特徴ゆえに、Ｐ
ＬＣ３については、制御対象装置１を付け替えても、一
切変更を加える必要が無いということである。

【００６６】このように、本発明に係るプロセス制御シ
ステムは、１つのプロセスに固定化され、そのプロセス
の制御にしか用をなさないという従来のシステムとは全
く違って、制御対象装置１、ＰＬＣ３およびパーソナル
コンピュータ５の全ての要素が、他のプロセス制御シス
テムへの転用や再利用が可能なオープンシステムになっ
ている。

【００６７】また、制御プログラムおよびデータベース
をパーソナルコンピュータ５で動作する汎用ソフトウェ
アを用いて記述していることとも相俟って、システムエ
ンジニアのような専門知識を持っていない者でも、シス
テムの設計変更が極めて容易なので、実際の装置を動か
しながら試行錯誤を繰り返し、プロセス制御システムの
最適化を図ることができる。

【００６８】次に、上記プロセス制御システムのより具
体的な構成例について説明する。図１に示すプロセス制
御システムは、大きく分けて、制御対象装置１と、Ｉ／
Ｏボックス２と、パーソナルコンピュータ５とで構成さ
れている。

【００６９】制御対象装置１は、Ｉ／Ｏボックス２のＩ
／Ｏカード４に備えられた複数の信号入出力端子に対
し、入出力信号接続ケーブルによって接続されるが、信
号入出力端子で入出力される信号の仕様に適合した別構
成の制御対象装置１ａ、１ｂ等と交換可能である。

【００７０】Ｉ／Ｏボックス２には、信号入出力端子を
介して制御対象装置１とやり取りされる信号を、パーソ
ナルコンピュータ５で処理し得る信号に変換したり、パ
ーソナルコンピュータ５で生成された信号を制御対象装
置１に適合した信号に変換する信号変換機能を有するＰ
ＬＣ３およびＩ／Ｏカード４が装着され、さらにＰＬＣ
３は信号入出力端子のアドレスを管理している。

【００７１】パーソナルコンピュータ５は、後述するデ
ータベースや制御プログラム、並びに各種表示用データ
が格納されたメモリ６（記憶手段）と、制御対象装置１
を構成する各機器のレイアウトおよびＩ／Ｏボックス２
における信号入出力端子のレイアウトを表示すると共
に、プロセス制御に関する各種指示の画面入力を受け付
ける各種ボタン等を表示する表示装置７と、マウスやキ
ーボード等で構成された入力手段８と、表示装置７に表
示された各機器または信号入出力端子のいずれかを、ク
リック等によって指定する画面入力の操作がなされたと
きに、その指定された各機器および信号入出力端子の一
方と他方との接続関係を、メモリ６に格納されたデータ
ベースに基づいて確認し、その確認内容に対して定めら
れた所定の処理を行う信号接続確認手段９と、メモリ６
に格納されたデータベースや制御プログラムおよびシス
テムプログラムに基づいて、表示装置７の表示制御、表
示装置７または入力手段８を介した入力の受け付けの制
御、Ｉ／Ｏカード４のどの信号入出力端子からどのよう
な信号を出力させるかをＰＬＣ３に指示する制御信号の
生成等を行う制御手段１０とを備えている。

【００７２】上記メモリ６には、プログラム領域６ａ
と、ファイル領域６ｂとが割り当てられている。プログ
ラム領域６ａには、上記システムプログラムや制御プロ
グラム等のプログラムが格納されており、ファイル領域
６ｂには、Ｉ／Ｏボックス２に備えられた信号入出力端
子のレイアウトを表示装置７に表示するための表示用デ
ータであるＩ／Ｏボックスピクチャデータ（端子ピクチ
ャデータ）が、Ｉ／Ｏテーブル定義ファイルとして格納
されると共に、制御対象装置１を構成する各機器のレイ
アウトを表示装置７に表示するための表示用データであ
る装置ピクチャデータと、信号入出力端子に付与したア
ドレスを元に、信号入出力端子と各機器との接続関係を
定義した第１のデータ、および各機器の制御条件または
監視条件に関する第２のデータを有して構築されたデー
タベースとが、定義情報ファイルとして格納されてい
る。

【００７３】上記のＩ／Ｏボックスピクチャデータは１
種類であって、制御対象装置１が制御対象装置１ａや制
御対象装置１ｂ等に交換されても、信号入出力端子の同
じレイアウトが共通して表示される。

【００７４】これに対し、上記装置ピクチャデータとデ
ータベースとは、制御対象装置１と対応付けられたペア
をなしており、装置ピクチャデータは、データベースと
リンクして読み出される。したがって、本システムが制
御対象としたい制御対象装置１、制御対象装置１ａ、制
御対象装置１ｂ等のそれぞれについて対応付けされた装
置ピクチャデータとデータベースとの組み合わせが、フ
ァイル領域６ｂに予め格納されている。

【００７５】図３に、Ｉ／Ｏボックス２の外観と、Ｉ／
Ｏボックス２に装着された上記Ｉ／Ｏカード４に備えら
れた信号入出力端子およびＰＬＣ３のレイアウトとを表
示装置７の画面に表示した具体例を示す。

【００７６】例えば、電磁弁のような２つの状態間で選
択的な動作を行う機器が接続され、その機器に対してＯ
Ｎ／ＯＦＦの２値信号のようなデジタル信号が出力され
るＩ／Ｏカード（ＤＯＵＴ１６）については、「デジタ
ルＯＵＴ」の名称が付された表示枠中に、１６個の信号
出力端子を表す図形（以下、ピクチャを構成する図形要
素をオブジェクトと呼ぶ）が、実際のレイアウトどおり
に表示されている。

【００７７】また、例えば、８方切替弁の切替位置検出
器のような検出器が接続され、検出器が検出した状態を
表すデジタル信号が入力されるＩ／Ｏカード（ＤＩＮ３
２）については、「デジタルＩＮ」の名称が付された表
示枠中に、１６個の信号入力端子を表すオブジェクト
が、実際のレイアウトどおりに表示されている。

【００７８】さらに、上記のＩ／Ｏカード（ＤＩＮ３
２）には、例えば、制御対象装置１を構成するポンプ、
ヒータ、ファンなどの負荷をＯＮ／ＯＦＦするリレー等
のデジタルスイッチが接続される１６個の信号入出力端
子も備えられているので、その信号入出力端子を表すオ
ブジェクトが、「１００Ｖ ＯＵＴ」の名称が付された
表示枠中に、実際のレイアウトどおりに表示されてい
る。

【００７９】さらに、例えば、圧力伝送器のような機器
が接続され、その機器から直流電圧信号のようなアナロ
グ信号が入力されるＩ／Ｏカード（ＡＩＮ０８）につい
ては、「アナログＩＮ」の名称が付された表示枠中に、
入力信号レベルを表す数値データが、実際の端子レイア
ウトに合わせて表示されている。

【００８０】さらに、例えば、調節弁のような機器が接
続され、その機器に対して直流電流信号のようなアナロ
グ信号を出力するＩ／Ｏカード（ＡＯＵＴ０４）につい
ては、「アナログＯＵＴ」の名称が付された表示枠中
に、出力信号レベルを表す数値データが、実際の端子レ
イアウトに合わせて表示されている。

【００８１】この他、Ｉ／Ｏボックス２には、温度セン
サや天秤などによる特殊な検出値を入力するＩ／Ｏカー
ド（ＳＥＮＳＥ）を装着することができ、その検出値が
信号入出力端子別に表示されるようになっている。ま
た、Ｉ／Ｏボックス２には、パーソナルコンピュータ５
の通信ポート（ＣＯＭ１）に接続され、パーソナルコン
ピュータ５と通信を行うＰＬＣ３の信号入出力端子も備
えられている。

【００８２】次に、図４に、制御対象装置１のレイアウ
トを表示装置７の画面に表示した具体例を示す。図４
は、３成分の原料を併注して２槽連続反応させる装置の
レイアウトを示している。このような装置レイアウト図
は、ＳＣＡＤＡ（SupervisoryControl and Data Acquis
ition；スキャダ）と呼ばれる高機能グラフィックモニ
タソフトウェアを用いて描画できることは、よく知られ
ている。また、前述の汎用ソフトウェアを用いて描画す
ることもできる。そして、制御対象装置１で実際にプロ
セスが進行する様子や、プロセスの監視状況を、表示装
置７の画面上で表現することができ、操作者は、制御対
象装置１の設置現場から離れた場所で、表示装置７の画
面を見ることによって、制御プロセスの進行をモニタす
ることができる。

