JP3828352B2 - フィールドバス制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラントに敷設されたフィールドバス内に所定機能を有するファンクションブロックを含むフィールドバス用フィールド機器を接続し、ファンクションブロックを組み合せて制御系を構築するフィールドバス制御システムに関し、特にゲートウエイを不要としてコストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラント制御においては、操作監視ステーションに対して分散配置された制御ステーションをバス接続し、操作監視ステーションの監視下で機能する制御ステーションによりプラントを制御するように構成された分散型の制御システムが広く用いられている。
【０００３】
図１０はたとえば特開平１１−１１９８０８号公報に記載された従来のフィールドバス制御システムの概略構成を示すブロック図である。
図１０において、１Ａは分散制御用の制御ステーション、２は分散制御用の操作監視ステーション、２Ａはフィールドバス対応の操作監視ステーションであり、各ステーション１Ａ、２および２Ａは、互いにバス（後述する）を介して接続されている。
【０００４】
３は分散型の制御ステーション１Ａに接続されたＩ／Ｏカードであり、制御ステーション１Ａの制御下で一般フィールド機器（後述する）を制御する。
４はフィールドバス制御カードであり、Ｉ／Ｏカード３と同様に制御ステーション１Ａに接続されて、フィールドバス（後述する）を制御する。
【０００５】
５はフィールドバス制御カード４に接続されたフィールドバスである。
６１〜６ｎはフィールドバス５に接続されたフィールドバス用のフィールド機器であり、所定機能を有するファンクションブロックを内部に備えている。
【０００６】
６１Ａ、６２ＡはＩ／Ｏカード３に接続されて一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器である。
【０００７】
７は分散型の制御ステーション１ＡとＩ／Ｏカード３およびフィールドバス制御カード４とを接続するカードバス、８は分散制御用の操作監視ステーション２と制御ステーション１Ａとを接続する制御用バスである。
【０００８】
９はフィールドバス対応の操作監視ステーション２Ａに接続されたステーションバス、１０はステーションバス９と制御バス８とを接続するゲートウエイである。
【０００９】
フィールドバス対応の操作監視ステーション２Ａは、以下の要素２０〜２５により構成されている。
２０はデータ変換手段であり、ステーションバス９を介してゲートウエイ１０に接続されている。
【００１０】
２１はデータ変換手段２０に接続された選択手段であり、データが読み出されるファンクションブロックの構成要素（以下、「エレメント」）を選択する。
２２は表示手段（後述する）に接続された選択手段であり、データが書き込まれるファンクションブロックのエレメントを選択する。
【００１１】
２３は選択手段２２とデータ変換手段２０との間に挿入された書込み手段であり、選択手段２２で選択されたエレメントにデータを書き込む。
２４は選択手段２１と選択手段２２との間に挿入された表示手段であり、選択手段２１が読み出したエレメントの内容を表示する。
【００１２】
２５はオペレータにより操作される入力手段であり、表示手段２４に接続されており、表示手段２４の画面を参照しながら設定データを入力可能になっている。
【００１３】
このように、図１０に示した従来のフィールドバス制御システムは、制御用バス８を介して操作監視ステーション２に接続された制御ステーション１Ａと、カードバス７を介して制御ステーション１Ａに接続されたフィールドバス制御カード４およびＩ／Ｏカード３と、フィールドバス５を介してフィールドバス制御カード４に接続されたフィールド機器６１〜６ｎと、Ｉ／Ｏカード３を介して一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａとを備えている。
【００１４】
また、制御用バス８、ステーションバス９およびゲートウエイ１０を介して制御ステーション１Ａに接続された操作監視ステーション２Ａを備えている。
すなわち、従来システムにおける制御ステーション１Ａは、制御用バス８を介して操作監視ステーション２に接続されるとともに、制御用バス８およびゲートウエイ１０を介して操作監視ステーション２Ａに接続されている。
【００１５】
なお、フィールド機器６１〜６ｎは、所定機能を有するファンクションブロックを組み合せて構築された制御系からなっている。
ここで、ファンクションブロックおよびパラメータは、フィールドバス協会で規定された規約に基づいて構成されており、ファンクションブロックのパラメータは、複数のエレメントからなる構造体である。
【００１６】
たとえば、ファンクションブロックの動作モードを規定するＭＯＤＥ＿ＢＬＫは、以下の表１のようなデータ構造からなっている。
【００１７】
【００１８】
上記表１において、「ａｃｔｕａｌ」は、ファンクションブロックの実際のモードを示すエレメントであり、「ｔａｒｇｅｔ」は、設定対象となるエレメントである。
【００１９】
たとえば、オペレータは、ファンクションブロックのモードを「ｔａｒｇｅｔ」に設定し、その結果を、「ａｃｔｕａｌ」を読み出すことにより確認することができる。
【００２０】
また、上記表１において、「ｎｏｒｍａｌ」は、ファンクションブロックの通常状態を示し、「ｐｅｒｍｉｔｔｅｄ」は、ファンクションブロックに許可するモードを示している。
【００２１】
一般に、オペレータがファンクションブロックのモードを設定する作業においては、「ｎｏｒｍａｌ」および「ｐｅｒｍｉｔｔｅｄ」は、不要なエレメントである。
【００２２】
図１０に示す従来システムにおいては、フィールドバス対応のフィールド機器６１〜６ｎの監視に必要なファンクションブロックのエレメント（ＭＯＤＥ＿ＢＬＫの「ａｃｔｕａｌ」）のみが選択手段２１により選択される。
【００２３】
そして、選択手段２１により選択されたエレメントが表示手段２４に表示されることにより、オペレータは、ファンクションブロックのモード確認作業に必要なデータのみを表示画面から認識することができる。
【００２４】
また、オペレータは、入力手段２５を操作することにより、設定データ（ファンクションブロックのモード）を表示手段２４の画面から入力する。
このとき、選択手段２２は、設定対象として、ＭＯＤＥ＿ＢＬＫのエレメント「ｔａｒｇｅｔ」を選択し、これを書込み手段２３に伝送する。
【００２５】
これに応答して、書込み手段２３は、設定データを、ＭＯＤＥ＿ＢＬＫのエレメント「ｔａｒｇｅｔ」に対して書き込む。
【００２６】
なお、表示手段２４および入力手段２５で扱われるデータと、フィールドバス対応のフィールド機器６１〜６ｎで扱われるデータとは、データ型が異なっている。
【００２７】
たとえば、ファンクションブロックのＭＯＤＥ＿ＢＬＫのデータは、ビットストリングデータであるが、表示手段２４の画面に表示されるデータは、文字列データである。
【００２８】
したがって、データ変換手段２０は、上記データ型の変換、すなわち、ビットストリングデータから文字列データへの変換と、この逆のデータ変換を行う。
【００２９】
こうして、オペレータは、選択手段２１および２２により、必要なエレメントのみを認識することが可能となる。
しかしながら、図１０の構成によれば、フィールドバス対応の操作監視ステーション２Ａは、分散制御用の操作監視ステーション２に比べて、構造が複雑になる。
【００３０】
また、操作監視ステーション２Ａ内のデータ変換手段２０においてフィールドバス５のデータ構造に変換しているので、分散制御用の制御ステーション１Ａとの間で通信するためには、操作監視ステーション２Ａと制御ステーション１Ａとの間にゲートウエイ１０を介在させる必要がある。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフィールドバス制御システムは以上のように、操作監視ステーション２Ａ内で複雑なファンクションブロックの構造体から必要なエレメントのみを選択しているので、操作監視ステーション２Ａの構造が分散制御用の操作監視ステーション２よりも複雑になるという問題点があった。
【００３２】
また、操作監視ステーション２Ａ内でフィールドバス５のデータ構造に変換しているので、制御ステーション１Ａとの間での通信にゲートウエイ１０が必要となり、システム全体の構成が複雑になるという問題点があった。
【００３３】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、ファンクションブロックを組み合せた制御系からなるフィールド機器に対する制御システムにおいて、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムを得ることを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るフィールドバス制御システムは、制御用バスを介して操作監視ステーションに接続された制御ステーションと、カードバスを介して制御ステーションに接続されたフィールドバス制御カードおよびＩ／Ｏカードと、フィールドバスを介してフィールドバス制御カードに接続されたフィールド機器と、Ｉ／Ｏカードを介して一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器とを備え、フィールド機器は所定機能を有するファンクションブロックを組み合せて構築された制御系からなるフィールドバス制御システムおいて、制御ステーションは、操作監視ステーションからの受信データを、一般フィールド機器に対する分散制御用データとフィールド機器に対するフィールドバス用データとに分岐する情報分岐部と、分散制御用データに基づいて一般フィールド機器に対する分散制御を行うための分散制御部と、フィールドバス用データをフィールド機器への伝送用のファンクションブロックのデータ構造に変換する第１の情報変換部と、フィールドバスからの伝送データを操作監視ステーションへの伝送用の分散制御用データに変換する第２の情報変換部と、分散制御部、第１および第２の情報変換部とカードバスとの間に挿入されてカードバスを制御するバス制御部とを含み、情報分岐部は、操作監視ステーションからの受信データの論理名と、フィールド機器の種類とを対応付けたデータ判定テーブルを含み、操作監視ステーションからの受信データに基づいて分散制御用データとフィールドバス用データとを識別し、分散制御用データを分散制御部に伝送し、フィールドバス用データを第１の情報変換部に伝送し、分散制御部または第２の情報変換部からの伝送データを操作監視ステーションに送信するとともに、データ判定テーブルを参照して、分散制御用データおよびフィールドバス用データを判定するものである。
