JP4240262B2 - Process control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コントロールステーションやプロセスI/Oなどのプロセス制御機器に関し、従来型のI/O装置や制御装置をフィールドバス型に変換するフィールドバス対応型プロセス制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8にプロセス制御機器(I/O装置あるいは制御装置ともいう)の内部構成を示す。この図において、5はプロセス制御機器であり、複数のI/Oモジュール51、I/Oバス52およびコントローラ53から構成されている。
【0003】
I/Oモジュール51はI/Oバス52に接続されており、センサなどからの信号を取り込んで加工し、あるいは被制御機器に制御信号を出力する。コントローラ53はI/Oバス52を介してI/Oモジュール51内のデータにアクセスして制御機能を実行する。コントローラ53は冗長化される場合もある。531は冗長化の為に追加されたコントローラである。
【0004】
コントローラ53はシステムバス6に接続されており、このシステムバス6を介してヒューマン・マシン・インターフェイスやプロコンなどの上位機器(図示せず)と通信する。これらの上位機器はシステムバス6を介してI/Oモジュール51のデータやコントローラ53内の制御データにアクセスして読み書きを行う。
【0005】
図9はI/OモジュールのアドレスとプロセスI/Oデータとの関係を表した表である。I/Oモジュール51のI/Oバスインターフェイスは一般に図9のような論理構造を持っている。すなわち、プロセスI/Oデータなどのモジュールの主データと各種設定・環境データなどを含むアドレス空間があり、データ毎にアドレスを指定してデータの読み書きを行う。なお、アドレスの構造、データの名称と構造、I/Oバス52のアクセス手段は機器によって異なっている。
【0006】
現状では、上位機器との間の通信に使用されるシステムバス6の通信プロトコルやデータ構造は各システムによって異なっており、使う上で問題になっている。そのため、最近フィールドバス協会(Fieldbus Foundation)では、プロセス制御装置をシステムバスから見たときの通信モデルを、ファンクションブロックモデルを用いて統一しようとしている。システムバスとしては高速イーサネット(High Speed Ethernet)を想定しているが、装置の論理モデルはシステムバスの通信プロトコルには依存しない形で定義されている。
【0007】
図10に、フィールドバス協会の論理モデルを示す。HSEフィールドデバイス(HSE Field Device)71、フォリンI/Oゲートウエイ(Foreign I/O Gateway)72およびリンキングデバイス(Linking Device)73は高速イーサネット(HSE)8を介してホストアプリケーション(Host Application)9に接続されている。これら高速イーサネット(HSE)に接続される機器をHSE機器という。
【0008】
これらHSE機器の各々はFDA(フィールドデバイスアクセスエージェント(Field Divice Access Agent))711、721、731を具備し、これらFDAを介してファンクションブロックやシステム管理機能と通信する構成になっている。また、HSEフィールドデバイス71の下位側にはデバイスハードウエア(Device Hardware)712が接続され、リンキングデバイス73の下位側にはH1フィールドデバイス(H1 field Device)732が接続されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来型のプロセス制御装置はHSE機器はとは全く異なる論理構造を持っているので、そのままではHSE機器としては使用できない。HSE機器対応のプロセス制御装置を開発しようとすると、以下のような課題があった。
【0010】
第1に、プロセス制御装置をフィールドバス化するためには全く異なる論理構造の機器を新規に開発しなければならず、開発期間が長くなるという課題があった。
【0011】
第2に、従来から多く使用されているプロセス制御装置、特にI/Oモジュールはそのままでは使用できない。I/Oモジュールを新規に開発し直すと制御装置自身より多くの開発投資が必要になり、また障害を組み込んでしまう可能性があるという課題があった。更に、I/Oモジュールの外部インターフェイスをフィールドバスに準拠するようにすると、製造・調整に別個の設備が必要になるという課題もあった。
【0012】
第3に、ファンクションブロックVFDやシステム管理VFDは多くのフィールドバス機器に共通の機能であるにもかかわらず、I/Oモジュール毎に設計しなければならないという課題もあった。
【0013】
第4に、I/O装置や制御装置を図10のHSEフィールドデバイス71としてまとめた場合、多くのI/Oモジュールを含む装置ではI/Oモジュールの構成毎に異なる機器に見えてしまい、システム設計が困難であるという課題があった。
【0014】
第5に、I/O装置や制御装置を図10のフォリンI/Oゲートウエイ72としてまとめた場合、I/Oモジュールの設定はHSE機器の範囲外になってしまうのでI/Oモジュールの設定に別個の装置が必要になり、システム設計の統一がとれないという課題があった。
【0015】
従って本発明が解決しようとする課題は、従来型のI/Oモジュールを簡単にフィールドバス対応型のプロセス制御装置に変換することができるフィールドバス対応型プロセス制御装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
