JP4895036B2 - 分散型制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、制御バスを介して上位装置と通信すると共に、Ｉ／Ｏ装置を介してプラントの機器と通信し、内部に構築されたデータベースにアクセスするメインプロセッサを持つ制御装置を備える分散型制御装置に関するものである。
分散型制御装置におけるデータ収集に関しては、特許文献１に技術的な開示がある。図３は、従来の分散型制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。制御装置１は、制御バス２に接続され、同じくこの制御バスに接続された上位装置３と通信すると共に、Ｉ／Ｏ装置４を介してプラントの機器５１，５２，…５ｎと通信してこれらを制御する。上位装置３は、操作監視装置やプラントの機器管理装置等である。
制御装置１は、制御バス２とインターフェイスする通信コントローラ１１、この通信コントローラ１１内の通信処理手段１１ａとデータの授受をするメインプロセッサ１２、このメインプロセッサからアクセスされるデータベース１３を備える。
メインプロセッサ１２は、複数の制御処理プログラム１２ａ，１２ｂ…及びデータアクセス処理手段１２ｃを備える。メインプロセッサ１２は、Ｉ／Ｏ装置４を介してプラントの機器５１，５２，…５ｎと通信して機器にデータ設定すると共に、機器の各種情報を収集し、制御装置１の内部に構築したデータベース１３に、タグ管理情報及び各種プロセスデータを保持する。
制御処理プログラム１２ａ，１２ｂ…は、メインプロセッサ１２が備えるデータアクセス処理手段１２ｃにより、データベース１３にアクセスして制御に必要なタグ情報やプロセスデータを取得する。
上位装置３から制御装置１へのデータ取得要求処理の経路を説明する。まず、上位装置３から制御バス２経由で制御装置１へ渡される経路Ｃ１の通信フレームは、通信コントローラ１１の通信処理手段１１ａが受け付ける。
通信処理手段１１ａは、この通信フレームを経路Ｃ２でメインプロセッサ１２内のデータアクセス処理手段１２ｃに渡す。データアクセス処理手段１２ｃは、経路Ｃ３でデータベース１３内のタグ管理情報１３ａを参照し、プロセスデータ１３ｂ内で該当するデータの位置を特定し、そのデータを経路Ｃ４で収集し、それを経路Ｃ５で通信コントローラ１１に返す。
通信コントローラ１１内の通信処理手段１１ａは、経路Ｃ５で返されたデータを、制御バス２を経由する経路Ｃ６で要求元の上位装置３に返す。
従来の分散型制御装置における上位装置からのデータ取得要求処理の形態では、次のような問題がある。
（１）近年、機器管理システムＰＲＭ（Plant Resource Manager）の予知保全管理やＭＥＳ（Manufacturing Execution System）等により、上位装置３が制御装置１より取得するデータは大量になりつつある。現状の制御装置１の機能構成では、データベース１３にアクセスする処理は、全て制御演算処理を行うメインプロセッサ１２内で処理が行われる。
（１）近年、機器管理システムＰＲＭ（Plant Resource Manager）の予知保全管理やＭＥＳ（Manufacturing Execution System）等により、上位装置３が制御装置１より取得するデータは大量になりつつある。現状の制御装置１の機能構成では、データベース１３にアクセスする処理は、全て制御演算処理を行うメインプロセッサ１２内で処理が行われる。
そのため、大量のデータ取得要求あると、それが単なるデータ参照要求であっても、そのデータにアクセスするためにＣＰＵ資源が消費され、本来の制御処理に必要な大量かつ高速のデータ転送を阻害して制御に影響を与える。それが、大量のデータを取得する際のネックとなっている。
（２）また、制御バス２に接続されるネットワークからの不正アタックにより、大量の通信トラフィックが入った場合も、ＣＰＵの資源を消費するため、制御動作に影響を与える危険がある。
（３）現状の制御装置１の機能構成では、上位装置３が取得できるデータは、制御装置１内のデータベース１３が保持する、機器の制御に関連する情報に限定される。予知保全管理やＭＥＳでは、制御に直接関連しない機器の管理情報を必要とする場合があり、このような要求に対応できない。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、上位装置から制御装置に対して大量のデータ取得要求を行っても制御動作へ影響を与えない分散型制御装置の実現を目的としている。
このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）制御バスを介して上位装置と通信すると共に、Ｉ／Ｏ装置を介してプラントの機器と通信して前記機器にデータ設定すると共に、前記Ｉ／Ｏ装置を介して前記機器の各種情報を収集して構築したデータベースにアクセスして制御に必要な情報を取得するメインプロセッサを持つ制御装置を備える分散型制御装置において、
前記制御装置内に通信プロセッサを備え、
前記通信プロセッサは、前記上位装置からのデータ要求処理を示す通信フレームの内容を識別する通信フレーム識別手段およびデータ参照処理手段を具備し、前記通信フレームの識別内容がデータ設定処理であれば前記メインプロセッサに直接データ設定処理を渡し、前記通信フレームの識別内容がデータ参照処理であれば前記データ参照処理手段を介して前記制御装置内に構築された前記データベースにアクセスして取得したデータ、または前記データ参照処理手段および前記Ｉ／Ｏ装置を介して前記プラントの機器にアクセスして取得したデータを前記上位装置に渡すことを特徴とする分散型制御装置。
（１）制御バスを介して上位装置と通信すると共に、Ｉ／Ｏ装置を介してプラントの機器と通信して前記機器にデータ設定すると共に、前記Ｉ／Ｏ装置を介して前記機器の各種情報を収集して構築したデータベースにアクセスして制御に必要な情報を取得するメインプロセッサを持つ制御装置を備える分散型制御装置において、
前記制御装置内に通信プロセッサを備え、
前記通信プロセッサは、前記上位装置からのデータ要求処理を示す通信フレームの内容を識別する通信フレーム識別手段およびデータ参照処理手段を具備し、前記通信フレームの識別内容がデータ設定処理であれば前記メインプロセッサに直接データ設定処理を渡し、前記通信フレームの識別内容がデータ参照処理であれば前記データ参照処理手段を介して前記制御装置内に構築された前記データベースにアクセスして取得したデータ、または前記データ参照処理手段および前記Ｉ／Ｏ装置を介して前記プラントの機器にアクセスして取得したデータを前記上位装置に渡すことを特徴とする分散型制御装置。
（２）前記通信プロセッサは、前記上位装置より渡される通信フレームの内容に基づいて不要な通信フレームを破棄することを特徴とする（１）に記載の分散型制御装置。
本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）データにアクセスする処理は、通信プロセッサにより、通信フレームの内容に基づいてメインプロセッサに渡すデータ設定処理とデータ参照処理とを識別して実行されるので、制御に直接関係しないデータへのアクセスでＣＰＵ資源が消費されない。従って、本来の制御処理に必要な大量かつ高速のデータ転送が可能となる。
（１）データにアクセスする処理は、通信プロセッサにより、通信フレームの内容に基づいてメインプロセッサに渡すデータ設定処理とデータ参照処理とを識別して実行されるので、制御に直接関係しないデータへのアクセスでＣＰＵ資源が消費されない。従って、本来の制御処理に必要な大量かつ高速のデータ転送が可能となる。
（２）通信プロセッサは、渡される通信フレームの内容に基づいて不要な通信フレームを破棄することができるので、制御バス２に接続されるネットワークからの不正アタックにより、大量の通信トラフィックが入った場合も、ＣＰＵの資源を消費することがなく、制御動作に影響を与えない。
（３）通信プロセッサは、直接Ｉ／Ｏ装置を介して機器のデータを参照できる。これにより、上位装置３は、制御に直接関連しない機器の管理情報を、制御装置１を介して取得することができる。
（４）タグ名などの論理的な指定やデータを加工した状態でも、大量のデータ参照が可能となる。
（５）データ参照処理の追加、変更する場合に、制御装置を停止しないで変更が可能である。
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した分散型制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
本発明の従来装置に比較した特徴部は、制御装置１の通信コントローラ１００内に通信プロセッサ１０１を設けた構成にある。通信プロセッサ１０１は、通信フレーム識別手段１０１ａ及びデータ参照処理手段１０１ｂの機能を備えている。
上位装置３から制御バス２を経由する経路Ｃ１のデータ要求処理は、通信コントローラ１００が通信フレーム受付け、通信プロセッサ１０１に渡たす。通信プロセッサ１０１の通信フレーム識別手段１０１ａは、通信フレームの内容を判断し、処理を識別する。
通信フレームの内容が、メインプロセッサ１２によるデータ設定である場合には、制御に影響が出るので、メインプロセッサ内１２で処理が行われる。この場合は、従来装置と同様に経路Ｃ２乃至Ｃ６の通信により制御に必要なデータ設定と返信処理を実行する。