【００３７】
また、この発明の請求項２に係るフィールドバス制御システムは、請求項１において、第１の情報変換部は、情報分岐部からの伝送データをファンクションブロックのデータ構造に変換し、バス制御部を介してフィールドバス制御用カードに伝送するものである。
【００３８】
また、この発明の請求項３に係るフィールドバス制御システムは、請求項２において、第１の情報変換部は、情報分岐部からの伝送データの論理名と、フィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第１のフィールド機器テーブルを含み、第１のフィールド機器テーブルを参照して、情報分岐部からの伝送データを、分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換するものである。
【００３９】
また、この発明の請求項４に係るフィールドバス制御システムは、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、第２の情報変換部は、バス制御部を介してフィールドバス制御用カードから読み出されたフィールドバス用データを、分散制御用データに変換して情報分岐部に伝送するものである。
【００４０】
また、この発明の請求項５に係るフィールドバス制御システムは、請求項４において、第２の情報変換部は、フィールドバス用データの論理名と、フィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第２のフィールド機器テーブルを含み、第２のフィールド機器テーブルを参照して、フィールドバス用データを分散制御データ形式に変換するものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に関連したフィールドバス制御システムを示すブロック図であり、前述（図１０参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【００４２】
図１において、１はフィールドバス制御システムの要部を構成する制御ステーションであり、制御用バス８を介して一般的な分散制御システム用の操作監視ステーション２にのみに接続されている。
制御ステーション１は、以下の要素１１〜１５により構成されている。
【００４３】
１１は制御用バス８に接続された情報分岐部であり、制御用バス８を介してデータを送受信するとともに、制御用バス８を介して操作監視ステーション２から受信されるデータを分散制御用データとフィールドバス用データとに判定して分岐する。
【００４４】
１２は情報分岐部１１に接続された分散制御部であり、分散制御用データを処理してＩ／Ｏカード３に接続された一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａを制御する。
【００４５】
１３は情報分岐部１１に接続された第１の情報変換部であり、情報分岐部１１から伝送されたデータをファンクションブロックのデータに変換する。
１４は情報分岐部１１に接続された第２の情報変換部であり、フィールドバス５に接続されたフィールド機器６１〜６ｎから読み出されたファンクションブロックのデータを、情報分岐部１１への伝送用の分散制御用データに変換する。
【００４６】
１５はカードバス７を制御するバス制御部であり、分散制御部１２、第１および第２の情報変換部１３および１４とカードバス７との間に介在されており、カードバス７を介して、Ｉ／Ｏカード３およびフィールドバス制御カード４との間で通信を行う。
【００４７】
次に、図１に示したシステムによる動作について具体的に説明する。
まず、制御ステーション１内の情報分岐部１１は、受信部として機能する場合に、制御バス８を介して操作監視ステーション２と通信を行い、操作監視ステーション２から受信されたデータから、一般的な分散制御用データとフィールドバス用データとを判定する。
【００４８】
情報分岐部１１により判定されたデータは、それぞれ分岐されて、分散制御用データは分散制御部１２に伝送され、フィールドバス用データは第１の情報変換部１３に伝送される。
【００４９】
ただし、ここでのフィールドバス用データは、フィールドバス制御カード４を介してフィールドバス５に接続されたフィールド機器６１〜６ｎに伝送されるデータであるが、まだファンクションブロックのデータ構造に変換されていない状態、すなわち分散制御用データと同じデータ構造を有している。
【００５０】
また、情報分岐部１１は、送信部として機能する場合に、分散制御部１２から受信されたデータと、第２の情報変換部１４から受信されたデータとを、制御用バス８を介して操作監視ステーション２に送信する。
【００５１】
一般的な分散制御を行う分散制御部１２は、情報分岐部１１から受信されたデータに基づいて、Ｉ／Ｏカード３に接続されている一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａに送信するデータを作成して、バス制御部１５に伝送する。
【００５２】
また、分散制御部１２は、バス制御部１５から伝送されてきたデータに基づいて、操作監視ステーション２での表示に必要なデータを作成し、情報分岐部１１に伝送する。
【００５３】
第１の情報変換部１３は、情報分岐部１１から伝送されてきたフィールドバス用データを、分散制御用データと同じデータ構造からファンクションブロックの（フィールド機器６１〜６ｎへの伝送用の）データ構造に変換して、バス制御部１５に伝送する。
【００５４】
第２の情報変換部１４は、バス制御部１５から伝送されてきたフィールドバス用データを、操作監視ステーション２での表示に必要なデータに変換し、情報分岐部１１に伝送する。
【００５５】
このとき、一般的な分散制御用の操作監視ステーション２は、フィールドバス対応のフィールド機器６１〜６ｎ内のファンクションブロックのデータ構造を認識することができないので、第２の情報変換部１４は、ファンクションブロックのデータ構造を分散制御用データ構造に変換する。
【００５６】
バス制御部１５は、分散制御部１２から伝送されてきたデータを、カードバス７を介してＩ／Ｏカード３に送信するとともに、第１の情報変換部１３から伝送されてきたデータを、カードバス７を介してフィールドバス制御カード４に送信する。
【００５７】
また、バス制御部１５は、カードバス７を介してＩ／Ｏカード３から伝送されてきたデータを分散制御部１２に伝送するとともに、カードバス７を介してフィールドバス制御カード４から伝送されてきたデータを第２の情報変換部１４に伝送する。
【００５８】
次に、ＭＯＤＥ＿ＢＬＫの設定例を示す図２および図３を参照しながら、図１に示したシステムによる動作についてさらに具体的に説明する。
まず、操作監視ステーション２からフィールド機器６１〜６ｎへの制御ステーション１を介したデータ伝送動作について説明する。
【００５９】
図２は操作監視ステーション２からモード変更のデータを受信したときのデータの流れを概略的に示すブロック図である。
図２において、情報分岐部１１は、操作監視ステーション２から受信されたモード変更データを調べ、フィールドバス用データである場合には、この受信データを第１の情報変換部１３に伝送する。
【００６０】
これにより、第１の情報変換部１３は、情報分岐部１１から伝送されてきたモード変更データをフィールドバス用データに変換する。
すなわち、分散制御用のモード変更データを、フィールド機器６１〜６ｎのうちの該当するファンクションブロックを有するフィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータ「ＭＯＤＥ＿ＢＬＫ」のインデクス番号、設定エレメント「ｔａｒｇｅｔ」のエレメント番号に変換する。
【００６１】
続いて、第１の情報変換部１３は、変換したフィールドバス用のモード変更データをバス制御部１５に伝送する。
以下、バス制御部１５は、カードバス７およびフィールドバス制御カード４を介して、該当するフィールド機器内のファンクションブロックにおけるＢＬＫ＿ＭＯＤＥのエレメント「ｔａｒｇｅｔ」にデータを書き込む。
【００６２】
次に、フィールド機器６１〜６ｎから操作監視ステーション２への制御ステーション１を介したデータ伝送動作について説明する。
図３は制御ステーション１から操作監視ステーション２にモードデータを送信する場合のデータの流れを概略的に示すブロック図である。
【００６３】
図３において、バス制御部１５は、フィールドバス制御カード４およびカードバス７を介して読み出されたフィールドバス用モードデータを、第２の情報変換部１４に伝送する。
これにより、第２の情報変換部１４は、フィールドバス用モードデータを分散制御用モードデータに変換する。
【００６４】
すなわち、フィールド機器６１〜６ｎのうちのファンクションブロックを有するフィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータ「ＭＯＤＥ＿ＢＬＫ」のインデクス番号、エレメント「ａｃｔｕａｌ」のエレメント番号を、操作監視ステーション２での表示に用いられるモードデータに変換する。
【００６５】
続いて、第２の情報変換部１４は、変換した分散制御用モードデータを情報分岐部１１に送信する。