センサなどから信号を取り込み、あるいは被制御機器に制御信号を出力する、少なくとも1つのI/Oモジュールと、
前記I/Oモジュールが接続されるI/Oバスと、
前記I/Oバス、および上位機器が接続されるシステムバスに接続され、
前記システムバスに接続され、上位機器と通信するFDAと、
このFDAと通信するファンクションブロックと、
このファンクションブロックと通信すると共に前記I/Oモジュールにアクセスし、前記システムバスを介して前記I/Oモジュール内のデータにアクセス要求があったときに、このアクセス要求を前記I/Oモジュールの対応するデータへのアクセス要求に変換して前記I/Oモジュールをアクセスするトランスデューサブロックと、
を具備し、接続されているI/Oモジュールの種類を読み出して、保持している前記I/Oモジュールの設計情報からそのI/Oモジュールが必要としている情報を生成するFDAアダプタと、
を具備したものである。従来型のI/Oモジュールをそのまま使用することができ、かつ任意のI/Oモジュールを用いてフィールドバス対応のプロセス制御機器を構成することができる。
【0020】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、従来型のI/Oモジュールとトランスデューサブロックで第1のファンクションブロックVFDと、それとは別にファンクションブロックを含む第2のファンクションブロックVFDを構成し、第2のファンクションブロックVFD内のファンクションブロックが第1のファンクションブロックVFD内のトランスデューサブロックを介して従来型のI/Oモジュールにアクセスするようにしたものである。ファンクションブロックの規模を小さくすることができる。
【0021】
請求項3記載の発明は、請求項1ないし請求項2記載の発明において、前記FDAアダプタ内に、制御機能を具備したファンクションブロックVFDを具備したものである。I/O装置をコントローラとして使用することができる。
【0022】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし請求項3いずれかに記載の発明において、前記I/Oバス、およびセグメント番号が付与されたフィールドバスに接続され、フィールドバスインターフェイスを具備した通信モジュールと、前記フィールドバスに接続され、アドレスが付与された少なくとも1台のフィールドバス機器とを具備し、前記セグメント番号および前記アドレスを用いて前記フィールド機器をアクセスするようにしたものである。拡張が容易でかつ上位機器から全てのフィールド機器にアクセスすることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は本発明の一実施例を示す構成図である。この図において、1はHSE(高速イーサネット)対応のプロセス制御装置であり、複数のI/Oモジュールブロック11、I/Oバス12およびFDAアダプタ131、132から構成されている。I/Oモジュールブロック11とFDAアダプタ131,132はI/Oバス12により接続され、FDAアダプタ131,132は高速イーサネットのシステムバス2に接続されている。なお、FDAアダプタ132は2重化のためのものであり、省略される場合もある。
【0024】
このような構成において、システムバス2からI/Oバス12を見たときに、仮想フィールドバスに見えるようにFDAアダプタ131(132)を構成する。また、I/Oバス12に繋がっているI/Oモジュールブロック11は、システムバス2からは仮想フィールドバス機器に見えるように構成する。
【0025】
この仮想フィールドバスのアドレスはI/Oバス12のアドレスから計算される。図2の表はI/Oバスのアドレスと仮想フィールドバスのアドレスの関係の一例を表したものである。例えば、I/Oモジュール11が0x0000から0x100バイト毎にアドレスを持っているとすると、仮想フィールドバスのアドレスは図2の表のように変換される。
【0026】
図3に、図1のプロセス制御装置の論理的な構造を示す。なお、図1と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。この図において、111、112はそれぞれI/Oモジュールブロック11に含まれるファンクションブロックVFDおよびシステム管理VFDである。また、ファンクションブロックVFD111はリソースブロックRB,トランスデューサブロックTB、ファンクションブロックFBおよびI/O部113で構成されている。I/O部113は図7で説明した従来型のI/Oモジュール51と同じような働きをし、トランスデューサブロックTBを介して情報のやりとりを行う。また、FDAアダプタ131(132)は図10のリンキングデバイス73として動作する。
【0027】
次に、本発明の他の実施例を示す。図1または図3の構成ではI/Oモジュールブロック11内部にファンクションブロックVFD111およびシステム管理VFD112を構成しなければならないために、従来型のI/Oモジュールがそのままでは使用できず、改造が必要になる。この欠点を除くための構成を図4に示す。なお、この図では煩雑さを避けるために、図1および図3に示した冗長化したFDAアダプタ132は省略した。また、図3および図8と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【0028】