【００８３】続いて、図５に、Ｉ／Ｏカード４の各信号
入出力端子と、各信号入出力端子に接続される制御対象
装置１の各機器とを、各信号入出力端子に付与したアド
レス（Ｉ／Ｏアドレス）によって対応付けたり、各機器
の監視条件や制御条件を設定したり、各信号入出力端子
に付与した物理的なアドレスをタグと呼ばれる論理名に
置き換えたりするためのテーブルであるデータベースの
具体例を、その一部を抜き出して示す。

【００８４】なお、タグは、データベースから制御プロ
グラムに、必要な監視条件や制御条件を読み込むとき
に、物理的なアドレスの代わりに検索キーワードとして
用いられると共に、メモリ６のファイル領域６ｂに格納
されたＩ／Ｏボックスピクチャデータおよび装置ピクチ
ャデータと、データベースとを関連付けるときの検索キ
ーワードとしても用いられる。すなわち、Ｉ／Ｏボック
スピクチャデータにおいては、各信号入出力端子を図形
的に表すオブジェクトのピクチャデータが、それぞれ対
応する信号入出力端子に付与されたタグで管理されてい
る。さらに、装置ピクチャデータにおいても同様に、信
号入出力端子に接続される機器を図形的に表すオブジェ
クトのピクチャデータが、それぞれ対応する信号入出力
端子に付与されたタグで管理されている。

【００８５】より具体的には、図５に示すように、「Ｉ
／Ｏ装置」の項目は、Ｉ／Ｏカード４に付与した識別符
号を表し、「Ｉ／Ｏアドレス」の項目は、識別符号を付
与されたＩ／Ｏカード４の各信号入出力端子に付与した
物理的なアドレスを表し、「記述」の項目は、各信号入
出力端子にどのような機器が接続されているかを表して
いる。なお、「記述」の欄には、「Ｉ／Ｏアドレス」の
欄を参照しなくても接続先がわかるように、機器の名称
の後に、アドレスを括弧書きしている。「次ブロック」
の項目は、あるタグ（例えば、ＺＡＩ２１００）の内容
を読み出すときに、併せて参照するタグ（例えば、ＺＰ
ＤＯ２）を指定するものである。

【００８６】なお、「タグ名」「記述」「Ｉ／Ｏアドレ
ス」の各項目に記述されたデータが、上記第１のデータ
に相当する。

【００８７】例えば、タグ名として「ＺＡＩ２１００」
が付された１行目の欄の記載内容から、図４に示す反応
槽１の内部温度を検出する温度センサ（Ｔ１−０）が、
＊＊１の識別符号を持つＩ／Ｏカード４において、「＊
＊１：ＤＭ：２１００」という物理的なアドレスが付与
された信号入出力端子に接続され、「各種監視／制御条
件」として設定された数値データ（第２のデータ）の内
容に基づいて監視されるということがわかる。なお、監
視条件は書き換え可能であり、データベースを画面上に
呼び出し、書き換えたい数値のセルにカーソルを合わせ
てクリックする等の操作により、新たな数値入力を行う
ことができる。

【００８８】また、各機器の制御条件は、図５で「タイ
プ」の項目が「ＰＩＤ」と記載されたタグの行に数値デ
ータとして入力されており、制御条件はプロセスの進行
中であっても随時書き換え可能となっている。なお、Ｐ
ＩＤ（proportional-integral-derivative：比例−積分
−微分）制御は自動制御アルゴリズムの１つである。こ
れは、例えば温度制御の場合、ＰＬＣは直接温度を制御
することができないので、ＰＩＤ制御のアルゴリズムに
よって、加熱機器や冷却機器の運転条件を定めるパラメ
ータを決め、間接的な温度制御を行えるようにしたもの
である。

【００８９】一方、メモリ６のファイル領域６ｂには、
上記のように、信号入出力端子の物理的なアドレスの代
わりをするタグによって、Ｉ／Ｏカード４およびＩ／Ｏ
ボックスピクチャデータと対応付けるように、一元的に
管理された装置ピクチャデータおよびデータベースの組
み合わせが複数種類作成され、定義情報ファイルとして
予め格納されている。

【００９０】具体的に説明すると、図６に示すように、
制御対象装置１の一例としての「６点式反応器温度制御
装置」（図８参照）に対して、「標準システム」「温度
計４点追加」等の７種類のプロセス制御を行うことがで
きるように、各プロセス制御を可能とするデータベース
が予め作成され、ファイル領域６ｂに格納されている。
なお、各データベースは、「６点式反応器温度制御装
置」のレイアウトを画面表示するための装置ピクチャデ
ータと、上記タグによって対応付けられ、一元的に管理
されている。

【００９１】また、Ｉ／Ｏボックス２に接続可能な制御
対象装置１の他の例としての「３連フラスコ反応装置」
（図９参照）に対して、「温水循環」「ブライン循環」
等の３種類のプロセス制御を行うことができるように、
各プロセス制御を可能とするデータベースが予め作成さ
れ、ファイル領域６ｂに格納されている。この場合も、
上記と同様に、各データベースは、「３連フラスコ反応
装置」のレイアウトを画面表示するための装置ピクチャ
データと、上記タグによって対応付けられ、一元的に管
理されている。

【００９２】さらに、上記以外のプロセス制御システム
の構築にも対応できるように、その他のオプション的な
制御対象装置１の装置ピクチャデータおよびデータベー
スの組み合わせが、各種用意されている（「連続反応シ
ステム」「要素」「減圧単蒸留＋留分分散」等）。

【００９３】なお、制御対象装置１の構成が、図４の２
槽連続反応装置、図８の６点式反応器温度制御装置、図
９の３連フラスコ反応装置等のいずれであっても、Ｉ／
Ｏカード４の各信号入出力端子で入出力される信号の種
類は変わらない。例えば、図３に示すＩ／Ｏカード（Ｄ
ＯＵＴ１６）には、どの種類の制御対象装置１であって
も、電磁弁のようなＯＮ／ＯＦＦの２値信号で選択的な
動作を行う機器が接続されており、他のＩ／Ｏカードに
ついても同じ種類の信号がやり取りされる機器が接続さ
れている。

【００９４】ところで、上述の装置ピクチャデータおよ
びデータベースの組み合わせは、例えば図７に示す表示
画面上の入力操作で選択して切り換えることができるよ
うになっている。すなわち、制御対象装置１の選択は、
装置選択フレーム内に表示された選択肢のいずれかを指
定することによって行うことができる。データベース選
択フレームには、装置選択フレームから選ばれた制御対
象装置１に対応する各種データベースが切替表示される
ので、その内の１つを指定することによって、所望のデ
ータベースを呼び出すことができる。

【００９５】呼び出されたデータベースに書き込まれて
いる監視条件および制御条件は、プロセス制御の初期値
として制御手段１０に設定されるようになっている。

【００９６】なお、装置選択フレームの「その他」を選
択した場合、自作の装置ピクチャデータおよびデータベ
ースの組み合わせを新規に追加できるようになってい
る。

【００９７】こうして装置選択およびデータベース選択
が完了した後で、各選択フレームの下に表示された「開
始」ボタンをクリックすると、図８または図９に示すよ
うに、制御対象装置１のレイアウト画面が、Ｉ／Ｏボッ
クス２および信号入出力端子のレイアウト画面と重ね
て、あるいは画面切替えが可能なように表示される。

【００９８】なお、制御対象装置１およびデータベース
の選択履歴は記録されるので、本システムの次の起動時
には、直前に選択された制御対象装置１およびデータベ
ースが最初に読み出されるようになっている。

【００９９】このように、本発明のプロセス制御システ
ムは、Ｉ／Ｏボックス２に関しては、Ｉ／Ｏボックスピ
クチャデータにも、その動作内容にも、全く変更を加え
る必要が無いようにし、装置ピクチャデータおよびデー
タベースの組み合わせを、多様に選択できるようにし
て、プロセス制御の内容を変更できるように構築されて
いる。しかも、データベースは、パーソナルコンピュー
タ５上で動作する汎用ソフトウェアを用いて作成されて
いるので、パーソナルコンピュータを扱える者であれ
ば、監視条件または制御条件を随時簡単に書き換えるこ
とができる。