以下、情報分岐部１１は、分散制御用モードデータを、制御バス８を介して操作監視ステーション２に伝送する。
【００６６】
このように、制御ステーション１内の情報分岐部１１は、操作監視ステーション２からの受信データを一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａに対する分散制御用データとフィールド機器６１〜６ｎに対するフィールドバス用データとに分岐する。
【００６７】
また、分散制御部１２は、分散制御用データに基づいて一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａに対する分散制御を行い、第１の情報変換部１３は、フィールドバス用データをファンクションブロックのデータ構造に変換して書き込み、第２の情報変換部１４は、フィールドバス５からの受信データ（フィールドバス用データ）を分散制御用データに変換して操作監視ステーション２に伝送し、バス制御部１５は、分散制御部１２、第１および第２の情報変換部１３および１４とカードバス７との間に挿入されてカードバス７を制御する。
【００６８】
これにより、制御ステーション１内において適切なファンクションブロックのデータ構造に変換することができ、全体のシステム構成および操作監視ステーション２の構成が軽減され、一般的な分散制御システムと比べて同等以下の規模で構成することができる。
【００６９】
すなわち、制御ステーション１内において、一般的な分散制御用データかフィールドバス用データかを判定し、フィールドバス用データの場合には適切なデータ形式に変換することができるうえ、制御ステーション１と操作監視ステーション２との間の通信は一般的な分散制御システムと同形式のデータを使用することができるので、操作監視ステーション２と制御ステーション１との間にゲートウエイ１０（図１０参照）を介在させる必要がなくなる。
【００７０】
また、操作監視ステーション２としては、一般的な分散制御用のものを用いることができ、一般的な分散制御用データを送受信するのみでよい。
したがって、操作監視ステーション２を使用するオペレータは、新たな操作訓練などを行う必要もなく、複雑なファンクションブロックのパラメータを意識することなく、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎを用いて監視制御を行うことができるので、システム導入時のコストを低減することもできる。
【００７１】
なお、図１に示した上記システム構成例では、情報分岐部１１による具体的な判定動作について言及しなかったが、データ論理に応じたテーブルを参照して分散制御用データおよびフィールドバス用データを判定することが望ましい。
【００７２】
図４はこの発明の実施の形態１に用いられるデータ判定テーブルを示す説明図であり、図５はこの発明の実施の形態１による情報分岐部１１のデータ判定動作を示すブロック図である。
【００７３】
図４において、１１１は情報分岐部１１に内蔵されたデータ判定テーブルであり、操作監視ステーション２からの受信データの論理名と、一般フィールド機器６１Ａ、６２Ａおよびフィールド機器６１〜６ｎの種類とが対応付けられている。
【００７４】
データ判定テーブル１１１は、情報分岐部１１によるデータ判定、すなわち、操作監視ステーション２から受信された分散制御用データがフィールドバス用データか分散制御用データかを判定するために用いられる。
【００７５】
図５において、ＭＡＮは操作監視ステーション２からの受信データに含まれるモード変更データであり、たとえば、流量計Ｆ１用のモード変更データおよび流量計Ｆ１００用のモード変更データを含む。
なお、図５に示されない構成は、前述（図１参照）と同様である。
【００７６】
この場合、流量計Ｆ１用のモード変更データは、情報分岐部１１を介して分散制御部１２に伝送され、流量計Ｆ１００用のモード変更データは、情報分岐部１１を介して第１の情報変換部１３に伝送される。
【００７７】
このとき、情報分岐部１１は、操作監視ステーション２がフィールド機器６１〜６ｎを管理するための識別名（論理名）に基づき、図４のデータ判定テーブル１１１を参照して、操作監視ステーション２からの受信データが、分散制御用データかフィールドバス用データかを判定し、所定の処理部（分散制御部１２または第１の情報変換部１３）に伝送する。
【００７８】
すなわち、情報分岐部１１は、データ判定テーブル１１１を検索し、受信データ（モード変更データＭＡＮ）が分散制御用データを示す場合には、これを分散制御部１２に伝送し、フィールドバス用データを示す場合には、これを第１の情報変換部１３に伝送する。
【００７９】
このように、情報分岐部１１は、操作監視ステーション２から受信されるモード変更データに基づいてデータ判定テーブル１１１を参照し、分散制御用データとフィールドバス用データとを識別し、分散制御用データを分散制御部１２に伝送し、フィールドバス用データを第１の情報変換部１３に伝送する。
【００８０】
なお、図５においては、情報分岐部１１が操作監視ステーション２からの受信データをフィールド機器６１〜６ｎに伝送する場合を示したが、情報分岐部１１は、前述と同様に、分散制御部１２または第２の情報変換部１４（図３参照）からの伝送データを操作監視ステーション２に送信することは言うまでもない。
【００８１】
これにより、操作監視ステーション２は、フィールド機器がＩ／Ｏカード３に接続された一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａであるか、フィールドバス７に接続されたフィールド機器６１〜６ｎであるかを全く意識することなく、制御ステーション１との間でデータ通信を行うことができ、前述と同等の作用効果を奏する。
【００８２】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、第１の情報変換部１３による具体的なデータ変換動作について言及しなかったが、データ論理に応じたテーブルを参照して分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換してもよい。
【００８３】
図６はこの発明の実施の形態２に用いられる第１のフィールド機器テーブルを示す説明図であり、図７はこの発明の実施の形態２による第１の情報変換部１３の動作を示すブロック図である。
【００８４】
図６において、１３１は第１の情報変換部１３に内蔵された第１のフィールド機器テーブルであり、分散制御用データの論理名と、フィールド機器６１〜６ｎのアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とが対応付けられている。
【００８５】
図７において、第１の情報変換部１３は、情報分岐部１１からの伝送データに基づいて第１のフィールド機器テーブル１３１を参照し、分散制御用データを分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換する。
なお、図７に示されない構成は、前述（図１参照）と同様である。
【００８６】
前述のように、情報分岐部１１は、操作監視ステーション２からの受信データのうち、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎに送信すべきであると判定したデータ（ただし、データ形式は、分散制御用データのまま）を第１の情報変換部１３に送信する。
【００８７】
第１の情報変換部１３は、第１のフィールド機器テーブル１３１（図６）を参照し、情報分岐部１１からの伝送データの論理名に基づいて、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎへのデータ送信に必要なデータ（フィールド機器６１〜６ｎのアドレス、ファンクションブロックパラメータのインデクス、エレメントの番号）に変換する。
【００８８】
そして、第１の情報変換部１３は、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎへのデータ送信に必要なデータと、フィールド機器６１〜６ｎ内のファンクションブロックに書き込むデータ（モード変更用データ）とをバス制御部１５に伝送する。
【００８９】
なお、図６および図７では、ファンクションブロックパラメータとして「ＭＯＤＥ＿ＢＬＫ」を用い、エレメントとして「ｔａｒｇｅｔ」を用いた場合を示しているが、他のファンクションブロックパラメータおよびエレメントを第１のフィールド機器テーブル１３１内に記述しておいてもよい。
【００９０】
このように、第１の情報変換部１３は、第１のフィールド機器テーブル１３１を参照して、情報分岐部１１からの伝送データを、分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換し、これをバス制御部１５を介してフィールドバス制御用カード４に伝送する。
【００９１】
これにより、操作監視ステーション２においては、一般的な分散制御用データ形式でフィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎにデータを書き込むことができ、前述と同等の作用効果を奏する。
【００９２】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１では、第２の情報変換部１４による具体的なデータ変換動作について言及しなかったが、第１の情報変換部１３と同様に、データ論理に応じたテーブルを参照してフィールドバス用データ形式から分散制御データ形式に変換してもよい。
【００９３】
図８はこの発明の実施の形態３に用いられる第２のフィールド機器テーブルを示す説明図であり、図９はこの発明の実施の形態３による第２の情報変換部１４の動作を示すブロック図である。
【００９４】
図８において、１４１は第２の情報変換部１４に内蔵された第２のフィールド機器テーブルであり、フィールドバス用データの論理名と、フィールド機器６１〜６ｎのアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とが対応付けられている。