図4において、3はHSE対応のプロセス制御装置であり、FDAアダプタ31およびI/Oモジュール51で構成されている。また、FDAアダプタ31はFDA311、システム管理VFD312、トランスデューサブロックTB、リソースブロックRBおよびファンクションブロックFBから構成されている。
【0029】
トランスデューサブロックTBはI/Oモジュール51のI/O部分511と情報を交換し、FDA311はリソースブロックRB,ファンクションブロックFBおよびシステム管理VFD312と情報のやり取りを行う。また、FDA311はファンクションブロックFBを介してトランスデューサブロックTBと通信し、またシステムバス2を介して上位機器と通信する。I/Oモジュール51は図8で説明した従来のI/Oモジュールと同じものであり、FDA311はFDAアダプタ131とほぼ同じ機能を有する。また、システム管理VFD312は図3のシステム管理VFD112と同じ機能を有する。
【0030】
このような構成において、I/Oモジュール51、リソースブロックRB、トランスデューサブロックTBおよびファンクションブロックFBでファンクションブロックVFD321を、このファンクションブロックVFD321とシステム管理VFD312とでI/Oモジュールブロック32を構成していると考えることができる。
【0031】
このI/Oモジュールブロック32は、図3のI/Oモジュールブロック11に相当する。すなわち、この実施例ではI/Oモジュール毎にシステム管理VFDとリソースブロックRB、トランスデューサブロックTB,ファンクションブロックFBをFDAアダプタ4内に構成し、I/Oバス(図示せず)を介してI/Oモジュール51にアクセスするようにする。2つのVFDはI/Oモジュール51内のI/OデータとトランスジューサブロックTB間のデータ変換あるいは等値化を行う。そのため、従来のIOモジュールをそのまま使用できるという特徴がある。
【0032】
図5に、I/Oモジュール51とトランスデューサブロックTBおよびFDA311との関係を示す。トランスデューサブロックTB内には、ブロックタグ(Block Tag)TB1、モード(Mode)TB2、プライマリパラメータ(Primary Parameter)TB3、セカンダリパラメータ(Secondary Parameter)TB4,プライマリスケール(Primary Scale)TB5およびキャリブレーション(Calibration)TB6の各種情報が含まれている。
【0033】
これらの情報のうち、ブロックタグTB1とモードTB2はトランスデューサブロックTBが含まれているFDAアダプタ31に内蔵されているが、その他の情報はI/Oモジュール51内にその実体が存在する。I/Oモジュール51内には、前記表1で説明した入力データIN、入力レンジRANGE、構成データCALIBおよび周囲温度TEMPの設定データがあり、それぞれ入力データINはプライマリパラメータTB3に、入力レンジRANGEはプライマリスケールTB5に、構成データCALIBはキャリブレーションTB6に、周囲温度TEMPはセカンダリパラメータTB4に対応している。トランスデューサブロックTBがこれらの値を読み書きするときは、I/Oモジュール51の対応するデータを参照するようにする。
【0034】
すなわち、システムバス2から要求があったときは、I/Oモジュール51のこれらの設定データへのアクセスも行う。システムバス2からトランスデューサブロックTBの設定情報へのアクセス要求があったときは、トランスデューサブロックTBはそれをI/Oモジュール51内の対応するデータへのアクセス要求に変換して、I/Oモジュール51に伝達する。逆に、アクセス要求が読み出しの場合は、トランスデューサブロックTBはI/Oモジュール51から対応するデータを読み出して、それを変換してシステムバス2に伝える。なお、FDAアダプタ31内のデータへのアクセス要求があったときには、このFDAアダプタ31内部で処理を完結する。
【0035】
図4および図5で説明した実施例では、実装されているI/Oモジュールの種類とそのI/Oモジュールが必要とする情報をFDAアダプタが持っていることを前提にしている。しかし、FDAアダプタは各I/Oモジュールの設計情報(そのI/Oモジュールが必要とする情報を生成するための情報)のみを持っており、接続されているI/Oモジュールの種類を読み出して、保持している設計情報からそのI/Oモジュールが必要とする情報を生成するようにしてもよい。このようにすると、任意のI/Oモジュールを接続することができる。
【0036】
通常、FDAアダプタは接続されているI/Oモジュールの種類を知る手順が確立されている。例えば、I/Oバスを介して特定のアドレスのデータを読み出すと、そのI/OモジュールのIDを知ることができるようになっている。この機能を使用すれば、接続されているI/Oモジュールの種類を知ることができる。このようにすると、FDAアダプタ31に接続するI/Oモジュールを任意に選ぶことができるという効果がある。
【0037】
図6に本発明の他の実施例を示す。なお、図4と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図6において、32はFDAアダプタであり、ファンクションブロックVFD322の一部とファンクションブロックVFD323とシステム管理VFD312およびFDA311で構成されている。
【0038】