【０１００】したがって、本発明のプロセス制御システ
ムを用いれば、システム設計の専門的な知識を持たない
者でも、各種のプロセスについて試行錯誤を繰り返しな
がら、プロセス制御の最適化を図ることができる。な
お、信号入出力端子で入出力される信号の仕様に合わな
い機器を接続した場合には、検出器等が正しい値を示さ
なくなるので、装置のレイアウト表示画面上で異常が判
明する。

【０１０１】また、装置ピクチャデータおよびデータベ
ース自体を、パーソナルコンピュータ５上で動作する汎
用ソフトウェアを用いて作成することができるので、新
規なプロセス制御システムの構築も容易に行うことがで
きる。

【０１０２】以上の説明が、本発明のプロセス制御シス
テムの最も重要な特徴に関するものであるが、本システ
ムでは、操作者に快適なマンマシンインターフェースを
提供するために、さらに様々な工夫が施されている。

【０１０３】第１の工夫点は、図３に示すＩ／Ｏボック
ス２のレイアウト画面で、各Ｉ／Ｏカード４の名称枠
（例えば、「デジタルＯＵＴ」）をクリックすると、図
１０ないし図１３に示すように、そのＩ／Ｏカード４に
おける信号入出力端子と機器との接続関係を示す一覧表
が表示されることである。この一覧表は、図８または図
９に示すように、Ｉ／Ｏボックス２のレイアウト画面に
重なるポップアップウィンドウとして開かれる。また、
一覧表の内容は、図５に示すデータベースの「記述」の
欄に基づいて表示される。

【０１０４】例えば、図１０に示すように、Ｉ／Ｏカー
ド（ＤＯＵＴ１６）の１０番端子（Ｃｈ．１０）には、
原料１洗浄用三方弁が接続されること、およびこの１０
番端子には、物理的なアドレスとして、DOUT16:CH000-0
9 が付与されていることがわかり、対応するデータベー
スとの関係も、アドレスによって把握できるようになっ
ている。

【０１０５】また、図１２に示すように、例えばＩ／Ｏ
カード（ＤＩＮ３２）における「１００ＶＯＵＴ」の１
番端子（Ｃｈ．１）には、原料１ポンプが接続されるこ
と、およびこの１番端子には、物理的なアドレスとし
て、DIN32:IR100-00が付与されていることがわかる。

【０１０６】さらに、図１３に示すように、例えばＩ／
Ｏカード（Ｔ１）の１番端子（Ｃｈ．１）には、反応槽
１内部温度センサが接続されること、およびこの１番端
子には、物理的なアドレスとして、T1-0:DM2100 が付与
されていることがわかる。

【０１０７】したがって、システム構築者のシステム内
容確認作業や装置組み立て作業の能率を、図１０ないし
図１３に示すような表示画面を用いることによって、向
上させることができる。

【０１０８】第２の工夫点は、Ｉ／Ｏボックス２または
制御対象装置１のレイアウト画面で、信号入出力端子を
示すオブジェクトまたは信号入出力端子に接続された機
器を示すオブジェクトのいずれかをクリックすると、互
いの接続関係が視覚的にわかるように、例えば、接続先
のオブジェクトの色が赤のような目立つ色に変わるよう
になっていることである。

【０１０９】例えば、図１０を参照して説明したＩ／Ｏ
カード（ＤＯＵＴ１６）の１０番端子（Ｃｈ．１０）の
オブジェクトを、図３に示すＩ／Ｏボックス２のレイア
ウト画面上でクリックすると、この１０番端子には、原
料１洗浄用三方弁が接続されているので、図４のレイア
ウト画面における原料１洗浄用三方弁１１として表示さ
れたオブジェクトの色が赤等の目立つ色に変わる。

【０１１０】上記と逆の手順で、図４のレイアウト画面
で原料１洗浄用三方弁１１のオブジェクトをクリックす
ると、図３のレイアウト画面に表示されたＩ／Ｏカード
（ＤＯＵＴ１６）の１０番端子（Ｃｈ．１０）のオブジ
ェクトの色が赤等の目立つ色に変わる。

【０１１１】同様に、図１２を参照して説明したよう
に、図３におけるＩ／Ｏカード（ＤＩＮ３２）の１番端
子（Ｃｈ．１）のオブジェクトと、図４の原料１ポンプ
１２を示すオブジェクトとの接続関係が、いずれかのク
リックによって接続先の色を変えることで視覚化され
る。

【０１１２】さらに、図１３を参照して説明したよう
に、図３におけるＩ／Ｏカード（Ｔ１：温度入力）の１
番端子（Ｃｈ．１）のオブジェクトと、図４の反応槽１
の検出温度が表示されるセル１３のオブジェクトとの接
続関係が、いずれかのクリックによって接続先の色を変
えることで視覚化される。

【０１１３】このように、Ｉ／Ｏボックス２または制御
対象装置１の各レイアウト画面を用いて、信号入出力端
子と各機器との接続関係を視覚的に捉えることができる
ので、操作者は図９に示すように、１つの表示画面上に
各レイアウト画面を表示し、接続関係を１つずつ目で確
認しながら、信号入出力端子と各機器とを接続する実際
の作業を進めることができ、作業能率が一層向上する。

【０１１４】なお、オブジェクトの色を変える制御は、
以下のように行われる。図１に示す表示装置７の画面上
で、入力手段８を用いて上記のようにオブジェクトがク
リックされると、信号接続確認手段９は、クリックされ
たオブジェクトの画面表示アドレスを得る。仮に、クリ
ックされたオブジェクトが信号入出力端子であったとす
ると、信号接続確認手段９は、その画面表示アドレスに
基づいて、メモリ６のファイル領域６ｂに格納されたＩ
／Ｏボックスピクチャデータにアクセスし、クリックさ
れたオブジェクトのデータに付与されたタグを読み取
る。

【０１１５】一方、装置ピクチャデータにおいても、信
号入出力端子に接続された機器のピクチャデータに同じ
タグが付されているから、信号接続確認手段９は、その
オブジェクトに対応する制御対象装置１の装置ピクチャ
データにアクセスし、先程読み取ったタグに基づいて、
接続相手である機器の表示用データを読み出すことがで
きる。

【０１１６】制御手段１０は、信号接続確認手段９によ
って読み出された表示用データに、接続関係を視覚化さ
せる接続表示データを付加し、表示装置７のドライバに
出力することで、接続関係の表示が行われる。

【０１１７】次に、第３の工夫点は、２値のＯＮ／ＯＦ
Ｆ信号を出力する信号入出力端子を持つＩ／Ｏカードに
おいて、信号入出力端子のオブジェクトをクリックする
と、その接続先の機器の色が変わると共に、その機器を
強制的にＯＮ／ＯＦＦできることである。

【０１１８】例えば、図３のレイアウト画面で、「１０
０Ｖ ＯＵＴ」の表示枠中の１番端子のオブジェクトを
クリックすると、図４の原料１ポンプ１２を示すオブジ
ェクトの色が変わると共に、原料１ポンプ１２を実際に
ＯＮ／ＯＦＦすることができる。

【０１１９】この場合、制御手段１０は、対応する制御
対象装置１のデータベースにアクセスし、前述のとおり
信号接続確認手段９によって読み取られたタグに基づい
て、オブジェクトがクリックされた信号入出力端子のア
ドレスを読み取り、そのアドレスを持つ信号入出力端子
からＯＮ／ＯＦＦ信号を出力させるための命令信号を作
成し、ＰＬＣ３に出力する。

【０１２０】第４の工夫点は、Ｉ／Ｏボックス２または
制御対象装置１のレイアウト画面で、信号入出力端子を
示すオブジェクトまたは信号入出力端子に接続された機
器を示すオブジェクトのいずれかをクリックすると、対
応するデータベースが画面上に呼び出され、クリックさ
れたオブジェクトに関する監視条件または制御条件を書
き換えることができることである。