通信フレーム内容が、データ参照要求の場合には、データ参照処理手段１０１ｂに処理を委ねる。この場合、データ参照処理手段１０１ｂは、通信フレーム内のタグ名等から、データベース１３のタグ管理情報１３ａを経路Ｄ１で参照し、プロセスデータ１３ｂ内で該当するデータの位置を求め、そのデータを経路Ｄ２で通信プロセッサ１０１に返す。通信プロセッサ１０１は、そのデータを制御バス２を経由する経路Ｃ６でデータ要求元の上位装置３に返す。
通信フレーム識別手段１０１ａは、受け付ける通信の通信フレームが不要な場合には、通信プロセッサ１０１内で、その通信フレームを廃棄し、データ取得処理を実行しない。従って、制御バス２に接続されるネットワークからの不正アタックにより、大量の通信トラフィックが入った場合も、ＣＰＵの資源を消費することがなく、制御動作に影響を与えない。
データ参照処理手段１０１ｂは、通信フレーム内の指定により、複数データを同時に取得して返信したり、データを加工（例えば、各種ステータスを数値→文字列に変換する等）して返す機能を持たせることができる。
通信プロセッサ１０１内のデータ参照プログラムは、上位装置３または制御バス２に接続されるエンジニアリングステーション等の他のＰＣでエンジニアリングしてダウンロードすることで変更可能である。
図２は、本発明の他の実施形態を示す機能ブロック図である。この実施形態の特徴は、データ参照処理手段１０１ｂが、経路Ｄ１，Ｄ２でデータベース１３のデータにアクセスする機能に追加して、経路Ｄ３及びＤ４によりＩ／Ｏ装置４にアクセスする機能を備える構成にある。
この機能追加により、上位装置３は、制御に直接関連しない機器の管理情報を、制御装置１を介して取得することができ、ＰＲＭやＭＥＳでの多岐に亘るデータ取得要求に貢献することができる。
１ 制御装置
１２ メインプロセッサ
１２ａ，１２ｂ 制御処理プログラム
１２ｃ データアクセス処理手段
１３ データベース
１３ａ タグ管理情報
１３ｂ 各種プロセスデータ
２ 制御バス
３ 上位装置
４ Ｉ／Ｏ装置
５１，５２，…５ｎ 機器
１００ 通信コントローラ
１０１ 通信プロセッサ
１０１ａ 通信フレーム識別手段
１０１ｂ データ参照処理手段
１２ メインプロセッサ
１２ａ，１２ｂ 制御処理プログラム
１２ｃ データアクセス処理手段
１３ データベース
１３ａ タグ管理情報
１３ｂ 各種プロセスデータ
２ 制御バス
３ 上位装置
４ Ｉ／Ｏ装置
５１，５２，…５ｎ 機器
１００ 通信コントローラ
１０１ 通信プロセッサ
１０１ａ 通信フレーム識別手段
１０１ｂ データ参照処理手段
Claims (2)
- 制御バスを介して上位装置と通信すると共に、Ｉ／Ｏ装置を介してプラントの機器と通信して前記機器にデータ設定すると共に、前記Ｉ／Ｏ装置を介して前記機器の各種情報を収集して構築したデータベースにアクセスして制御に必要な情報を取得するメインプロセッサを持つ制御装置を備える分散型制御装置において、
前記制御装置内に通信プロセッサを備え、
前記通信プロセッサは、前記上位装置からのデータ要求処理を示す通信フレームの内容を識別する通信フレーム識別手段およびデータ参照処理手段を具備し、前記通信フレームの識別内容がデータ設定処理であれば前記メインプロセッサに直接データ設定処理を渡し、前記通信フレームの識別内容がデータ参照処理であれば前記データ参照処理手段を介して前記制御装置内に構築された前記データベースにアクセスして取得したデータ、または前記データ参照処理手段および前記Ｉ／Ｏ装置を介して前記プラントの機器にアクセスして取得したデータを前記上位装置に渡すことを特徴とする分散型制御装置。 - 前記通信プロセッサは、前記上位装置より渡される通信フレームの内容に基づいて不要な通信フレームを破棄することを特徴とする請求項１に記載の分散型制御装置。
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| JP2007128013A JP4895036B2 (ja) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | 分散型制御装置 |
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| JP2007128013A JP4895036B2 (ja) | 2007-05-14 | 2007-05-14 | 分散型制御装置 |
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