【００９５】
図９において、第２の情報変換部１４は、バス制御部１５からの伝送データに基づいて第２のフィールド機器テーブル１４１を参照し、バス制御部１５からの伝送データを、フィールドバス用データ形式から分散制御データ形式に変換する。なお、図９に示されない構成は、前述（図１参照）と同様である。
【００９６】
この場合、第２の情報変換部１４は、バス制御部１５を介して、フィールドバス制御カード４からの受信データを読み込み、第２のフィールド機器テーブル１４１を参照する。
【００９７】
すなわち、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎからの受信データに含まれるパラメータ（フィールド機器６１〜６ｎのアドレス、ファンクションブロックパラメータのインデクス、エレメントの番号）から、操作監視ステーション２で表示可能なデータに変換する。
【００９８】
このとき、第２の情報変換部１４は、フィールド機器６１〜６ｎからの受信データ内のパラメータから、操作監視ステーション２内で使用する論理名を求め、この論理名と、フィールド機器６１〜６ｎ内のファンクションブロックから読み出したデータ（モードデータ）とを情報分岐部１１に伝送する。
【００９９】
以下、情報分岐部１１は、第２の情報変換部１４からの受信データを操作監視ステーション２に伝送する。
【０１００】
なお、図８および図９では、ファンクションブロックパラメータとして「ＭＯＤＥ＿ＢＬＫ」を用い、エレメントとして「ａｃｔｕａｌ」を用いた場合を示しているが、他のファンクションブロックパラメータおよびエレメントを第２のフィールド機器テーブル１４１に記述しておいてもよい。
【０１０１】
このように、第２の情報変換部１４は、第２のフィールド機器テーブル１４１を参照して、バス制御部１５を介してフィールドバス制御用カード４から読み出されたフィールドバス用データを分散制御用データに変換し、情報分岐部１１を介して操作監視ステーション２に伝送する。
【０１０２】
これにより、操作監視ステーション２は、一般的な分散制御用データ形式でフィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎからのデータを読込むことができ、前述と同等の作用効果を奏する。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、制御用バスを介して操作監視ステーションに接続された制御ステーションと、カードバスを介して制御ステーションに接続されたフィールドバス制御カードおよびＩ／Ｏカードと、フィールドバスを介してフィールドバス制御カードに接続されたフィールド機器と、Ｉ／Ｏカードを介して一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器とを備え、フィールド機器は所定機能を有するファンクションブロックを組み合せて構築された制御系からなるフィールドバス制御システムおいて、制御ステーションは、操作監視ステーションからの受信データを、一般フィールド機器に対する分散制御用データとフィールド機器に対するフィールドバス用データとに分岐する情報分岐部と、分散制御用データに基づいて一般フィールド機器に対する分散制御を行うための分散制御部と、フィールドバス用データをフィールド機器への伝送用のファンクションブロックのデータ構造に変換する第１の情報変換部と、フィールドバスからの伝送データを操作監視ステーションへの伝送用の分散制御用データに変換する第２の情報変換部と、分散制御部、第１および第２の情報変換部とカードバスとの間に挿入されてカードバスを制御するバス制御部とを含み、情報分岐部は、操作監視ステーションからの受信データの論理名と、フィールド機器の種類とを対応付けたデータ判定テーブルを含み、操作監視ステーションからの受信データに基づいて分散制御用データとフィールドバス用データとを識別し、分散制御用データを分散制御部に伝送し、フィールドバス用データを第１の情報変換部に伝送し、分散制御部または第２の情報変換部からの伝送データを操作監視ステーションに送信するとともに、データ判定テーブルを参照して、分散制御用データおよびフィールドバス用データを判定するので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【０１０６】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、第１の情報変換部は、情報分岐部からの伝送データをファンクションブロックのデータ構造に変換し、バス制御部を介してフィールドバス制御用カードに伝送するようにしたので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【０１０７】
また、この発明の請求項３によれば、請求項２において、第１の情報変換部は、情報分岐部からの伝送データの論理名と、フィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第１のフィールド機器テーブルを含み、第１のフィールド機器テーブルを参照して、情報分岐部からの伝送データを、分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換するようにしたので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【０１０８】
また、この発明の請求項４によれば、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、第２の情報変換部は、バス制御部を介してフィールドバス制御用カードから読み出されたフィールドバス用データを、分散制御用データに変換して情報分岐部に伝送するようにしたので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【０１０９】
また、この発明の請求項５によれば、請求項４において、第２の情報変換部は、フィールドバス用データの論理名と、フィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第２のフィールド機器テーブルを含み、第２のフィールド機器テーブルを参照して、フィールドバス用データを分散制御データ形式に変換するようにしたので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に関連したフィールドバス制御システムを示すブロック図である。
【図２】 図１のシステムによる操作監視ステーションからの受信データの流れを示す説明図である。
【図３】 図１のシステムによる操作監視ステーションへのデータ送信の流れを示す特性図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に用いられるデータ判定テーブルを示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による情報分岐部の動作を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に用いられる第１のフィールド機器テーブルを示す説明図である。
【図７】 この発明の実施の形態２による第１の情報変換部の動作を示す説明図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に用いられる第２のフィールド機器テーブルを示す説明図である。
【図９】 この発明の実施の形態３による第２の情報変換部の動作を示す説明図である。
【図１０】 従来のフィールドバス制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 制御ステーション、２ 操作監視ステーション、３ Ｉ／Ｏカード、４ フィールドバス制御カード、５ フィールドバス、６１〜６ｎ フィールド機器、６１Ａ、６２Ａ 一般フィールド機器、７ カードバス、８ 制御用バス、
１１ 情報分岐部、１２ 分散制御部、１３ 第１の情報変換部、１４ 第２の情報変換部、１５ バス制御部、１１１ データ判定テーブル、１３１ 第１のフィールド機器テーブル、１４１ 第２のフィールド機器テーブル。
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラントに敷設されたフィールドバス内に所定機能を有するファンクションブロックを含むフィールドバス用フィールド機器を接続し、ファンクションブロックを組み合せて制御系を構築するフィールドバス制御システムに関し、特にゲートウエイを不要としてコストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラント制御においては、操作監視ステーションに対して分散配置された制御ステーションをバス接続し、操作監視ステーションの監視下で機能する制御ステーションによりプラントを制御するように構成された分散型の制御システムが広く用いられている。
【０００３】
図１０はたとえば特開平１１−１１９８０８号公報に記載された従来のフィールドバス制御システムの概略構成を示すブロック図である。
図１０において、１Ａは分散制御用の制御ステーション、２は分散制御用の操作監視ステーション、２Ａはフィールドバス対応の操作監視ステーションであり、各ステーション１Ａ、２および２Ａは、互いにバス（後述する）を介して接続されている。
【０００４】
３は分散型の制御ステーション１Ａに接続されたＩ／Ｏカードであり、制御ステーション１Ａの制御下で一般フィールド機器（後述する）を制御する。
４はフィールドバス制御カードであり、Ｉ／Ｏカード３と同様に制御ステーション１Ａに接続されて、フィールドバス（後述する）を制御する。
【０００５】
５はフィールドバス制御カード４に接続されたフィールドバスである。
６１〜６ｎはフィールドバス５に接続されたフィールドバス用のフィールド機器であり、所定機能を有するファンクションブロックを内部に備えている。
【０００６】