【０１２１】例えば、図４のレイアウト画面で、「ＰＩ
Ｄ」と表示されたオブジェクトをクリックすることで、
例えば図１４に示すようなＰＩＤ制御ウィンドウを開
き、制御パラメータを書き換えることができる。また、
図３のレイアウト画面で信号入出力端子のオブジェクト
をクリックすると、図５に示すデータベースの対応頁を
呼び出すことができ、各種監視条件／制御条件のセルを
クリックすることによって、セル毎に条件を書き換える
こともできる。さらに、図５に示すデータベースで、タ
イプが「ＰＩＤ」となっている行のタグ名のセルをクリ
ックすることによっても、図１４に示すＰＩＤ制御ウィ
ンドウを開くことができる。

【０１２２】なお、制御対象装置１の運転中に、図４の
レイアウト画面で、「ＰＩＤ」と表示されたオブジェク
トをクリックすると、図１５または図１６に示すような
ＰＩＤ定数設定ウィンドウが開き、自動／手動の選択
や、その他の制御パラメータの書き換えを行うことがで
きる。ＰＩＤ定数設定ウィンドウの右横に記載されたメ
ッセージは、各項目にカーソルを置いたときに一時的に
表示される。

【０１２３】このＰＩＤ定数設定ウィンドウで書き換え
た制御パラメータは、制御手段１０のＲＡＭ等の随時書
き換え可能なメモリに設定された初期値に置き代わり、
制御プログラムに読み込まれるので、リアルタイムで制
御条件を変更することができる。

【０１２４】第５の工夫点は、図１７に示すような制御
プロセスのステップ毎のＰＩＤ制御条件を実際の物理量
によって書き換えることのできる表を、図４のレイアウ
ト画面の余白に常時表示したり、あるいは適宜ポップア
ップウィンドウとして開くことができることである。

【０１２５】図１７に示す例では、ＰＨ、温度、減圧と
いった制御条件の設定値と、その保持時間とについて、
該当するセルをクリックすることにより、ステップ毎に
所望のアナログ値を入力することができる。その入力が
完了すると、制御手段１０は、入力された物理量を、適
切なＰＩＤ定数に変換し、対応するデータベースのＰＩ
Ｄ制御パラメータを書き換えるようになっている。

【０１２６】これにより、操作者は、間接的な制御パラ
メータであるＰＩＤ定数ではなく、ＰＨ、温度、減圧と
いった実際の物理量そのものを扱えばよいので、本シス
テムの操作性を向上させることができる。

【０１２７】以下、本システムの操作性を向上させるこ
とができるその他の工夫点についてさらに説明する。

【０１２８】例えば、図１８に示すように、仕込み、計
量滴下、反応といった各プロセスを自動的にスタートさ
せる指示を入力することができるスタートボタン１４
や、スタートボタン１４によって自動的にスタートさせ
たいプロセスを選択するための選択ボタン１５を、図４
のレイアウト画面の余白に表示することができる。例え
ば、選択ボタン１５をクリックすることにより、「仕込
み」「計量滴下」「反応」「製品抜出」を選択し、スタ
ートボタン１４をクリックすれば、「仕込み」→「計量
滴下」→「反応」→「製品抜出」の順にプロセスが進行
する。

【０１２９】また、仕込確認、分液確認、抜出確認のよ
うな確認ボタン１６は、１つのプロセスが終了した後、
その結果を確認してから次のプロセスへの進行を許可す
る指示を入力したい場合に、表示させることができる
が、表示させるか否かは選択できるようになっている。
例えば、仕込確認の確認ボタン１６を表示させた場合に
は、「仕込み」のプロセスが終了した後、確認ボタン１
６をクリックしない限り、次のプロセスへ進むことがで
きなくなる。したがって、スタートボタン１４で各プロ
セスを自動的にスタートさせた場合であっても、必要に
応じ、プロセスの進行途中における確認作業を行うこと
ができる。

【０１３０】また、メンテナンスボタン１７をクリック
すると、選択ボタン１５によって選択された１つのプロ
セスを作動させ、当該プロセスを確かに制御できるかど
うかを確認することができる。なお、複数のプロセスが
選択されている場合には、メンテナンスボタン１７をク
リックすることはできないようになっている。

【０１３１】また、図１９に示すように、運転条件を設
定する必要の有るプロセスについて、運転条件の設定お
よびそのプロセスの開始指示のボタン入力を可能とする
ウィンドウを予め図４のレイアウト画面の余白に表示し
ておくこともできる。

【０１３２】例えば、図４に示す洗浄槽１８から各原料
槽１９〜２１へ洗浄液を注入する準備工程の実施に際し
て、ライン洗浄時間として、洗浄液の注入時間を設定
し、各原料槽１９〜２１から反応槽２２へ送る洗浄液の
量を、洗浄送液量として設定した後、図１９の準備ボタ
ン２３をクリックする。

【０１３３】また、２槽連続反応させた生成物を八方弁
２４を切り換えてサンプリングする工程の実施に際し
て、反応開始から最初のサンプリングを始める時間を、
サンプリング待時間として設定し、サンプリング開始時
から八方弁２４を８段階に切り換える時間間隔を、八方
弁切換時間として設定した後、図１９の反応ボタン２５
をクリックする。

【０１３４】さらに、プロセスの開始指示を入力する各
ボタン２３・２５等をクリックしたときに、そのプロセ
スの開始前に、実施しようとするプロセスに関する注意
事項を確認するようにし、その確認作業が完了してから
プロセスの実行をスタートさせることもできる。

【０１３５】そのために、例えば、ライン洗浄工程に関
して、図１９に示すウィンドウで条件設定をした後、ラ
イン洗浄ボタン２６をクリックすると、図２０に示すよ
うな確認ボタンが画面に呼び出され、その確認ボタンに
カーソルを位置合わせすることにより、確認必要事項が
表示されるようになっている。例えば、図２０の確認ボ
タン２７にカーソルを位置合わせすると、「原料供給チ
ューブを廃液受器に入れた後、確認ボタンを押して下さ
い。」というメッセージが表示される。そして、その確
認必要事項に従って確認作業を終えてから、確認ボタン
２７をクリックすることによって初めて、ライン洗浄工
程がスタートする。

【０１３６】なお、確認ボタンが複数表示される場合に
は、全ての確認ボタンがクリックされたときに初めて、
ライン洗浄工程がスタートする。

【０１３７】さらに、図２１に示すように、機器の稼働
状態を監視する監視条件を設定する項目を図４のレイア
ウト画面の余白に表示したり、あるいは機器のオブジェ
クトをクリックすることによって、監視条件を設定する
項目を画面に呼び出したりすることもできる。

【０１３８】例えば、図２１では、ポンプの送液能率
（ｇ／ｍｉｎ）の期待値と、期待値に対する誤差範囲と
を入力し、ポンプの送液能率の監視時間間隔を入力する
ことができる。このような監視条件の入力によって、制
御手段１０は、対応するデータベースの監視条件を設定
ないし書き換えるようになっている。

【０１３９】また、図２２に示すように、プロセスの異
常状態が発現したときに、警報を発することができるよ
うに、監視条件に警報設定値を定めておくこともでき
る。例えば図２２の例では、反応槽の内部温度について
正常状態の上限値および下限値を警報設定値として入力
することができる。また、例えば、反応槽の液レベルの
監視開始を指示する水位警報確認開始ボタン２８を表示
し、そのクリックによって、液レベルの監視を開始する
と共に、液レベルが異常になったときには、その異常状
態の継続時間に応じてプロセスを強制停止させたり、あ
るいは危険度に応じて即座にプロセスを強制停止させる
ようになっている。

【０１４０】なお、異常状態が発現したときには、図４
のレイアウト画面の異常発現箇所に、「酸素濃度異常」
「水位異常」のようなメッセージを点滅させ、かつアラ
ームを鳴らすようになっている。さらに、異常状態の発
現履歴が記録され、図４のレイアウト画面下部に、アラ
ームサマリとして表示することができる。

【０１４１】したがって、前述したように、信号入出力
端子で入出力される信号の仕様に合わない機器を接続し
た場合には、上記のような異常を報知するメッセージの
表示ないしアラームによって、操作者は、異常の発生お
よび発生箇所を簡単に把握することができ、また、異常
に関わる機器のオブジェクトをクリックすれば、その機
器が接続されている信号入出力端子がどれかが判り、そ
の信号入出力端子のオブジェクトをクリックすれば、図
１０〜図１３のような画面が呼び出されるので、接続間
違いの有無を迅速かつ容易に確認することができる。