ファンクションブロックVFD322は図4のファンクションブロックVFD321と同様の構成になっている。すなわち、従来型のI/Oモジュール51とリソースブロックRBおよびトランスデューサブロックTBで構成されている。ただし、ファンクションブロックFBは含まれていない。ファンクションブロックVFD323はリソースブロックRB1とファンクションブロックFB1で構成されている。ファンクションブロックFB1はトランスデューサブロックTBを介してI/Oモジュール51にアクセスする。動作は図4実施例とほぼ同じなので、説明を省略する。
【0039】
このような構成にすると、ファンクションブロックの規模を小さくすることができる。図4の実施例では1つのファンクションブロックVFDの中にI/Oモジュール51とファンクションブロックFBがあるので、例えばI/Oモジュール51のアナログ入力点数が16点だとすると、使用するか否かにかかわらず16個のアナログインプットファンクションブロックが必要になる。しかしながら、図6の実施例ではI/Oモジュール51のあるファンクションブロックVFD322内にはファンクションブロックFBが存在しない。そのため、トランスデューサブロックTBを介してI/Oモジュール51を使用するファンクションブロックVFD323には、実際に使用する点数のアナログインプットファンクションブロックを作れば足りるので、ファンクションブロックFB1の規模を小さくすることができる。
【0040】
また、FDAアダプタの中には複数のファンクションブロックVFDを作りこむことができるので、例えばファンクションブロックVFDの中にPIDブロックを作りこむことによって、制御装置として使用することもできる。すなわち、I/O装置をコントローラとして使用することが可能になる。
【0041】
I/Oモジュールがフィールドバスインターフェイスの場合、そのモジュールはフィールドバスへのブリッジとして表現される。そのようなシステムの構成を図7に示す。なお、図4と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。図7において、41はI/Oバスであり、FDAアダプタ31、通信モジュール421および422、複数のI/Oモジュール51が接続されている。通信モジュール421、422はフィールドバスインターフェイスを有するI/Oモジュールである。通信モジュール421にはフィールドバス431が接続され、その先に複数のフィールドバス機器44が接続されている。また、通信モジュール422にはフィールドバス432が接続され、その先に複数のフィールドバス機器44が接続されている。
【0042】
このような構成において、各々のバスにはセグメント番号が、バスに接続されている機器(モジュール)にはアドレスが付されている。例えば、I/Oバス41にはセグメント番号100が、フィールドバス431、432にはそれぞれセグメント番号101、104が付されている。また、I/Oモジュール41に繋がっているFDAアダプタ31にはアドレス14が、その他のモジュールには20から24までのアドレスが付されている。同様にして、フィールドバス431、432に繋がっている機器にも図7に示すアドレスが付されている。このようにすると、セグメントとアドレスを指定することにより、システムバス2を介して繋がっている上位機器から全てのI/Oモジュールとフィールド機器を認識することができる。
【0043】
なお、図1ないし図6で説明した実施例ではFDAアダプタがHSEの仕様を満たすので、プロセス制御装置の設定は市販の設定ソフトを用いて他のHSE機器やフィールドバス機器と同様に行うことができ、特別な設定ソフトが不要であるという特徴がある。さらに、市販のフィールドバス用エンジニアリングツールでシステム設計ができるという特徴もある。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項1記載の発明によれば、センサなどから信号を取り込み、あるいは被制御機器に制御信号を出力する少なくとも1つのI/Oモジュールと、前記I/Oモジュールが接続されるI/Oバスと、前記I/Oバス、および上位機器が接続されるシステムバスに接続され、このシステムバスに接続され上位機器と通信するFDAと、このFDAと通信するファンクションブロックと、このファンクションブロックと通信すると共に前記I/Oモジュールにアクセスし、前記システムバスを介して前記I/Oモジュール内のデータにアクセス要求があったときに、このアクセス要求を前記I/Oモジュールの対応するデータへのアクセス要求に変換して前記I/Oモジュールをアクセスするトランスデューサブロックとを具備し、接続されているI/Oモジュールの種類を読み出して、保持している前記I/Oモジュールの設計情報からそのI/Oモジュールが必要としている情報を生成するFDAアダプタとを具備した。従来型のI/OモジュールにFDAアダプタを取り付ける形で実現できるので、従来型のI/Oモジュールを容易にフィールドバス型の機器に変換することができるという効果がある。さらに、任意のI/Oモジュールを用いてフィールドバス対応のプロセス制御機器を構成することができるという効果もある。
【0047】
また、FDAアダプタを取り付けるだけなので、開発期間が短縮され、開発費を低く抑えることができるという効果もある。また、障害を組み込んでしまう可能性も少ない。さらに、既存の製造設備を変更する必要がなく、稼動中のプロセス制御装置にFDAアダプタを追加することで、HSE機器に対応させることができるという効果もある。