６１Ａ、６２ＡはＩ／Ｏカード３に接続されて一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器である。
【０００７】
７は分散型の制御ステーション１ＡとＩ／Ｏカード３およびフィールドバス制御カード４とを接続するカードバス、８は分散制御用の操作監視ステーション２と制御ステーション１Ａとを接続する制御用バスである。
【０００８】
９はフィールドバス対応の操作監視ステーション２Ａに接続されたステーションバス、１０はステーションバス９と制御バス８とを接続するゲートウエイである。
【０００９】
フィールドバス対応の操作監視ステーション２Ａは、以下の要素２０〜２５により構成されている。
２０はデータ変換手段であり、ステーションバス９を介してゲートウエイ１０に接続されている。
【００１０】
２１はデータ変換手段２０に接続された選択手段であり、データが読み出されるファンクションブロックの構成要素（以下、「エレメント」）を選択する。
２２は表示手段（後述する）に接続された選択手段であり、データが書き込まれるファンクションブロックのエレメントを選択する。
【００１１】
２３は選択手段２２とデータ変換手段２０との間に挿入された書込み手段であり、選択手段２２で選択されたエレメントにデータを書き込む。
２４は選択手段２１と選択手段２２との間に挿入された表示手段であり、選択手段２１が読み出したエレメントの内容を表示する。
【００１２】
２５はオペレータにより操作される入力手段であり、表示手段２４に接続されており、表示手段２４の画面を参照しながら設定データを入力可能になっている。
【００１３】
このように、図１０に示した従来のフィールドバス制御システムは、制御用バス８を介して操作監視ステーション２に接続された制御ステーション１Ａと、カードバス７を介して制御ステーション１Ａに接続されたフィールドバス制御カード４およびＩ／Ｏカード３と、フィールドバス５を介してフィールドバス制御カード４に接続されたフィールド機器６１〜６ｎと、Ｉ／Ｏカード３を介して一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａとを備えている。
【００１４】
また、制御用バス８、ステーションバス９およびゲートウエイ１０を介して制御ステーション１Ａに接続された操作監視ステーション２Ａを備えている。
すなわち、従来システムにおける制御ステーション１Ａは、制御用バス８を介して操作監視ステーション２に接続されるとともに、制御用バス８およびゲートウエイ１０を介して操作監視ステーション２Ａに接続されている。
【００１５】
なお、フィールド機器６１〜６ｎは、所定機能を有するファンクションブロックを組み合せて構築された制御系からなっている。
ここで、ファンクションブロックおよびパラメータは、フィールドバス協会で規定された規約に基づいて構成されており、ファンクションブロックのパラメータは、複数のエレメントからなる構造体である。
【００１６】
たとえば、ファンクションブロックの動作モードを規定するＭＯＤＥ＿ＢＬＫは、以下の表１のようなデータ構造からなっている。
【００１７】
上記表１において、「ａｃｔｕａｌ」は、ファンクションブロックの実際のモードを示すエレメントであり、「ｔａｒｇｅｔ」は、設定対象となるエレメントである。
【００１９】
たとえば、オペレータは、ファンクションブロックのモードを「ｔａｒｇｅｔ」に設定し、その結果を、「ａｃｔｕａｌ」を読み出すことにより確認することができる。
【００２０】
また、上記表１において、「ｎｏｒｍａｌ」は、ファンクションブロックの通常状態を示し、「ｐｅｒｍｉｔｔｅｄ」は、ファンクションブロックに許可するモードを示している。
【００２１】
一般に、オペレータがファンクションブロックのモードを設定する作業においては、「ｎｏｒｍａｌ」および「ｐｅｒｍｉｔｔｅｄ」は、不要なエレメントである。
【００２２】
図１０に示す従来システムにおいては、フィールドバス対応のフィールド機器６１〜６ｎの監視に必要なファンクションブロックのエレメント（ＭＯＤＥ＿ＢＬＫの「ａｃｔｕａｌ」）のみが選択手段２１により選択される。
【００２３】
そして、選択手段２１により選択されたエレメントが表示手段２４に表示されることにより、オペレータは、ファンクションブロックのモード確認作業に必要なデータのみを表示画面から認識することができる。
【００２４】
また、オペレータは、入力手段２５を操作することにより、設定データ（ファンクションブロックのモード）を表示手段２４の画面から入力する。
このとき、選択手段２２は、設定対象として、ＭＯＤＥ＿ＢＬＫのエレメント「ｔａｒｇｅｔ」を選択し、これを書込み手段２３に伝送する。
【００２５】
これに応答して、書込み手段２３は、設定データを、ＭＯＤＥ＿ＢＬＫのエレメント「ｔａｒｇｅｔ」に対して書き込む。
【００２６】
なお、表示手段２４および入力手段２５で扱われるデータと、フィールドバス対応のフィールド機器６１〜６ｎで扱われるデータとは、データ型が異なっている。
【００２７】
たとえば、ファンクションブロックのＭＯＤＥ＿ＢＬＫのデータは、ビットストリングデータであるが、表示手段２４の画面に表示されるデータは、文字列データである。
【００２８】
したがって、データ変換手段２０は、上記データ型の変換、すなわち、ビットストリングデータから文字列データへの変換と、この逆のデータ変換を行う。
【００２９】
こうして、オペレータは、選択手段２１および２２により、必要なエレメントのみを認識することが可能となる。
しかしながら、図１０の構成によれば、フィールドバス対応の操作監視ステーション２Ａは、分散制御用の操作監視ステーション２に比べて、構造が複雑になる。
【００３０】
また、操作監視ステーション２Ａ内のデータ変換手段２０においてフィールドバス５のデータ構造に変換しているので、分散制御用の制御ステーション１Ａとの間で通信するためには、操作監視ステーション２Ａと制御ステーション１Ａとの間にゲートウエイ１０を介在させる必要がある。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフィールドバス制御システムは以上のように、操作監視ステーション２Ａ内で複雑なファンクションブロックの構造体から必要なエレメントのみを選択しているので、操作監視ステーション２Ａの構造が分散制御用の操作監視ステーション２よりも複雑になるという問題点があった。
【００３２】
また、操作監視ステーション２Ａ内でフィールドバス５のデータ構造に変換しているので、制御ステーション１Ａとの間での通信にゲートウエイ１０が必要となり、システム全体の構成が複雑になるという問題点があった。
【００３３】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、ファンクションブロックを組み合せた制御系からなるフィールド機器に対する制御システムにおいて、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムを得ることを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るフィールドバス制御システムは、制御用バスを介して操作監視ステーションに接続された制御ステーションと、カードバスを介して制御ステーションに接続されたフィールドバス制御カードおよびＩ／Ｏカードと、フィールドバスを介してフィールドバス制御カードに接続されたフィールド機器と、Ｉ／Ｏカードを介して一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器とを備え、フィールド機器は所定機能を有するファンクションブロックを組み合せて構築された制御系からなるフィールドバス制御システムおいて、制御ステーションは、操作監視ステーションからの受信データを、一般フィールド機器に対する分散制御用データとフィールド機器に対するフィールドバス用データとに分岐する情報分岐部と、分散制御用データに基づいて一般フィールド機器に対する分散制御を行うための分散制御部と、フィールドバス用データをフィールド機器への伝送用のファンクションブロックのデータ構造に変換する第１の情報変換部と、フィールドバスからの伝送データを操作監視ステーションへの伝送用の分散制御用データに変換する第２の情報変換部と、分散制御部、第１および第２の情報変換部とカードバスとの間に挿入されてカードバスを制御するバス制御部とを含み、情報分岐部は、操作監視ステーションからの受信データの論理名と、フィールド機器の種類とを対応付けたデータ判定テーブルを含み、操作監視ステーションからの受信データに基づいて分散制御用データとフィールドバス用データとを識別し、分散制御用データを分散制御部に伝送し、フィールドバス用データを第１の情報変換部に伝送し、分散制御部または第２の情報変換部からの伝送データを操作監視ステーションに送信するとともに、データ判定テーブルを参照して、分散制御用データおよびフィールドバス用データを判定するものである。
【００３７】
また、この発明の請求項２に係るフィールドバス制御システムは、請求項１において、第１の情報変換部は、情報分岐部からの伝送データをファンクションブロックのデータ構造に変換し、バス制御部を介してフィールドバス制御用カードに伝送するものである。
【００３８】
また、この発明の請求項３に係るフィールドバス制御システムは、請求項２において、第１の情報変換部は、情報分岐部からの伝送データの論理名と、フィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第１のフィールド機器テーブルを含み、第１のフィールド機器テーブルを参照して、情報分岐部からの伝送データを、分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換するものである。
【００３９】
また、この発明の請求項４に係るフィールドバス制御システムは、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、第２の情報変換部は、バス制御部を介してフィールドバス制御用カードから読み出されたフィールドバス用データを、分散制御用データに変換して情報分岐部に伝送するものである。