【０１４２】以上、上記実施の形態では、１台のＰＬＣ
３に制御対象装置１を切り換えて接続する場合を説明し
たが、図２３（ｂ）に示すような分散制御システムにも
本発明を適用することが可能である。すなわち、ＰＬＣ
３とパーソナルコンピュータ５との組み合わせを複数セ
ット用意し、分散している複数の制御対象装置１同士を
連繋動作させるのに必要な制御信号や情報のやり取り
を、パーソナルコンピュータ５同士で行わせるように構
成してもよい。さらに、複数のパーソナルコンピュータ
５を統括制御するホストコンピュータを配置して階層制
御システムを構成することもできる。

【０１４３】いずれにしても、再利用性および拡張性に
富み、システムの変更を容易かつ低コストで行うことが
できる高機能のプロセス制御オープンシステムを提供す
ることができる。

【０１４４】なお、本発明のプロセス制御方法を実行す
る制御プログラムを記録した記録媒体として、パーソナ
ルコンピュータ５と分離可能に構成される記録媒体であ
ってもよい。例えば、磁気テープやカセットテープ等の
テープ系、フロッピー（登録商標）ディスクやハードデ
ィスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＭＤ、
ＤＶＤ等の光ディスク系、ＩＣカード（メモリカードを
含む）、光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯ
Ｍ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ等に
よる半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持す
る媒体であってもよい。

【０１４５】また、本発明のプロセス制御システムは、
インターネットを含む通信ネットワークと接続可能な構
成にすることができ、通信ネットワークを介して、他の
システムコンピュータと制御プログラムを送受するよう
にしてもよい。

【０１４６】

【発明の効果】・請求項１の発明に係るプロセス制御装
置は、以上のように、(1) 一連のプロセスを実行する制
御対象装置を構成する各機器を、制御プログラムに従っ
て制御する制御信号を生成する制御手段と、(2) 上記各
機器と接続され、該プロセスの制御に伴って各機器とや
り取りする入出力信号が、制御内容に応じて標準化され
た状態で入出力される信号入出力端子を複数有し、上記
制御手段と各機器との間で送受される信号を、制御手段
および各機器に適した信号に変換する信号入出力手段
と、(3) 上記信号入出力手段の信号入出力端子に、上記
各機器のいずれが接続されるかを、信号入出力端子に付
与したアドレスと対応付けて定義した第１のデータ、お
よび各機器の制御条件または監視条件に関する第２のデ
ータを有して構築されたデータベースと上記制御プログ
ラムとの組み合わせを、制御対象としたい制御対象装置
の種類別に複数組格納した記憶手段とを備え、(4) 上記
制御手段は、操作者によって選択された制御対象装置に
対応するデータベースおよび制御プログラムを上記記憶
手段から呼び出し、選択された制御対象装置を構成する
各機器を制御する構成である。

【０１４７】それゆえ、信号入出力端子に対し入出力さ
れる信号は標準化されていることによって、その信号に
適合する機器であれば、信号入出力端子に接続すること
が可能なので、１つの信号入出力端子に複数種類の機器
を接続することができる。また、複数種類の制御対象装
置を構成する多種多様な機器と、信号入出力端子との接
続関係を管理するために、信号入出力端子に付与したア
ドレスは、制御対象装置の種類によらず、全てのデータ
ベースに共通して使われる一元的情報である。

【０１４８】さらに、信号入出力手段は、制御手段と各
機器との間で送受される信号を、制御手段および各機器
に適した信号に変換する標準化された機能を備えていれ
ばよいので、信号入出力手段の機能、すなわち信号入出
力手段の動作プログラムは、信号入出力手段に接続する
制御対象装置の種類を変えることに対して、何ら変更を
加える必要が無い。

【０１４９】これにより、データベースと制御プログラ
ムとの組み合わせが、記憶手段に格納されている制御対
象装置であれば、システムエンジニアのようにシステム
に精通していない者でも、また変更の必要が生じたとき
にいつでも、信号入出力手段に対して制御対象装置を適
宜付け替え、プロセスの切り替えを容易に行うことがで
きるオープンシステムを提供することができるという効
果を奏する。

【０１５０】・請求項２の発明に係るプロセス制御装置
は、以上のように、請求項１に記載した構成に加えて、
(5) 上記各機器および信号入出力端子を表示画面上で視
覚化したオブジェクトを、制御対象装置および信号入出
力端子の各レイアウトに即して表示画面上に配置したピ
クチャをそれぞれ表示画面上に表示するための表示デー
タが、上記記憶手段に格納され、(6) 上記制御手段は、
操作者が制御対象装置の１つを指定したときに、記憶手
段から対応する表示データを読み出し、指定された制御
対象装置のピクチャを信号入出力端子のピクチャと共に
表示画面に表示可能とする制御を行い、(7-1) 上記オブ
ジェクトのいずれかを操作者が選択する選択入力の操作
が表示画面上で行われたときに、選択されたオブジェク
トに対応する信号入出力端子のアドレスを認識すると共
に、アドレスを認識した特定信号入出力端子と、その特
定信号入出力端子に接続された特定機器との接続関係を
認識し、認識した接続関係を視覚化する接続表示データ
を、該特定信号入出力端子および特定機器の少なくとも
一方の表示データに付加する表示制御を、上記制御手段
が行う構成である。

【０１５１】それゆえ、操作者は制御対象装置および信
号入出力端子のレイアウトと、各機器と信号入出力端子
との接続関係とを表示画面上で確認することができるの
で、その確認に基づきながら制御対象装置を安全、かつ
容易に組み上げることができるという効果を奏する。

【０１５２】・請求項３の発明に係るプロセス制御装置
は、以上のように、請求項１に記載した構成に加えて、
(5) 上記各機器および信号入出力端子を表示画面上で視
覚化したオブジェクトを、制御対象装置および信号入出
力端子の各レイアウトに即して表示画面上に配置したピ
クチャをそれぞれ表示画面上に表示するための表示デー
タが、上記記憶手段に格納され、(6) 上記制御手段は、
操作者が制御対象装置の１つを指定したときに、記憶手
段から対応する表示データを読み出し、指定された制御
対象装置のピクチャを信号入出力端子のピクチャと共に
表示画面に表示可能とする制御を行い、(7-2) 上記オブ
ジェクトのいずれかを操作者が選択する選択入力の操作
が表示画面上で行われたときに、上記制御手段は、選択
されたオブジェクトに対応するデータベースを呼び出
し、選択されたオブジェクトに対応する制御動作を、呼
び出したデータベースに基づいて実行する構成である。

【０１５３】それゆえ、例えば、表示画面上で例えば撹
拌器のオブジェクトをクリックすれば、撹拌処理が第２
のデータとして設定されている制御条件に従って実行さ
れるようにしたり、信号入出力端子の１つであるＯＮ／
ＯＦＦ信号出力端子のオブジェクトをクリックすれば、
その端子に接続された機器の強制ＯＮ／ＯＦＦを行える
ようにしたりできる。

【０１５４】したがって、操作者は、実際に制御対象装
置が設置された研究室で、プロセス制御の動作検証を行
うのと全く同じ感覚で、表示画面上でプロセス制御の動
作検証を行うことができる。したがって、本発明は、安
全かつ操作性に優れたマンマシンインターフェースを提
供することができるという効果を奏する。

【０１５５】・請求項４の発明に係るプロセス制御装置
は、以上のように、請求項１に記載した構成に加えて、
(5) 上記各機器および信号入出力端子を表示画面上で視
覚化したオブジェクトを、制御対象装置および信号入出
力端子の各レイアウトに即して表示画面上に配置したピ
クチャをそれぞれ表示画面上に表示するための表示デー
タが、上記記憶手段に格納され、(6) 上記制御手段は、
操作者が制御対象装置の１つを指定したときに、記憶手
段から対応する表示データを読み出し、指定された制御
対象装置のピクチャを信号入出力端子のピクチャと共に
表示画面に表示可能とする制御を行い、(7-3) 上記オブ
ジェクトのいずれかを操作者が選択する選択入力の操作
が表示画面上で行われたときに、上記制御手段は、選択
されたオブジェクトに対応するデータベースを呼び出
し、上記データベースを書き換えるための入力を受け付
ける制御を行う構成である。