【0049】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、従来型のI/Oモジュールとトランスデューサブロックで第1のファンクションブロックVFDと、それとは別にファンクションブロックを含む第2のファンクションブロックVFDを構成し、第2のファンクションブロックVFD内のファンクションブロックが第1のファンクションブロックVFD内のトランスデューサブロックを介して従来型のI/Oモジュールにアクセスするようにしたものである。ファンクションブロックの規模を小さくすることができるという効果がある。
【0050】
請求項3記載の発明は、請求項1ないし請求項2記載の発明において、前記FDAアダプタ内に、制御機能を具備したファンクションブロックVFDを具備した。従来型のI/O装置に制御機能を追加することができるという効果がある。
【0051】
請求項4記載の発明によれば、請求項1ないし請求項3いずれかに記載の発明において、前記I/Oバス、およびセグメント番号が付与されたフィールドバスに接続され、フィールドバスインターフェイスを具備した通信モジュールと、前記フィールドバスに接続され、アドレスが付与された少なくとも1台のフィールドバス機器とを具備し、前記セグメント番号および前記アドレスを用いて前記フィールド機器をアクセスするようにしたものである。フィールドバス通信モジュールを自然な形で接続でき、かつ上位機器から全てのフィールド機器にアクセスすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】I/Oバスアドレスと仮想フィールドバスアドレスの対応の一例を示す表である。
【図3】本発明の一実施例の詳細を示した構成図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図5】I/Oモジュールとトランスデューサブロックの対応を説明するための図である。
【図6】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図7】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図8】従来のプロセス制御機器の構成図である。
【図9】I/Oモジュールの論理構造を説明するための図である。
【図10】フィールドバス協会の論理モデルを説明するための図である。
【符号の説明】
1、3 HES対応プロセス制御装置
11、32 I/Oモジュールブロック
111 ファンクションブロックVFD
112 システム管理VFD
113 I/O部
12 I/Oバス
131 FDAアダプタ
2 システムバス
322、323 ファンクションブロックVFD
431、432 フィールドバス
51 I/Oモジュール
TB トランスデューサブロック
FB、FB1 ファンクションブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a process control device such as a control station and a process I / O, and more particularly to a field bus compatible process control device that converts a conventional I / O device or control device to a field bus type.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows an internal configuration of a process control device (also referred to as an I / O device or a control device). In this figure,
[0003]
The I /
[0004]
The
[0005]
FIG. 9 is a table showing the relationship between I / O module addresses and process I / O data. The I / O bus interface of the I /
[0006]
At present, the communication protocol and data structure of the
[0007]
FIG. 10 shows a logical model of the Fieldbus Association. An
[0008]
Each of these HSE devices includes FDAs (Field Device Access Agents) 711, 721, and 731 and communicates with function blocks and system management functions via these FDAs. A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional process control apparatus has a completely different logical structure from that of the HSE device, it cannot be used as it is as an HSE device. When trying to develop a process control apparatus compatible with HSE equipment, there were the following problems.