【００４０】
また、この発明の請求項５に係るフィールドバス制御システムは、請求項４において、第２の情報変換部は、フィールドバス用データの論理名と、フィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第２のフィールド機器テーブルを含み、第２のフィールド機器テーブルを参照して、フィールドバス用データを分散制御データ形式に変換するものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に関連したフィールドバス制御システムを示すブロック図であり、前述（図１０参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【００４２】
図１において、１はフィールドバス制御システムの要部を構成する制御ステーションであり、制御用バス８を介して一般的な分散制御システム用の操作監視ステーション２にのみに接続されている。
制御ステーション１は、以下の要素１１〜１５により構成されている。
【００４３】
１１は制御用バス８に接続された情報分岐部であり、制御用バス８を介してデータを送受信するとともに、制御用バス８を介して操作監視ステーション２から受信されるデータを分散制御用データとフィールドバス用データとに判定して分岐する。
【００４４】
１２は情報分岐部１１に接続された分散制御部であり、分散制御用データを処理してＩ／Ｏカード３に接続された一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａを制御する。
【００４５】
１３は情報分岐部１１に接続された第１の情報変換部であり、情報分岐部１１から伝送されたデータをファンクションブロックのデータに変換する。
１４は情報分岐部１１に接続された第２の情報変換部であり、フィールドバス５に接続されたフィールド機器６１〜６ｎから読み出されたファンクションブロックのデータを、情報分岐部１１への伝送用の分散制御用データに変換する。
【００４６】
１５はカードバス７を制御するバス制御部であり、分散制御部１２、第１および第２の情報変換部１３および１４とカードバス７との間に介在されており、カードバス７を介して、Ｉ／Ｏカード３およびフィールドバス制御カード４との間で通信を行う。
【００４７】
次に、図１に示したシステムによる動作について具体的に説明する。
まず、制御ステーション１内の情報分岐部１１は、受信部として機能する場合に、制御バス８を介して操作監視ステーション２と通信を行い、操作監視ステーション２から受信されたデータから、一般的な分散制御用データとフィールドバス用データとを判定する。
【００４８】
情報分岐部１１により判定されたデータは、それぞれ分岐されて、分散制御用データは分散制御部１２に伝送され、フィールドバス用データは第１の情報変換部１３に伝送される。
【００４９】
ただし、ここでのフィールドバス用データは、フィールドバス制御カード４を介してフィールドバス５に接続されたフィールド機器６１〜６ｎに伝送されるデータであるが、まだファンクションブロックのデータ構造に変換されていない状態、すなわち分散制御用データと同じデータ構造を有している。
【００５０】
また、情報分岐部１１は、送信部として機能する場合に、分散制御部１２から受信されたデータと、第２の情報変換部１４から受信されたデータとを、制御用バス８を介して操作監視ステーション２に送信する。
【００５１】
一般的な分散制御を行う分散制御部１２は、情報分岐部１１から受信されたデータに基づいて、Ｉ／Ｏカード３に接続されている一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａに送信するデータを作成して、バス制御部１５に伝送する。
【００５２】
また、分散制御部１２は、バス制御部１５から伝送されてきたデータに基づいて、操作監視ステーション２での表示に必要なデータを作成し、情報分岐部１１に伝送する。
【００５３】
第１の情報変換部１３は、情報分岐部１１から伝送されてきたフィールドバス用データを、分散制御用データと同じデータ構造からファンクションブロックの（フィールド機器６１〜６ｎへの伝送用の）データ構造に変換して、バス制御部１５に伝送する。
【００５４】
第２の情報変換部１４は、バス制御部１５から伝送されてきたフィールドバス用データを、操作監視ステーション２での表示に必要なデータに変換し、情報分岐部１１に伝送する。
【００５５】
このとき、一般的な分散制御用の操作監視ステーション２は、フィールドバス対応のフィールド機器６１〜６ｎ内のファンクションブロックのデータ構造を認識することができないので、第２の情報変換部１４は、ファンクションブロックのデータ構造を分散制御用データ構造に変換する。
【００５６】
バス制御部１５は、分散制御部１２から伝送されてきたデータを、カードバス７を介してＩ／Ｏカード３に送信するとともに、第１の情報変換部１３から伝送されてきたデータを、カードバス７を介してフィールドバス制御カード４に送信する。
【００５７】
また、バス制御部１５は、カードバス７を介してＩ／Ｏカード３から伝送されてきたデータを分散制御部１２に伝送するとともに、カードバス７を介してフィールドバス制御カード４から伝送されてきたデータを第２の情報変換部１４に伝送する。
【００５８】
次に、ＭＯＤＥ＿ＢＬＫの設定例を示す図２および図３を参照しながら、図１に示したシステムによる動作についてさらに具体的に説明する。
まず、操作監視ステーション２からフィールド機器６１〜６ｎへの制御ステーション１を介したデータ伝送動作について説明する。
【００５９】
図２は操作監視ステーション２からモード変更のデータを受信したときのデータの流れを概略的に示すブロック図である。
図２において、情報分岐部１１は、操作監視ステーション２から受信されたモード変更データを調べ、フィールドバス用データである場合には、この受信データを第１の情報変換部１３に伝送する。
【００６０】
これにより、第１の情報変換部１３は、情報分岐部１１から伝送されてきたモード変更データをフィールドバス用データに変換する。
すなわち、分散制御用のモード変更データを、フィールド機器６１〜６ｎのうちの該当するファンクションブロックを有するフィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータ「ＭＯＤＥ＿ＢＬＫ」のインデクス番号、設定エレメント「ｔａｒｇｅｔ」のエレメント番号に変換する。
【００６１】
続いて、第１の情報変換部１３は、変換したフィールドバス用のモード変更データをバス制御部１５に伝送する。
以下、バス制御部１５は、カードバス７およびフィールドバス制御カード４を介して、該当するフィールド機器内のファンクションブロックにおけるＢＬＫ＿ＭＯＤＥのエレメント「ｔａｒｇｅｔ」にデータを書き込む。
【００６２】
次に、フィールド機器６１〜６ｎから操作監視ステーション２への制御ステーション１を介したデータ伝送動作について説明する。
図３は制御ステーション１から操作監視ステーション２にモードデータを送信する場合のデータの流れを概略的に示すブロック図である。
【００６３】
図３において、バス制御部１５は、フィールドバス制御カード４およびカードバス７を介して読み出されたフィールドバス用モードデータを、第２の情報変換部１４に伝送する。
これにより、第２の情報変換部１４は、フィールドバス用モードデータを分散制御用モードデータに変換する。
【００６４】
すなわち、フィールド機器６１〜６ｎのうちのファンクションブロックを有するフィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータ「ＭＯＤＥ＿ＢＬＫ」のインデクス番号、エレメント「ａｃｔｕａｌ」のエレメント番号を、操作監視ステーション２での表示に用いられるモードデータに変換する。
【００６５】
続いて、第２の情報変換部１４は、変換した分散制御用モードデータを情報分岐部１１に送信する。
以下、情報分岐部１１は、分散制御用モードデータを、制御バス８を介して操作監視ステーション２に伝送する。
【００６６】
このように、制御ステーション１内の情報分岐部１１は、操作監視ステーション２からの受信データを一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａに対する分散制御用データとフィールド機器６１〜６ｎに対するフィールドバス用データとに分岐する。
【００６７】
また、分散制御部１２は、分散制御用データに基づいて一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａに対する分散制御を行い、第１の情報変換部１３は、フィールドバス用データをファンクションブロックのデータ構造に変換して書き込み、第２の情報変換部１４は、フィールドバス５からの受信データ（フィールドバス用データ）を分散制御用データに変換して操作監視ステーション２に伝送し、バス制御部１５は、分散制御部１２、第１および第２の情報変換部１３および１４とカードバス７との間に挿入されてカードバス７を制御する。
【００６８】
これにより、制御ステーション１内において適切なファンクションブロックのデータ構造に変換することができ、全体のシステム構成および操作監視ステーション２の構成が軽減され、一般的な分散制御システムと比べて同等以下の規模で構成することができる。
【００６９】
すなわち、制御ステーション１内において、一般的な分散制御用データかフィールドバス用データかを判定し、フィールドバス用データの場合には適切なデータ形式に変換することができるうえ、制御ステーション１と操作監視ステーション２との間の通信は一般的な分散制御システムと同形式のデータを使用することができるので、操作監視ステーション２と制御ステーション１との間にゲートウエイ１０（図１０参照）を介在させる必要がなくなる。
【００７０】