【０１５６】それゆえ、操作者は、実際に制御対象装置
が設置された研究室で、プロセスの解析や評価を行い、
プロセス制御の最適化を図るのと全く同じ感覚で、表示
画面上でプロセス制御の最適化を図ることができる。し
たがって、本発明は、安全かつ操作性に優れたマンマシ
ンインターフェースを提供することができるという効果
を奏する。

【０１５７】・請求項５の発明に係るプロセス制御装置
は、以上のように、請求項１ないし４のいずれか１項に
記載した構成に加えて、(8) 操作者の指示を入力する入
力手段を備え、(9) 上記制御手段は、入力手段を介した
上記第１のデータおよび第２のデータの書き換え指示を
受け付け、上記記憶手段にアクセスして、第１のデータ
および第２のデータの書き換え制御を行う構成である。

【０１５８】それゆえ、信号入出力手段に接続されて動
作させている制御対象装置の一部機器を、その機器が接
続された信号入出力端子に対して入出力される信号の仕
様に適合した別の機器に付け替えることが可能になるの
で、従来のシステムと比較して、プロセスの変更を極め
て容易に行うことができるという効果を奏する。

【０１５９】・請求項６の発明に係るプロセス制御シス
テムは、以上のように、(1) 制御プログラムに従う一連
のプロセスを実行する制御対象装置を構成する各機器と
接続され、該プロセスの制御に伴って各機器とやり取り
する入出力信号が、制御内容に応じて標準化された状態
で入出力される信号入出力端子を複数有する第１のコン
ピュータと、(2) 上記信号入出力端子に接続された特定
の制御対象装置と、(3) 上記信号入出力端子に、上記各
機器のいずれが接続されるかを、信号入出力端子に付与
したアドレスと対応付けて定義した第１のデータ、およ
び各機器の制御条件または監視条件に関する第２のデー
タを有して構築されたデータベースと上記制御プログラ
ムとの組み合わせを、制御対象としたい制御対象装置の
種類別に複数組格納した記憶手段にアクセスする動作、
上記特定の制御対象装置に対応するデータベースおよび
制御プログラムを記憶手段から呼び出す動作、制御対象
装置の各機器を制御する制御信号を制御プログラムに従
って生成する動作を少なくとも行う第２のコンピュータ
とで構成され、上記第１のコンピュータは、第２のコン
ピュータと各機器との間で送受される信号を、第２のコ
ンピュータおよび各機器に適した信号に変換する動作を
司る構成である。

【０１６０】それゆえ、第１のコンピュータについて
は、前述したように、制御対象装置の付け替えに対し
て、全く変更を加える必要が無いので、信号入出力端子
を介して入出力される信号の仕様に合う各種の機器、ま
たは各種の機器によって構成された制御対象装置を操作
者が適宜選定しさえすればよい。

【０１６１】また、第２のコンピュータには、民生用と
して近年普及が著しいパーソナルコンピュータを使うこ
とができるので、上記制御プログラムおよびデータベー
スを、安価で扱いやすい汎用ソフトウェアを用いて記述
し、システムに精通していない者でも変更を加えやすく
することができる。

【０１６２】したがって、本発明によれば、仕様に合う
各種の機器を第１のコンピュータに多様に接続すること
ができ、また、パーソナルコンピュータの操作知識を持
っている者であれば、第２のコンピュータを使ってシス
テムの変更を容易に行うことができるオープンシステム
を提供することができるという効果を奏する。

【０１６３】・請求項７の発明に係るプロセス制御方法
は、以上のように、(1) 一連のプロセスを実行する制御
対象装置を構成する各機器と、制御プログラムに従って
プロセス制御信号を生成する制御手段との間で送受され
る信号を、制御手段および各機器に適した信号に変換す
る信号入出力手段に備えられた複数の信号入出力端子の
レイアウトを表示画面上に表示するための端子ピクチャ
データが格納され、かつ、上記制御対象装置のレイアウ
トを表示画面上に表示するための装置ピクチャデータ
が、複数種類の制御対象装置毎に格納されていると共
に、上記信号入出力端子に、上記各機器のいずれが接続
されるかを、信号入出力端子に付与したアドレスと対応
付けて定義した第１のデータ、および各機器の制御条件
または監視条件に関する第２のデータを有して構築され
たデータベースと上記制御プログラムとの組み合わせ
が、制御対象装置の種類別に複数組格納されている記憶
手段に対して、複数種類の制御対象装置の１つを選択す
る入力操作を操作者が行ったときにアクセスし、(2) 信
号入出力端子および選択された制御対象装置の各レイア
ウトを、表示画面に表示可能にすると共に、(3) 選択さ
れた制御対象装置に対応するデータベースおよび制御プ
ログラムを上記記憶手段から呼び出し、選択された制御
対象装置を構成する各機器の制御を実行可能とし、(4)
さらに、制御中のプロセスの状態を上記レイアウトと合
わせて表示する構成である。

【０１６４】それゆえ、制御対象装置の種類によらず共
通の信号入出力端子のレイアウトと、操作者が選択した
制御対象装置のレイアウトとが、表示画面に表示される
と共に、選択された制御対象装置に対応するデータベー
スおよび制御プログラムが呼び出され、各機器の制御が
実行される。

【０１６５】しかも、制御中のプロセスの状態が、上記
レイアウトと合わせて表示されるので、操作者は、実際
に制御対象装置が設置された研究室で、プロセス制御の
動作検証を行うのと全く同じ感覚で、表示画面上でプロ
セス制御の動作検証を行うことができる。

【０１６６】また、操作者が他の制御対象装置を選んだ
場合でも、信号入出力端子のレイアウトは変わらない
が、選択された制御対象装置の装置ピクチャデータおよ
び対応するデータベース並びに制御プログラムが呼び出
されるので、本発明は、多種類のプロセス制御に対応す
ることが容易なプロセス制御方法を提供することができ
るという効果を奏する。

【０１６７】・請求項８の発明に係るプロセス制御方法
は、以上のように、請求項７に記載の構成に加えて、(5
-1) 上記複数の信号入出力端子および制御対象装置のレ
イアウトを表す各ピクチャの構成要素として、信号入出
力端子および各機器を個別に視覚化したオブジェクトに
対し、そのいずれかを操作者が選択する選択入力の操作
を表示画面上で行ったときに、選択されたオブジェクト
に対応する信号入出力端子のアドレスを認識すると共
に、アドレスを認識した特定信号入出力端子と、その特
定信号入出力端子に接続された特定機器との接続関係を
認識し、(6) アドレスを認識した特定信号入出力端子
と、その特定信号入出力端子に接続された特定機器との
接続関係を視覚化する表示制御を行う構成である。

【０１６８】それゆえ、請求項７の発明による効果に加
えて、請求項２の発明と同様の効果を奏する。

【０１６９】・請求項９の発明に係るプロセス制御方法
は、以上のように、請求項７に記載の構成に加えて、(5
-2) 上記複数の信号入出力端子および制御対象装置のレ
イアウトを表す各ピクチャの構成要素として、信号入出
力端子および各機器を個別に視覚化したオブジェクトに
対し、そのいずれかを操作者が選択する選択入力の操作
を表示画面上で行ったときに、選択されたオブジェクト
に対応するデータベースを呼び出し、選択されたオブジ
ェクトに対応する制御動作を、呼び出したデータベース
に基づいて実行する構成である。

【０１７０】それゆえ、請求項７の発明による効果に加
えて、請求項３の発明と同様の効果を奏する。

【０１７１】・請求項１０の発明に係るプロセス制御方
法は、以上のように、請求項７に記載の構成に加えて、
(5-3) 上記複数の信号入出力端子および制御対象装置の
レイアウトを表す各ピクチャの構成要素として、信号入
出力端子および各機器を個別に視覚化したオブジェクト
に対し、そのいずれかを操作者が選択する選択入力の操
作を表示画面上で行ったときに、選択されたオブジェク
トに対応するデータベースを呼び出し、上記データベー
スを書き換えるための入力を受け付ける制御を行う構成
である。