[0010]
First, in order to make a process control device into a field bus, a device having a completely different logical structure has to be newly developed, and there is a problem that a development period becomes long.
[0011]
Secondly, the process control devices that have been widely used in the past, especially I / O modules, cannot be used as they are. When the I / O module is newly developed, more development investment is required than the control device itself, and there is a problem that a failure may be incorporated. Furthermore, when the external interface of the I / O module conforms to the field bus, there is a problem that a separate facility is required for manufacturing and adjustment.
[0012]
Third, although the function block VFD and the system management VFD are functions common to many fieldbus devices, there is a problem that they must be designed for each I / O module.
[0013]
Fourth, when the I / O device and the control device are collected as the
[0014]
Fifth, when I / O devices and control devices are combined as the foreign I /
[0015]
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a process controller for fieldbus that can easily convert a conventional I / O module into a process controller for fieldbus.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the invention according to
At least one I / O module that captures a signal from a sensor or the like or outputs a control signal to a controlled device;
An I / O bus to which the I / O module is connected;
Connected to the I / O bus and a system bus to which a host device is connected;
An FDA connected to the system bus and communicating with a host device;
A function block that communicates with the FDA;
When communicating with the function block and accessing the I / O module, and when there is an access request for data in the I / O module via the system bus, the access request is handled by the I / O module. A transducer block for accessing the I / O module by converting it into an access request for data to be transmitted;
An FDA adapter that reads the type of the connected I / O module and generates the information required by the I / O module from the design information of the held I / O module;
Is provided. A conventional I / O module can be used as it is, and a process control device compatible with a fieldbus can be configured using an arbitrary I / O module.
[0020]
The invention according to
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the FDA adapter includes a function block VFD having a control function. An I / O device can be used as a controller.
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the communication module according to any one of the first to third aspects, wherein the communication module is connected to the I / O bus and a field bus to which a segment number is assigned and includes a field bus interface And at least one fieldbus device that is connected to the fieldbus and assigned an address, and the field device is accessed using the segment number and the address. Expansion is easy and all field devices can be accessed from the host device.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In this figure,
[0024]
In such a configuration, the FDA adapter 131 (132) is configured so that it looks like a virtual field bus when the I /
[0025]
The address of this virtual field bus is calculated from the address of the I /
[0026]
FIG. 3 shows a logical structure of the process control apparatus of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted. In this figure, 111 and 112 are a function block VFD and a system management VFD included in the I /
[0027]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the configuration of FIG. 1 or FIG. 3, since the
[0028]
In FIG. 4,
[0029]
The transducer block TB exchanges information with the I /
[0030]
In such a configuration, the I /
[0031]
This I /
[0032]
FIG. 5 shows the relationship between the I /
[0033]
Among these pieces of information, the block tag TB1 and the mode TB2 are built in the
[0034]
That is, when there is a request from the
[0035]
The embodiment described with reference to FIGS. 4 and 5 is based on the premise that the FDA adapter has the type of installed I / O module and the information required by the I / O module. However, the FDA adapter has only design information of each I / O module (information for generating information required by the I / O module), and reads the type of the connected I / O module. Further, information required by the I / O module may be generated from the stored design information. In this way, an arbitrary I / O module can be connected.
[0036]
Usually, a procedure for knowing the type of I / O module connected to the FDA adapter is established. For example, when data at a specific address is read via the I / O bus, the ID of the I / O module can be known. By using this function, it is possible to know the type of connected I / O module. In this way, there is an effect that an I / O module to be connected to the
[0037]
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 6,
[0038]
The
[0039]
With such a configuration, the scale of the function block can be reduced. In the embodiment of FIG. 4, since there are the I /
[0040]
In addition, since a plurality of function blocks VFD can be created in the FDA adapter, for example, by creating a PID block in the function block VFD, it can also be used as a control device. That is, the I / O device can be used as a controller.
[0041]
If the I / O module is a fieldbus interface, the module is represented as a bridge to the fieldbus. The configuration of such a system is shown in FIG. The same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 7,
[0042]
In such a configuration, a segment number is assigned to each bus, and an address is assigned to a device (module) connected to the bus. For example,
[0043]
In the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6, since the FDA adapter satisfies the HSE specification, the process control device can be set in the same manner as other HSE devices and fieldbus devices using commercially available setting software. It has a feature that no special setting software is required. In addition, the system design can be performed with a commercially available fieldbus engineering tool.