また、操作監視ステーション２としては、一般的な分散制御用のものを用いることができ、一般的な分散制御用データを送受信するのみでよい。
したがって、操作監視ステーション２を使用するオペレータは、新たな操作訓練などを行う必要もなく、複雑なファンクションブロックのパラメータを意識することなく、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎを用いて監視制御を行うことができるので、システム導入時のコストを低減することもできる。
【００７１】
なお、図１に示した上記システム構成例では、情報分岐部１１による具体的な判定動作について言及しなかったが、データ論理に応じたテーブルを参照して分散制御用データおよびフィールドバス用データを判定することが望ましい。
【００７２】
図４はこの発明の実施の形態１に用いられるデータ判定テーブルを示す説明図であり、図５はこの発明の実施の形態１による情報分岐部１１のデータ判定動作を示すブロック図である。
【００７３】
図４において、１１１は情報分岐部１１に内蔵されたデータ判定テーブルであり、操作監視ステーション２からの受信データの論理名と、一般フィールド機器６１Ａ、６２Ａおよびフィールド機器６１〜６ｎの種類とが対応付けられている。
【００７４】
データ判定テーブル１１１は、情報分岐部１１によるデータ判定、すなわち、操作監視ステーション２から受信された分散制御用データがフィールドバス用データか分散制御用データかを判定するために用いられる。
【００７５】
図５において、ＭＡＮは操作監視ステーション２からの受信データに含まれるモード変更データであり、たとえば、流量計Ｆ１用のモード変更データおよび流量計Ｆ１００用のモード変更データを含む。
なお、図５に示されない構成は、前述（図１参照）と同様である。
【００７６】
この場合、流量計Ｆ１用のモード変更データは、情報分岐部１１を介して分散制御部１２に伝送され、流量計Ｆ１００用のモード変更データは、情報分岐部１１を介して第１の情報変換部１３に伝送される。
【００７７】
このとき、情報分岐部１１は、操作監視ステーション２がフィールド機器６１〜６ｎを管理するための識別名（論理名）に基づき、図４のデータ判定テーブル１１１を参照して、操作監視ステーション２からの受信データが、分散制御用データかフィールドバス用データかを判定し、所定の処理部（分散制御部１２または第１の情報変換部１３）に伝送する。
【００７８】
すなわち、情報分岐部１１は、データ判定テーブル１１１を検索し、受信データ（モード変更データＭＡＮ）が分散制御用データを示す場合には、これを分散制御部１２に伝送し、フィールドバス用データを示す場合には、これを第１の情報変換部１３に伝送する。
【００７９】
このように、情報分岐部１１は、操作監視ステーション２から受信されるモード変更データに基づいてデータ判定テーブル１１１を参照し、分散制御用データとフィールドバス用データとを識別し、分散制御用データを分散制御部１２に伝送し、フィールドバス用データを第１の情報変換部１３に伝送する。
【００８０】
なお、図５においては、情報分岐部１１が操作監視ステーション２からの受信データをフィールド機器６１〜６ｎに伝送する場合を示したが、情報分岐部１１は、前述と同様に、分散制御部１２または第２の情報変換部１４（図３参照）からの伝送データを操作監視ステーション２に送信することは言うまでもない。
【００８１】
これにより、操作監視ステーション２は、フィールド機器がＩ／Ｏカード３に接続された一般フィールド機器６１Ａおよび６２Ａであるか、フィールドバス７に接続されたフィールド機器６１〜６ｎであるかを全く意識することなく、制御ステーション１との間でデータ通信を行うことができ、前述と同等の作用効果を奏する。
【００８２】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、第１の情報変換部１３による具体的なデータ変換動作について言及しなかったが、データ論理に応じたテーブルを参照して分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換してもよい。
【００８３】
図６はこの発明の実施の形態２に用いられる第１のフィールド機器テーブルを示す説明図であり、図７はこの発明の実施の形態２による第１の情報変換部１３の動作を示すブロック図である。
【００８４】
図６において、１３１は第１の情報変換部１３に内蔵された第１のフィールド機器テーブルであり、分散制御用データの論理名と、フィールド機器６１〜６ｎのアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とが対応付けられている。
【００８５】
図７において、第１の情報変換部１３は、情報分岐部１１からの伝送データに基づいて第１のフィールド機器テーブル１３１を参照し、分散制御用データを分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換する。
なお、図７に示されない構成は、前述（図１参照）と同様である。
【００８６】
前述のように、情報分岐部１１は、操作監視ステーション２からの受信データのうち、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎに送信すべきであると判定したデータ（ただし、データ形式は、分散制御用データのまま）を第１の情報変換部１３に送信する。
【００８７】
第１の情報変換部１３は、第１のフィールド機器テーブル１３１（図６）を参照し、情報分岐部１１からの伝送データの論理名に基づいて、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎへのデータ送信に必要なデータ（フィールド機器６１〜６ｎのアドレス、ファンクションブロックパラメータのインデクス、エレメントの番号）に変換する。
【００８８】
そして、第１の情報変換部１３は、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎへのデータ送信に必要なデータと、フィールド機器６１〜６ｎ内のファンクションブロックに書き込むデータ（モード変更用データ）とをバス制御部１５に伝送する。
【００８９】
なお、図６および図７では、ファンクションブロックパラメータとして「ＭＯＤＥ＿ＢＬＫ」を用い、エレメントとして「ｔａｒｇｅｔ」を用いた場合を示しているが、他のファンクションブロックパラメータおよびエレメントを第１のフィールド機器テーブル１３１内に記述しておいてもよい。
【００９０】
このように、第１の情報変換部１３は、第１のフィールド機器テーブル１３１を参照して、情報分岐部１１からの伝送データを、分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換し、これをバス制御部１５を介してフィールドバス制御用カード４に伝送する。
【００９１】
これにより、操作監視ステーション２においては、一般的な分散制御用データ形式でフィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎにデータを書き込むことができ、前述と同等の作用効果を奏する。
【００９２】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１では、第２の情報変換部１４による具体的なデータ変換動作について言及しなかったが、第１の情報変換部１３と同様に、データ論理に応じたテーブルを参照してフィールドバス用データ形式から分散制御データ形式に変換してもよい。
【００９３】
図８はこの発明の実施の形態３に用いられる第２のフィールド機器テーブルを示す説明図であり、図９はこの発明の実施の形態３による第２の情報変換部１４の動作を示すブロック図である。
【００９４】
図８において、１４１は第２の情報変換部１４に内蔵された第２のフィールド機器テーブルであり、フィールドバス用データの論理名と、フィールド機器６１〜６ｎのアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とが対応付けられている。
【００９５】
図９において、第２の情報変換部１４は、バス制御部１５からの伝送データに基づいて第２のフィールド機器テーブル１４１を参照し、バス制御部１５からの伝送データを、フィールドバス用データ形式から分散制御データ形式に変換する。なお、図９に示されない構成は、前述（図１参照）と同様である。
【００９６】
この場合、第２の情報変換部１４は、バス制御部１５を介して、フィールドバス制御カード４からの受信データを読み込み、第２のフィールド機器テーブル１４１を参照する。
【００９７】
すなわち、フィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎからの受信データに含まれるパラメータ（フィールド機器６１〜６ｎのアドレス、ファンクションブロックパラメータのインデクス、エレメントの番号）から、操作監視ステーション２で表示可能なデータに変換する。
【００９８】
このとき、第２の情報変換部１４は、フィールド機器６１〜６ｎからの受信データ内のパラメータから、操作監視ステーション２内で使用する論理名を求め、この論理名と、フィールド機器６１〜６ｎ内のファンクションブロックから読み出したデータ（モードデータ）とを情報分岐部１１に伝送する。
【００９９】
以下、情報分岐部１１は、第２の情報変換部１４からの受信データを操作監視ステーション２に伝送する。
【０１００】
なお、図８および図９では、ファンクションブロックパラメータとして「ＭＯＤＥ＿ＢＬＫ」を用い、エレメントとして「ａｃｔｕａｌ」を用いた場合を示しているが、他のファンクションブロックパラメータおよびエレメントを第２のフィールド機器テーブル１４１に記述しておいてもよい。
【０１０１】
このように、第２の情報変換部１４は、第２のフィールド機器テーブル１４１を参照して、バス制御部１５を介してフィールドバス制御用カード４から読み出されたフィールドバス用データを分散制御用データに変換し、情報分岐部１１を介して操作監視ステーション２に伝送する。