【０１７２】それゆえ、請求項７の発明による効果に加
えて、請求項４の発明と同様の効果を奏する。

【０１７３】・請求項１１の発明に係る記録媒体は、以
上のように、(1) 一連のプロセスを実行する制御対象装
置を構成する各機器と、制御プログラムに従ってプロセ
ス制御信号を生成する制御手段との間で送受される信号
を、制御手段および各機器に適した信号に変換する信号
入出力手段に備えられた複数の信号入出力端子のレイア
ウトを表示画面上に表示するための端子ピクチャデータ
が格納され、かつ、上記制御対象装置のレイアウトを表
示画面上に表示するための装置ピクチャデータが、複数
種類の制御対象装置毎に格納されていると共に、上記信
号入出力端子に、上記各機器のいずれが接続されるか
を、信号入出力端子に付与したアドレスと対応付けて定
義した第１のデータ、および各機器の制御条件または監
視条件に関する第２のデータを有して構築されたデータ
ベースと上記制御プログラムとの組み合わせが、制御対
象装置の種類別に複数組格納されている記憶手段に対し
て、複数種類の制御対象装置の１つを選択する入力操作
を操作者が行ったときにアクセスする処理と、(2) 信号
入出力端子および選択された制御対象装置の各レイアウ
トを、表示画面に表示可能にする処理と、(3) 選択され
た制御対象装置に対応するデータベースおよび制御プロ
グラムを上記記憶手段から呼び出し、選択された制御対
象装置を構成する各機器の制御を実行可能とする処理
と、(4) 制御中のプロセスの状態を上記レイアウトと合
わせて表示する処理とを含むプロセス制御方法をコンピ
ュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴として
いる。

【０１７４】それゆえ、本発明の記録媒体からコンピュ
ータへ上記のプログラムをセットアップすることによっ
て、請求項７の発明による効果が得られるプロセス制御
方法を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプロセス制御システムの一構成例
を示す説明図である。

【図２】上記プロセス制御システムの構成を概念的に示
す説明図である。

【図３】Ｉ／ＯボックスおよびＩ／Ｏボックスに装着さ
れるＩ／Ｏカードに備えられた信号入出力端子のレイア
ウトの表示状態を示す説明図である。

【図４】制御対象装置の具体的なレイアウトの表示例を
示す説明図である。

【図５】メモリに格納されたデータベースの一例を示す
説明図である。

【図６】特定の制御対象装置と、予め用意された複数の
データベースとの対応関係を示す説明図である。

【図７】本システムの起動後に所望の制御対象装置およ
びデータベースの組み合わせを選択するための選択画面
を示す説明図である。

【図８】信号入出力端子のレイアウトと、信号入出力端
子に接続された制御対象装置のレイアウトと、信号入出
力端子の接続先とを、同時に確認することができる表示
状態を示す説明図である。

【図９】信号入出力端子のレイアウトと、信号入出力端
子に接続された他の制御対象装置のレイアウトと、信号
入出力端子の接続先とを、同時に確認することができる
他の表示状態を示す説明図である。

【図１０】Ｉ／Ｏボックスに装着されたＩ／Ｏカード上
の信号入出力端子と、その信号入出力端子に接続された
機器と、信号入出力端子のアドレスとを確認する画面を
示す説明図である。

【図１１】Ｉ／Ｏボックスに装着された他のＩ／Ｏカー
ド上の信号入出力端子と、その信号入出力端子に接続さ
れた機器と、信号入出力端子のアドレスとを確認する画
面を示す説明図である。

【図１２】Ｉ／Ｏボックスに装着されたさらに他のＩ／
Ｏカード上の信号入出力端子と、その信号入出力端子に
接続された機器と、信号入出力端子のアドレスとを確認
する画面を示す説明図である。

【図１３】Ｉ／Ｏボックスに装着されたさらに他のＩ／
Ｏカード上の信号入出力端子と、その信号入出力端子に
接続された機器と、信号入出力端子のアドレスとを確認
する画面を示す説明図である。

【図１４】ＰＩＤ制御パラメータの入力ないし書き換え
を受け付ける画面を示す説明図である。

【図１５】プロセス制御中に制御条件を変える場合に呼
び出される、ＰＩＤ定数設定画面の一例を示す説明図で
ある。

【図１６】プロセス制御中に制御条件を変える場合に呼
び出される、ＰＩＤ定数設定画面の他の例を示す説明図
である。

【図１７】ＰＩＤ制御項目の実データをそのまま入力す
ることができる画面部分の表示例を示す説明図である。

【図１８】プロセスの進行に関する指示を入力するボタ
ンの表示例を示す説明図である。

【図１９】各種工程の運転条件を入力する画面部分の表
示例を示す説明図である。

【図２０】各種工程の注意事項を呼び出し、注意事項を
作業者が確認したことをシステムに知らせる確認ボタン
の表示例を示す説明図である。

【図２１】プロセスの監視条件を入力する画面部分の表
示例を示す説明図である。

【図２２】プロセスの異常状態が発現したときに備え
て、警報を発するための設定値を入力する画面部分の表
示例を示す説明図である。

【図２３】（ａ）（ｂ）は、一般的なプロセス制御シス
テムの構成例を形態別に分類して示す説明図である。

【符号の説明】

１ 制御対象装置 ２ Ｉ／Ｏボックス（信号入出力手段、第１のコンピ
ュータ） ３ ＰＬＣ ４ Ｉ／Ｏカード ５ パーソナルコンピュータ（第２のコンピュータ） ６ メモリ（記憶手段、記録媒体） ７ 表示装置 ８ 入力手段 ９ 信号接続確認手段（制御手段） １０ 制御手段 １１ 原料１洗浄用三方弁（機器） １２ 原料１ポンプ（機器） ２４ 八方弁（機器）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−97594（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1003（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−120905（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−339223（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−307606（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−129077（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G05B 19/05 G06F 9/06