[0044]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the following effects can be expected according to the present invention. According to the first aspect of the present invention, at least one I / O module that takes in a signal from a sensor or the like or outputs a control signal to a controlled device, and an I / O bus to which the I / O module is connected The FDA is connected to the I / O bus and the system bus to which the host device is connected, and is connected to the system bus and communicates with the host device, the function block that communicates with the FDA, and the function block. When the I / O module is accessed and there is an access request for data in the I / O module via the system bus, the access request is converted into an access request to the corresponding data of the I / O module. A transducer block that converts and accesses the I / O module and is connected Reads the type of I / O modules, their I / O module from the design information of the I / O module that holds has and a FDA adapter to generate the information needed. Since it can be realized by attaching an FDA adapter to a conventional I / O module, there is an effect that the conventional I / O module can be easily converted into a fieldbus device. Furthermore, there is an effect that a process control device compatible with a fieldbus can be configured using an arbitrary I / O module.
[0047]
In addition, since only the FDA adapter is attached, the development period is shortened and the development cost can be kept low. Moreover, there is little possibility of incorporating a failure. Furthermore, there is no need to change existing manufacturing equipment, and there is an effect that it is possible to cope with HSE equipment by adding an FDA adapter to an operating process control apparatus.
[0049]
The invention according to
[0050]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a function block VFD having a control function is provided in the FDA adapter. There is an effect that a control function can be added to the conventional I / O device.
[0051]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or third aspect of the present invention, the I / O bus and a field bus assigned with a segment number are connected, and a field bus interface is provided. The communication module includes at least one fieldbus device connected to the fieldbus and assigned an address, and the field device is accessed using the segment number and the address. The fieldbus communication module can be connected in a natural manner, and all the field devices can be accessed from the host device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table showing an example of correspondence between I / O bus addresses and virtual fieldbus addresses.
FIG. 3 is a block diagram showing details of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining the correspondence between an I / O module and a transducer block;
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional process control device.
FIG. 9 is a diagram for explaining a logical structure of an I / O module.
FIG. 10 is a diagram for explaining a logical model of the fieldbus association.
[Explanation of symbols]
1, 3 HES compatible
112 System Management VFD
113 I / O section 12 I /
431, 432 Fieldbus 51 I / O module TB Transducer block FB, FB1 Function block
Claims (4)
前記I/Oモジュールが接続されるI/Oバスと、
前記I/Oバス、および上位機器が接続されるシステムバスに接続され、
前記システムバスに接続され、上位機器と通信するFDAと、
このFDAと通信するファンクションブロックと、
このファンクションブロックと通信すると共に前記I/Oモジュールにアクセスし、前記システムバスを介して前記I/Oモジュール内のデータにアクセス要求があったときに、このアクセス要求を前記I/Oモジュールの対応するデータへのアクセス要求に変換して前記I/Oモジュールをアクセスするトランスデューサブロックと、
を具備し、接続されているI/Oモジュールの種類を読み出して、保持している前記I/Oモジュールの設計情報からそのI/Oモジュールが必要としている情報を生成するFDAアダプタと、
を具備したことを特徴とするプロセス制御装置。At least one I / O module that captures a signal from a sensor or the like or outputs a control signal to a controlled device;
An I / O bus to which the I / O module is connected;
Connected to the I / O bus and a system bus to which a host device is connected;
An FDA connected to the system bus and communicating with a host device;
A function block that communicates with the FDA;
When communicating with the function block and accessing the I / O module, and when there is an access request for data in the I / O module via the system bus, the access request is handled by the I / O module. A transducer block for accessing the I / O module by converting it into an access request for data to be transmitted;
An FDA adapter that reads the type of the connected I / O module and generates the information required by the I / O module from the design information of the held I / O module;
A process control apparatus comprising:
前記フィールドバスに接続され、アドレスが付与された少なくとも1台のフィールドバス機器とを具備し、前記セグメント番号および前記アドレスを用いて前記フィールド機器をアクセスするようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれかに記載のプロセス制御装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising at least one fieldbus device connected to the fieldbus and assigned an address, wherein the field device is accessed using the segment number and the address. The process control apparatus according to claim 3.
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