【０１０２】
これにより、操作監視ステーション２は、一般的な分散制御用データ形式でフィールドバス５上のフィールド機器６１〜６ｎからのデータを読込むことができ、前述と同等の作用効果を奏する。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、制御用バスを介して操作監視ステーションに接続された制御ステーションと、カードバスを介して制御ステーションに接続されたフィールドバス制御カードおよびＩ／Ｏカードと、フィールドバスを介してフィールドバス制御カードに接続されたフィールド機器と、Ｉ／Ｏカードを介して一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器とを備え、フィールド機器は所定機能を有するファンクションブロックを組み合せて構築された制御系からなるフィールドバス制御システムおいて、制御ステーションは、操作監視ステーションからの受信データを、一般フィールド機器に対する分散制御用データとフィールド機器に対するフィールドバス用データとに分岐する情報分岐部と、分散制御用データに基づいて一般フィールド機器に対する分散制御を行うための分散制御部と、フィールドバス用データをフィールド機器への伝送用のファンクションブロックのデータ構造に変換する第１の情報変換部と、フィールドバスからの伝送データを操作監視ステーションへの伝送用の分散制御用データに変換する第２の情報変換部と、分散制御部、第１および第２の情報変換部とカードバスとの間に挿入されてカードバスを制御するバス制御部とを含み、情報分岐部は、操作監視ステーションからの受信データの論理名と、フィールド機器の種類とを対応付けたデータ判定テーブルを含み、操作監視ステーションからの受信データに基づいて分散制御用データとフィールドバス用データとを識別し、分散制御用データを分散制御部に伝送し、フィールドバス用データを第１の情報変換部に伝送し、分散制御部または第２の情報変換部からの伝送データを操作監視ステーションに送信するとともに、データ判定テーブルを参照して、分散制御用データおよびフィールドバス用データを判定するので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【０１０６】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、第１の情報変換部は、情報分岐部からの伝送データをファンクションブロックのデータ構造に変換し、バス制御部を介してフィールドバス制御用カードに伝送するようにしたので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【０１０７】
また、この発明の請求項３によれば、請求項２において、第１の情報変換部は、情報分岐部からの伝送データの論理名と、フィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第１のフィールド機器テーブルを含み、第１のフィールド機器テーブルを参照して、情報分岐部からの伝送データを、分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換するようにしたので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【０１０８】
また、この発明の請求項４によれば、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、第２の情報変換部は、バス制御部を介してフィールドバス制御用カードから読み出されたフィールドバス用データを、分散制御用データに変換して情報分岐部に伝送するようにしたので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【０１０９】
また、この発明の請求項５によれば、請求項４において、第２の情報変換部は、フィールドバス用データの論理名と、フィールド機器のアドレス、ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第２のフィールド機器テーブルを含み、第２のフィールド機器テーブルを参照して、フィールドバス用データを分散制御データ形式に変換するようにしたので、コストダウンを実現するとともにデータ設定操作を容易にしたフィールドバス制御システムが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に関連したフィールドバス制御システムを示すブロック図である。
【図２】 図１のシステムによる操作監視ステーションからの受信データの流れを示す説明図である。
【図３】 図１のシステムによる操作監視ステーションへのデータ送信の流れを示す特性図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に用いられるデータ判定テーブルを示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による情報分岐部の動作を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に用いられる第１のフィールド機器テーブルを示す説明図である。
【図７】 この発明の実施の形態２による第１の情報変換部の動作を示す説明図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に用いられる第２のフィールド機器テーブルを示す説明図である。
【図９】 この発明の実施の形態３による第２の情報変換部の動作を示す説明図である。
【図１０】 従来のフィールドバス制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 制御ステーション、２ 操作監視ステーション、３ Ｉ／Ｏカード、４ フィールドバス制御カード、５ フィールドバス、６１〜６ｎ フィールド機器、６１Ａ、６２Ａ 一般フィールド機器、７ カードバス、８ 制御用バス、
１１ 情報分岐部、１２ 分散制御部、１３ 第１の情報変換部、１４ 第２の情報変換部、１５ バス制御部、１１１ データ判定テーブル、１３１ 第１のフィールド機器テーブル、１４１ 第２のフィールド機器テーブル。
Claims (5)
- 制御用バスを介して操作監視ステーションに接続された制御ステーションと、
カードバスを介して前記制御ステーションに接続されたフィールドバス制御カードおよびＩ／Ｏカードと、
フィールドバスを介して前記フィールドバス制御カードに接続されたフィールド機器と、
前記Ｉ／Ｏカードを介して一般的な分散制御が行われる一般フィールド機器とを備え、
前記フィールド機器は所定機能を有するファンクションブロックを組み合せて構築された制御系からなるフィールドバス制御システムおいて、
前記制御ステーションは、
前記操作監視ステーションからの受信データを、前記一般フィールド機器に対する分散制御用データと前記フィールド機器に対するフィールドバス用データとに分岐する情報分岐部と、
前記分散制御用データに基づいて前記一般フィールド機器に対する分散制御を行うための分散制御部と、
前記フィールドバス用データを前記フィールド機器への伝送用の前記ファンクションブロックのデータ構造に変換する第１の情報変換部と、
前記フィールドバスからの伝送データを前記操作監視ステーションへの伝送用の分散制御用データに変換する第２の情報変換部と、
前記分散制御部、前記第１および第２の情報変換部と前記カードバスとの間に挿入されて前記カードバスを制御するバス制御部とを含み、
前記情報分岐部は、
前記操作監視ステーションからの受信データの論理名と、前記フィールド機器の種類とを対応付けたデータ判定テーブルを含み、
前記操作監視ステーションからの受信データに基づいて前記分散制御用データと前記フィールドバス用データとを識別し、
前記分散制御用データを前記分散制御部に伝送し、前記フィールドバス用データを前記第１の情報変換部に伝送し、
前記分散制御部または前記第２の情報変換部からの伝送データを前記操作監視ステーションに送信するとともに、
前記データ判定テーブルを参照して、前記分散制御用データおよび前記フィールドバス用データを判定することを特徴とするフィールドバス制御システム。 - 前記第１の情報変換部は、前記情報分岐部からの伝送データを前記ファンクションブロックのデータ構造に変換し、前記バス制御部を介して前記フィールドバス制御用カードに伝送することを特徴とする請求項１に記載のフィールドバス制御システム。
- 前記第１の情報変換部は、
前記情報分岐部からの伝送データの論理名と、前記フィールド機器のアドレス、前記ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第１のフィールド機器テーブルを含み、
前記第１のフィールド機器テーブルを参照して、前記情報分岐部からの伝送データを、分散制御データ形式からフィールドバス用データ形式に変換することを特徴とする請求項２に記載のフィールドバス制御システム。 - 前記第２の情報変換部は、前記バス制御部を介して前記フィールドバス制御用カードから読み出された前記フィールドバス用データを、前記分散制御用データに変換して前記情報分岐部に伝送することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のフィールドバス制御システム。
- 前記第２の情報変換部は、
前記フィールドバス用データの論理名と、前記フィールド機器のアドレス、前記ファンクションブロックのパラメータインデクスおよび対象エレメント番号とを対応付けた第２のフィールド機器テーブルを含み、
前記第２のフィールド機器テーブルを参照して、前記フィールドバス用データを分散制御データ形式に変換することを特徴とする請求項４に記載のフィールドバス制御システム。
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