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一連のプロセスを実行する制御対象装置を
   構成する各機器を、制御プログラムに従って制御する制
   御信号を生成する制御手段と、 上記各機器と接続され、該プロセスの制御に伴って各機
   器とやり取りする入出力信号が、制御内容に応じて標準
   化された状態で入出力される信号入出力端子を複数有
   し、上記制御手段と各機器との間で送受される信号を、
   制御手段および各機器に適した信号に変換する信号入出
   力手段と、 上記信号入出力手段の信号入出力端子に、上記各機器の
   いずれが接続されるかを、信号入出力端子に付与したア
   ドレスと対応付けて定義した第１のデータ、および各機
   器の制御条件または監視条件に関する第２のデータを有
   して構築されたデータベースと、上記制御プログラムと
   の組み合わせを、制御対象としたい制御対象装置の種類
   別に複数組格納した記憶手段とを備え、 上記制御手段は、操作者によって選択された制御対象装
   置に対応するデータベースおよび制御プログラムを上記
   記憶手段から呼び出し、選択された制御対象装置を構成
   する各機器を制御することを特徴とするプロセス制御装
   置。
2. 【請求項２】上記各機器および信号入出力端子を表示画
   面上で視覚化したオブジェクトを、制御対象装置および
   信号入出力端子の各レイアウトに即して表示画面上に配
   置したピクチャをそれぞれ表示画面上に表示するための
   表示データが、上記記憶手段に格納され、 上記制御手段は、操作者が制御対象装置の１つを指定し
   たときに、記憶手段から対応する表示データを読み出
   し、指定された制御対象装置のピクチャを信号入出力端
   子のピクチャと共に表示画面に表示可能とする制御を行
   い、 さらに、上記オブジェクトのいずれかを操作者が選択す
   る選択入力の操作が表示画面上で行われたときに、選択
   されたオブジェクトに対応する信号入出力端子のアドレ
   スを認識すると共に、アドレスを認識した特定信号入出
   力端子と、その特定信号入出力端子に接続された特定機
   器との接続関係を認識し、認識した接続関係を視覚化す
   る接続表示データを、該特定信号入出力端子および特定
   機器の少なくとも一方の表示データに付加する表示制御
   を行うことを特徴とする請求項１に記載のプロセス制御
   装置。
3. 【請求項３】上記各機器および信号入出力端子を表示画
   面上で視覚化したオブジェクトを、制御対象装置および
   信号入出力端子の各レイアウトに即して表示画面上に配
   置したピクチャをそれぞれ表示画面上に表示するための
   表示データが、上記記憶手段に格納され、 上記制御手段は、操作者が制御対象装置の１つを指定し
   たときに、記憶手段から対応する表示データを読み出
   し、指定された制御対象装置のピクチャを信号入出力端
   子のピクチャと共に表示画面に表示可能とする制御を行
   い、 上記オブジェクトのいずれかを操作者が選択する選択入
   力の操作が表示画面上で行われたときに、上記制御手段
   は、選択されたオブジェクトに対応するデータベースを
   呼び出し、選択されたオブジェクトに対応する制御動作
   を、呼び出したデータベースに基づいて実行することを
   特徴とする請求項１に記載のプロセス制御装置。
4. 【請求項４】上記各機器および信号入出力端子を表示画
   面上で視覚化したオブジェクトを、制御対象装置および
   信号入出力端子の各レイアウトに即して表示画面上に配
   置したピクチャをそれぞれ表示画面上に表示するための
   表示データが、上記記憶手段に格納され、 上記制御手段は、操作者が制御対象装置の１つを指定し
   たときに、記憶手段から対応する表示データを読み出
   し、指定された制御対象装置のピクチャを信号入出力端
   子のピクチャと共に表示画面に表示可能とする制御を行
   い、 上記オブジェクトのいずれかを操作者が選択する選択入
   力の操作が表示画面上で行われたときに、上記制御手段
   は、選択されたオブジェクトに対応するデータベースを
   呼び出し、上記データベースを書き換えるための入力を
   受け付ける制御を行うことを特徴とする請求項１に記載
   のプロセス制御装置。
5. 【請求項５】操作者の指示を入力する入力手段を備え、 上記制御手段は、入力手段を介した上記第１のデータお
   よび第２のデータの書き換え指示を受け付け、上記記憶
   手段にアクセスして、第１のデータおよび第２のデータ
   の書き換え制御を行うことを特徴とする請求項１ないし
   ４のいずれか１項に記載のプロセス制御装置。
6. 【請求項６】制御プログラムに従う一連のプロセスを実
   行する制御対象装置を構成する各機器と接続され、該プ
   ロセスの制御に伴って各機器とやり取りする入出力信号
   が、制御内容に応じて標準化された状態で入出力される
   信号入出力端子を複数有する第１のコンピュータと、 上記信号入出力端子に接続された特定の制御対象装置
   と、 上記信号入出力端子に、上記各機器のいずれが接続され
   るかを、信号入出力端子に付与したアドレスと対応付け
   て定義した第１のデータ、および各機器の制御条件また
   は監視条件に関する第２のデータを有して構築されたデ
   ータベースと上記制御プログラムとの組み合わせを、制
   御対象としたい制御対象装置の種類別に複数組格納した
   記憶手段にアクセスする動作、上記特定の制御対象装置
   に対応するデータベースおよび制御プログラムを記憶手
   段から呼び出す動作、制御対象装置の各機器を制御する
   制御信号を制御プログラムに従って生成する動作を少な
   くとも行う第２のコンピュータとで構成され、 上記第１のコンピュータは、第２のコンピュータと各機
   器との間で送受される信号を、第２のコンピュータおよ
   び各機器に適した信号に変換する動作を司ることを特徴
   とするプロセス制御システム。
7. 【請求項７】一連のプロセスを実行する制御対象装置を
   構成する各機器と、制御プログラムに従ってプロセス制
   御信号を生成する制御手段との間で送受される信号を、
   制御手段および各機器に適した信号に変換する信号入出
   力手段に備えられた複数の信号入出力端子のレイアウト
   を表示画面上に表示するための端子ピクチャデータが格
   納され、かつ、上記制御対象装置のレイアウトを表示画
   面上に表示するための装置ピクチャデータが、複数種類
   の制御対象装置毎に格納されていると共に、上記信号入
   出力端子に、上記各機器のいずれが接続されるかを、信
   号入出力端子に付与したアドレスと対応付けて定義した
   第１のデータ、および各機器の制御条件または監視条件
   に関する第２のデータを有して構築されたデータベース
   と上記制御プログラムとの組み合わせが、制御対象装置
   の種類別に複数組格納されている記憶手段に対して、複
   数種類の制御対象装置の１つを選択する入力操作を操作
   者が行ったときにアクセスし、 信号入出力端子および選択された制御対象装置の各レイ
   アウトを、表示画面に表示可能にすると共に、 選択された制御対象装置に対応するデータベースおよび
   制御プログラムを上記記憶手段から呼び出し、選択され
   た制御対象装置を構成する各機器の制御を実行可能と
   し、 さらに、制御中のプロセスの状態を上記レイアウトと合
   わせて表示することを特徴とするプロセス制御方法。
8. 【請求項８】上記複数の信号入出力端子および制御対象
   装置のレイアウトを表す各ピクチャの構成要素として、
   信号入出力端子および各機器を個別に視覚化したオブジ
   ェクトに対し、そのいずれかを操作者が選択する選択入
   力の操作を表示画面上で行ったときに、選択されたオブ
   ジェクトに対応する信号入出力端子のアドレスを、対応
   するデータベースにアクセスして認識すると共に、アド
   レスを認識した特定信号入出力端子と、その特定信号入
   出力端子に接続された特定機器との接続関係を認識し、
   アドレスを認識した特定信号入出力端子と、その特定信
   号入出力端子に接続された特定機器との接続関係を視覚
   化する表示制御を行うことを特徴とする請求項７に記載
   のプロセス制御方法。
9. 【請求項９】上記複数の信号入出力端子および制御対象
   装置のレイアウトを表す各ピクチャの構成要素として、
   信号入出力端子および各機器を個別に視覚化したオブジ
   ェクトに対し、そのいずれかを操作者が選択する選択入
   力の操作を表示画面上で行ったときに、選択されたオブ
   ジェクトに対応するデータベースを呼び出し、選択され
   たオブジェクトに対応する制御動作を、呼び出したデー
   タベースに基づいて実行することを特徴とする請求項７
   に記載のプロセス制御方法。
10. 【請求項１０】上記複数の信号入出力端子および制御対
    象装置のレイアウトを表す各ピクチャの構成要素とし
    て、信号入出力端子および各機器を個別に視覚化したオ
    ブジェクトに対し、そのいずれかを操作者が選択する選
    択入力の操作を表示画面上で行ったときに、選択された
    オブジェクトに対応するデータベースを呼び出し、上記
    データベースを書き換えるための入力を受け付ける制御
    を行うことを特徴とする請求項７に記載のプロセス制御
    方法。
11. 【請求項１１】一連のプロセスを実行する制御対象装置
    を構成する各機器と、制御プログラムに従ってプロセス
    制御信号を生成する制御手段との間で送受される信号
    を、制御手段および各機器に適した信号に変換する信号
    入出力手段に備えられた複数の信号入出力端子のレイア
    ウトを表示画面上に表示するための端子ピクチャデータ
    が格納され、かつ、上記制御対象装置のレイアウトを表
    示画面上に表示するための装置ピクチャデータが、複数
    種類の制御対象装置毎に格納されていると共に、上記信
    号入出力端子に、上記各機器のいずれが接続されるか
    を、信号入出力端子に付与したアドレスと対応付けて定
    義した第１のデータ、および各機器の制御条件または監
    視条件に関する第２のデータを有して構築されたデータ
    ベースと上記制御プログラムとの組み合わせが、制御対
    象装置の種類別に複数組格納されている記憶手段に対し
    て、複数種類の制御対象装置の１つを選択する入力操作
    を操作者が行ったときにアクセスする処理と、 信号入出力端子および選択された制御対象装置の各レイ
    アウトを、表示画面に表示可能にする処理と、 選択された制御対象装置に対応するデータベースおよび
    制御プログラムを上記記憶手段から呼び出し、選択され
    た制御対象装置を構成する各機器の制御を実行可能とす
    る処理と、 制御中のプロセスの状態を上記レイアウトと合わせて表
    示する処理とを含むプロセス制御方法をコンピュータに
    実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読
    み取り可能な記録媒体。